混凝土路面縱橫、縮、脹縫及其構(gòu)造

1、混凝土路面縱橫、縮、脹縫及其構(gòu)造一、接縫設(shè)置的原因混凝上面層是由一定厚度的混凝土面板組成的，具有熱脹冷縮的性質(zhì)。由于一年四季氣溫的變化，混凝土板會(huì)產(chǎn)生不同程度的膨脹和收縮。而在一晝夜戶，白天氣溫升高，混凝土板頂面溫度較底面為高，這種濕度坡差會(huì)造成面板的中部突起。夜間氣溫降低，混凝土板頂面溫度較底面為低，會(huì)使板的周圍和角隅翹起；(如圖2-8-6a)。這些變形會(huì)受到面板與基礎(chǔ)之間的摩阻力和粘結(jié)力，以及板自重和車輪荷載等的約束。致使板內(nèi)產(chǎn)生過大的應(yīng)力，造成板的斷裂(圖2-8-6b)或拱脹破壞(圖2-8-6c)。由圖2-8-6可見，由于翹曲而引起的裂縫，則在在裂縫發(fā)生后被分割的兩塊板體尚不致完全分離，

2、還具有傳遞荷載的能力，倘若板體溫度均勻下降引起收縮，則將使兩塊板拉開(圖2-8-6c)，從而失去傳遞荷載的能力。為了避免這些缺陷，水泥混凝土路面不得不在縱橫兩個(gè)方向設(shè)置許多接縫把整個(gè)路面分割成為許多板塊。水泥混凝土路面的接縫可分為縱縫和橫縫兩大類。與路線中線平行的接縫稱為縱縫，與路線垂直的接縫稱為橫縫。接縫設(shè)計(jì)應(yīng)能：控制收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力所引起的裂縫出現(xiàn)的位置；通過接縫提供足夠的荷載傳遞；防止堅(jiān)硬的雜物落入接縫縫隙內(nèi)。二、縱縫及其構(gòu)造1縱向縮縫當(dāng)一次鋪筑的寬度大于4.5m時(shí)，應(yīng)增設(shè)縱向縮縫?？v向縮縫可采用假縫加拉桿型，其構(gòu)造如圖2-8-7所示。設(shè)置拉桿，可以防止板塊橫向位移使縫隙擴(kuò)大，拉桿應(yīng)設(shè)

3、置在板厚的12處；在縮縫上部設(shè)置的槽口，一般應(yīng)在混凝土澆筑后，并達(dá)到一定的抗壓強(qiáng)度(碎石混凝土為6.012.0MPa礫石混凝土為9.012.0MPa)時(shí)，用切縫機(jī)進(jìn)行切割，或在混凝土澆筑時(shí)振人木條。槽門深度要適中，過淺，則混凝土截面的強(qiáng)度削弱得不夠，從而不能保證以后的開裂發(fā)生在接縫位置上；過深，則不規(guī)則斷裂面面積過少，接縫傳荷能力降低。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，槽深般為板厚的141/5，槽口寬度根據(jù)施工條件，宜盡可能窄些，通常為38mm。2縱向施工縫由于施工條件等原因，當(dāng)次鋪筑寬度小于路面寬度需分兩次以上澆筑時(shí)，則應(yīng)設(shè)置縱向施工縫。縱向施工縫按其構(gòu)造的不同，可分為平縫和企口縫兩種形式：一般采用平縫，并應(yīng)在板厚

4、中央設(shè)置拉桿，以防止接縫張開和板的上下錯(cuò)動(dòng)。其構(gòu)造如圖2-8-8所示。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，企口縫易產(chǎn)生破壞其原因有：榫舌尺寸過大，降低了接縫處的強(qiáng)度，并可能導(dǎo)致榫舌破壞；大而深的企口，在澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)漏漿，榫舌和棱角變形，拆模困難、振動(dòng)大，常給企口造成早期損傷，有時(shí)甚至振壞企口，需重新修補(bǔ)。這些損傷以細(xì)微紋潛于陰企口，在重復(fù)荷載作用下局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂縫發(fā)展直至破壞。此外，施工比較麻煩。三、橫縫及其構(gòu)造橫縫一般分為橫向縮縫、脹縫和橫向施工縫。1脹縫在脹縫處混凝土面板完全斷開，因而也稱之為真縫。脹縫的設(shè)置目的是為混凝土板的膨脹提供伸長(zhǎng)的余地，從而避免產(chǎn)生過大的熱壓應(yīng)力。脹縫的構(gòu)造如圖2-8

5、-9所示。脹縫必須貫穿到底，縫壁垂直：縫寬為2025cm，在板厚的中央設(shè)置傳力桿。傳力桿的一半以上應(yīng)涂瀝青或加塑料套，并加長(zhǎng)10cm的小套子，套底和傳力桿頭之間留3cm的空隙(用紗頭填)。其下部設(shè)接縫板(木板涂以瀝青)，上部34m范圍內(nèi)灌填縫料進(jìn)行封層。同結(jié)構(gòu)物相接處或與其他公路交叉處的脹縫，無法設(shè)置傳力桿時(shí)，可采用邊緣鋼筋型或厚邊型：其構(gòu)造如圖2-8-9a)、b)所示設(shè)置脹縫，給施工帶來不便。同時(shí)，由于施工時(shí)傳力桿設(shè)置不當(dāng)(未能正確定位)或封縫不好等原因使脹縫處的混凝土板常出現(xiàn)碎裂等病害。使用經(jīng)驗(yàn)和觀測(cè)資料表明，脹縫間距較短的路段(100m以下)，在使用過程中往往會(huì)出現(xiàn)脹縫縫隙增大，使依靠集

6、料嵌鎖作用的接縫傳荷能力大大降低；且因填縫料難于保持其效能，砂石等雜物便易于落入縫內(nèi)，造成接縫區(qū)的混凝土在膨脹受阻時(shí)產(chǎn)生碎裂破壞，或者拱起。少設(shè)(加大脹縫間距)或不設(shè)(僅在同結(jié)構(gòu)物交接處設(shè))脹縫，一方面便利了施工，另一方面約束了板的位移減少了接縫縫隙，使傳荷能力增加，錯(cuò)臺(tái)、碎裂和拱起等病害減少。因此，脹縫只設(shè)置在以下場(chǎng)合：鄰近橋梁或其他固定構(gòu)筑物處；與柔性路面相接處；板厚改變處；隧道口；小半徑平曲線和凹形豎曲線縱坡變換處。在鄰近構(gòu)造物處的脹縫，應(yīng)根據(jù)施工溫度至少設(shè)置兩條。除上述位置以外的脹縫宜盡量不設(shè)或少設(shè)，其間距可根據(jù)施工溫度、混凝土集料的膨脹性并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)具體確定。2拉桿拉桿是為了防止板

7、塊橫向位移而設(shè)置在縱縫上的異形鋼筋。拉桿應(yīng)采用螺紋鋼，設(shè)在板厚中央，并應(yīng)對(duì)拉桿中部10cm范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。拉桿的尺寸和間距可按表2-8-12選用。其最外邊的拉桿距接縫或自由邊的距離一般為2535cm。值得注意的是：表2-8-12中的數(shù)據(jù)系按鋼筋的屈服強(qiáng)度取286MPa，鋼筋同混凝土的容許粘結(jié)力取18MPa計(jì)算的，當(dāng)實(shí)際中采用的數(shù)值與上述數(shù)值不同時(shí)，拉桿的長(zhǎng)度和面積可根據(jù)下式計(jì)算：式中：Aa每延米縱縫長(zhǎng)所需拉桿的截面積，cm2；B設(shè)拉桿縱縫到相鄰縱縫或自由邊之間的距離，m；h混凝土板厚，cm；fsy鋼筋的屈服強(qiáng)度；MPa；L0一拉桿長(zhǎng)度，cm；d拉桿直徑，cm；Za鋼筋同混凝土的容許粘結(jié)應(yīng)力

8、，Mpa。3傳力稈傳力桿的設(shè)置目的是為了保證接縫的傳荷能力和路面的平整度，防止錯(cuò)臺(tái)等病害的產(chǎn)生。傳力桿主要用于橫向的接縫，采用光圓鋼筋。由于其在脹縫和縮縫所起的作用不同，尺寸上應(yīng)有所不同，前者要大些。對(duì)設(shè)在縮縫處的傳力扦，其長(zhǎng)度的一半再加5cm，應(yīng)涂以瀝青或加塑料套，涂瀝青端宜在相鄰板中交錯(cuò)布置；對(duì)設(shè)在脹縫處的傳力桿，尚應(yīng)在涂瀝青一端加一套子，內(nèi)留3cm的空隙，填以紗頭或泡沫塑料。套子端宜在相鄰板中交錯(cuò)布量。傳力桿尺寸及間距可按表2-8-13選用。其最外邊的傳力桿距接縫或自由邊的距離一般為1525cm。四、水泥混凝土路面與構(gòu)筑物的銜接與混凝土路面連接部位有瀝青路面、橋梁、涵洞和通道等，相接部位

9、與般路段有所不同。這些部位的混凝土路面往往會(huì)發(fā)生跳車現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車速度和舒適性以及路面的使用壽命。其原因是多方面的，主要?jiǎng)t是由于這些部位的差異沉降所致。防治的原則，一是減少這些部位的基礎(chǔ)竣工后的沉降量；二是加強(qiáng)和提高路面整體的耐久性。1混凝土路面與瀝青路而相接在混凝土路面和瀝青路面相接處，由于瀝青路面難以頂住混凝土面板末端的水平推力，因而首先在瀝青路面的一端，然后在混凝土路面的一端發(fā)生損壞。此外，出于瀝青路面與混凝土路面之間的沉降不同，使得接頭處變得不平整，引起跳車。因此，對(duì)高速公路和一級(jí)公路，混凝土路面與瀝青路面相接時(shí)，應(yīng)在瀝青路面面層下埋設(shè)長(zhǎng)度為3m的混凝土板，此板在混凝土路面相接的一

10、端的厚度與混凝土面板相同，另一端不小于15cm，如圖2-8-12所示。埋設(shè)在混凝土板與混凝土路面相接處的拉桿，應(yīng)采用螺紋鋼，直徑一般為25cm，長(zhǎng)70cm，間距40cm。對(duì)于其他各等級(jí)公路由于汽車行駛速度較低，交通量不大，水泥混凝土路面與瀝青路面相接，可采用混凝土預(yù)制塊過渡或徑相連接。2混凝土路面與橋梁相接混凝土路面與橋梁相接，可根據(jù)公路等級(jí)，使用要求和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)選用以下或其他適當(dāng)?shù)拇胧?。在各等?jí)的公路上，特別是在高等級(jí)的公路上，應(yīng)設(shè)置橋頭搭板。搭板與混凝上路面之間采用鋼筋混凝土面板過渡，其長(zhǎng)度不小于5m。搭板與鋼筋混凝土面板之間的接縫應(yīng)設(shè)置傳力桿。鋼筋混凝土面板與混凝土面板之間應(yīng)設(shè)置脹縫，如圖

11、2-8-13所示。當(dāng)與橋梁為斜交時(shí)，鋼筋混凝土面板的銳角部分應(yīng)采用鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，如圖2-8-16所示。鋼筋混凝土面板按鋼筋混凝土路面的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。搭板與鋼筋混凝土面板相接處設(shè)拉桿，其尺寸、間距和混凝土路面與瀝青路面相交時(shí)設(shè)置的拉桿相同。對(duì)于等級(jí)較低的公路，或作為高等級(jí)公路的過渡措施，橋頭可鋪筑一段混凝土預(yù)制塊或?yàn)r青路面，待沉降穩(wěn)定后，再鋪筑混凝土路面。當(dāng)橋頭設(shè)有搭板時(shí)，其長(zhǎng)度不小于5m；當(dāng)橋頭末設(shè)搭板時(shí)，其長(zhǎng)度不小于8m。3.構(gòu)造物橫穿公路為了防止過路構(gòu)造物如涵洞等上方的路面出現(xiàn)橫向裂縫、錯(cuò)臺(tái)和跳車等現(xiàn)象，應(yīng)將構(gòu)造物頂部及兩側(cè)適當(dāng)范圍內(nèi)的混凝土面板采用鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，或采用鋼筋混凝土面板。對(duì)于箱狀

12、構(gòu)造物，當(dāng)項(xiàng)面至板底的距離d小于80cm時(shí)，其頂面及兩側(cè)各6m范圍內(nèi)的混凝土板采用鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)d小于30cm或嵌入基層時(shí)，應(yīng)采用雙層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)。鋼筋網(wǎng)分別布設(shè)在距板底和板頂1/31/4板厚處。鋼筋采用直徑為1012mm的光面鋼筋，縱筋間距10cm，橫筋間距2030cm。如構(gòu)造物頂面上的基層厚度小于10cm，基層改為混凝土找平；當(dāng)d為3080cm時(shí)，可采用單層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，鋼筋網(wǎng)布設(shè)在距板頂1/31/4板厚處、鋼筋采用直徑為810mm的光圓鋼筋，縱筋間距1015cm，橫筋間距2030cm。板厚處，鋼筋采用直徑為1020mm的光面圓鋼筋，縱筋間距10cm，橫筋間距2030cm。4補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土面板

13、縱橫自由邊邊緣下的基礎(chǔ)，當(dāng)有可能產(chǎn)生較大的變形時(shí)，宜在板邊緣加設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，角隅加設(shè)發(fā)針形鋼筋或鋼筋網(wǎng)。(1)板邊補(bǔ)強(qiáng)混凝土面板邊緣部分的補(bǔ)強(qiáng)，一般選用2根1216mm的螺紋鋼筋，布置在板的下部，距板底為板厚的14，并不應(yīng)小于5cm，間距一般為10cm，鋼筋兩端應(yīng)向上彎起，如圖2-8-15所示。鋼筋保護(hù)層的最小厚度不應(yīng)小于5cm。(2)角隅補(bǔ)強(qiáng)角隅補(bǔ)強(qiáng)部分的補(bǔ)強(qiáng)，可選用2根直徑為1216mm的螺紋鋼，布置在板的上部，距板頂不應(yīng)小于5cm，距板邊為10cm，如圖2-8-16所示。板角小于90時(shí)，亦可采用雙層補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，鋼筋可選用直徑6mm，布置在板的上下部，距板頂和板底以510c為宜，如圖2-8-17所示。鋼筋保護(hù)層的最小厚度不應(yīng)小于5cm。橫向縮縫 橫向縮縫是為減少混凝土的收縮應(yīng)力和溫度翹曲應(yīng)力而設(shè)冒的。一般采用假縫形式，不設(shè)傳力桿。但在特重交通的公路上，由于荷載的重復(fù)作用次數(shù)多和軸載大，使接縫的傳荷能力迅速降低，出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，故宜加傳力桿：在其他各級(jí)交通的公路上，鄰近脹