路面工程.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除路面工程路面是指用筑路材料铺在路基顶面,供车辆直接在其表面行驶的一层或多层的道路结构层。是用筑路材料铺在路基上供车辆行驶的层状构造物。具有承受车辆重量、抵抗车轮磨耗和保持道路表面平整的作用。路面的具体要求有: 足够的强度,抵抗车辆对路面的破坏或产生过大的形变; 较高的稳定性,使路面强度在使用期内不致因水文、温度等自然因素的影响而产生幅度过大的变化; 一定的平整度,以减小车轮对路面的冲击力,保证车辆安全舒适地行驶; 适当的抗滑能力,避免车辆在路面上行驶、起动和制动时发生滑溜危险; 行车时不致产生过大的扬尘现象,以减少路面和车辆机件的损坏,减少环境污
2、染。路面按其力学特征可以分为: 刚性路面 在行车荷载作用下能产生作用,具有较高的抗弯强度,如水泥混凝土路面。 柔性路面 如沥青路面 它的强度和稳定性在很大程度上取决于土基和基层的特性。抗弯强度较小。抗弯强度是指材料抵抗弯曲不断裂的能力有些路面材料在修建早期具有柔性路面特性,后期近乎刚性路面特性,对这种路面有时称为半刚性路面,如石灰稳定土、水泥稳定土,石灰粉煤灰、石灰炉渣等材料建成的路面。路面结构根据设计要求和就地取材的原则,路面可用不同材料分层铺筑。低、中级路面一般结构层次较少,通常包括面层、基层、垫层层次。 面层是直接同行车和大气相接触的层次。承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力的作用,
3、同时又受到降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此,面层应较其他各层具有更高的结构强度、刚度、不透水和温度稳定性,表面还应有良好的平整度、粗糙度和耐磨性。面层有时采用上下两层的双层结构。 基层是路面结构中的承重部分。主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层传下来的力扩散到垫层或土基,故基层也应具有足够的强度和刚度。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈,但也应具有足够的水稳定性,以防基层湿软后产生过大的变形,导致面层损坏。 垫层是介于基层(或底基层)和土基之间的层次。其主要作用为改善土基的湿度和温度状况,以保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,并扩散由基层传来的荷载以减小土基产生的变形,故垫层常铺设在土基
4、水温状况不良地段。在冻深较大的地区铺设的能起防冻作用的垫层称为防冻层;在地下水位较高的地区铺设能起隔水作用或防止地表积水下渗的垫层称为隔离层。常用的垫层材料有砂、砾石、炉渣、石灰土、炉渣石灰土等透水性或稳定性较好的材料。 土基是路面的基础,它承受由路面传递下来的车轮荷载及路面的自重。它不属路面结构层次,但设计路面时必须以土基状况为依据,路基路面应综合设计。水泥混凝土路面一、水泥混凝土路面的特点:1水泥混凝土路面具有以下优点:(1)强度高:混凝土路面具有较高的抗压强度和抗弯拉强度以及抗磨耗能力。(2)稳定性好:混凝土路面的水稳性、热稳性均较好,特别是它的强度能随着时间的延长而逐渐提高,不存在沥青
5、路面的那种老化现象。(3)耐久性好:由于混凝土路面的强度和稳定性好,所以它经久耐用,一般能使用2040年,而且它能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。(4)养护费用少、经济效益高:与沥青混凝土路面相比,水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用均较少。它的建筑投资虽较大,但使用年限长,故所分摊于每年的工程费用较少。(5)有利于夜间行车:混凝土路面色泽鲜明,能见度好,对夜间行车有利。2水泥混凝土路面的缺点:(1)对水泥和水的需要量大:这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。(2)有接缝:一般混凝土路面要建造许多接缝,这些接缝不但增加施工和养护的复杂性,而且容易引起行车跳动。 (3)开放交通较迟:一
6、般混凝土路面完工后,要经过1520天的湿治养生,才能开放交通。(4)修复困难:混凝土路面损坏后,开挖很困难,修补工程量大,费用高,且影响交通。 二、对材料的要求:1水泥:通常应选用强度高、干缩性小、抗磨性能及耐久性能好的水泥,通常使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,若采用其他品种的水泥,必须满足路用性能和经济性要求。2.粗集料:为获得密实、高强、耐久性好、耐磨耗的混凝土,粗集料(碎石或砾石)必须质地坚硬、耐久、干净,有良好的级配。 粗集料的粒状以接近正方体为佳。3.细集料细集料的粒径范围为0.155mm。细集料分为天然砂(如河砂、海砂或山矿等)和人工轧制石料得到的人工砂(如石屑等)两种。人工砂具有
7、较多棱角,其和易性不及天然砂。4.水饮用水一般均适用于混凝土。5.外加剂:常用的外加剂有流变剂、调凝剂及引气剂三大类。 (1)流变剂:流变剂是改善新拌混凝土流变性能的外加剂,如塑化剂、减水剂和流化剂,而减水剂是这类外加剂最典型代表。混凝土加入适量的减水剂,可在保持新拌混凝土工作性相同的情况下,显著地降低水灰比;(2)调凝剂:调凝剂是调节水泥凝结时间的外加剂,是促凝剂、速凝剂和缓凝剂的总称。促凝剂:是缩短混凝土中水泥浆从塑性状态转化到固体状态所需时间的外加剂。常用促凝剂有水玻璃、铝酸钠、碳酸钠、氟化钠、氯化钙和三乙醇胺等。其中氯化钙、三乙醇胺等还兼有早强剂的作用。早强剂:通常采用的有氯化钙(Ca
8、Cl2)早强剂,三乙醇复合早强剂等。速凝剂:是使水泥混凝土迅速凝结和硬化的外加剂,可用于冬季施工。6接缝材料:接缝材料按使用性能分为接缝板和填缝料两类。1.接缝板如杉木板、纤维板、泡沫橡胶板、泡沫树脂板等。2.填缝料如沥青橡胶类、聚氯乙烯胶泥类、沥青码蹄脂类等水泥混凝土摊铺机是将从搅拌输送车或自卸卡车中卸出的混合料,沿路基按给定的厚度、宽度及路型进行摊铺的机械。水泥混凝土接缝的处理一、 接缝的构造与布置 混凝上面层是由一定厚度的混凝土板所组成,它具有热胀冷缩的性质。温度的变化会形成板的中部隆起的趋势、板的周边和角隅发生翘起的趋势。这些变形会造成板的断裂或拱胀等破坏。 为避免这些缺陷,混凝土路面
9、不得不在纵横两个方向设置许多接缝,把整个路面分割成许多板块。 混凝土板一般采用矩形,纵向和横向接缝一般垂直相交,纵缝两侧的横缝不得互相错位。 1. 横缝 (1)概念:横向接缝是垂直于行车方向的接缝。 (2)分类:缩缝、胀缝和施工缝。 (3)胀缝 概念:胀缝保证板在温度升高时能部分伸张,从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏,同时胀缝也能起到缩缝的作用。 构造 缝宽:缝隙宽约2025mm。如施工时气温较高,或胀缝间距较短,应采用低限;反之用高限。缝隙上部34cm深度内浇灌填缝料,下部则设置富有弹性的嵌缝板,它可由油浸或沥青浸制的软木板制成。 传力杆:对于交通繁重的道路,为保证混凝土板之间能有效
10、地传递荷载,防止形成错台,应在胀缝处板厚中央设置传力杆。传力杆一般长4060cm,直径2025mm的光圆钢筋,每隔3050cm设一根。杆的半段固定在混凝土内,另半段涂以沥青、套上长约810cm的铁皮或塑料套筒,筒底与杆端之间留出宽约34cm的空隙,并用木屑与弹性材料填充,以利板的自由伸缩。在同一条胀缝上的传力杆,设有套筒的活动端最好在缝的两边交错布置。 垫枕:由于设置传力杆需用钢材,故有时不设传力杯,而在板下用100号混凝土或其它刚性较大的材料,铺成断面为矩形或梯形的垫枕。当用炉渣石灰上等半刚性材料作基层时,可将基层加厚形成垫枕,结构简单,造价低廉。为防止水经过胀缝渗入基层和土基,还可在板与垫
11、枕或基层之间铺一层或两层油毛毡或2cm厚沥青砂。 (4)缩缝 概念:缩缝保证极因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂,从而避免产生不规则的裂缝。 构造 缝形式及尺寸:缩缝一般采用假缝形式,即只在板的上部设缝隙,当板收缩时将沿此最薄弱断面有规则地自行断裂。缩缝缝隙宽38mm,深度约为板厚的1/5l/4,一般为56cm,近年来国外有减小假缝宽度与深度的趋势。假缝缝隙内亦需浇灌填缝料,以防地面水下渗及石砂杂物进入缝内。 传力杆:由于缩缝缝隙下面板断裂面凹凸不平,能起一定的传荷作用,一般不必设置传力杆,但对交通繁重或地基水文条件不良路段,也应在板厚中央设置传力杆。这种传力杆长度为3040cm,直径
12、1416mm,每隔3060cm设一根,一般全部锚固在混凝土内,以使缩缝下部凹凸面的传荷作用有所保证;但为便于板的翘曲,有时也将传力杆半段涂以沥青,称为滑动传力杆,而这种缝称为翘曲缝。 应当补充指出,当在胀缝或缩缝上设置传力杯时,传力杆与路面边缘的距离,应较传力杆间距小些。 (5)施工缝 概念:混凝土路面每天完工以及因雨天或其它原因不能继续施工时,而形成的缝。 施工缝应尽量做到胀缝处。如不可能,也应做至缩缝处,并做成施工缝的构造形式。 构造 施工缝采用平头缝或企口缝的构造形式。平头缝上部应设置深为34cm,宽为510mm的沟槽,内浇灌填缝料。为利于板间传递荷载,在板厚的中央也应设置传力杆。传力杆
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