水泥混凝土路面设计.ppt

a) 横向剖面
b) 纵向剖面
图 6.1.1 边缘钢筋布置（尺寸单位：mm）
6、混凝土面层配筋设计 6.1 特殊部位配筋
6.1.2 对于承受极重、特重或重交通的胀缝、施工缝和自由边的 面层角隅以及承受极重交通的缩缝面层角隅，宜配置角隅钢筋。 通常选用2根直径为12～16mm的螺纹钢筋，置于面层上部，距 顶面不小于50mm，距边缘为100mm，如图6.1.2所示。
图 6.1.3-2 箱形构造物横穿公路处的面层配筋（H0 为 800～1600mm）（尺寸单位：mm）
6、混凝土面层配筋设计 6.1 特殊部位配筋
6.1.4 混凝土面层下有圆形管状构造物横向穿越，其顶面至面层 底面的距离小于1200mm时，在构造物两侧各1.5（H+1）， 且不小于4m的范围内，混凝土面层内应布设单层钢筋网，钢筋 网设在距面层顶面1/4~1/3厚度处，如图6.1.4所示。钢筋尺 寸和间距及传力杆接缝设置与6.1.3条相同。
图 6.1.4 圆形管状构造物横穿公路处的面层配筋（H0 小于 1200mm）（尺寸单位：mm）
6、混凝土面层配筋设计
6.2 钢筋混凝土面层配筋
6.2.1 钢筋混凝土面层的配筋量按式（6.2.1）确定。
As
16Lsh
f sy
（6.2.1）
As——每延米混凝土面层宽（或长）所需的钢筋面积（mm2）； Ls——纵向钢筋时，为横缝间距（m）；横向钢筋时，为无拉杆 的纵缝或自由边之间的距离（m）； h——面层厚度（mm）；
6、混凝土面层配筋设计
6.3 连续配筋混凝土面层配筋
6.3.1 连续配筋混凝土面层的纵向配筋量按下述要求确定： 1 纵向钢筋埋置深度处的裂缝缝隙平均宽度不大于0.5mm； 2 横向裂缝的平均间距不大于1.8m； 3 钢筋所承受的拉应力不超过其屈服强度。满足上述要求所需的

五、组合式（双层式）混凝土路面
铺筑两层混凝土板的路面结构
适用于： 在缺乏品质良好的材料时，下层用当地品质较差的材料修筑板， 上层用好的材料铺筑板，以降低造价 在改建旧混凝土路面时 根据板之间的结合程度分类：
结合式：上下混凝土板牢固结合，成为整体
分离式：上下混凝土板之间铺以厚1~2cm的隔离层 部分结合式：在旧混凝土面层（清理）上直接铺筑的水泥混凝土 板，接缝应对齐但形式可以不同
作用:控制混凝土的收缩应力和翘曲应力
按设置位置分为 1)横向缩缝：通常垂直与路中线，等间距布置 2)纵向缩缝：在混凝土一次铺筑宽度大于4.5m时设置，接缝平行 于路中线 按设置方式分为 假缝：设置在纵缝和横缝位置，在混凝土表层做一槽口，待槽口 下的混凝土断裂后，依靠断裂面处集料的嵌锁作用传递荷载
公路施工技术
公路施工技术
3、细集料 细集料可采用天然砂或石屑。优质的混凝土用砂应具有高的 密度和小的比表面。
公路施工技术
4、水 5、外加剂 为了改善混凝土的技术性质，有时在混凝土的制备过程中 加入一定量外加剂。 6、钢筋 钢筋的品种、规格、 应符合设计要求。
公路施工技术
三、接缝材料 接缝材料包括接缝板和填缝料类。接缝板用于胀缝中，填缝料 用于所有接缝中。 1、接缝板的技术要求 胀缝材料一般下部为接缝板、上部为填缝料。接缝板应具有一 定的压缩性和弹性，当混凝土膨胀时不挤出，收缩时能与混凝土 板缝联结不产生间隙；施工时不变性且耐腐蚀。
设拉杆假缝 (纵缝)
拉杆
h
公路施工技术
接缝的槽口施工方法 1) 切缝（锯缝）：在硬化混凝土中锯切方式 2) 压缝：在新鲜混凝土中压入的方 槽口的构造形状 窄而深的形式 加宽上部槽口，形成下窄上宽（深宽度比在1.5~3.0）的断面

计算厚度加6mm磨损厚度后，按10mm向上取整，作为混凝土 面层的设计厚度。
1 交通分析——交通荷载分级
水泥路面的设计轴载及轴载换算
按疲劳断裂设计标准进行结构分析时，以轴重100kN的单轴-双轮
组荷载作为设计轴载。对极重交通荷载等级的水泥混凝土路面，宜
选用货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作
贫混凝土或碾压混凝土基层上应铺设沥青混凝土夹层，厚度 不宜小于40mm。无机结合料稳定碎石基层上应设封层。
面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土。
平面尺寸及接缝设计
❖ 平面布局宜采用矩形分块，其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝 两侧的横缝不得相互错位。
❖ 纵向接缝的间距（板宽）宜在3.0~4.5m范围内选用。 ❖ 横向接缝的间距（板长）应按面层类型和厚度选定（普通水泥混
混凝土面层板的温度翘曲应力系数CL与单层板公式不同。
温度翘曲应力系数CL
CL
1 11
sinh t cost cosht sin t cost sin t sinh t cosht
t L / 3rg
knrg4 Dc r3 knr4 Dc rg3
1
r
Dc
Dc
Db Db
kn
r ( pr tr ) fr r ( p.max t.max ) fr
r bpr fbr
水泥混凝土路面设计示例
设计示例
公路自然区划Ⅲ区新建一条高速公路，单向三车道，行车道宽 11.75m。路基土为黄土（低液限粉土），路床顶距地下水位2.0m， 当地粗集料主要为花岗岩。拟采用碾压混凝土做基层。应交通调查分 析得知，设计轴载Ps=100KN，最重轴载Pm=250KN，设计车道使用 初期设计轴载日作用次数为42000，交通量年平均增长率为7%。试 设计该路面厚度。

材料设计参数
➢2）依据粒料类别选取粒料层的回弹模量，可查表2-24确定。 ➢3）无机结合料稳定类基层或底基层的回弹模量，应采用考虑结构层 收缩开裂后的有效模量，查表2-46确定。
材料设计参数
表2-45 路基回弹模量湿度调整系数
土组
路床顶距地下水位的距离（m）
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
细粒质砾（GF）、土质砾（GM、GC） 0.81～0.88 0.86～1.00 0.91～1.00 0.96～1.00
—
—
细粒质砂（SF）、土质砂（SM、SC） 0.80～0.86 0.83～0.97 0.87～1.00 0.90～1.00 0.94～1.00
—
低液限粉土（ML）
0.71～0.74 0.75～0.81 0.78～0.89 0.82～0.97 0.86～1.00 0.94～1.00
低液限黏土（CL）
0.70～0.73 0.72～0.80 0.74～0.88 0.75～0.95 0.77～1.00 0.81～1.00
≥0.8
2000～4000
800～2000
100～300
0.5～0.8
1000～2000
400～1000
50～200
≥4.0
1300～1700
—
小结
材料性质的确定和材料参数的选取是水泥混凝土路面设计的关键环 节，设计过程中对材料性质的要求以及对设计参数的合理选取是确保路 面使用性能及寿命的前提，应当引起足够重视。
水泥路面材料性质要求 和设计参数
模块二
01
公路
02
路面设计
03
04
识读沥青路面

与其他新技术的比较
在公路路面施工中，还有其他一些新技术，如温拌沥青技术 、橡胶沥青技术等。这些技术各有特点和优势，但公路路面 施工新技术具有更高的性能指标和应用前景，是未来公路建 设的重要发展方向。
03
公路路面施工新技术分类
热拌沥青混合料技术
总结词
广泛应用的技术
详细描述
热拌沥青混合料技术是目前公路路面施工中应用最为广泛的技术之一。它通过加热沥青和集料，在热 状态下混合搅拌，形成沥青混合料，再经过摊铺和压实，形成沥青路面。该技术具有较高的强度和稳 定性，能够满足各种交通负载的要求。
详细描述
该城市道路采用温拌沥青混合料技术，有效降低了施工 温度和能耗，减少了有害气体排放，提高了施工安全性 ，为城市道路建设提供了新的解决方案。
失败案例：某公路沥青路面施工质量问题分析
总结词
技术落后、质量不达标、安全隐患
详细描述
该公路沥青路面施工过程中存在技术落后、质量控制不 严格等问题，导致路面出现裂缝、车辙等质量缺陷，存 在严重的安全隐患，需要加强施工质量控制和技术更新 。
高速公路
高速公路的车流量大，对 路面的耐久性和安全性要 求高，新型路面施工技术 将得到广泛应用。
农村公路
农村公路修建资金有限， 新型路面施工技术的推广 将有助于降低修建成本和 维护费用。
THANKS
感谢观看Βιβλιοθήκη 特点新型技术具有高强度、高耐磨、 高耐久性等特点，能够有效提高 路面的使用性能和寿命，同时还 能降低施工成本和维修费用。
新技术的重要性及应用范围
重要性
随着交通量的不断增加和路面使用要求的提高，传统的路面施工技术已经难以满足现代公路建设的需要。采用新 技术可以提高路面的整体性能，减少维修和重建的频率，降低交通拥堵和事故风险，对于保障交通安全和经济发 展具有重要意义。

• 因此. 在保证使用性能的前提下. 应尽可能选用价廉、货源充足、加 工方便、总成本低的材料. 以取得最大的经济效益. 提高产品在市场上 的竞争力.
• 低合金钢的强度比碳钢高. 工艺性能接近碳钢. 因此. 选用低合金钢往 往经济效益比较显著. 在选用材料时. 还应立足于我国的资源. 并考虑 我国的生产和供应情况. 例如能用硅锰钢的. 就尽量不要用铬镍钢. 此 外. 对同一企业来说. 所选用的材料种类、规格应尽量少而集中. 以便 于采购和管理. 减少不必要的附加费用.
来衡量.相对来说,表面平整度是一项宏观控制指标.不平整的路面表面 会增大行车阻力,并使车辆产生附加的振动作用.这种振动会造成行车 颠簸,影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适感.同时,振动 作用还会对路面施加冲击力,从而加剧路面和汽车机件的损坏以及轮 胎的磨损,并增大燃油的消耗.另外,不平整的路面还会积滞雨水,加速路 面的破坏.因此,要求路面具有与公路等级相应的足够的平整度. • ４.具有足够的表面抗滑性能
应的承载能力、行车速度、舒适性、安全性的性能.路面结构在行车 荷载和冷热、干湿气候因素的多次重复作用下,路面材料的性能产生 老化衰变,路面使用性能将逐步降低,从而逐渐产生疲劳破坏和塑性形 变累积,缩短路面的使用年限.因此,路面结构必须具备足够的抗疲劳强 度以及抗老化和抗累积形变的能力,以保持或延长路面的使用寿命.
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第一节 零件的失效形式和选材原则
• (二) 材料的工艺性应满足加工要求 • 材料的工艺性是指材料适应某种加工的能力. 在选材中. 与使用性能比
较. 材料的工艺性能常处于次要地位. 但在某些特殊情况下. 工艺性能 也会成为选材的主要依据. 高分子材料的成形工艺比较简单. 切削加工 性比较好. 但其导热性差. 在切削过程中不易散热. 易使工件温度急剧 升高而使其变焦(热固性塑料) 或变软(热塑性塑料). 陶瓷材料成形后硬 度极高. 除了可以用碳化硅、金刚石砂轮磨削外. 几乎不能进行其他加 工. 金属材料如果用铸造成形. 最好选择共晶成分或接近共晶成分的合 金. 如果用锻造成形. 最好选用组织呈固溶体的合金.

路面设计原则与方法
设计原则
满足道路使用功能要求，保证行车安全舒适；考虑当地自然条件和交通特性， 做到因地制宜、合理选材；注重环保、节约资源，实现可持续发展。
设计方法
根据道路等级、交通量、地形地貌等因素进行综合分析，确定路面结构类型和 材料选择；运用计算机辅助设计软件进行路面结构设计和优化；通过试验路段 验证设计方案的可行性和经济性。
推动科技进步
道路工程的发展需要先进 的科技支撑，同时也推动 了相关领域的科技进步和 创新。
02
CATALOGUE
路面施工基础知识
路面结构类型及特点
柔性路面
采用沥青等柔性材料铺设 ，具有较好的抗滑性和平 整度，适用于高速公路等 要求较高的道路。
刚性路面
采用水泥混凝土等刚性材 料铺设，具有较高的承载 能力和稳定性，适用于重 载交通等道路。
CATALOGUE
路面施工安全与环保要求
安全防护措施及规范操作
穿戴安全防护用品
施工人员必须佩戴安全帽、穿防滑鞋、穿戴反光背心等。
设置安全警示标志
在施工区域前后设置明显的安全警示标志，提醒过往车辆和行人注 意安全。
规范操作机械设备
严格按照机械设备操作规程进行操作，确保设备安全稳定运行。
环保法规及标准要求
案例二：某高速公路新建项目
项目背景
该项目是一条新建的高速公路，连接两个重要城市，对于 促进区域经济发展具有重要意义。
施工方案
采用水泥混凝土路面施工方案，先进行路基处理和排水系 统建设，然后浇筑水泥混凝土路面，最后进行养护和交通 标志标线设置。
施工难点
该项目路线长、工程量大、施工周期紧，同时需要应对复 杂的地形和气候条件。
道路工程路面施 工课件ppt

A 由松散粒料（砂、砾石、炉渣） 组成的透水性垫层 B 无机结合料修筑的稳定类垫层
第二节 路面类型及基本要求
一、路面类型
1、按照面层所用材料：
A、沥青路面
B、水泥砼路面 C、砂石路面等。
第二节 路面类型及基ຫໍສະໝຸດ 要求 2、按照使用品质，材料组成类型 以及结构强度的稳定性，分为： A、高级路面
第一节 路面结构及层次划分
3、垫层
在路基土质较差、水温情况不 良时，宜在基层之下设置垫层， 起排水、隔水、防冻、防污或扩 散荷载应力等作用。
第一节 路面结构及层次划分
（1）作用
A、改善土基湿度和温度状况
B、将基层传下的荷载应力加以扩 散
第一节 路面结构及层次划分
（2）修筑材料
B、次高级路面 C、中级路面
D、低级路面
第二节 路面类型及基本要求
3、根据路面结构的力学特性和设 计方法的相似性，可分为： A、柔性路面
B、刚性路面 C、半刚性路面
第二节 路面类型及基本要求
柔性路面（flexible pavement） 用柔性结构层组成的路面称柔性 路面。 特点：刚度较小
抗弯拉强度较小
主要靠路面材料的抗压、抗剪切强 度来承受车辆荷载作用的路面。
第二节 路面类型及基本要求
刚性路面（rigid pavement）
用水泥混凝土作面层或基层的路面 称刚性路面。 特点：强度高
抗弯拉强度高 弹性模量高 主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度 承受荷载
第二节 路面类型及基本要求
基层主要起承重作用，应具有 足够的强度。基层有时设两层， 分别称为上基层和下基层。
第一节 路面结构及层次划分
（1）作用

水泥混凝土路面基层上打桩放样；清底即是 认真清扫基层。天气干燥时可适当洒水润湿 基层。
（2）安装模板。水泥混凝土路面施工时使用 的模板类型和要求，与一般混凝土结构工程 相同。当模板为钢模时，通常采用高度与面 层板厚相同的槽钢。安装模板时，用铁钉将 模板按预先标定的位置打入基层并固定它。
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（5）沥青混合料的压实及成型。压实过程应按初压、复压、
终压(包括成型)三个阶段进行。碾压时压路机组合方式及 碾压步骤应科学合理。初压应在混合料摊铺后较高温度 条件下进行，应采用轻型双轮钢筒式压路机（机重60～ 80kN）或关闭振动装置的振动压路机碾压两遍，使混合 料初步压实；复压应紧接在初压后进行，宜采用重型轮 胎式压路机（机重≥150kN），也可采用振动压路机或钢 筒式压路机（机重≥120kN），通常碾压不少于4～6遍， 具体遍数应经试压确定；终压应紧接在复压后进行。终 压后选用压路机型号与初压时相同，宜压2～4遍，并要 求压后无轮迹，路面表面平整度符合要求。
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应当注意，压路机应以慢而均匀的速度从外 侧向路中心碾压，碾压时不得产生摊移、开 裂。沥青混合料粘轮时，可向碾压轮上洒少 许水，但不得洒柴油。遇到压路机无法压实 的地方时应及时手工夯压密实。
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9.2.3 乳化沥青碎石混合料路面施工（录像）
乳化沥青碎石混合料宜采用拌和厂机械拌和， 其施工方法、施工顺序和施工要求基本上与 沥青混凝土路面相同。在条件限制时也可以 现场用人工拌制。因乳化沥青与热拌沥青的 特性的差异，造成乳化沥青碎石混合料路面 施工有些不同，要点如下：
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分离式混凝土加铺层结构设计 ➢ 1、在旧混凝土面层与加铺层之间应设置隔离层。隔离层材料宜选用 沥青混凝土，厚度不宜小于40mm。 ➢ 2、分离式混凝土加铺层的接缝形式和位置，应按新建混凝土面层的 要求布置。
（1）增加沥青加铺层的厚度。 （2）在加铺层沥青混合料中掺加纤维及橡胶等改性剂。 （3）在旧混凝土板顶面或加铺层内设置应力吸收层、聚醋玻纤布或 者土工织物夹层。 （4）沥青加铺层下层采用大粒径沥青碎石。 ➢ 4、沥青加铺层厚度应兼顾混合料的公称最大粒径相匹配和减缓反射 裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm，其他等 级公路的最小厚度宜为80mm。
旧水泥混凝土路面加铺层设计
➢ 3、旧混凝土面层的接缝传荷能力分为4个等级，分级标准见下表。
旧水泥混凝土路面加铺层设计
➢ 4、板底脱空可根据面层板角隅处的多级荷载弯沉测试结果，并综合 考虑自即泥和错台发展程度以及接缝传荷能力进行判别，也可采用雷达、 声波检测仪器检测板底脱空状况。
旧混凝土路面结构参数调查 ➢ 1、旧混凝土面层厚度的标准值可根据钻孔芯样的量测高度按下列公 式计算确定。
路基路面工程
旧水泥混凝土路面加铺层设计
一般规定 ➢ 1、在进行旧混凝土路面加铺层设计之前，应调查下列内容:
（1）公路修建和养护技术资料：路面结构和材料组成、接缝构造及 养护历史等。
（2）路面损坏状况：损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等。 （3）路面结构强度：路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面 层厚度和混凝土强度等。 （4）巳承受的交通荷载及预计的交通需求：交通量、轴载组成及增 长率等。 （5）环境条件：沿线气候条件、地下水位以及路基和路面的排水状 况等。 （6）桥隧净空：沿线跨线桥以及隧道的净空要求等。

横向缩缝构造（尺寸单位：mm） a）设传力杆假缝型；b）不设传力杆假缝型
横向施工缝构造（尺寸单位：mm） a）设传力杆平缝型；b）设拉杆企口缝型
2．纵向接缝 纵向接缝的布设应根据路面宽度和施工铺筑宽度而定。 一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝，纵向施 工缝采用平缝形式；一次铺筑宽度大于 4.5m 时，应设置纵向 缩缝，纵向缩缝采用假缝形式。 拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚的中央，并对拉杆中部 10cm 范围内作防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照表12-7 选用。 连续配筋混凝土路面的纵缝拉杆可由板内横向钢筋延伸穿过 接缝代替拉杆。




宽度：宽度应比混凝土面板每侧宽出 300～650mm。路肩采用 混凝土面层，其厚度与行车道面层板相同时，基层宽度宜与 路基同宽。 碾压混凝土作基层时，应设置与混凝土面层板相对应的纵、 横接缝。采用贫混凝土基层时，若弯拉应力超过 1.8MPa，应 设置与混凝土面层板相对应的横向接缝；一次摊铺宽度大于 7.5m，还应设置纵向缩缝。 排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透 水底基层，厚度一般为 200mm 。底基层顶面应铺设沥青封层 或防水土工织物。 在基层下若未设置垫层，而上路床土质为细粒土、粘土质砂 或级配不良砂（承受特重或重交通时），或者上路床土质为 细粒土（承受中等交通时），均应在基层下设置底基层。底 基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料， 厚度可取200mm。

轮载作用于板中部时，板所产生的最大应力约为轮 载作用与板边部时的2/3。因此，面层板应该采用中 间薄两边厚的型式，以适应荷载变化。一般边部厚 度约比中部大25%，是从路面最外侧板的边部，在 0.6-1.0m宽度范围内逐渐加厚。但对土基和基层施