水泥砼路面纵横、缩缝、胀缝、纵、横施工缝的定义
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一、接缝设置的原因
混凝上面层是由一定厚度的混凝土面板组成的,具有热胀冷缩的性质。由于一年四季气
温的变化,混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。而在一昼夜户,白天气温升高,混凝土板顶面温度较底面为高,这种湿度坡差会造成面板的中部突起。夜间气温降低,混凝土板顶面温度较底面为低,会使板的周围和角隅翘起;(如图2-8-6a)。这些变形会受到面板与基础之间的摩阻力和粘结力,以及板自重和车轮荷载等的约束。致使板内产生过大的应力,造成板的断裂(图2-8-6b)或拱胀破坏(图2-8-6c)。由图2-8-6可见,由于翘曲而引起的裂缝,则在在裂缝发生后被分割的两块板体尚不致完全分离,还具有传递荷载的能力,倘若板体温度均匀下降引起收缩,则将使两块板拉开(图2-8-6c),从而失去传递荷载的能力。
为了避免这些缺陷,水泥混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝.把整个路面
分割成为许多板块。水泥混凝土路面的接缝可分为纵缝和横缝两大类。与路线中线平行的接
缝称为纵缝,与路线垂直的接缝称为横缝。接缝设计应能:①控制收缩应力
和翘曲应力所引起的裂缝出现的位置;②通过接缝提供足够的荷载传递;③防止坚硬的杂物落入接缝缝隙内。
二、纵缝及其构造
1.纵向缩缝
当一次铺筑的宽度大于4.5m时,应增设纵向缩缝。纵向缩缝可采用假缝加拉杆型,其构造如图2-8-7所示。设置拉杆,可以防止板块横向位移使缝隙扩大,拉杆应设置在板厚的1/2处;在缩缝上部设置的槽口,一般应在混凝土浇筑后,并达到一定的抗压强度(碎石混凝土为6.0~12.0MPa.砾石混凝土为
9.0~12.0MPa)时,用切缝机进行切割,或在混凝土浇筑时振人木条。槽门深度要适中,过浅,则混凝土截面的强度削弱得不够,从而不能保证以后的开裂发生在接缝位置上;过深,则不规则断裂面面积过少,接缝传荷能力降低。根据经验,槽深—般为板厚的1/4—1/5,槽口宽度根据施工条件,宜尽可能窄些,通常为3~8mm。
2.纵向施工缝
由于施工条件等原因,当—次铺筑宽度小于路面宽度需分两次以上浇筑时,则应设置纵向施工缝。纵向施工缝按其构造的不同,可分为平缝和企口缝两种形式:一般采用平缝,并应在板厚中央设置拉杆,以防止接缝张开和板的上下错动。其构造如图2-8-8所示。根据国内外的实践经验,企口缝易产生破坏,其原因有:①榫舌尺寸过大,降低了接缝处的强度,并可能导致榫舌破坏;②大而深的企口,
在浇筑混凝土时出现漏浆,榫舌和棱角变形,拆模困难、振动大,常给企口造成早期损伤,有时甚至振坏企口,需重新修补。这些损伤以细微纹潜于阴企口,在重复荷载作用下.局部应力集中,导致裂缝发展直至破坏。此外,施工比较麻烦。
三、横缝及其构造
横缝一般分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝。
1.胀缝
在胀缝处混凝土面板完全断开,因而也称之为真缝。胀缝的设置目的是为混凝土板的膨胀提供伸长的余地,从而避免产生过大的热压应力。胀缝的构造如图2-8-9所示。胀缝必须贯穿到底,缝壁垂直:缝宽为2.0~2.5cm,在板厚的中央设置传力杆。传力杆的一半以上应涂沥青或加塑料套,并加长10cm的小套子,套底和传力杆头之间留3cm的空隙(用纱头填)。其下部设接缝板(木板涂以沥青),上部3~4m范围内灌填缝料进行封层。同结构物相接处或与其他公路交叉处的胀缝,无法设置传力杆时,可采用边缘钢筋型或厚边型:其构造如图2-8-9a)、b)所示。
设置胀缝,给施工带来不便。同时,由于施工时传力杆设置不当(未能正确定位)或封缝不好等原因.使胀缝处的混凝土板常出现碎裂等病害。使用经验和观测资料表明,胀缝间距较短的路段(100m以下),在使用过程中往往会出现胀缝缝隙增大,使依靠集料嵌锁作用的接缝传荷能力大大降低;且因填缝料难于保持其效能,砂石等杂物便易于落入缝内,造成接缝区的混凝土在膨胀受阻时产生碎裂破坏,或者拱起。少设(加大胀缝间距)或不设(仅在同结构物交接处设)胀缝,一方面便利了施工,另一方面约束了板的位移.减少了接缝缝隙,使传荷能力增加,错台、碎裂和拱起等病害减少。因此,胀缝只设置在以下场合:邻近桥梁或其他固定构筑物处;与柔性路面相接处;板厚改变处;隧道口;小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。在邻近构造物处的胀缝,应根据施工温度至少设置两条。除上述位置以外的胀缝宜尽量不设或少设,其间距可根据施工温度、混凝土集料的膨胀性并结合当地经验具体确定。
2.
1.拉杆
拉杆是为了防止板块横向位移而设置在纵缝上的异形钢筋。拉杆应采用螺纹钢,设在板厚中央,并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。拉杆的尺寸和间距可按表2-8-12选用。
其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为25~35cm。
值得注意的是:表2-8-12中的数据系按钢筋的屈服强度取286MPa,钢筋同混凝土的容许粘结力取1.8MPa计算的,当实际中采用的数值与上述数值不同时,拉杆的长度和面积可根据下式计算:
式中:Aa——每延米纵缝长所需拉杆的截面积,cm2;
B——设拉杆纵缝到相邻纵缝或自由边之间的距离,m;
h——混凝土板厚,cm;
fsy——钢筋的屈服强度;MPa;
L0一—拉杆长度,cm;
d——拉杆直径,cm;
Za——钢筋同混凝土的容许粘结应力,Mpa。
2.传力秆
传力杆的设置目的是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度,防止错台等病害的产生。
传力杆主要用于横向的接缝,采用光圆钢筋。由于其在胀缝和缩缝所起的作用不同,尺寸上应有所不同,前者要大些。对设在缩缝处的传力扦,其长度的一半再加5cm,应涂以沥青或加塑料套,涂沥青端宜在相邻板中交错布置;对设在胀缝处的传力杆,尚应在涂沥青一端加一套子,内留3cm的空隙,填以纱头或泡沫塑料。套子端宜在相邻板中交错布量。传力杆尺寸及间距可按表2-8-13选用。
其最外边的传力杆距接缝或自由边的距离一般为15~25cm。
五、水泥混凝土路面与构筑物的衔接
与混凝土路面连接部位有沥青路面、桥梁、涵洞和通道等,相接部位与—般路段有所不同。这些部位的混凝土路面往往会发生跳车现象,严重影响行车速度和舒适性以及路面的使用寿命。其原因是多方面的,主要则是由于这些部位的差异沉降所致。防治的原则,一是减少这些部位的基础竣工后的沉降量;二是加强和提高路面整体的耐久性。
1.混凝土路面与沥青路而相接
在混凝土路面和沥青路面相接处,由于沥青路面难以顶住混凝土面板末端的水平推力,因而首先在沥青路面的一端,然后在混凝土路面的一端发生损坏。此外,出于沥青路面与混凝土路面之间的沉降不同,使得接头处变得不平整,引起跳车。因此,对高速公路和一级公路,混凝土路面与沥青路面相接时,应在沥青路面面层下埋设长度为3m的混凝土板,此板在混凝土路面相接的一端的厚度与混凝土面板相同,另一端不小于15cm,如图2-8-12所示。埋设在混凝土板与混凝土路面相接处的拉杆,应采用螺纹钢,直径一般为25cm,长70cm,间距40cm。对于其他各等级公路.由于汽车行驶速度较低,交通量不大,水泥混凝土路面与