水泥砼路面缩缝、胀缝、施工缝的定义及设置规则分析.pdf
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1、水泥砼路面缩缝、胀缝、施工缝的定义及设置规则 水泥砼路面有纵横、缩缝、胀缝、纵、横施工缝,对初学者可谓错综复杂,感觉繁琐。 怎样才能全部搞清楚它们之间的关系呢?需要系统的开一下小课。 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
2、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: 控制收缩应力和翘曲应力所引 起的裂缝出现的位置; 通过接缝提供足够的荷载传递;防止坚
3、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 12 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 6.012.0MPa砾石混凝土为9.012.0MPa)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141/
4、5,槽口宽度根据施工条件,宜尽可能窄些,通常为38mm。 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:榫舌尺寸过大,降低了接缝处的强度, 并可能导致榫舌破坏;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
5、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 02 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 34m 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
6、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
7、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2535cm 。 值得注意的是:表2-8-12 中的
8、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18MPa 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
9、 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 1525cm 。 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
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