第十四章 水泥混凝土路面 §14-1 概述 水泥混凝土路面，包括普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混凝土等面层板和基(垫)层所组成的路面。目前采用最广泛的是就地浇筑的普通混凝土路面，简称混凝土路面。 所谓普通混凝土路面，是指除接缝区和局部范围(边缘和角隅)外不配置钢筋的混凝土路面。与其它类型路面相比，混凝土路面具有以下优点： (1)强度高，混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的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20～40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)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。 但是，混凝土路面也存在一些缺点，主要有以下几方面： (1)对水泥和水的需要量大，修筑0.2m厚、7m宽的混凝土路面，每1000m要耗费水泥约400～500t和水约250t，尚不包括养生用的水在内，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，影响行车的舒适性，接缝又是路面的薄弱点，如处理不当，将导致路面板边和板角处破坏。 (3)开放交通较迟，一般混凝土路面完工后，要经过28天的湿治养生，才能开放交通，如需提早开放交通，则需采取特殊措施。 (4)修复困难，混凝土路面损坏后，开挖很困难，修补工作量也大，且影响交通。 §14-2 水泥混凝土路面构造 一、土基和基层 (一)土基 理论分析表明，通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小，一般不超过0.05MPa。因此，混凝土板下似不需要有坚强的土基支承。然而，如果土基的稳定性不足，在水温变化的影响下出现较大的变形，特别是不均匀沉陷，则仍将给混凝土面板带来很不利的影响。实践证明，由于土基不均匀支承，使面板在受荷时底部产生过大的弯拉应力，导致混凝土路面产生破坏。因此，混凝土路面下的路基必须密实、稳定和均匀。路基一般要求处于干燥或中湿状况，过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的路基必须经过处理。 路基的不均匀支承，可能由下列因素所造成： (1)不均匀沉陷——湿软地基未达充分固结；土质不均匀，压实不充分、填挖结合部以及新老路基交接处处理不当。 (2)不均匀冻胀——季节性冰冻地区，土质不均匀(对冰冻敏感性不同)；路基潮湿条件变化。 (3)膨胀土—在过干或过湿(相对于最佳含水量)时压实；排水设施不良等。 控制路基不均匀支承的最经济、最有效的方法是：①把不均匀的土掺配成均匀的土；②控制压实时的含水量接近于最佳含水量，并保证压实度达到要求；③加强路基排水设施，对于湿软地基，则应采取加固措施；④加设垫层，以缓和可能产生的不均匀变形对面层的不利影响。 (二)基层 混凝土面层下设置基层的目的是：  图14-1 兼起排水作用的粒料基层 1-盲沟；2-通过路肩的基层 (1)防唧泥——混凝土面层如直接放在路基上，会由于路基土塑性变形量大，细料含量多和抗冲刷能力低而极易产生唧泥现象。铺设基层后，可减轻以至消除唧泥的产生。但未经处治的砂砾基层，其细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。 (2)防冰冻——在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基层，可以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用。 (3)减小路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响。 防水——在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面层板下的水分(如图14-1)以及隔断地下毛细水上升。  图14-2 重复荷载作用下基层的累积变形 (砂砾基层曲线上数字为压实系数) (5)为面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便。 (6)提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。 因此，除非土基本身就是有良好级配的砂砾类土，而且是良好排水条件的轻交通道路之外，都应设置基层。同时，基层应具有足够的强度和稳定性，且断面正确，表面平整。理论计算和实践都已证明，采用整体性好，(具有较高的弹性模量如贫混凝土、沥青混凝土、水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石等)的材料修筑基层，可以确保混凝土路面良好的使用特性和延长路面的使用寿命。因此，基层材料的技术要求必须符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-93）的要求。因为如果基层出现较大的塑性变形累积(主要在接缝附近)，面层板将与之脱空，支承条件恶化，从而增加板的应力；同时，若基层材料中含有过多的细料，还将促使唧泥和错台等病害产生。图14-2所示为两种基层在荷载重复作用下的塑性变形累积曲线。 由图14-2可以看出，砂砾基层在荷载重复作用后的累积变形量很大，且原始压实度越低，形变累积量便越大；而用少量水泥(4%)稳定砂砾的基层，在经受重复荷载作用4.5×105次后，并未出现可量测到的塑性变形(图14-2上方横坐标)。因此，无机结合料稳定类基层成为混凝土路面(特别在交通繁重的路段上)最适用的基层类型。如因条件限制而只能采用未经处治的粒料基层时，必须严格控制细料含量并保证压实要求。 基层厚度以20cm左右为宜。研究资料表明，用厚基层来提高土基的支承力，或者说借以降低面层应力或减薄面层厚度一般是不经济的。但是随着稳定类基层厚度的减小，基层底面的弯拉应力随之增大，因此基层厚度不宜太薄。 基层宽度应比混凝土路面板每侧各宽出25～35cm（采用小型机具或轨道式摊铺机施工）或50～60cm（采用滑模摊铺机施工），或与路基同宽，以供施工时安装模板，并防止路面边缘渗水至土基而导致路面破坏。 在冰冻深度大于0.5m的季节性冰冻地区，为防止路基可能产生的不均匀冻胀对混凝土面层的不利影响，路面结构应有足够的总厚度，以便将路基的冰冻深度约束在有限的范围内。路面结构的最小总厚度，随冰冻线深度、路基的潮湿状况和土质而异，其数值可参照表14-1选定。超出面层和基层厚度的总厚度部分可用基层下的垫层(防冻层)来补足。 表14-1 水泥混凝土路面结构防冻最小厚度(cm) 路基干湿类型 路基土质 设计年限内当地最大冻深（cm）    50～100 100～150 150～200 >200  中湿路段 粘性土 细亚砂土 30～50 40～60 50～70 60～95   粉性土 40～60 50～70 60～85 70～110  续表14-1 路基干湿类型 路基土质 设计年限内当地最大冻深（cm）    50～100 100～150 150～200 >200  潮湿路段 粘性土 细亚砂土 40～60 50～70 60～90 75～120   粉性土 45～70 55～80 70～100 80～130  二、混凝土面板 理论分析表明，轮载作用于板中部时，板所产生的最大应力约为轮载作用于板边部时的2/3。因此，面层板的横断面应采用中间薄两边厚的型式（图14-3），以适应荷载应力的变化。一般边部厚度较中部约大25%，是从路面最外两侧板的边部，在0.6～1.0m宽度范围内逐渐加厚。但是厚边式路面对土基和基层的施工带来不便；而且使用经验也表明，在厚度变化转折处，易引起板的折裂。因此，目前国内外常采用等厚式断面。混凝土面板应保证表面平整、耐磨、抗滑。 混凝土面板的平整度以3米直尺量测为准。3米直尺与路面表面的最大间隙高速公路和一级公路不应大于3毫米；其它各级公路不应大于5毫米。 混凝土面板的抗滑标准以构造深度为指标。高速公路和一级公路不应低于0.8毫米；其它各级公路不应低于0.6毫米。  图14-3混凝土路面横断面示意图 三、排水要求 混凝土路面的排水应根据公路等级、地形、地质；气候、年降雨量、地下水等条件，结合路基排水进行设计，使之形成良好的排水系统，确保排水畅通、路基路面稳定和行车安全。 高速公路和一级公路的路面排水一般由路肩排水、中央分隔带排水和路面表面渗入水的排除等组成，现代水泥混凝土路面的使用经验表明，路肩必须设置边坡与板底连通的排水盲沟，以利于将路面板接缝处的渗水排出路肩。 四、接缝的构造与布置 混凝土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。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。而在一昼夜中，白天气温升高，混凝土板顶面温度较底面为高，这种温度坡差会形成板的中部隆起的趋势。夜间气温降低，板顶面温度较底面为低，会使板的周边和角隅发生翘起的趋势(图14-4a)。这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板的自重车轮荷载等的约束，致使板内产生过大的应力，造成板的断裂(图14-4b)或拱胀等破坏。  图14-4 混凝土由于温度坡差引起的变形a)及开裂b) 以及由于均匀温度下降使板的开裂c) 从图14-4可见，由于翘曲而引起的裂缝，则在裂缝发生后被分割的两块板体尚不致完全分离，倘若板体温度均匀下降引起收缩，则将使两块板体被拉开(图14-4c)，从而失去荷载传递作用。 为避免这些缺陷，混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝，把整个路面分割成许多板块(图14-5)。  图14-5 路面接缝设置 横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝和施工缝。缩缝保证板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。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。另外，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，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。 在任何形式的接缝处板体都不可能是连续的，其传递荷载的能力总不如非接缝处。而且任何形式的接缝都不免要漏水。因此，对各种形式的接缝，都必须为其提供相应的传荷与防水的设施。 (一)横缝的构造与布置 (1)胀缝的构造 缝隙宽约20～25mm。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3～4cm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。 对于交通繁重的道路，为保证混凝土板之间能有效地传递荷载，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40～60cm，直径20～25mm的光圆钢筋，每隔30～50cm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8～10cm的铁皮或塑料套筒，筒底与杆端之间留出宽约3～4cm的空隙，并用木屑与弹性材料填充，以利板的自由伸缩(见图14-6a)。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。 由于设置传力杆需用钢材，故有时不设传力杆，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(见图14-6b)。当用炉渣石灰土等半刚性材料作基层时，可将基层加厚形成垫枕(见图14-6c)，结构简单，造价低廉。为防止水经过胀缝渗入基层和土基，还可在板与垫枕或基层之间铺一层或两层油毛毡或2cm厚沥青砂。 (2)缩缝的构 缩缝一般采用假缝形式(见图14-7a)，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3～8mm，深度约为板厚的1／4～1／5，一般为5～6cm，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。  图14-6 胀缝的构造形式 图14-7 缩缝与工作缝的构造形式 a）套筒式传力杆；b、c）垫枕式传力杆 a）假缝；b、c）传力杆；d）企口缝 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30～40cm，直径14～16mm，每隔30～60cm设一根(见图14-7b)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杆时，传力杆与路面边缘的距离，应较传力杆间距小些。 (3)施工缝的构造 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3～4cm，宽为5～10mm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(见图14-7c)。传力杆长约40cm，直径20mm，半段锚固在混凝土中，另半段涂沥青或润滑油，亦称滑动传力杆。如不设传力杆，则需用专门拉毛模板，把混凝土接头处作成凹凸不平的表面，以利于传递荷载。另一种形式是企口缝如图14-7d)所示。 (4)横缝的布置 缩缝间距一般为4～6m(即板长)，在昼夜气温变化较大的地区，或地基水文情况不良路段，应取低限值，反之取高限。 在桥涵两端以及小半径平、竖曲线处应设置胀缝。胀缝是混凝土路面的薄弱环节，它不仅给施工带来不便，同时，由于施工时传力杆设置不当(未能正确定位)，使胀缝处的混凝土常出现碎裂等病害；当雨水通过胀缝渗入地基后，易使地基软化，引起唧泥、错台等破坏；当砂石进入胀缝后，易造成胀缝处板边挤碎、拱胀等破坏。同时，胀缩容易引起行车跳动，其中的填缝料又要经常补充或更换，增加了养护的麻烦。因此，近年来国内外修筑的混凝土路面均有减少胀缝的趋势。我国现行刚性路面设计规范规定，胀缝应尽量少设或不设；但在邻近桥梁或固定建筑物处、或与其它类型路面相连接处、板厚变化处、隧道口、小半径曲线和纵坡变换处，均应设置胀缝。在其它位置，当板厚等于或大于20cm并在夏季施工时，也可不设胀缝。 但是，采用长间距胀缝或无胀缝路面结构时，需注意采取一些相应的措施，如增大基层表面的摩阻力，以约束板在高温或潮湿时伸长的趋势；在气温较高时施工，以尽量减小水泥混凝土板的胀缩幅度；相对地缩短缩缝间距，以便减少板的温度翘曲应力，缩小缩缝缝隙的拉宽度以提高传荷能力，并增进板对地基变形的适应性。 (二)纵缝的构造与布置 纵缝是指平行于混凝土路面行车方向的那些接缝。纵缝一般按3～4.5m设置，这对行车和施工都较方便。当双车道路面按全幅宽度施工时，纵缝可做成假缝形式。对这种假缝，国外规定在板厚中央应设置拉杆，拉杆直径可小于传力杆，间距为1.0m左右，锚固在混凝土内，以保证两侧板不致被拉开而失掉缝下部的颗粒嵌锁作用(见图14-8a)。当按一个车道施工时，可做成平头式纵缝。为利于板间传递荷载，也可采用企口式纵缝(见图14-8c)，缝壁应涂沥青，缝的上部也应留有宽6～8mm的缝隙，内浇灌填缝料。为防止板沿两侧路拱横坡爬动拉开和形成错台，以及防止横缝搓开，有时在平头式及企口式纵缝上设置拉杆(见图14-8c、d)，拉杆长50～70cm，直径18～20mm,间距1.0～1.5m。  图14-8 纵缩缝的构造形式 a)假缝带拉杆；b)平头缝；c)企口缝加拉杆；d)平头缝加拉杆 尺寸单位：cm 对多车道路面，应每隔3～4个车道设一条纵向胀缝，其构造与横向胀缝相同。当路旁有路缘石时，缘石与路面板之间也应设胀缝，但不必设置传力杆或垫枕。 (三)纵横缝的布置 纵缝与横缝一般作成垂直正交，使混凝土板具有90°的角隅。纵缝两旁的横缝一般成一条直线。实践证明，如横缝在纵缝两旁错开，将导致板产生从横缝延伸出来的裂缝(见图14-9)。在交叉口范围内，为了避免板形成较锐的角并使板的长边与行车方向一致，大多采用辐射式的接缝布置形式(见图14-10)。  图14-9 横缝错开时引起的裂缝 图14-10 交叉口接缝布置 1-纵缝(企口式)；2-胀缝；3-缩缝；4-进水口 应当补充指出，目前国外流行一种新的混凝土路面接缝布置形式，即胀缝甚少，缩缝间距不等，按4、4.5、5、5.5和6m的顺序设置，而且横缝与纵缝交成80度左右的斜角，如设传力杆，则传力杆与路中线平行，其目的是使一辆车只有一个后轮横越接缝，减轻由于共振作用所引起的行车跳动的幅度，同时也可缓和板伸张时的顶推作用。 至于缩缝传力杆的设置问题，国外一般认为：①对低交通量道路，当缩缝间距小于4.5～6.0m，可不设传力杆；②对大交通量道路，任何时候都应该设置传力杆，采用间距小的缩缝和稳定类基层时则例外。 当采用板中计算厚度的等厚式板时，或混凝土板纵、横向自由边缘下的基础有可能产生较大的塑性变形时，应在其自由边缘和角隅处设置下述两种补强钢筋。 边缘钢筋，一般用两根直径12～16mm的螺纹钢筋或圆钢筋，设在板的下部板厚的1／4～1／3处，且距边缘和板底均不小于5cm，两根钢筋的间距不应小于10cm(见图14-11a))。纵向边缘钢筋一般只作在一块板内，不得穿过缩缝，以免妨碍板的翘曲；但有时亦可将其穿过缩缝，但不得穿过胀缝。为加强锚固能力，钢筋两端应向上弯起。在横胀缝两侧板边缘以及混凝土路面的起终端处，为加强板的横向边缘，亦可设置横向边缘钢筋。 (2)角隅钢筋，设置在胀缝两侧板的角隅处，一般可用两根直径12至14mm长2.4m的螺纹钢筋弯成如图14-11b)的形状。角隅钢筋应设在板的上部，距板顶面不小于5cm，距胀缝和板边缘各为10cm。在交叉口处，对无法避免形成的锐角，宜设置双层钢筋网补强(见图14-11c)，以避免板角断裂。钢筋布置在板的上下部，距板顶(底)5～7cm为宜。  14-11 边缘和角隅钢筋的布置 a)边缘钢筋；b)、c)角隅钢筋 尺寸单位：mm 当混凝土路面中必须设置窨井、雨水口等其它构造物时，则宜设在板中或接缝处，在井口边设置胀缝同混凝土面板分开，构造物周围的混凝土面板需用钢筋加固。如构造物不可避免地布置在离板边小于1m时，则应在混凝土板薄弱断面处增设加固钢筋。 混凝土路面同桥梁相接处，宜设置钢筋混凝土搭板。搭板一端放在桥台上，并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔。如为斜交桥梁，尚应设置钢筋混凝土渐变板。渐变板的块数，当桥梁斜角大于70°时设一块；70～45°时设两块；小于45°至少设三块(见图14-12)。渐变板的短边最小为5m，长边最大为10m。搭板和渐变板的配筋量按§14-5中的式14-1计算，角隅部分另加钢筋网补强。   图14-12 混凝土路面斜交桥梁相接时的构造示意 五、特殊部位混凝土路面的处理 混凝土路面同柔性路面相接处，为避免出现沉陷和错台，或柔性路面受顶推而拥起，宜按图14-13的方式处理；或将混凝土板埋入柔性路面内，如图14-14所示。  图14-13 混凝土路面同柔性路面相接处的示例 1-端部边缘钢筋；2-胀缝；3-基层；4-卧层 (50°混合砂浆)；5-混凝土平道牙  图14-14 混凝土板埋入柔性路面的连接方法 六、接缝材料及技术要求 接缝材料按使用性能分接缝板和填缝料两类。接缝板要求能适应混凝土面板的膨胀与收缩，且施工时不变形、耐久性良好。填缝料要求能与混凝土面板缝壁粘结力强，且材料的回弹性好、能适应混凝土面板的膨胀与收缩、不溶于水、不渗水、高温时不溢出、低温时不脆裂和耐久性好。 接缝板可采用杉木板、纤维板、泡沫树脂板等。其技术性质见表14-2。 表14-2 试验项目 接缝板种类 备注   木材类 塑料泡沫类 纤维类   压缩应力(Mpa) 5.0～20.0 0.2～0.6 2.0～10.0   复原率（%） >55 >90 >65 吸水后不应小于不吸水的90%  挤出量（mm） <5.5 <5.0 <4.0   弯曲荷载（N） 100～400 0～50 5～40    填缝料按施工温度分加热施工式和常温施工式两类。 加热施工式填缝料主要由沥青橡胶类、聚氯乙烯胶泥类和沥青马蹄脂类等。其技术性质见表14-3。 表14-3 试验项目 低弹性型 高弹性型  针入度（锥针法）（mm） <5 <9  弹性（复原率（%）） >30 >60  流动度（mm） <5 <2  拉伸量（mm） >5 >15  常温施工式填缝料有聚氨脂胶泥类、氯丁橡胶类、乳化沥青橡胶类等。其技术性质见表14-4。 表14-4 试验项目 技术要求  灌入稠度(s) <20  失粘时间(h) 6～24  弹性（复原率（%）） >75  流动度（mm） 0  拉伸量（mm） >15  §14-3 水泥混凝土路面施工工艺 一、对面层混凝土材料的要求 修筑水泥混凝土面层所用的混合料，比其它结构物所使用的混合料要有更高的要求，因为它受到动荷载的冲击、摩擦和反复弯曲作用，同时还受到温度和湿度反复变化的影响。面层混合料必须具有较高的抗弯拉强度和耐磨性，良好的耐冻性以及尽可能低的膨胀系数和弹性模量。此外，湿混合料还应有适当的施工和易性，一般规定其坍落度为0～30mm，工作度约30s(秒)。在施工时，应力求混凝土强度满足设计要求。通常，要求面层混凝土的28d(天)抗弯拉强度达到4.0～5.0MPa，28d(天)抗压强度达到30～35MPa。 混凝土混合料中的粗集料(>5mm)宜选用岩浆岩或未风化的沉积岩碎石。最好不用石灰岩碎石，因它易被磨光，导致表面过滑。合乎使用要求的砾石也可采用，但由于砾石混合料的强度(特别是弯拉强度)低于碎石混合料，故在使用时宜掺加占总量1／2～1／3以上轧碎砾石。砾石混凝土一般用于双层式板的下层。采用连续级配的集料，混凝土的和易性和均匀性较好；采用间断级配的集料则强度较高。粗集料（碎石或砾石）应质地坚硬、耐久、洁净，符合规定级配，最大粒径不应超过40mm。碎石或砾石的技术要求见表14-5和表14-6。粗集料的标准级配范围见表14-7。 表14-5 砾石的技术要求 项目 技术要求  颗粒级配 见表14-7  空隙率（%） (45  石料强度等级 (3级  压碎值（%） 14～16  软弱颗粒含量（%） (5  针片状颗粒含量（%） (15  硫化物及流酸盐含量（折算为SO2）(%) (1  含泥量（%） (1  有机物含量（%） 颜色不深于标准溶液的颜色   表14-6 碎石的技术要求 项目 技术要求  颗粒级配 见表14-7  石料强度等级 (3级  压碎值（%） 水成岩 13～16   变质岩或深成的火成岩 16～20   浅成的或喷出的火成岩 21～30  针片状颗粒含量（%） (15  硫化物及流酸盐含量（折算为SO2）(%) (1  含泥量（%） (1  表14-7 粗集料的标准级配范围 级配类型 粒径（mm） 筛孔尺寸（圆孔）（mm）    40 30 25 20 15 10 5 2.5    通过百分率（以质量计）（%）  连续 5～40 95～100 55～69 39～54 25～40 14～27 5～15 0～5    5～30  95～100 67～77 44～59 25～40 11～24 3～11 0～5   5～20    95～100 55～69 25～40 5～15 0～5  间断 5～40 95～100 55～69 39～54 25～40 14～27 14～27 0～5    5～30  95～100 67～77 44～59 25～40 25～40 3～11 0～5   5～20    95～100 25～40 25～40 5～15 0～5  混凝土中小于5mm的细集料可用天然砂。要求颗粒坚硬耐磨，具有良好的级配，表面粗糙而有棱角，清洁和有害杂质含量少，细度模数在2.5以上。 表14-8细集料的技术要求 项目 技术要求  颗粒级配 见表14-9  硫化物及流酸盐含量（折算为SO2）(%) (1  含泥量（%） (3  有机物含量（%） 颜色不深于标准溶液的颜色  表14-9 细集料的标准级配范围 级配分区 筛孔尺寸（圆孔）（mm）   圆孔 方孔   10 5 2.5 1.25 0.60 0.30 0.15   通过百分率（以质量计）（%）  I区 100 90-100 65-95 35-65 15-29 5-20 0-10  II区 100 90-100 75-100 50-90 30-59 8-30 0-10  III区 100 90-100 85-100 75-90 60-84 15-45 0-10  注：I区，基本属于粗砂；II区，属于中砂或部分偏粗的细砂；III区，属于细砂或部分偏细的中砂。 面层混凝土一般使用普通硅酸盐水泥，标号为425、525和625。水泥混凝土的水泥用量约为300～350kg/m3、对双层式混凝土路面的下层可用325号水泥，用量可降至270kg。 表14-10 各级交通路面适用的水泥标号 交通等级 水泥标号  特重 525  重、中等、轻 425  拌制和养生混凝土用的水，以饮用水为宜。对工业废水、污水、海水、沼泽水、酸性水(PH<4)和硫酸盐含量较多(按SO4计超过2.7mg/cm3)的水，均不允许使用。混凝土的用水量约为130～170L/m3。 为保证混凝土具有足够的强度和密实度，水灰比应为0.40～0.55。水灰比低时混凝土和易性差，可添加塑化剂或减水剂。混合料的含砂率一般为28～33%。 为使混凝土路面提早开放交通，可在混凝土中掺加早强剂。掺入早强剂的混凝土，能使路面在铺筑3～5d(天)后，即可开放交通。 为了提高混凝土的和易性和抗冻性，以及防止为融化路面冰雪所用盐类对混凝土的侵蚀，国外常掺入引气剂，使混凝土具有3.5～5.5%(体积比)的含气量。加气混凝土的强度稍有降低，此时可采用降低水灰比和含砂率的办法来补救。为提高混凝土的强度，国内外还采用干硬性混凝土，并掺入增塑剂或减水剂，以改善其施工和易性。 路面用混凝土的配合比设计及各种外掺剂的种类与使用方法在《道路建筑材料》课程中已详细介绍，此不赘述。 二、施工准备工作 (1)选择混凝土拌和场地，根据施工路线的长短和所采用的运输工具，混凝土可集中在一个场地拌制，也可以在沿线选择几个场地，随工程进展情况迁移。拌和场地的选择首先要考虑使运送混合料的运距最短。同时拌和场还要接近水源和电源。此外，拌和场应有足够的面积，以供堆放砂石材料和搭建水泥库房。 (2)进行材料试验和混凝土配合比设计，根据技术设计要求与当地材料供应情况，做好混凝土各组成材料的试验，进行混凝土各组成材料的配合比设计。 (3)基层的检查与整修，基层的宽度、路拱与标高、表面平整度和压实度，均应检查其是否符合要求。如有不符之处，应予整修，否则，将使面层的厚度变化过大，而增加其造价或减少其使用寿命。半刚性基层的整修时机很重要，过迟难以修整且很费工。当在旧砂石路面上铺筑混凝土路面时，所有旧路面的坑洞、松散等损坏，以及路拱横坡或宽度不符合要求之处，均应事先翻修调整压实。 混凝土摊铺前，基层表面应洒水润湿，以免混凝土底部的水分被干燥的基层吸去，变得疏松以致产生细裂缝，有时也可在基层和混凝土之间铺设薄层沥青混合料或塑料薄膜。 三、混凝土板的施工程序和施工技术 面层板的施工程序为：①安装模板；②设置传力杆；③混凝土的拌和与运送；④混凝土的摊铺和震捣；⑤接缝的设置；⑥表面整修；⑦混凝土的养生与填缝。 (一)边模的安装 在摊铺混凝土前，应先安装两侧模板。如果采用手工摊铺混凝土，则边模的作用仅在于支撑混凝土，可采用厚约4～8cm的木模板，在弯道和交叉口路缘处，应采用1.5～3cm厚的薄模板，以便弯成弧形。条件许可时宜用钢模，这不仅节约木材，而且保证工程质量。钢模可用厚4～5mm的钢板冲压制成，或用3～4mm厚钢板与边宽40～50mm的角钢或槽钢组合构成。 当用机械摊铺混凝土时，轨道和模板的安装精度直接影响到轨道式摊铺机的施工质量和施工进度，安装前应先对轨道及模板的有关质量指标进行检查和校正，安装中要用水平仪、经纬仪、皮尺等定出路面高程和线型，每5－10m一点，用挂线法将铺筑线型和高程固定下来。 侧模按预先标定的位置安放在基层上，两侧用铁钎打入基层以固定位置。模板顶面用水准仪检查其标高，不符合时予以调整。模板的平面位置和高程控制都很重要，稍有歪斜和不平，都会反映到面层，使其边线不齐，厚度不准和表面呈波浪形。因此，施工时必须经常校验，严格控制。模板内侧应涂刷肥皂液、废机油或其他润滑剂，以便利拆模。 (二)传力杆设置 当两侧模板安装好后，即在需要设置传力杆的胀缝或缩缝位置上设置传力杆。混凝土板连续浇筑时设置胀缝传力杆的做法，一般是在嵌缝板上预留圆孔以便传力杆穿过；嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条；其旁再放一块胀缝模板，按传力杆位置和间距，在胀缝模板下部挖成倒U形槽，使传力杆由此通过。传力杆的两端固定在钢筋支架上，支架脚插入基层内(见图14-15)。 对于不连续浇筑的混凝土板在施工结束时设置的胀缝，宜用顶头木模固定传力杆的安装方法。即在端模板外侧增设一块定位模板，板上同样按照传力杆间距及杆径钻成孔眼，将传力杆穿过端模板孔眼并直至外侧定位模板孔眼。两模板之间可用按传力杆一半长度的横木固定(见图14-16)。继续浇筑邻板时，拆除挡板、横木及定位模板，设置胀缝板、木制压缝板条和传力杆套管。  图14-15 胀缝传力杆的架设(钢筋支架法) 1-先浇的混凝土；2-传力杆；3-金属套管；4-钢筋；5-支架；6-压缝板条；7-嵌缝板；8-胀缝模板  图14-16 胀缝传力杆的架设(顶头模固定法) 1-端头挡板；2-外侧定位模板；3-固定模板 (三)制备与运送混凝土混合料 混合料的制备可采用两种方式：(1)在工地由拌和机拌制；(2)在中心工厂集中制备，而后用汽车运送到工地。 在工地制备混合料时，应在拌和场地上合理布置拌和机和砂石、水泥等材料的堆放地点，力求提高拌和机的生产率。拌制混凝土时，要准确掌握配合比，特别要严格控制用水量。每天开始拌和前，应根据天气变化情况，测定砂、石材料的含水量，以调整拌制时的实际用水量。每拌所用材料应过秤。量配的精确度对水泥为±1.5%，砂为±2%，碎石为±3%，水为±1%。每一工班应检查材料量配的精确度至少2次，每半天检查混合料的坍落度2次。拌和时间为1.5～2.0min。 当用机械摊铺混凝土时须进行匀料，匀料工序的主要任务是用匀料机将运输车卸下的混凝土均匀分布在铺筑路段内，并使其大致平整，留有一定的虚高，以保证混凝土经振实、整平后与路面施工厚度相同，预留虚高的大小，与混凝土的压（振）实系数、混凝土的级配组成、坍落度及振实机械的性能等有关，顶留虚高应试验确定，在一般情况下，当坍落 度为1－5cm时，匀料机匀料的松铺厚度按振实后路面厚度1.15－1.25倍控制。 混合料用手推车、翻斗车或自卸汽车运送。合适的运距视车辆种类和混合料容许的运输时间而定。通常，夏季不宜超过30～40min，冬季不宜超过60～90min。高温天气运送混合料时应采取复盖措施，以防混合料中水分蒸发。运送用的车箱必须在每天工作结束后，用水冲洗干净。 (四)摊铺和震捣 当运送混合料的车辆运达摊铺地点后，一般直接倒向安装好侧模的路槽内，并用人工找补均匀。要注意防止出现离析现象。摊铺时应考虑混凝土震捣后的沉降量，虚高可高出设计厚度约10%左右，使震实后的面层标高同设计相符。 混凝土混合料的震捣器具，应由平板震捣器(2.2～2.8kW)、插入式震捣器和震动梁(各1kW)配套作业。混凝土路面板厚在0.22m以内时，一般可一次摊铺，用平板震捣器震实，凡震捣不到之处，如面板的边角部、窨井、进水口附近，以及设置钢筋的部位，可用插入式震捣器进行震实；当混凝土板厚较大时，可先插入震捣，然后再用平板震捣，以免出现蜂窝现象。 平板震捣器在同一位置停留的时间，一般为10～15s，以达到表面震出浆水，混合料不再沉落为宜。平板震捣后，用带有震捣器的、底面符合路拱横坡的震捣梁，两端搁在侧模上，沿摊铺方向震捣拖平。拖震过程中，多余的混合料将随着震捣梁的拖移而刮去，低陷处则应随时补足。随后，再用直径75～100mm长的无缝钢管，两端放在侧模上，沿纵向滚压一遍。 必须注意，当摊铺或震捣混合料时，不要碰撞模板和传力杆，以避免其移动变位。 当用机械摊铺混凝土时，摊铺工序的任务是用螺旋摊铺器或叶浆摊铺器将匀料后的松铺混凝土表面进一步摊铺平整，并通过机械的自重对混凝土进行实压，为振实工序提供平整的外形和更为准确的虚高，摊铺作业时要将VOGELE机型的叶浆摊铺器的底面调节到弧形振动梁的前沿并保持在同一高度，C－450X机型的螺旋摊铺器旋转直径比整平滚筒的直径小3cm，已经考虑了部分虚高，调节的范围较小，施工中，摊铺器前必须保持一定高度的混凝土拥料，以保证有足够的料来找平，拥料高度以5－15cm控制比较合适。振实工序的工作内容主要是用插入式振捣机组或弧形振动梁对摊铺整平后的混凝土进行振捣密实、均匀，使混凝土路面成形后获得尽可能高的抗折、抗压强度。本工序是路面内在质量的关键，影响振实效果的主要因素有混凝土坍落度、集料级配组成，粗集料最大粒径及振捣方式等，采用VOGELE机型施工，混凝土坍落度，粗集料最大粒径对振 效果的影响最为敏感，当粗集料混凝土坍落度较大时容易振实，较小时则不易振实，尤其是最大粒径为40mm，边部振实比较困难，因此，当砼坍落度小于2cm时，须用插入式振捣器对边部进行预振才能保证混凝土的密实和均匀性，振实机械的工作速度对混凝土的振实效果也有影响，当混凝土坍落度为2－3cm 时VOGELE机形振实机的工作速度为0.3m/min比较适合，随着坍落度的增减，工作速度可适当回快或减慢，国产C－450X机型改进后的插入式振捣机组，振实效果好，对坍落度的适用范围较宽，但在设置钢筋的部位振捣时须特别小心，施工中应根据传力杆、拉杆的设置情况准确地将部分振捣器提起或落下，并辅以平板振捣器振实，以保证振实效果。 (五)筑做接缝 (1)胀缝，先浇筑胀缝一侧混凝土，取去胀缝模板后，再浇筑另一侧混凝土，钢筋支架浇在混凝土内不取了。压缝板条使用前应涂废机油或其它润滑油，在混凝土震捣后，先抽动一下，而后最迟在终凝前将压缝板条抽出。抽出时为确保两侧混凝土不被扰动，可用木板条压住两侧混凝土，然后轻轻抽出压缝板条，再用铁抹板将两侧混凝土抹平整。缝隙上部浇灌填缝料，留在缝隙下部的嵌缝板是用沥青浸制的软木板或油毛毡等材料制成的预制板。 (2)横向缩缝，即假缝。用下列两种方法筑做。 ①切缝法，在混凝土捣实整平后，利用震捣梁将“T”形震动刀准确地按缩缝位置震出一条槽，随后将铁制压缝板放入，并用原浆修平槽边。当混凝土收浆抹面后，再轻轻取出压缝板，并即用专用抹子修整缝缘。这种做法要求谨慎操作，以免混凝土结构受到扰动和接缝边缘出现不平整(错台)。 ②锯缝法，在结硬的混凝土中用锯缝机(带有金刚石或金刚砂轮锯片)锯割出要求深度的槽口。这种方法可保证缝槽质量和不扰动混凝土结构。但要掌握好锯割时间，过迟了，因混凝土过硬而使锯片磨损过大且费工，而且更主要的可能在锯割前混凝土会出现收缩裂缝。过早了，混凝土因还未结硬，锯割时槽口边缘易产生剥落。合适的时间视气候条件而定，炎热而多风的天气，或者早晚气温有突变时，混凝土板会产生较大的湿度或温度坡差，使内应力过大而出现裂缝，锯缝应早在表面整修后4小时即可开始。如天气较冷，一天内气温变化不大时，锯割时间可晚至12h以上。 ③纵缝，筑做企口式纵缝，模板内壁做成凸榫状。拆模后，混凝土板侧面即形成凹槽。需设置拉杆时，模板在相应位置处要钻成圆孔，以便拉杆穿入。浇筑另一侧混凝土前，应先在凹槽壁上涂抹沥青。 (六)表面整修与防滑措施 混凝土终凝前必须用人工或机械抹平其表面。当用人工抹光时，不仅劳动强度大、工效低，而且还会把水分、水泥和细砂带至混凝土表面，致使它比下部混凝土或砂浆有较高的干缩性和较低的强度。而采用机械抹面时可以克服以上缺点。目前国产的小型电动抹面机有两种装置：装上圆盘即可进行粗光；装上细抹叶片即可进行精光。在一般情况下，面层表面仅需粗光即可。抹面结束后，有时再用拖光带横向轻轻拖拉几次。 为保证行车安全，混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面。最普通的做法是用棕刷顺横向在抹平后的表面上轻轻刷毛；也可用金属丝梳子梳成深1～2mm的横槽。近年来，国外已采用一种更有效的方法，即在已硬结的路面上，用锯槽机将路面锯割成深5～6mm、宽2～3mm、间距20mm的小横槽。也可在未结硬的混凝土表面塑压成槽，或压入坚硬的石屑来防滑。 (七)养生与填缝 为防止混凝土中水分蒸发过速而产生缩裂，并保证水泥水化过程的顺利进行，混凝土应及时养生。一般用下列两种养生方法。 (1)湿治养生，混凝土抹面2h后，当表面已有相当硬度，用手指轻压不现痕迹时即可开始养生。一般采用湿麻袋或草垫，或者20～30mm厚的湿砂复盖于混凝土表面。每天均匀洒水数次，使其保持潮湿状态，至少延续14天。 (2)塑料薄膜或养护剂养生，当混凝土表面不见浮水，用手指按压无痕迹时，即均匀喷洒塑料溶液，形成不透水的薄膜粘附于表面，从而阻止混凝土中水分的蒸发，保证混凝土的水化作用。 填缝工作宜在混凝土初步结硬后及时进行。填缝前，首先将缝隙内泥砂杂物清除干净，然后浇灌填缝料。 理想的填缝料应能长期保持弹性、韧性，热天缝隙缩窄时不软化挤出，冷天缝隙增宽时能胀大并不脆裂，同时还要与混凝土粘牢，防止土砂、雨水进入缝内，此外还要耐磨、耐疲劳、不易老化。实践表明，填料不宜填满缝隙全深，最好在浇灌填料前先用多孔柔性材料填塞缝底，然后再加填料，这样夏天胀缝变窄时填料不至受挤而溢至路面。 混凝土强度必须达到设计强度的90%以上时，方能开放交通。 近年来，国内已推广使用滑动模板摊铺机来修筑混凝土路面。此机尾部两侧装有模板随机前进，能兼做摊铺、震捣、压入杆件、切缝、整面和刻划防滑小槽等作业，成型的路面即在机后延伸出来。此机可铺筑不同厚度和不同宽度的混凝土路面，对无筋和配筋混凝土路面均可使用。工序紧凑，施工质量高，行进速度为1.2～3.0m/min，每天能铺筑长达1600m的双车道路面，能大大降低路面造价。此机的出现是混凝土路面施工技术一大变革。这种摊铺机目前在我国个别大城市和机场也已开始制试用。至于混凝土拌和机，随着干硬性混凝土混合料的使用，强制式混凝土拌和机已在我国广泛使用。 (八)冬季和夏季施工 混凝土强度的增长主要依靠水泥的水化作用。当水结冰时，水泥的水化作用即停止，而混凝土的强度也就不再增长，而且当水结冰时体积会膨胀，促使混凝土结构松散破坏。因此，混凝土路面应尽可能在气温高于+5℃时进行放工。由于特殊情况必须在低温情况下(昼夜平均气温低于+5℃和最低气温低于-3℃时)施工时应采取下述措施： ①采用高标号(425以上)快凝水泥，或掺入早强剂，或增加水泥用量。 ②加热水或集料。较常用的方法是仅将水加热，一因加热设备简单，水温容易控制；二因水的热容量比粒料热容量大，1kg水升高1℃所吸收的热量比同样重的粒料升高1℃所吸收的热量多4倍左右，所以提高水温的方法最为有效。 拌制混凝土时，先用温度超过70℃的水同冷集料相拌和，使混合料在拌和时的温度不超过40℃，摊铺后的温度不低于10(气温为0℃时)～20℃(气温为负3℃时)。 ③混凝土整修完毕后，表面应覆盖蓄热保温材料，必要时还应加盖养生暖棚。 在持续寒冷和昼夜平均气温低于-5℃，或混凝土温度在5℃以下时，应停止施工。在气温超过25℃时施工，应防止混凝土的温度超过30℃，以免混凝土中水份蒸发过快，致使混凝土干缩而出现裂缝，必要时可采取下列措施： ①对湿混合料，在运输途中要加以遮盖； ②各道工序应紧凑衔接，尽量缩短施工时间； ③搭设临时性的遮光挡风设备，避免混凝土遭到烈日暴晒并降低吹到混凝土表面的风速，减少水分蒸发。 四、质量控制和检查 进行路面用混凝土设计时，应对取用的各原材料(粗集料、细集料、水泥、水、外加剂)分别进行检验，以判断其是否适用。对于合格的材料，可进一步设计达到要求强度的配比。 混凝土路面施工时，为保证工程质量，需要控制和检查的主要项目包括： ①土基完成后应检查其密实度；基层完成后应检查其强度、刚度和均匀性。 ②按规定要求验收水泥、砂和碎石；测定砂、石的含水量，以调整用水量；测定坍落度，必要时调整配合比。 ③检查磅秤的准确性；抽查材料配量的准确性。 ④摊铺混凝土之前，应检查基层的平整度和路拱横坡；校验模板的位置和标高；检查传力杆的定位。 ⑤冬季和夏季施工时，应测定混凝土拌和和摊铺时的温度。 ⑥观察混凝土和、运送、震捣、整修和接缝等工序的质量。 ⑦每铺筑400m3混凝土，同时制作二组抗折试件龄期分别为7d(天)和28d(天)，每铺筑1000至2000m3混凝土增做一组试件，龄期为90d(天)或更长，备作验收或检查后期强度时用，抗压试件可利用抗折试验的断头进行试验，抗压试验数量与抗折数量相对应。试件在现场与路面相同的条件下进行湿治养生。 表14-11 项次 检查项目 允许偏差 检查方法和频率    高速 公路 其它公路     一级     1 抗折强度 平均强度在合格标准内② ①(按注解规定检查)  2 平整度 标准偏差( 1.8mm 2.5mm 抽一车道，连续检测，按100米计算(    最大间隙h 3.0mm 5.0mm 每200m2处(10尺  3 相邻两板高差 2mm 3mm 每200m抽纵、横缝各两条每条2点  4 纵断高程 (10mm (15mm 每200m测4点  5 路拱横坡 ±0.15% ±0.25% 每200m测4点  6 路面宽度 ±20mm 每200m测4点  7 路面厚度 代表值 -5mm 每200米每车道2处    极值 -10mm   8 纵缝直顺度 10mm 每200m纵长，拉20m小线量取最大值  9 横缝直顺度 10mm，胀缝应无偏差 每20条缩缝抽量2条，沿板宽拉线量取最大值  注解：①平均抗折强度，为设计抗折强度，K为合格判断系数，与试件组数有关； ②必要时现场钻取试样作校核。 施工中应及时测定7d(天)龄期的试件强度，检查其是否已达到28d(天)强度的70%(普通水泥混凝土)，否则应查明原因，立即采取措施，务使继续浇筑的混凝土强度达到设计要求。在以上各项目中，凡属于质量中间检查的，均应作好施工记录并予保存。 混凝土路面竣工验收的主要项目包括： ①外观上不能有蜂窝、麻面、裂缝、脱破、石子外露和缺边掉角等现象。路 缘石应直顺，曲线应圆滑。 ②有关项目的允许偏差见表14-11。 §14-4 水泥混凝土路面的病害防治与维修 一、水泥混凝土路面的病害 水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐变坏，以至出现各种类型的损坏现象，大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面，损坏性质也可分为功能性损坏与结构性损坏两个范畴。 (一)接缝的破坏 (1)挤碎，出现于横向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内。这是由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确，或滑动端的滑动功能失效，或施工时胀缝内局部有混凝土搭连，或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当其超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎。 (2)拱起，混凝土面板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于板收缩时缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的热压应力，从而出现纵向压曲失稳。 (3)错台，横向接缝两侧路面板出现的坚向相对位移。当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上下错开而形成错台。地面水通过接缝渗入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台的产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉陷不一致时，纵缝也会产生错台现象。 (4)唧泥，汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形累积而同面层板脱空；地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内；在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆，并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现，使面板边缘部分失去支承，因而往往在离接缝1.5～1.8m以内导致横向裂缝。 此外，纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽、填缝料丧失和脱落等也都属于接缝的破坏。 (二)混凝土板本身的破坏 混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现横向或纵向以及板角的断裂和裂缝，其原因是多方面的：板太薄或轮载太重；行车荷载的渠化作用(荷载次数超过允许值)；板的平面尺寸太大，使温度翘曲应力过大；地基过量塑性变形使板底脱空失去支承；养生期间收缩应力过大；由于材料或施工质量不良，混凝土未能达到设计要求等等。断裂裂缝破坏了板的结构整体性，使板丧失应有的承载能力。因而，断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。 二、混凝土路面的养护与维修 (1)填缝料的填补，填缝料常因高温被挤出而失落，日久老化而失去弹性，因此，一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料，使缝隙填料保持饱满不渗水，无碎屑杂物等不可压缩的材料混入。 (2)裂缝的修补，对较小裂缝，应及时将缝隙内的尘土清除干净，再灌填沥青砂或沥青玛脂封缝；或用环氧树脂胶结。对严重的裂缝，宜先将松动部分凿掉并清除干净后，在干燥情况下，用液体沥青涂刷缝壁，再填入沥青砂捣实、烫平，并以细砂覆盖。裂缝的修补工作宜在秋末冬初缝隙较宽时进行。 (3)麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补，先将尘土碎屑清除干净，再用1：2水泥砂浆(水灰比0.4～0.5)或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高，能与多种材料粘结快硬，不需养生，并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补。或先涂敷环氧树脂或水泥浆，然后用掺有早强剂的混凝土填补。 (4)大面积磨耗的处理，当磨损、剥落面积较大时，可用坚硬石料进行双层沥青面处治。粘层油应用较稠的沥青，用量应稍多，以免剥落。对已磨光的路面，国外常铺上防滑沥青砂封层，或者用割槽机将路面割成小横槽(见§14-3)，以恢复抗滑力。 (5)断裂的修理，根据断裂位置把混凝土板凿成深约0.05～0.07m的长方形槽，刷洗干净后，用水泥砂浆涂抹槽壁和底面，然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通整个板厚，并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m，直径30～40mm，水平间距0.3～0.4m。每个洞应先将其周围润湿，插入一根直径18～20mm，长约0.2m的钢筋，然后用最大粒径为5～10mm的细粒混凝土填塞捣实。洞口留下0.01～0.02m不浇足，钢筋应一半伸出洞外。待细粒混凝土硬结后，再将凹槽边壁润湿，涂刷水泥浆一道，然后将与原来相同的混凝土浇入槽中夯捣密实(见图14-17)。  图14-17 混凝土路面断裂的修理方法 1-细粒混凝土；2-钢筋 尺寸单位：cm (6)整仓修复，当裂缝分布遍及全板时，可将该块板击破翻除，必要时还应重做基层，再另浇筑新混凝土板。对于击破旧混凝土路面，我国有关单位研制一种移动式电动落锤式破路器，效果甚好。 (7)罩面，混凝土路面损坏后，可在其上以新混凝土罩面。为增进新旧混凝土的结合，加铺前除清除旧面层表面并凿毛外，有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂，然后铺筑新混凝土层，以使新旧层之间达到完全结合。若在旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时，则属于部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前，先加上一层油毛毡或其它材料作隔离层，这属于分离式的情况。 当用沥青混合料进行罩面时，则至少要有0.10～0.15m厚度，否则容易剥落。而且旧混凝土路面接缝和裂缝易反射到沥青层上。 (8)旧混凝土路面的再生利用，近年来，有些国家(如美国、荷兰等)将旧混凝土破碎并分级后，掺加部分新材料，重新用作新混凝土的集料。 §14-5 其它类型混凝土路面简介 一、钢筋混凝土路面 当混凝土板的平面尺寸较大；或者预计路基或基层有可能产生不均匀沉陷；或者板下埋有地下设施等情况时，宜采用钢筋混凝土路面。 钢筋混凝土路面是指为防止可能产生的裂缝缝隙张开，板内配置有纵、横向钢筋(或钢丝)网的混凝土路面。设置钢筋网的主要目的是控制裂缝缝隙的张开量，把开裂的板拉在一起，使板依靠断裂面上的集料嵌锁作用而保证结构强度，并非增加板的抗弯强度。因而，钢筋混凝土面层所需的厚度与素(无筋)混凝土面层的厚度相同。配筋是按混凝土收缩时将板块拉在一起所需的拉力确定。最大的拉力出现在板中央开裂时，它等于由该处到最近的板边缘范围内面层和基层之间的摩阻力。也即每延米板所需的配筋量(cm2)为  (14-2) 式中：h——板厚，cm； ——钢筋的屈服强度，MPa； ——计算纵向钢筋时，为横缝间距；计算横向钢筋时，为不设拉杆的纵缝或自由边缘间的间距，m。 为使板内应力尽可能分散，宜采用小直径的钢筋。纵横向钢筋宜采用相同直径。网筋的最小间 距应为集料最大粒径的2倍，有关规定见表14-12。钢筋的搭接长度，根据经验，宜为直径的24倍以上。由于钢筋的主要作用是使裂缝密闭，它在板内的坚向位置并不太重要，只要有足够的保护层以防锈蚀即可。通常在顶面下1／3～1／2板厚范围内。外侧钢筋中心到接缝或自由边的距离为10～15cm，钢筋保护层的最小厚度不应小于5cm。 表14-12 钢筋最小直径和最大间距 钢筋类型 光圆钢筋 螺纹钢筋  最小直径(mm) 8 12  纵向最大间距(cm) 15 35  横向最大间距(cm) 30 75  钢筋混凝土板的缩缝间距(即板长)一般为10～20m，最大不宜超过30m。缩缝内必须设置传力杆。其它接缝构造与素混凝土路面相同。 二、连续配筋混凝土路面 连续配筋混凝土路面的特点是沿纵向配置连续的钢筋，除了在与其它路面交接处或临近构造物附近设置胀缝以及视施工需要设置施工缝外，一般不设横缝的混凝土面层。其一般适用于高速公路或一级公路和机场混凝土道面。 这种面层会在温度和湿度变化引起的内应力作用下产生许多横向裂缝，裂缝的间距为1.0～3.0m，缝隙的平均宽度为0.2～0.5mm。但是，由于配置了许多纵向连续钢筋，这些横向裂缝不致于张开而使杂物侵入或使混凝土剥落，因而不会影响行车的使用品质。 确定纵向钢筋用量的控制因素是裂缝缝隙的宽度。缝隙过宽易使杂物和水侵入。配筋量多，可使缝宽度和间距都减小。由于裂缝间距同缝隙宽度有直接关联，钢筋用量可按规定的裂缝间距来确定。虽然有好几种理论公式可用以计算钢筋用量，但通常都是根据经验确定，一般认为保持裂缝完整无损所需配筋量为混凝土板断面积的0.6～0.8%。在美国一般气候区最小钢筋用量取0.6%，在寒冷气候区取0.7%。钢筋间距最小10cm，最大23cm。钢筋直径应按规定选用。钢筋的埋置深度，在顶面下1／3～1／2板厚范围内。搭接长度至少50cm或钢筋直径的30倍，所有搭接均须错开。 我国规定纵横向钢筋应采用螺纹钢筋，纵向钢筋配筋率按14-3计算，但应控制在0.5～0.7%的范围内。最小配筋率，一般地区为0.5%，寒冷地区为0.6%。  （14-3） 式中：(--纵向钢筋配筋率，%； --混凝土设计弯拉强度，Mpa； --钢筋屈服强度，，Mpa； (--面板与基层之间的摩擦系数，一般取1.5。 横向钢筋的用量很小，其配筋率约为纵向钢筋的1／5～1／8，主要目的是保持纵向钢筋的间距，纵横向钢筋均需采用螺纹钢筋，以保证混凝土和钢筋之间具有足够的握裹力。 连续配筋混凝土板内的钢筋并非按承受荷载应力进行设计的。因此，它的厚度仍可采用无筋混凝土路面板的计算方法确定。其基础厚度与普通混凝土路面的基层相同。面板厚度对高速公路取普通混凝土路面板的设计厚度，对一级公路，取普通混凝土路面板的设计厚度的0.9倍。 连续配筋混凝土面层在浇筑中断时需设置施工缝。施工缝采用平缝型式，并用长度为1m的拉杆增强。拉杆的直径与间距同纵向钢筋，以使施工缝两侧的混凝土板块加固成连续的整体。 由于连续配筋混凝土路面没有接缝(施工缝除外)，所以，在长板的端部、桥头连接处，或者与其它路面纵向接头处都要设置胀缝，以便为混凝土的膨胀留有余地。 三、预应力混凝土路面 由于这种路面所受到的预压应力能抵消一部分车轮荷载和温度变化所引起的拉应力，故板厚可以减薄到10～15cm，板长可以增大到30m以上，而且可以减少裂缝的产生，防止裂缝的张开，与普通混凝土路面相比，预应力混凝土路面具有较大的柔性弹性，故能承受多次重复荷载作用而不破坏，对基础的不均匀变形也有较大的适应性。 铺筑预应力混凝土路面，宜用抗压强度至少为35～45MPa的混凝土。基层上应薄层砂、沥青砂或塑料薄膜等，以便利板的伸缩滑动，并减少预应力的损失。 预应力混凝土路面的铺筑方式有如下几种： (一)无筋预应力混凝土路面，在面板两端设置墩座埋入地基内，面板中央设加力缝。在混凝土浇筑1～2d(天)后在加力缝内塞入千斤顶，对混凝土施加应力，开始时为1.5MPa，以后逐渐增大，到第七天约为5MPa。待混凝土硬结后，即在加力缝内填塞混凝土预制块，并取出千斤顶，用混凝土填塞缝隙。两端墩座与板之间尚需设弹力缝，放进钢质弹簧，以储存部分预应力。 (二)有筋预应力混凝土路面，一般多采用后张法，它是当浇筑混凝土板时，留下若干条孔道，待混凝土硬结后，将钢丝束或钢筋穿进孔道，再张拉并将两端锚固，最后在孔道内灌注在泥浆，使钢丝束或钢筋与混凝土粘牢。宽3～4m的板仅在纵向加力；宽5～7m以上的板需在纵横两向加力，其钢丝束或钢筋可沿纵横两向设置；或沿与路中线成小于45°角的方向设置。后者的优点是可以连续浇筑很长的路面板，而预加应力可以在板的两侧进行。钢丝束或钢筋一般设在板厚的中央，有时亦可在板的上下部对称地设置。所加的预应力，在纵向要达到2～4MPa，在横向有0.4～1.4MPa即可。钢筋的极限抗拉强度应达1000MPa，钢丝束则达1700MPa。 (三)自应力混凝土路面，国外曾试用膨胀水泥铺筑自应力混凝土路面。如果配筋可通过面板的膨胀产生预应力；如不配筋，需在板的两端设置墩座以产生预应力。试验指出，配筋的自应力混凝土路面裂缝较少，效果较好。 预应力混凝土路面可以做成薄板、少缝、无筋，即使配筋，其用钢量每平方米只需约2.7kg，较连续配筋混凝土路面的用钢量少得多，后者要达5.4～10.8kg。因此国外都肯定预应力混凝土路面有发展前途，但它的施工工艺和施工机具尚未完全过关，在经济上也未证明其合理性，故虽在本世纪四十年代中期就已开始研究试铺，但进展不快。欧美各国至今仍处在试验阶段。 四、装配式混凝土路面 装配式混凝土路面是在工厂中把混凝土预制成板块，然后运至工地现场装配而成。这种路面的优点是：混凝土板可以全年生产，不受气候影响，混凝土质量容易保证；而且施工进度快，铺筑完毕即可通车；损坏后易于拆换修理。因此，它较适用于城市道路、厂矿道路、大型基建基地、停车站场和软弱土堪上。装配式混凝土路面的缺点是接缝多，整体性差，容易引起行车颠簸跳动，因而在公路上一般不宜采用。 为了便于吊装及搬运，装配式混凝土板一般做成1～2m的正方形或矩形，也可作成边长1.2m的六角形。板厚一般为0.12～0.18m。近年来有些国家还采用宽3.5m，长3～6m的矩形板，但需有相应的运输和吊装机具来配合。六角形板的强度和稳定性较好。为承受车轮荷载应力和吊装应力，装配式混凝土板可在边缘和角隅配置钢筋，有时亦可设全面网状钢筋。为提高板的质量，可采用预应力、真空作业、机械振捣或蒸汽养生等技术来制造混凝土板。冬季为加速板的硬结，可采用电热法或在铸模内安装管线，内通蒸汽或热水。有些国家还利用先张法或电热法施加预应力，做成装配式预应力混凝土板。 五、组合式(双层式)混凝土路面 新建道路的混凝土面板一般按单层式建造，只有当缺乏品质良好的材料时，才考虑采用双层式混凝土路面板，即利用当地品质较差的材料修筑板的下层，而用品质较好的材料铺筑板的上层，以降低造价。在改建旧混凝土路面时，有时在其上加铺一层新混凝土需层，这样也形成双层式混凝土路面结构。根据双层混凝土路面上下层板之间结合程度的不同，有结合式、分离式和部分结合式三种型式。 (1)结合式，上下层混凝土板牢固结合，成为一整体，新建路面时，上下层混凝土连续施工，即可作成结合式。改建路面时，将下层板表面凿毛、洗净凉干，并喷刷高标号水泥浆(水灰比0.4～0.5)或环氧树脂等粘结剂，随即浇筑新混凝土面层。对于这种结合型式，下层板的裂缝和接缝将会反射到上层板内，因此要求上下层板的接缝必须对齐，并采用同样的接缝型式和缝隙宽度，这种结合型式适用于下层板完整无裂缝或虽有一些裂缝但不再发展的情况。支立模板时，可采用混凝土块顶撑或利用旧路面板的接缝钻孔插入钢钎固定的方法。 (2)分离式，上下层混凝土板之间铺以厚1～２cm以上的沥青砂或双层油毛毡作为隔离材料，以达到分离的目的。这种分离措施，可防止下层板的裂缝和接缝反射到上层板内。因此，分离式双层混凝土路面板不要求上下层板的接缝对齐。当下层板严重破碎时，也可采用这种型式。新铺混凝土面层的厚度不宜小于0.12m。施工立模时可采用穿孔插钎固定模板，也可采用预制混凝土块顶撑模板的方法固定模板。 (3)部分结合式，改建路面时，先对原有混凝土板表面进行清理后再浇筑上层板。由于上下层板之间存在部分结合，下层板上的裂缝与接缝通常仍会反射到上层板内，所以上下层板的接缝位置应相同，但其型式和宽度不要求完全相同。旧面层的结构损坏不太严重并已经修复时，可采用这种结合型式。 六、钢纤维混凝土路面 近年来，国内外都在研究钢纤维混凝土路面。在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维，即成为一种均匀而多向配筋的混凝土。试验表明，钢纤维与混凝土的握裹力高达4MPa。施工时一般在混凝土中掺入1.0～1.2%(体积比)的钢纤维，相当于每立方米混凝土中掺入0.077t，如过多则混凝土和易性不好。钢纤维长度宜为25～60mm，直径0.4～0.7mm，如过长则与混凝土拌和易成团，过短则混凝土强度增高不多，长度与直径的最佳比值为50～70。 表14-13列出美国对钢纤维混凝土和普通混凝土物理力学性能试验结果的比较，可以看出前者的物理力学性质要较后者好得多，特别是它的抗疲劳强度、抗冲击能力和防止裂缝的能力更好。因此与普通混凝土路面相比，钢纤维混凝土路面厚度可以减薄35～45%，而缩缝间距可以增至15～20m，胀缝与纵缝可以不设。 表14-13钢纤维混凝土与普通混凝土物理力学性质的比较 物理力学性质指标 普通混凝土 钢纤维混凝土  极限抗弯拉强度 2～5.5MPa 5～26MPa  极限抗压强度 21～35MPa 35～56MPa  抗剪强度 2.5MPa 4.2MPa  弹性模量 2×104～3.5×104MPa 1.5×104～3.5×104 MPa  热膨胀系数(10-4) 9.9～10.8mm/·Ｋ① 10.4～11.1m/m·Ｋ  抗冲击力 480N·m 480N·m  抗磨指数 1 2  抗疲劳限度 0.5～0.55 0.80～0.95  抗裂指标比 1 7  耐冻融破坏指数 1 1.9  ① K即开尔文，系热力学温度的国际单位。当表示温度差和温度间隔时，1℃=1K。 在搅拌混凝土过程中，为保证钢纤维均匀分布，根据分开，不致成团，应按砂、碎(砾)石、水泥、钢纤维的顺序加入拌和机中，干拌2min后。再加水湿拌1min。钢纤维混凝土路面可用一般混凝土路面的施工方法来铺筑，不需要特殊的机具设备。在抹面时，需将冒出混凝土表面的钢纤维拔出，否则应另加铺磨耗层。 钢纤维混凝土路面可以做成薄板、少缝，而且它的使用寿命长，养护费用少，国外一致认为它是一种新型路面材料，具有广泛的发展前途，特别是作为旧混凝土路面的罩面尤为适宜。国内有关单位也正在研究中。 七、混凝土小块铺砌路面 块料由高强的水泥混凝土材料预制而成。抗压强度约为60MPa，水泥含量3.5～3.8×104kg/m3，水灰比0.35，最大集料尺寸为8～16mm，块料承受磨耗的面积一般小于0.03m2，厚度至少0.06m，形状有矩形和嵌锁型(不规则形状)两类。这种路面结构由面层、砂整平层(厚0.03m)和基层组成，基层类型同普通混凝土路面。 这种混凝土小块铺砌路面具有结构简单，价格低廉，能承受较大的单位压力，出现较大变形也不会破坏块料，便于修复等于优点，因此，七十年代中期以来，这种路面在欧美各国得到了较大的发展，较广泛地用于铺筑人行道、停车场、堆场(特别是集装箱码头堆场)、街区道路、次要道路、一般公路的路面等。 八、碾压混凝土路面 碾压混凝土是一种含水率低，通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土。碾压混凝土路面与普通水泥混凝土路面相比能节省大量的水泥，且施工速度快，养生时间短，强度高，具有很好的社会经济效益。 根据我国碾压混凝土路面的施工水平，全厚式碾压混凝土路面的平整度难以达到规定的要求。国外也没有直接用作车辆高速行使的路面面层。因此，碾压混凝土路面一般适用于二级及其以下等级的公路。 碾压混凝土的集料最大粒径以20mm为宜。当碾压混凝土分两层摊铺时，其下层集料最大粒径可采用40mm。碾压混凝土集料级配见表14-14 表14-14 碾压混凝土粗集料的标准级配范围  筛孔尺寸（mm）  级配 类型 最大 粒径（mm） 圆孔 方孔    40 25 20 10 5 2.5 0.6 0.3 0.15    通过百分率（以质量计）（%）  连续 40 90～100 65～77  35～50 25～40 19～32 10～20 7～15 5～10   20   90～100 50～65 30～45 21～35 10～20 7～15 5～10  当碾压混凝土路面分两层铺筑时，可以在下层加适量的粉煤灰。碾压混凝土加粉煤灰以后，不仅造价减低，而且可以起到降低水化热，改善工作度，提高抗冻、抗渗的作用，粉煤灰的质量不低于国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》II级粉煤灰的标准。