一、水泥混凝土路面及其特点
（1）水泥混凝土路面的定义
是指由水泥混凝土面板和基（垫）层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通混凝土路面（PCCP）、钢筋混凝土路面（RCP）、钢纤维混凝土路面、预应力混凝土路面、连续配筋混凝土路面（CRCP）、装配式混凝土路面等。
（2）普通水泥混凝土路面
它是由普通混凝土面层板和基（垫）层所组成的路面，是除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外，不配置钢筋的混凝土路面。由于它表面色泽鲜明，也被称为白色路面。
（3）普通混凝土路面的优点
①强度高 ②稳定性好 ③耐久性好（可以使用20～40年或更长） ④夜间行车效果好 ⑤使用初期养护费用少，经济效益高？ ⑥低行驶能耗
（4）普通混凝土路面的缺点
①初期造价高（目前与进口沥青比造价已不高，且寿命长，单位年费用更低）； ②对水泥和水需求量大，因此总体污染（水泥生产过程）； ③噪声大、行驶舒适性差； ④有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）； ⑤修筑周期长，开放交通迟； ⑥养护维修困难。
二、水泥混凝土路面的结构要求
1、土基
（1）性能要求
因水泥混凝土路面强度、刚度都很大，传递到土基的应力很小（一般不超过0.05MPa），对土基的强度要求要比沥青路面低。对土基的支承要求主要是保证基层的稳定性（尤其是水稳定性和路基稳定性），特别是不出现不均匀的支承，从而保证水泥混凝土板处于均匀面支承的受力状态。因此，要求路基（即土基）密实、稳定和均匀，一般要求基层采用水稳定性好的材料、路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定。
（2）引起土基不均匀支承的可能原因
不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合处理不佳、土基未充分固结（施工期沉降不稳定）；
不均匀冻胀：含水量在等温面上分布不均匀、土质不均匀；
特殊土质：膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。
（3）处治方法
土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层
2、基层
（1）基层的作用
①支承路面板
提供合适地基模量，提高路面结构的承载能力，延长路面使用寿命。减小路基（土基）顶面的压应力，减小地基的不均匀变形，缓和路基不均匀变形对面层的影响。
②防唧泥
混凝土板如直接放在路基上，会造成路基土塑性变形过大，铺设基层可减轻以至消除唧泥，但未经处治的砂砾基层细料含量和塑性指数不能太高，否则仍会产生唧泥。
③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。
④防水
在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层可排除路表渗入水及隔断地下毛细水。
⑤施工
面层施工(如立侧模，运送混凝土混合料等)提供方便
（2）水泥混凝土路面的基层类型
①粒料类（碎石、砂砾等）
②稳定类（水泥、石灰粉煤灰或沥青稳定粒料）
③贫混凝土和碾压混凝土等
上述基层分别具有不同的刚度、耐冲刷能力和透水性，要根据交通等级、当地条件和经济性因素选用。
（3）基层的抗冲刷性
耐冲刷能力分5级：
1级（极耐冲刷）—贫混凝土（水泥含量7％或8％）、碾压混凝土、沥青混凝土
2级（耐冲刷）—厂拌水泥稳定粒料（水泥含量5％）
3级（较耐冲刷）—厂拌水泥稳定粒料(水泥用量3.5％)，沥青稳定粒料(沥青含量3％)
4级（较易冲刷）—现场拌水泥稳定粒料（水泥含量2.5％），粒料
5级（易冲刷）—混杂的粒料，细粒土
（4）基层的设计要求
温润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或者承受特重或重交通的二级公路，宜采用排水基层。排水基层可选用多空隙的开级配水泥稳定碎石或碎石，其孔隙率为20%。
（5）基层的厚度要求
各类基层厚度的适宜范围
基层类型 基层适宜的厚度范围（mm）
贫混凝土或碾压混凝土基层 120-200
水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层 150-250
沥青混凝土基层 40-60
沥青稳定碎石基层 80-100
级配粒料基层 150-200
多空隙水泥稳定碎石排水基层 100-140
沥青稳定碎石排水基层 80-100
（6）基层的材料要求
①最大粒径不超过基层厚度的1/3；
②小于0.075mm的细料含量不超过7%；
③粒料可采用开级配或密级配，其级配组成应符合技术规范规定要求，并应采用重型压实标准压实到较高的压实度（98～100％）。
（7）基层的宽度要求
基层的宽度应比混凝土面层每侧至少宽出300mm（采用小型机具施工时）或500mm（轨模式摊铺机施工时）或650mm（滑模式摊铺机施工时）。路肩采用混凝土面层，其厚度与行车道面层相同时，基层宽度宜与路基同宽。级配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。
3、水泥混凝土面层
水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨和平整。
面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能产生不均匀沉降时,应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。其他面层类型可根据适用条件按规范取用。
（1）面层的几种类型
（2）水泥混凝土路面的形状要求
普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。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。
（3）水泥混凝土路面的材料要求
①新拌混凝土的施工和易性-易于施工操作的性能→质量均匀、密实成型
②硬化后混凝土的强度-抗压强度和抗弯拉强度、模量
③混凝土的变形特性-弹性变形 、徐变变形、温度变形、干燥收缩变形
④耐久性-混凝土抵抗环境介质作用而保持其形状、质量和适用性的能力
4、水泥混凝土路面排水
（1）水产生的有害影响
①使无粘结粒状材料和地基土的强度降低。
②由于移动车辆产生高动水压力，会使路面基层的细颗粒产生唧泥，使面板支撑不均匀或失去支撑。
③混凝土路面因板底脱空产生错台、开裂和整个路肩破坏。
④在冰冻深度大于路面厚度的北方地区，高地下水位会造成冻胀，并在冻融期间降低承载能力。
⑤水使冻（膨）胀土产生不均匀冻（膨）胀。
（2）排水问题的重要性
国外的一些对比分析和试验路段观察结果表明，设置完善路面排水设施的路面，其使用寿命要比未设的提高30%（沥青混凝土路面）和50%（水泥混凝土路面）左右。
（3）排水设计的原则
①要充分利用有利地形和自然水系，排水沟渠宜短不宜长，就近分流；
②注意与农田水利相配合；
③进行调查研究，全面规划，还应与路基防护加固相配合；
④尽量不破坏天然水系；
⑤就地取材，讲究经济效益；
⑥尽量阻止水进入路面结构，并迅速排除路面结构内的水。
（4）路面排水系统的组成
①路面表面排水
②中央分隔带和路肩排水
③路面结构内部排水
5、路肩
（1）路肩铺面结构应具有一定的承载能力，其结构层组合和材料选用应与行车道路面相协调，并保证进入路面结构中的水的排除。
（2）路肩铺面可选用水泥混凝土面层或沥青面层。
（3）路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚，其基层宜与行车道基层相同。选用薄面层时, 其厚度不宜小于150mm, 基层应采用开级配粒料。
（4）路肩沥青面层宜选用密实型沥青混合料，基层可选用无机结合料稳定粒料或级配粒料。行车道路面结构不设内部排水设施时，沥青面层和不透水基层的总厚度不宜超过行车道面层的厚度，基层下应选用透水性粒料填筑。
三、水泥砼路面的接缝构造与布置
1、水泥混凝土路面的接缝的设置目的
（1）水泥混凝土硬化过程中的收缩；
（2）施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝；
（3）混凝土面板的热胀冷缩。
2、水泥混凝土路面的横向接缝
（1）横向接缝
①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。
②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。
③施工缝：因施工不连续，暂时停止施工时要设置施工缝。常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力钢筋，保证纵向整体性。
（2）横缝的构造与设置
①胀缝的构造
胀缝是贯通接缝、缝宽达到20mm左右、虽然设置传力杆，但是由于不断的伸长与收缩，再加上荷载的作用，是水泥混凝土最薄弱的环节。目前只在结构物位置设置胀逢，设置胀逢的数量与水泥混凝土路面长度没有关系。
②缩缝的构造
（a）假缝型（b）假缝+传力杆（c）企口缝+传力杆
缩缝间距一般4～6m，同板长，根据气温状况、地质水文情况选择。如：5m×4m的板块，按5m固定间距设置缩缝。
③施工缝的构造
施工缝一般尽量选择在胀缝、缩缝处设置，构造与重交通的缩缝构造（b）相似，或者选用企口缝。
（3）横向接缝的间距按面层类型和厚度选定
①普通混凝土面层一般4-6m，面板的长宽比不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25平方米；
②碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般6-10m ；
③钢筋混凝土面层一般6-15m。
3、水泥混凝土路面的纵向接缝
（1）纵缝的构造与设置
纵缝：平行于行车方向的接缝，用来控制路面板因翘曲应力与荷载应力共同作用下产生不规则的纵向裂缝。
原因：①混凝土摊铺机仅能摊铺一个车道宽度，纵缝做成真缝形式（平头缝）
②混凝土摊铺机全路幅摊铺，摊铺宽度两侧做成真缝；摊铺宽度范围内按照车道宽度设置纵缝，做成假缝或者企口缝；
（2）纵缝的位置
①根据路面设计宽度，按3～4.5m设置，一般等间距。
②一般选择在车道标线处；靠近中央分隔带的内侧车道，路缘带与车道间不另设纵缝；外侧车道，纵缝外移路缘带宽度；
（3）拉杆的设置
①拉杆：指用于纵缝，以保证板块间沿道路横向的联系为主要目的设置的钢筋。一般采用长度50-70cm、直径18-20mm、间距1.0-1.5m螺纹筋。
②拉杆设置要求：一般纵缝应设拉杆。
（4）纵横缝的布置
①交角：纵缝与横缝一般垂直正交，纵缝两旁的横缝一般成一条直线；在交叉口、匝道位置处，尽量使得纵横缝的夹角为钝角；
②横缝间距：4-6m（缩缝），我国缩缝间距一般5m；
③纵缝间距：3-4.5m，我国车道宽3.25~3.75m;
④趋势：胀缝少；缩缝间距不等，按4、4.5、5、5.5和6m的顺序设置；横缝与纵缝交成80度左右的斜角。
4、边缘钢筋
一般设置在纵向，横向只在胀缝两侧或起终点处设置。
采用两根直径12-16mm的钢筋，用直径6mm的钢筋固定，端部应弯起，放置在板厚下1/4-1/3处，并保证离板边缘5cm的净距。
5、角隅钢筋
设置在胀缝两侧板的角隅处，采用两根直径12-14mm，长度2.4m的螺纹钢筋，设在板的上部，并离板顶留有5cm以上净距，距板纵、横边缘各10cm。当交叉口或斜桥处，出现板块锐角时，应增加双层补强钢筋网，以直径6mm钢筋，10cm间距斜交平行排列，设在距板顶、底5-7cm处。
6、砼路面与桥梁相接的处理
（1）一般桥梁:设置桥头搭板，一端放置于桥台上，设置防滑锚固钢筋。
（2）斜交桥梁:设置渐变板，斜角大于70o设置一块，45o-70o设置两块，小于45o设置至少三块，并要求渐变板短边不小于5m。长边不大于10m。角隅处要设置钢筋网补强。
（3）渐变板和搭板均应按计算配筋量设置钢筋。
7、水泥砼路面与其它路面相接时的处理
一般规定：
混凝土路面与固定构造物相衔接的胀缝无法设置传力杆时，可在毗邻构造物的板端部配置双层钢筋网；或端部增加板厚；
混凝土路面与桥梁连接，设置6－10m的过渡板，或设置2－3道传力杆胀缝；
桥头未设置搭板，应设计钢筋混凝土路面。
设置水泥混凝土下埋板，其上设置渐变厚度的联结层
8、水泥砼路面的接缝材料
（1）接缝板和填缝料
接缝板：耐久性、伸缩弹性（高、低温均佳）；
填缝料：要具有良好粘性。
（2）接缝板种类
木材板、纤维板、泡沫树脂板等。
（3）填缝料
加热施工类：沥青橡胶类、沥青玛碲脂类；
常温施工类：聚氯乙稀胶泥类、自流平硅胶等；
1、钢筋混凝土路面
适用场合：混凝土板块尺寸较大时，或基层易产生不均匀沉降或板下埋有地下设施时。
特点：配置纵、横向钢筋网，主要目的是控制裂缝的开展；
配筋计算：每延米的配筋量cm2 ：
注意点：钢筋最小间距大于最大粒径两倍以上，搭接长度应为直径的24倍以上，钢筋保护层厚度大于5cm；板长一般10-20m，不超过30m。
（1）配筋计算公式
（2）钢筋布置要求
①纵向钢筋设在面层顶面下1/3-1/2厚度范围内，横向钢筋位于纵向钢筋之下；
②纵向钢筋的搭接长度一般不小于35倍钢筋直径，搭接位置应错开，开搭接端连线与纵向钢筋的夹角应小于60°；
③边缘钢筋至纵缝或自由边的距离一般为100-150mm。
四、装配式混凝土路面
（1）混凝土预制块拼接路面
特点：以砼预制块拼装而成，不受气候影响，施工进度快，不需特殊养护，易维修，但接缝多，整体性差，易颠簸。适用于城市道路/停车场/堆场，不适于公路。
形状：矩形、正方形或六角形，可加预应力。
（2）混凝土小块铺砌路面
特点：小尺寸（一般小于0.03m2），抗压强度高(60MPa)，在基层上设置3cm左右的整平层，然后进行拼装。
优点：便于维修，耐压
适用场合：城市道路人行道，停车场、堆场等。
五、钢纤维混凝土路面
（1）特点：混合料中加入1.0-1.2％（体积比）的钢纤维，形成混凝土复合材料。
（2）优点：抗弯拉、抗压、抗剪强度显著提升，耐磨、抗裂、抗疲劳和抗冻融能力都有提升。
（3）注意点：
①钢纤维掺入比例不宜太高，否则施工和易性降低；
②纤维长度不宜太长，否则拌和不匀，过短则强度增长不多，适宜长度25-60mm，直径0.4-0.7mm，长径比50-70；
③拌和加料顺序：砂、碎石、水泥、钢纤维；
④表面钢纤维要拔出；
⑤按照一般混凝土路面厚度设计方法设计厚度，然后折减
六、 碾压混凝土路面
（1）特点：通过碾压达到成型的目的，区别于一般的震捣。水泥用量7-8％，用水量小，施工速度快，养生时间短。
（2）适用：二级及以下公路的面层和高等级公路的基层。其耐磨性差于一般混凝土路面。
（3）集料要求：集料最大粒径20mm。
七、复合式混凝土路面
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 。
八、连续配筋水泥砼路面（CRCP）
CRCP是指在路面纵向连续配置足够数量的钢筋，以控制混凝土路面板纵向收缩产生裂缝的间距和缝隙大小，从而可在路面纵向不设接缝的混凝土路面。
连续配筋混凝土路面（Continuously Reinforced Concrete Pavement，简称CRCP）在路面纵向配有足够数量的钢筋，控制混凝土路面板纵向收缩产生的开裂。
因此CRCP在施工时完全不设胀、缩缝(施工缝及构造所需的胀缝除外)，形成一条完整而平坦的行车表面，改善了汽车行驶的平稳性，同时也增加了路面板的整体强度。
连续配筋混凝土路面
CRCP具有耐久性好，行车舒适平顺，施工进度快，极少养护的等优点。从长期使用性能来看，CRCP的经济性也很好，现已广泛地应用于高等级公路，机场道面及现有道路的加固。
（1）板厚设计方法
板厚设计同普通的水泥混凝土路面
（2）配筋设计方法
配筋率0.6-0.8%，最小冰冻地区0.7％，一般地区0.6％；
裂缝宽度<1mm，一般应控制在0.5～0.7mm，裂缝间距1.0～2.5m
钢筋应力<钢筋极限拉伸强度；
纵向钢筋一般选用直径12mm～20mm的螺纹钢筋，钢筋间距100mm≤d≤250mm。
（3）横向裂缝平均间距
（4）钢筋设计计算
不同值时系数b与系数的关系曲线
（5）裂缝宽度计算
（6）钢筋应力计算
（7）钢筋布置要求
①纵向钢筋设在面层表面1/2-1/3厚度范围内，横向钢筋位于纵向钢筋之下；
②纵向钢筋的间距不大于250mm，不小于100mm或集料最大粒径的2.5倍；
③横向钢筋的间距不大于800mm；
④纵向钢筋的焊接长度一般不小于10倍（单面焊）或5倍（双面焊）钢筋直径，焊接位置应错开，各焊接端连线与纵向钢筋的夹角应小于60°；
⑤边缘钢筋至纵缝或自由边的距离一般为100-150mm。
（8）端部锚固设计
①地锚梁
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③毛勒缝
④连续胀缝
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