[科普中國]-混凝土塊路面

發(fā)展簡史國外

1868年，蘇格蘭首次在因弗內(nèi)斯通往某堆貨場道路上鋪筑混凝土路面，19世紀(jì)末傳入美國和德國。早年混凝土路面大多用素混凝土按單層就地澆筑而成，少數(shù)也有做成雙層式或配設(shè)鋼筋的。20世紀(jì)20年代，歐、美各國在公路、城市道路和飛機場跑道上大量發(fā)展混凝土路面，美國還開始試鋪裝配式預(yù)制塊混凝土路面和連續(xù)配筋混凝土路面。至于預(yù)應(yīng)力混凝土路面，美、法兩國分別于30年代和40年代中期開始試鋪。70年代初，美國和荷蘭開始試鋪鋼纖維混凝土路面。1

中國中國于20世紀(jì)20年代末開始在少數(shù)大城市的道路和飛機場跑道上鋪筑混凝土路面。1932～1933年在南京至杭州國道上鋪筑了長500米、寬5.5米的混凝土路面試驗段。1940年在北京至天津公路上鋪筑了長120公里、寬3米的混凝土路面。1948年在南京飛機場跑道上鋪筑長2200米、 寬45米、 厚30厘米的鋼筋混凝土道面。到50年代，隨著水泥工業(yè)的發(fā)展，在中國的一些大、中城市的干道以及飛機場跑道上，開始大規(guī)模鋪筑混凝土路面。70年代初以來，某些省在公路干線上開始鋪筑混凝土路面。中國的飛機場跑道，幾乎全部都采用混凝土道面。中國混凝土路面大多是用素混凝土按單層就地澆筑而成，但少數(shù)也有采用裝配式預(yù)制板，或做成雙層式，或配有鋼筋。1

組成水泥混凝土路面由墊層、基層及面層構(gòu)成。

墊層，在溫度和濕度狀況不良的城鎮(zhèn)路面道路上，應(yīng)設(shè)置墊層。以改善路面結(jié)構(gòu)的使用性能。

基層，基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和較大的剛度且抗變形能力強且堅實、平整、整體性好。

面層，水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強度、耐久度、表面抗滑、耐磨、平整。1

分類素混凝土在公路、城市道路及機場道面中，目前我國采用得最廣泛的是現(xiàn)場澆筑的普通混凝土路面，這類混凝土路面除接縫區(qū)和局部范圍（邊緣或角隅）外，不配置鋼筋，亦稱素混凝土路面。用素混凝土或僅在路面板邊緣和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面結(jié)構(gòu)，施工方便，造價低廉。素混凝土路面應(yīng)沿縱向每隔5～6米設(shè)一縮縫，滿足冬季縮裂要求；每隔20～40米設(shè)一脹縫，防止夏季熱脹，板屈曲壓裂或縫邊混凝土擠碎；沿橫向每隔3～4.5米設(shè)一縱縫。由于橫脹縫易引起路面板的破壞，增加施工和養(yǎng)護的麻煩，20世紀(jì)60年代中期以來，對夏季施工的混凝土路面，除在橋頭、隧道口、道路交叉口小半徑曲線或縱坡變換處,必須設(shè)置脹縫外,其他路段可少設(shè)或不設(shè)。縱橫縫一般做成垂直相交，但也有把橫縫做成與縱縫交成70°～80°斜角，并按4、4.5、5、5.5和6米的不等間距順序布置。脹縫間隙寬1.8～2.5厘米，為防止?jié)B水，上部5～6厘米深度內(nèi)應(yīng)灌以填縫料，下部則設(shè)置用瀝青浸制的軟木嵌條。為傳遞荷載，混凝土板厚中央處設(shè)鋼傳力桿，桿徑20～32毫米，長40～60厘米，間距30厘米。桿的半段涂瀝青并套以套筒，筒底部填以木屑等材料。如不設(shè)傳力桿，可在混凝土板下設(shè)置墊枕。2

縮縫一般做成裂口深4～6厘米的假縫形式，上部亦灌以填縫料，可不設(shè)傳力桿。但在路基軟弱或交通繁忙路段以及鄰近長間距脹縫的二三個縮縫上，也應(yīng)設(shè)置傳力桿?？v縫可做成假縫、平頭縫或企口縫形式，上部也灌以填縫料。為防止板塊向兩側(cè)滑移，板厚中央可設(shè)置鋼拉桿，桿徑14～20毫米，長40～60厘米，間距80～100厘米。素混凝土路面板大多做成等厚斷面，厚約20～25厘米。由于板的邊緣和角隅最易遭到破壞，可設(shè)置邊緣鋼筋和角隅鋼筋予以加固，或做成厚邊式斷面,從靠路肩1米處開始厚度逐漸增加，至板邊緣厚度較中間大25%。在高速公路和一級公路上，可做成由內(nèi)側(cè)向外側(cè)邊緣逐漸加厚的梯形斷面。路面板大多做成單層式；當(dāng)板較厚時也可做成雙層式，上層厚度不小于6～7厘米。下層使用品質(zhì)稍差的材料做成低強度混凝土；為使上下層結(jié)合牢固，下層表面應(yīng)清潔、粗糙并設(shè)凹槽?；炷谅访媲锌p要注意：1、要注意切縫的時間，時間隔太長了會出現(xiàn)裂縫，太短了，會出現(xiàn)毛邊；2、要注意切的深度，淺了起不到效果，還是會出現(xiàn)裂縫，太深了，又耗時耗力，浪費資源；3、間距要合適，一般控制在4-6米之間，間隔太長了，中間會出現(xiàn)裂縫，起不到作用了，太短了，也是浪費；4、注意線形的順直美觀，特別是在彎道上，注意不要斜了；5、切完后及時進行灌縫。2

鋼筋路面在混凝土路面板內(nèi)，沿縱橫向配置鋼筋網(wǎng)，配筋率為 0.1～0.2%。鋼筋直徑8～12毫米，縱筋間距15～35厘米，橫筋間距30～75厘米。鋼筋設(shè)在板表面下5～6厘米處，以減輕板面裂紋的產(chǎn)生和擴張。板厚和縱縫間距與素混凝土路面相同，但橫縮縫間距可增至10～30米，并設(shè)傳力桿。在地路基軟弱地段和交通特別繁重處，也可將鋼筋網(wǎng)設(shè)在板底面之上5～6厘米處，或設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)。2

連續(xù)配筋在混凝土路面板內(nèi)大量配筋，配筋率達0.6～1.0%，縱筋直徑12～16毫米,間距7.5～20厘米，可連續(xù)貫穿橫縫。橫筋直徑6～9毫米。間距40～120厘米。鋼筋設(shè)在板厚中央略高處，與板表面距離至少6～7厘米。在連續(xù)配筋混凝土路面板的端部應(yīng)設(shè)置端縫，它有兩種形式：一為自由式,即連續(xù)設(shè)置3～4條脹縫,以便板端部自由脹縮；另一為錨固式，即在板底部設(shè)置若干根肋梁或樁埋入地基內(nèi)，以阻止板的脹縮活動。與素混凝土路面相比，連續(xù)配筋混凝土路面板厚可減薄15～20%；縮縫間距可增長至100～300米。但用鋼多，造價高，施工較復(fù)雜。2

纖維混凝土路面纖維混凝土路面是在混凝土面層中摻入各種短纖維的水泥混凝土路面，纖維混凝土通常比素混凝土具有更高的抗拉強度或更好的耐久性。常用的纖維有鋼纖維、各種聚合物纖維以及玻璃纖維。纖維混凝土路面廣泛用于重載道路、機場跑道及工作環(huán)境惡劣的路面和橋面。2

碾壓混凝土路面碾壓混凝土路面是采用振動碾壓成型的水泥混凝土，不同于上述類型混凝土路面的灌注施工方式。碾壓混凝土路面要求采用十硬性混凝土，施工便捷快速，但其表面平整度和結(jié)構(gòu)耐久性不如普通混凝土。碾壓混凝土主要用于低等級道路或面層由兩層不同類型的結(jié)構(gòu)層復(fù)合而成的復(fù)合式路面的下層。2

塊料混凝土路面塊料混凝土路面是用混凝土預(yù)制塊做面層鋪筑在下承層上的路面結(jié)構(gòu)。大的塊料路面的塊料尺寸可達1～2m，小的塊體通常為20～30cm。由于可以使用石料打制較小的塊料，因此，認為只有較大的塊料路面才能歸于水泥混凝土路面范疇，從而用剛性路面理論進行結(jié)構(gòu)分析。塊料路面常用于城市道路、非機動車道、低等級公路，或用于基礎(chǔ)不穩(wěn)定的道路交叉口、橋頭引道、過水路面等處。2

預(yù)應(yīng)力按路面構(gòu)造的不同分為三種：①無筋預(yù)應(yīng)力混凝土路面。在混凝土板兩端設(shè)置墩座埋入地基內(nèi)，墩座與板之間設(shè)置彈力縫，放入鋼彈簧。板長中央設(shè)置加力縫，縫內(nèi)設(shè)千斤頂，對混凝土板逐漸施加壓應(yīng)力至5兆帕，然后塞入混凝土預(yù)制塊，取出千斤頂，用混凝土填塞縫隙。②有筋預(yù)應(yīng)力混凝土路面。在混凝土板厚中央預(yù)留孔，穿進鋼絲束，張拉后將兩頭錨固，并在孔內(nèi)注入水泥漿使鋼絲束與混凝土粘牢。較窄的板可僅在板的縱向加力，較寬的板需在縱橫向同時加力，或按與路中線成小于45°角的斜向加力（圖5）。后者可以連續(xù)澆筑很長的板，在板的兩側(cè)施加應(yīng)力。所加預(yù)應(yīng)力，在縱向為2～4兆帕，在橫向為0.4～1.4兆帕。③自應(yīng)力混凝土路面。用膨脹水泥制備混凝土鋪筑路面，借配筋或在板的兩端設(shè)置墩座，通過混凝土的膨脹施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土路面板厚可減至10～15厘米，縮縫間距可增至100～150米。但因施工工藝復(fù)雜，所需機具性能要求較高，除在某些飛機場建設(shè)中獲得成功經(jīng)驗外，尚未普遍推廣。2

鋼纖維于混凝土中摻入1.5～2.0%(體積比)的長25～60毫米、直徑0.25～1毫米的鋼纖維，可使其28天極限抗壓強度和極限抗彎拉強度較素混凝土提高50%以上；而且它的抗疲勞和抗裂縫能力也較素混凝土高（見纖維混凝土）。與素混凝土路面相比，鋼纖維混凝土路面板厚可減小30～50%，縮縫間距可增至15～30米，縱縫間距可增至8米，脹縫可以不設(shè)。鋼纖維混凝土路面施工工藝尚未定型，仍在試驗階段。2

裝配式在工廠中制成混凝土預(yù)制板，運至工地現(xiàn)場鋪裝而成的路面。裝配式混凝土板一般做成邊長1～2米的正方形或矩形,也可做成邊長1.2米的六角形，板厚12～18厘米；還可做成寬3.5米、長3～6米的大型板，但需有相應(yīng)的運輸和吊裝機具來配合。板的邊緣和角隅可配置鋼筋，也可在全板面配設(shè)鋼筋網(wǎng)。為提高混凝土的質(zhì)量，可采用預(yù)應(yīng)力、真空吸水、機械振搗和蒸汽養(yǎng)護等工藝。裝配式混凝土路面板可以全年生產(chǎn)，不受氣候影響，質(zhì)量容易保證；而且鋪裝進度快，鋪完即可通車，損壞后易于拆換修理。因此，較適用于停車站場及港口碼頭處，但其接縫多，整體性差，故在公路和城市道路干線上很少采用。2

路面施工混凝土路面施工的一般工序是：①安裝邊模、接縫嵌條、傳力桿和鋼筋網(wǎng)等；②拌和混凝土混合料并運至工地；③攤鋪與振搗混凝土混合料；④整平混凝土表面并刷毛或刻防劃滑小槽；⑤養(yǎng)生與填縫。此外,還有試用真空吸水、振動碾壓等工藝于混凝土路面施工中。2

在早年，混凝土路面的施工使用鋼制軌模，它一方面作為邊模，一方面又可供具有鋼輪的混凝土拌和機、運料車、攤鋪機和振搗機等行駛操作。20世紀(jì)40年代，一些工業(yè)發(fā)達國家混凝土路面施工已全盤機械化，從基礎(chǔ)整形、軌模安裝與拆卸、混凝土拌和、攤鋪、搗實與整面,直到切縫、填縫與養(yǎng)生等工序，都使用專門機械,進行流水作業(yè)。2

1960年出現(xiàn)了滑模式水泥混凝土路面鋪筑機（見水泥混凝土路面鋪筑機械），機尾兩側(cè)裝有模板隨機前進，攤鋪、振搗、整面與刻槽等作業(yè)順序完成，成型的路面即在機后延伸出來。此外，還有一種混凝土路面聯(lián)合鋪筑機，它行駛一次即能使路基成型，并攤鋪、壓實基層，再于其上鋪筑混凝土板。2