1· 普通混凝土路面
普通混凝土路面也称有接缝的素混凝土路面,是在路面板中不设置钢筋或仅在板的边缘和角隅处配置少量钢筋,面层板内不配置钢筋的水泥混凝土面层,采用现场浇注方法修建的路面。这是目前应用最为广泛的一种面层类型。道路路面的混凝土面层通常采用等厚断面,其厚度变动于18~30cm 范围内,视轴载大小和利用次数以及混凝土强度而定。由于施工简便,造价较低,是使用得很广泛的路面结构。这种路面在纵向设有纵缝,横向设有胀缝和缩缝,分别用嵌缝条或填缝料填塞。在胀缝和缩缝处可设置传力杆,在纵缝处可设置拉杆。混凝土板多为等厚式,也可做成厚边式或梯形断面。
2 ·钢筋混凝土路面
钢筋混凝土路面指为防止可能产生的裂缝缝隙张开,板内配置纵、横向钢筋或钢筋网的水泥混凝土路面。
2.1 钢筋混凝土路面的特点。钢筋混凝土路面在板内配置纵向和横向钢筋缝隙量较大,造价昂贵,只限局部路段使用。
2.2 适用场合。面板的平面尺寸较大或形状不规则、土质不均匀或板下埋有地下设施等,预计基(垫)层有可能产生不均匀沉陷时,宜采用钢筋混凝土路面。
2.3 厚度设计。钢筋混凝土路面的厚度,可按普通混凝土路面厚度设计的各项规定进行设计(垫)层和面板厚度分别取普通混凝土路面基(垫)层和面板的厚度。
3· 连续配筋混凝土路面
连续配筋混凝土路面(CRCP)是道路工程师为了克服接缝水泥混凝土路面的各种病害及改善路用性能而采用的一种混凝土路面结构形式。
3.1 路面结构优点。CRCP 在路面纵向配有足够数量的钢筋,路面整体性好,抗拉强度大,能较好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(除施工缝及构造所需的胀缝处),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。
3.2 路面结构缺点。连续配筋混凝土路面的主要缺点是所用钢筋的数量较多,对施工工序有比较严格的要求。此外,对于连续配筋混凝土路面的端部,与桥梁及其他结构物连接的部位,需进行特殊处理,且用钢筋量较大,造价昂贵。只限局部路段使用。
3.3 适用范围。连续配筋混凝土路面适用于高速公路和一级公路。
3.4 厚度设计。连续配筋混凝土路面的厚度,可按普通混凝土路面厚度设计的各项设计参数及规定进行设计。其基(垫)层取普通混凝土路面基(垫)层的厚度。面板厚度,对于高速公路,取普通混凝土路面的面板厚度;对于一级公路取普通混凝土路面面板厚度的0.9 倍。
3.5 设计标准。1)混凝土面层横向裂缝的平均间距为1.0~2.5m。2)裂缝缝隙的最大宽度为1mm。3)钢筋拉应力不超过钢筋屈服强度。
4 ·钢纤维混凝土路面
钢纤维混凝土路面指在混凝土中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。在混凝土中掺入一定数量的短小钢纤维可以提高混凝土路面的抗压和抗弯强度,增加韧性,防止开裂以及加强抗冲击、耐疲劳性能,延长路面使用寿命,且可减小路面板厚度和加大缩缝与纵缝间距,有较高的经济效益,使用的钢纤维体积率一般为1%~1.2%。钢纤维可以采用不同方式制造,如钢丝截断法、薄钢板剪切法、熔抽法和钢坯铣削法,相应地得到不同形状和横截面的纤维。由于钢纤维混凝土的弯拉强度高于普通混凝土,所需的面层厚度薄于普通混凝土面层,但钢纤维混凝土的造价高。
5· 预应力混凝土路面
近年来,随着国民经济的迅速发展,道路上的交通量和轴载迅速增长。车速不断增大,为了适应交通运输事业的发展,国内许多省市修建了大量的水泥混凝土路面。但是,随着我国经济的持续健康发展,路面超重车的不断增多,我国许多省份的水泥混凝土路面都存在严重的裂缝和断板现象,水泥混凝土出现病害后维修费时费力,严重影响了道路交通及行车的舒适性与安全性。解决混凝土路面病害的方法之一就是在水泥混凝土路面上施加预应力,即预应力混凝土路面。预应力混凝土路面是种预先加入预应力增加受拉强度的路面。它主要的特点就是减少混凝土路面的横向接缝,提高混凝土的抗拉强度,它具有很多传统的混凝土路面无法比拟的优点。它的长期使用性能明显比其他的混凝土路面好,能够显著地改善行车舒适性,提高营运期间的经济效益。
5.1 预应力混凝土路面的种类。对混凝土路面板施加预应力也可适当减小路面板厚度和加大缩缝间距。预应力混凝土路面和无筋预应力混凝土路面。配筋预应力混凝土路面,又称"单独型"路面,由间隔较长的膨胀缝相隔离的路面板组成,在路面板的抗压区分别配制一定数量的预应力钢筋。按施加预应力的先后次序又可分为先张法和后张法两种,这与房屋、桥梁上的做法相同。先张法是在混凝土浇注之前.将钢筋加力至规定的程度,然后浇注混凝土,待混凝土硬化并达到规定强度时,将钢筋切断;后张法是在混凝土浇注之前,先留有套管及预应力钢筋,待混凝土浇注并达到规定强度后,用千斤顶对钢筋施加预应力,从而对混凝土路面加压,并达到规定的程度。
5.2 预应力混凝土路面的主要特点。1)预应力混凝土路面的优点。a.路面板厚度只需传统混凝土路面板厚的40%。b.预应力混凝土路面由于板较长,接缝数量可大大减少,改善了行车的平稳性,减少了接缝问题。c.预应力的存在使路面板体性较强,边角软弱部分得以改善,大大减少了横向开裂的可能性,提高了路面的耐久性。d.预应力混凝土路面的用筋量少于除素混凝土路面以外的其他路面。2)预应力混凝土路面的缺点。a.从经济观点来看减薄了路面板的厚度,但配筋预应力路面需大量的预应力筋,施工工艺较复杂,手工操作的工作量大,难以实现机械化、自动化施工。b.虽然预应力混凝土路面板可以做得较长,但随着长度的增加,由于路基约束所引起的预应力损失也随之增大,另外,板的位移量也会增大,因而对横向接缝的设计要求很严,同时要求路基摩擦约束尽可能小。c.对施工人员素质要求较高,并需进行严格的质量控制。3)预应力混凝土路面的材料要求及预应力的影响因素和取值。a.预应力混凝土路面需要高质量的混凝土(高强度、低收缩和低徐变)。水灰比应尽可能小,以避免由于收缩和徐变引起过大的预应力损失。28d 的混凝土抗压强度要达到21~56MPa。国外一些实例中使用了矾土水泥,它的明显优势是加速了混凝土的硬化。现有记载除了早期的一些室内试验外,很少使用促凝剂或增加混凝土和易性的外加剂。b.有些部门建议预应力混凝土路面路基摩擦系数为0.25~0.5。但在试图减小摩擦的砂或石周所组成的滑动层中发现其值高达1.25~2.0。大多数室内试验所确定的摩擦系数都比现场的小,这是由于室内不能真实反映现场的实际条件所致。为了减小摩擦,通常采用砂和防水纸、砂和油毛毡、砂和聚乙烯薄膜或沥青材料做滑动层。在减小摩擦方面作了很多尝试,许多研究表明采用一薄层的同一粒径的球形颗粒(砂、石屑等)对于减小摩擦效果很好.其作用如同滚珠轴承。