水利施工測量

[拼音]：shuini hunningtu lumian

[英文]：cement concrete pavement

以水泥混凝土為主要材料做面層的路面，簡稱混凝土路面。有素混凝土、鋼筋混凝土、連續配筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維混凝土和裝配式混凝土等各種路面。

發展簡史

1868年，蘇格蘭首次在因弗內斯通往某堆貨場道路上鋪築混凝土路面，19世紀末傳入美國和德國。早年混凝土路面大多用素混凝土按單層就地澆築而成，少數也有做成雙層式或配設鋼筋的。20世紀20年代，歐、美各國在公路、城市道路和飛機場跑道上大量發展混凝土路面，美國還開始試鋪裝配式預製塊混凝土路面和連續配筋混凝土路面。至於預應力混凝土路面，美、法兩國分別於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。

中國於20世紀20年代末開始在少數大城市的道路和飛機場跑道上鋪築混凝土路面。1932～1933年在南京至杭州國道上鋪築了長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築了長120公里、寬3米的混凝土路面。1948年在南京飛機場跑道上鋪築長2200米、寬45米、厚30釐米的鋼筋混凝土道面。到50年代，隨著水泥工業的發展，在中國的一些大、中城市的幹道以及飛機場跑道上，開始大規模鋪築混凝土路面。70年代初以來，某些省在公路幹線上開始鋪築混凝土路面。中國的飛機場跑道，幾乎全部都採用混凝土道面。中國混凝土路面大多是用素混凝土按單層就地澆築而成，但少數也有采用裝配式預製板，或做成雙層式，或配有鋼筋。

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，就地灌築成的路面結構，施工方便，造價低廉。素混凝土路面應沿縱向每隔5～6米設一縮縫，滿足冬季縮裂要求；每隔20～40米設一脹縫，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米設一縱縫(圖1)。由於橫脹縫易引起路面板的破壞，增加施工和養護的麻煩，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，必須設定脹縫外，其他路段可少設或不設。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，並按4、4.5、5、5.5和6米的不等間距順序佈置。

脹縫間隙寬1.8～2.5釐米，為防止滲水，上部5～6釐米深度內應灌以填縫料，下部則設定用瀝青浸製的軟木嵌條。為傳遞荷載，混凝土板厚中央處設鋼傳力杆，杆徑20～32毫米，長40～60釐米，間距30釐米。杆的半段塗瀝青並套以套筒，筒底部填以木屑等材料（圖2a）。如不設傳力杆，可在混凝土板下設定墊枕（圖2b）。

縮縫一般做成裂口深4～6釐米的假縫形式（圖3a），上部亦灌以填縫料，可不設傳力杆。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，也應設定傳力杆（圖3b）。縱縫可做成假縫、平頭縫或企口縫形式(圖4)，上部也灌以填縫料。為防止板塊向兩側滑移，板厚中央可設定鋼拉桿，杆徑14～20毫米，長40～60釐米，間距80～100釐米。

素混凝土路面板大多做成等厚斷面，厚約20～25釐米。由於板的邊緣和角隅最易遭到破壞，可設定邊緣鋼筋和角隅鋼筋(圖1)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，可做成由內側向外側邊緣逐漸加厚的梯形斷面。路面板大多做成單層式；當板較厚時也可做成雙層式，上層厚度不小於6～7釐米。下層使用品質稍差的材料做成低強度混凝土；為使上下層結合牢固，下層表面應清潔、粗糙並設凹槽。

鋼筋混凝土路面

在混凝土路面板內，沿縱橫向配置鋼筋網，配筋率為 0.1～0.2％。鋼筋直徑8～12毫米，縱筋間距15～35釐米，橫筋間距30～75釐米。鋼筋設在板表面下5～6釐米處，以減輕板面裂紋的產生和擴張。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，並設傳力杆。在地路基軟弱地段和交通特別繁重處，也可將鋼筋網設在板底面之上5～6釐米處，或設雙層鋼筋網。

連續配筋混凝土路面

在混凝土路面板內大量配筋，配筋率達0.6～1.0％，縱筋直徑12～16毫米，間距7.5～20釐米，可連續貫穿橫縫。橫筋直徑6～9毫米。間距40～120釐米。鋼筋設在板厚中央略高處，與板表面距離至少6～7釐米。

在連續配筋混凝土路面板的端部應設定端縫，它有兩種形式：一為自由式，即連續設定3～4條脹縫，以便板端部自由脹縮；另一為錨固式，即在板底部設定若干根肋樑或樁埋入地基內，以阻止板的脹縮活動。與素混凝土路面相比，連續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，施工較複雜。

預應力混凝土路面

按路面構造的不同分為三種：

（1）無筋預應力混凝土路面。在混凝土板兩端設定墩座埋入地基內，墩座與板之間設定彈力縫，放入鋼彈簧。板長中央設定加力縫，縫內設千斤頂，對混凝土板逐漸施加壓應力至5兆帕，然後塞入混凝土預製塊，取出千斤頂，用混凝土填塞縫隙。

（2）有筋預應力混凝土路面。在混凝土板厚中央預留孔，穿進鋼絲束，張拉後將兩頭錨固，並在孔內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，或按與路中線成小於45°角的斜向加力（圖5）。後者可以連續澆築很長的板，在板的兩側施加應力。所加預應力，在縱向為2～4兆帕，在橫向為0.4～1.4兆帕。

（3）自應力混凝土路面。用膨脹水泥製備混凝土鋪築路面，借配筋或在板的兩端設定墩座，通過混凝土的膨脹施加預應力。

預應力混凝土路面板厚可減至10～15釐米，縮縫間距可增至100～150米。但因施工工藝複雜，所需機具效能要求較高，除在某些飛機場建設中獲得成功經驗外，尚未普遍推廣。

鋼纖維混凝土路面

於混凝土中摻入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。鋼纖維混凝土路面施工工藝尚未定型，仍在試驗階段。

裝配式混凝土路面

在工廠中製成混凝土預製板，運至工地現場鋪裝而成的路面。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釐米；還可做成寬3.5米、長3～6米的大型板，但需有相應的運輸和吊裝機具來配合。板的邊緣和角隅可配置鋼筋，也可在全板面配設鋼筋網。為提高混凝土的質量，可採用預應力、真空吸水、機械振搗和蒸汽養護等工藝。裝配式混凝土路面板可以全年生產，不受氣候影響，質量容易保證；而且鋪裝進度快，鋪完即可通車，損壞後易於拆換修理。因此，較適用於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幹線上很少採用。

土基與基層

土基與基層的穩定與堅固對混凝土路面的經久耐用有極大關係。60年代以來，都強調要用水泥、石灰或瀝青穩定土或粒料、工業廢渣、瀝青混合料或貧混凝土作混凝土路面的基層，厚約15～20釐米，寬度較混凝土板每側寬出25～35釐米以上。土基上層60釐米深度內的壓實度要達到最佳密實度的98％以上。在冰凍地區，還要在基層之下，另設30～80釐米厚的砂礫或爐渣防凍層。在基層與混凝土面板之間，可鋪設1～2釐米厚的瀝青砂或塑料薄膜；如基層表面平整，亦可將混凝土直接灌築於基層上。

材料要求

製備路面用混凝土，要採用軟練425或525號普通矽酸鹽水泥、中砂或粗砂和Ⅰ、Ⅱ級碎（礫）石。混凝土28天極限抗壓強度不低於30～40兆帕，極限抗彎拉強度不低於4.5～5.5兆帕，每立方米混凝土的水泥用量為300～350公斤。對雙層式混凝土路面的下層材料，可適當降低要求。為提高混凝土的使用效能，可摻入少量早強劑、加氣劑、增塑劑、減水劑或聚合物等外加劑（見混凝土外加劑）。

在接縫上部所澆灌的填縫料，常用瀝青、礦粉、石棉屑、軟木屑或橡膠粉，按適當配比製成的瀝青膠泥(也稱瀝青瑪脂)。亦有采用氯丁橡膠空心帶、塑料嵌條或聚氯乙烯膠泥等作填縫料，效果較好。

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、傳力杆和鋼筋網等；

（2）拌和混凝土混合料並運至工地；

（3）攤鋪與振搗混凝土混合料；

（4）整平混凝土表面並刷毛或刻防劃滑小槽(見彩圖)；

（5）養生與填縫。此外，還有試用真空吸水、振動碾壓等工藝於混凝土路面施工中。

在早年，混凝土路面的施工使用鋼製軌模，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40年代，一些工業發達國家混凝土路面施工已全盤機械化，從基礎整形、軌模安裝與拆卸、混凝土拌和、攤鋪、搗實與整面，直到切縫、填縫與養生等工序，都使用專門機械，進行流水作業。

1960年出現了滑模式水泥混凝土路面鋪築機（見水泥混凝土路面鋪築機械），機尾兩側裝有模板隨機前進，攤鋪、振搗、整面與刻槽等作業順序完成，成型的路面即在機後延伸出來。此外，還有一種混凝土路面聯合鋪築機，它行駛一次即能使路基成型，並攤鋪、壓實基層，再於其上鋪築混凝土板。