無切縫水泥混凝土路面設(shè)計(jì)與建造

李思鋒

富裕縣地方道路管理站 黑龍江齊齊哈爾 161200

水泥混凝土路面雖然具有施工更便捷、能耗低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但是其施工過程中必然存在的切縫卻成為了它的致命缺點(diǎn)。這種緩解壓力的接縫存在不僅使其使用時(shí)候的舒適度沒有瀝青混凝土路面舒服，而且一旦切縫處出現(xiàn)問題那么其將會(huì)對(duì)整體道路的壽命以及使用性能都造成非常惡劣的影響。雖然明知道有這個(gè)缺點(diǎn)，但是因?yàn)槠涫┕け憬莺湍芎牡偷奶攸c(diǎn)這種水泥混凝土路面仍然被國(guó)內(nèi)外所廣泛運(yùn)用。水泥混凝土路面的應(yīng)用在美國(guó)的交通公路網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中占據(jù)了其整體的百分之五十，而且在歐洲這種有著切縫的水泥混凝土路面也較為常見，比如比利時(shí)這個(gè)國(guó)家水泥混凝土也占據(jù)了其整體交通公路網(wǎng)的百分之五十、法國(guó)對(duì)道路的建設(shè)比較嚴(yán)格，每年都會(huì)進(jìn)行修建道路或者對(duì)老舊道路維修，而在建成的道路中有百分之三十都以水泥混凝土路面的形勢(shì)建造[1]。而我國(guó)這種路面的建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行的相對(duì)較晚，當(dāng)1970 年的時(shí)候我國(guó)建造的水泥混凝土路面的總長(zhǎng)度僅僅占據(jù)我國(guó)總交通網(wǎng)絡(luò)的百分之零點(diǎn)九，從2000 之后我國(guó)的水泥混凝土路面的建設(shè)才全面的開始建設(shè)，并且占比逐年上升。

1 工作原理

所謂的無切縫混凝土路面其實(shí)就是將普通的混凝土路面的切縫取消，取而代之的是在其建筑材料當(dāng)中加入一些防震防凍的材料或者是以高延展性的纖維對(duì)水泥的基層進(jìn)行強(qiáng)化，進(jìn)而形成無切縫水泥混凝土路面。水泥混凝土路面的建筑用材經(jīng)過仔細(xì)科學(xué)的加工之后會(huì)使得其整體的延展性都得到爆炸的提升，而水泥混凝土路面在實(shí)際使用當(dāng)中必然出現(xiàn)的張力或者是壓力也都會(huì)隨著經(jīng)過加工過的水泥基層當(dāng)中存在的微小的密紋來緩解，這種裂縫的單個(gè)寬度非常的小，對(duì)整體道路的機(jī)構(gòu)不會(huì)造成什么負(fù)面的影響，同時(shí)這種縫隙也增加了路面的延展性段的長(zhǎng)度，這就使得無切縫水泥混凝土路面在一定程度上要比有切縫的水泥混凝土路面舒適度高[2]。

2 優(yōu)勢(shì)所在

無切縫水泥混凝土的路面相比于傳統(tǒng)的有切縫的普通水泥混凝土路面來說，其優(yōu)勢(shì)也是相當(dāng)明顯的。有切縫的水泥混凝土路面因?yàn)榍锌p處會(huì)因?yàn)橥饨绲暮芏嗖淮_定性因素所影響，使得其密封和防水功能失效，倘若此時(shí)正巧趕上其所在區(qū)域的降水季，那么雨水就會(huì)很輕松的順著切縫處深入到路面基層和土基層，這就會(huì)對(duì)道路的板低支撐造成一定威脅，而隨著路面不斷有車輛行駛還會(huì)給路基造成一個(gè)積壓力，進(jìn)而使得被雨水沖刷稀釋過后的土基層從切縫出被擠壓出來。無切縫水泥混凝土路面因?yàn)槠浔旧淼慕ㄖ牧喜捎玫氖菑?fù)合型建筑材料，其中包含一些類似聚乙烯之類的化學(xué)物品，這就使得建造出來的水泥混凝土路面即使不需要進(jìn)行切縫也可以很好的緩解熱脹冷縮時(shí)候的力和車輛行駛時(shí)候的負(fù)荷，這在一定程度上也很好的針對(duì)于雨水沖刷土基層這一問題進(jìn)行解決[3]。

3 收縮應(yīng)力分布規(guī)律

隨著混凝土收縮的發(fā)展，拉應(yīng)力由路面板兩端向板中間線性增大，并在板中間達(dá)到峰值。峰值拉應(yīng)力的大小與路面板長(zhǎng)度密切相關(guān)，隨著板長(zhǎng)增大，最大拉應(yīng)力顯著提高，因此降低單塊路面板長(zhǎng)度是降低水泥混凝土路面板開裂風(fēng)險(xiǎn)的有效措施。此外，混凝土路面板暴露于大氣環(huán)境中，將隨著環(huán)境溫度變化產(chǎn)生溫度變形，由此引發(fā)的溫度應(yīng)力分布規(guī)律與收縮應(yīng)力類似。

針對(duì)上述混凝土路面板內(nèi)收縮與溫度應(yīng)力引發(fā)的混凝土開裂問題，工程中采取的應(yīng)對(duì)措施是每隔4-6m 設(shè)置一道橫向切縫，將連續(xù)路面板分割為尺寸較小的板，減小由收縮、溫度變化等因素引起的拉應(yīng)力，從而大幅降低混凝土路面板再開裂的風(fēng)險(xiǎn)。但切縫部位往往成為水泥混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié)，帶來路面板錯(cuò)臺(tái)、唧泥、拱起等病害。隨著切縫填料的老化和磨損，雨水和侵蝕性介質(zhì)（如防凍鹽）易侵入切縫，與鋼筋接觸進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋銹蝕；冬季則造成冰脹，使切縫寬度進(jìn)一步張開，嚴(yán)重影響路面整體性和耐久性。損傷的混凝土路面板通常需要維修或更換，同時(shí)也影響路面的服役質(zhì)量。可見，路面板切縫的存在增加了路面板的維修維護(hù)成本，嚴(yán)重影響行車舒適性，是“咯噔” 跳車現(xiàn)象形成的根源。為解決水泥混凝土路面板間切縫引發(fā)的各類工程問題，本文提出在混凝土路面中設(shè)置延性段，形成無切縫混凝土路面。首先，這種無切縫結(jié)構(gòu)可有效吸收兩側(cè)混凝土路面板的變形，保證路面板不開裂；其次，延性段與兩側(cè)混凝土板連接良好，確保變形集中發(fā)生在延性段內(nèi)部而非界面處，避免宏觀可見裂紋的出現(xiàn)；第三，延性段可有效傳交通荷載，保證路面整體性。

4 延展性

水平錨固鋼筋的設(shè)置是為了增強(qiáng)延性材料LSECC- 混凝土界面錨固，確保界面不開裂；豎直錨固鋼筋的作用是提高延性材料的抗拔能力，同時(shí)輔助定位水平錨固筋；鋁板的作用是在混凝土路面板中形成缺陷，將開裂反射至延性中。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然水泥混凝土路面具有施工便捷、能耗低等優(yōu)秀的特點(diǎn)，但是隨著我國(guó)的發(fā)展，人們對(duì)生活水平日益的提高，這種在車輛行駛過程中會(huì)出現(xiàn)噪音并且舒適度不是特別好的道路終究是無法生存的，所以針對(duì)這一現(xiàn)象，在道路建設(shè)方面加快無切縫水泥混凝土路面的建設(shè)和設(shè)計(jì)，并且將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)未來的道路建設(shè)當(dāng)中。而且就這項(xiàng)技術(shù)而言，因?yàn)槠浒l(fā)展的過程中需要大量的化學(xué)材料，所以這項(xiàng)技術(shù)的全面發(fā)展也可以在一定程度上推進(jìn)我國(guó)其他領(lǐng)域的發(fā)展，和科技的進(jìn)步。