水泥混凝土道面分块设计.docx

文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.水泥混凝土道面分块设计最初，当采用水泥混凝土修筑路面时，并不做分块设计，除施工 缝外，也不做任何接缝，面板浇筑的很长到20年代，发现早期建 造的混凝土路面，冬天发生断裂，夏天则容易引起拱胀和挤碎破坏 于是，在这一时期修建的混凝土路面，每隔9〜12m（30〜40ft）设置 一条胀缩缝，缝宽10〜15mm（in），中填沥青类材料到30年代，发 现这种长板最后总是每隔3〜4m产生横向裂缝，并且在胀缩缝处容 易错台和唧泥等病害，经过近20年的摸索之后人们认识到，水泥混 凝土板的平面尺寸不能太大胀缝设置也不能过多，目前趋向于不 设或少设胀缝，减小缩缝间距板的长度在公路上素混凝土板取4〜 6m，在机场道面取为4mX4m、4mX5m、5mX5m、5mX6m等配有钢 筋的板的平面尺寸可大些一、分块设计的原则 机场道面一般采用矩形板，因矩形板平整性好，便于施工，在 进行分块设计时，应遵循下列原则：1、 尽可能将板划分为正方形或接近正方形，这样板的受力性能 好，强度高，计算表明，在相同条件下，令圆板的强度为1，则六角 形板的强度为0.86，正方形板为0.76，矩形板为0.76X（a为短边, b为长边）。

矩形板的长宽之比采用1.25：1〜1： 1为宜2、 同一机场道面板的平面尺寸种类不宜过多，以减少模板种类， 便于施工数量较多的规格板的尺寸，应与机械作业宽度相一致， 常用宽度为4 〜 5 m 在机械化程度低或手工操作的情况下，板的尺寸 不宜过大，以免一块板的摊铺时间长，影响混凝土质量3、 规格板的尺寸应与跑道、滑行道、集体停机坪等道坪的外廓 尺寸相协调，最好只用一种基本尺寸，并成倍数关系尽量减少非规格板的数目，以简化施工规格板的最小边长为3m，最大边长为 6m非规格板的最短边长不小于lm板角应避免有小于90°的锐角， 防止因受力条件差而产生板角断裂4、 双面坡跑道的中心线应与纵缝重合，切忌将跑道中心线位于 板中（该板浇筑成“人”形折线板）山东某机场跑道加长800m，60m 宽的跑道分为15块板，每块4mX4m跑道中心线恰好位于中间一块 板的板中，结果沿中心线800m长全部贯通断裂，裂缝最宽处达2cm5、 滑行道、联络道上的板，分块设计应保证使用该机场主要机 种飞机的主轮位于板的中部，使板处于最佳受力状态6、 分块接缝宜采用“井”字形即道面板间应通缝连接，不宜 错缝连接经验证明，错缝布置道面易产生延伸裂缝（图13-15）。

错缝布置引起延伸裂缝的主要原因，不外乎下列几种：（1） 在纵横缝交点处，表面水易渗入基层，使基层强度降低， 面板受挠折面断裂；（2） 当轮载分别通过纵缝两侧的面板时，由于板角一侧刚度较 小，发生较大弯沉，结果发生轮载重分配，无缝一侧的板承受较大 的轮载，产生较大的应力这样，经过多次重复超载之后，板即断 裂3） 当气温降低时，在纵缝两侧的面板即沿纵向朝当中收缩 由于纵缝一般作成企口缝或平缝，相邻的板块相互牵连摩擦，使板 中部产生较大拉应力而断裂二、矩形板分块设计矩形板分块设计，通常分为规则部分道面（跑道、滑行道、联络 道和集体停机坪等）和不规则部分（弯道、接合部等）道面两种情况规则部分道面的分块设计一般按大区独立进行大区之间以胀 缝分开，跑道中心线与纵缝重合以此为起点向两侧以规格板尺寸 推移，使非规格板位于两侧边缘，并使其最短边尺寸不小于lm跑 道与联络道相接处的分块设计，可以采用通缝连接（图 13-16），也可 以采用错缝连接（图13-17）错缝设计的优点是保证跑道上的规格板 尺寸一致，简化了施工缺点是带来错缝可能产生的危害通缝设 计避免了错缝的危害，但不得不在跑道上设置数块过渡板在道面厚度变化处，应设立过渡仓，不能搞台阶式设计 （图 13-18）。

在滑行道上，为了保证使主要机种的主轮位于板中，通常是根 据主轮间距调整滑行道中心线两侧的板图 13-19 所示为按轰-6飞 机使用而设计的主滑行道分块图显然，（b）方案最好，主轮位于板 中；（a）方案板的受力状态次于（b）方案，但板块一致是其优点；（c） 方案则不可取集体停机坪上板的分块设计与跑道大同小异由于形状规划， 通常只采用规格板即可若有非规格板，应布置在外侧边缘不规则部分道面的分块设计，通常是从两相邻区域推向交接处， 以胀缝隔开注意尽量减少非规格板的数量，使最短边尺寸不小于 lm，应使接缝垂直弯道外廓线的自由边，以避免产生锐角板块图 13-20〜图13-22为不规则部分道面分块设计示例图 13-21 为有三条弧线的斜交处分块设计设计者在弧线部分 的处理手法巧妙，非规格板没有一块出现锐角板块尺寸也比较均 匀，最大板块不超过规格板块的2倍，最小边长1m以上在推机道上，常因地形及建筑物限制需设计弯道，在弯道部分 可采用辐射式分块设计（如图 13-22）弧线部分的板边可以为直线， 亦可为弧线前者施工方便，后者外观美观三、六角形板分块设计六角形板是我国 70年代曾推广采用的道面板，由于其受力条件 较矩形板好、板体不易断裂；能有效地消除温度和干湿应力的影响。

同时，由于六角形板体积小，平缝连接，战时受敌轰炸不会成片拱 起，便于局部抢修六角形板的缺点也是明显的如板块小，接缝数量多，施工复 杂，平整度较矩形板差；接缝为平缝，表面水沿缝下渗，土基强度 降低，使板在轮载作用下易失稳，“错台”及“翘翘板”现象时有 发生；不便于机械化施工等常用的六角形的基本尺寸为边长 1.20m、1.25m、1.33m、1.50m 和 2.0m 的六边形，机轮荷载大及土基体积变化大时 （软弱地基和不 均匀冻胀），采用较大尺寸地基强度高、机载荷载小时，可选用较 小边长在跑道上六角形板的分仓线应与跑道中心线一致，跑道端部的 零碎板尺寸要适当，以便于凑整桩号，方便施工放线零碎板的最 短边尺寸应不小于1m（图13-23）跑道与其他部位道面的相互连接有两种处理办法一是平推法， 即以跑道分块为基础，一块一块地向联络道、滑行道及停机坪平推 过去这种方法适用于跑道与联络道相互垂直的“目”字形跑道； 二是分片独立进行分块设计即将跑道、滑行道、联络道及集体停 机坪等用胀缝分隔开，在区内使飞机滑行方向与六角板的分仓线一 致由于有胀缝隔开，大区之间可以错缝设计这种方法适用于“棱” 形跑道和有斜交部位的道面。

图 13-24 为直交弯道处六角形板的分块设计方案此处跑道与 联络道是用胀缝分开，独立进行分块设计的在推机道的转弯处，也可以采用辐射式分块设计图 13-25所 示为14m宽推机道在弯道处的分块设计方案这里曲线部分和直线 部分是连在一起设计的，外观美观，主滑行方向与中心线一致，使 用方便缺点是靠内侧的板块尺寸偏小，使用中易失去稳定四、道肩的分块设计用水泥混凝土作道肩面层时，其分块设计应视板的厚度和相邻 板的尺寸而定通常道肩分块采用与邻板通缝连接为避免道肩板 块过于狭长，可将长条板块一分为二§12-4 水泥混凝土道面接缝设计分块设计把道面板分为独立的板块，这一方面是施工的需要， 同时也是为了控制板内的收缩应力和翘曲应力引起的裂缝接缝高 左是把独立的板块用适当型式的接缝联结为一个整体，提供板间足 够的传递荷载的能力，提高道面的整体强度同时，接缝应能防止 表面水沿缝下渗，影响土基稳定；防止杂物落入缝内，使板体受热 膨胀时产生过量挤压应力，引起板的边角损坏因此，接缝设计是 一项不容忽视的工作，其性能的好坏直接影响道面的使用品质、整 体强度和使用寿命一、接缝的分类水泥混凝土道面接缝的分类方法很多按接缝的功能划分，可 分为缩缝、胀缝、施工缝、传力杆接缝和拉杆接缝等；按接缝形状 划分，可为企口缝、平缝及波纹缝等；也有按方向划分的，与轴线 方向一致的接缝称为纵缝，与轴线垂直的接缝称为横缝。

按功能分 类和按形状分类方法应用较普遍本书将这两种分类方法结合起来 进行分类1、缩缝缩缝即收缩缝，其作用是控制板收缩裂缝的位置，减小板内温 度应力此外，由于混凝土硬化后板都要发生收缩，因此缩缝也可 为板的膨胀提供一些空间，使膨胀力得到一定的减弱缩缝的型式很多，常用的有平缝型缩缝，企口缩缝，波纹缝及假缝（弱断缝）等六角形板或厚度20cm以下的矩形板采用平缝型缩 缝（图13-26） 企口缩缝一般用于矩形板的纵缝摊铺混凝土时，沿摊铺带的 两侧设置企口模板，沿摊铺带方向连续浇筑企口缩缝有梯形企口 和圆企口（见图13-27）用木模板时，采用梯形企口；钢模板多采用 圆企口波纹缩缝是70年代应用较多的一种缩缝常用波纹缝的构造如 图13-28所示其下部设置波纹油毡，高度为板厚的三分之一，上 部锯缝这种缩缝有一定的传荷能力但由于施工麻烦，有时波纹 油毡位置不稳定（施工时移位） ，锯缝位置发生偏斜，影响传荷效果假缝（弱断缝）是近年来采用较多一种缩缝型式，其构造如图13-29所示分两次锯缝：第一次缝宽0.3cm，深h/3；第二次缝宽 0.8〜1.0cm,深度为4cm由于板在切缝断面受到削弱，当受到温度 应力作用时，板就在此处断裂，形成不规则贯通断裂面，依靠嵌锁 作用传递荷载。

此种缩缝施工简单，道面整齐美观，有一定传荷能 力，受到施工单位欢迎2、胀缝胀缝的设置是为道面板的受热膨胀提供一定的空间，防止造成 过大的挤压应力，引起板边角碎裂因为胀缝也能起缩缝的作用， 有的文献中称为伸缩缝胀缝的型式有平缝型胀缝、企口胀缝及传力杆胀缝等由于胀 缝施工复杂，维护困难，在胀缝处道面板错台、碎裂和拱起等病害 常有发生，影响道面的使用品质和飞行安全因此，规范规定宜尽 量少设或不设胀缝但在邻近固定构筑物处，在跑道、滑行道和联 络道分块设计分区的交接处，均应设置胀缝上述位置以外的胀缝，可根据板厚、当地最高气温、施工时气 温、混凝土集料的膨胀性和当地经验确定夏季施工，板厚不小于 20cm时，可不设胀缝；其它季节施工或采用膨胀性大的集料（如砂岩 或硅酸质集料）时宜设置胀缝，其间距一般为100~200m平缝型胀缝多用于六角形道在或厚度小于 20cm 的矩形分块道 面其构造如图13-30所示由于这种接缝基本上不能传递荷载， 所以不能用于飞机活动频繁的部位企口胀缝用于厚度20cm以上的矩形板通常用于条形摊铺的纵 缝上传递荷载性能较好因其施工复杂，维护困难，企口损坏现 象很多其构造如图13-31所示。

传力杆胀缝是在平缝型胀缝的基础上改进的这种接缝的传荷 能力强，应用广泛但传力杆胀缝施工复杂，传力杆难以摆平放直 位置和施工质量不符合设计要求的传力杆，不仅起不到传递荷载的 作用，还会引起胀缝处板边角的过早损坏传力杆胀缝的构造见图 （图 13-32a）与已有构筑物相接处的平缝型胀缝，无法加设传力杆为保证 临近胀缝处道面的承载强度，可采用边缘钢筋加强（图13-32b）或厚 边型板（图13-32c）工程实践表明，胀缝给道面带来的病害是很多的，主要有：1）胀缝宽度一般为2.0〜2.5cm，表面水很容易沿缝下渗在轮载作用下，造成唧泥、错台等病害，严重时使道面脱空，进而使板边角断裂；2）胀缝过多为道面板的推移提供条件推移过大，使缩缝张开 量过大当假缝的张开量超过1mm时，靠骨料嵌锁作用的板间传荷 能力即丧失，增大了板边角部位的应力雨水的渗入使土基湿软， 又加速了板的损坏，砂石等杂物进入缝中，道面板膨胀时产生局部 挤压应力，造成挤碎破坏；3）胀缝施工复杂，施工质量往往达不到设计要求常见新建机 场胀缝处就有错台及两边掉块现象使用一年后在胀缝处发生碎裂 的现象到处可见，影响飞行安全，给道面维护工作造。