建筑构造丨水泥混凝土路面之纵横缝、胀缩缝与纵横施工缝

　　混凝上面层是由一定厚度的混凝土面板组成的，具有热胀冷缩的性质。由于一年四季气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。而在一昼夜户，白天气温升高，混凝土板顶面温度较底面为高，这种湿度坡差会造成面板的中部突起。夜间气温降低，混凝土板顶面温度较底面为低，会使板的周围和角隅翘起；(如图2-8-6a)。

　　这些变形会受到面板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板自重和车轮荷载等的约束。致使板内产生过大的应力，造成板的断裂(图2-8-6b)或拱胀破坏(图2-8-6c)。由图2-8-6可见，由于翘曲而引起的裂缝，则在在裂缝发生后被分割的两块板体尚不致完全分离，还具有传递荷载的能力，倘若板体温度均匀下降引起收缩，则将使两块板拉开(图2-8-6c)，从而失去传递荷载的能力。

　　为了避免这些缺陷，水泥混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝．把整个路面分割成为许多板块。水泥混凝土路面的接缝可分为纵缝和横缝两大类。与路线中线平行的接缝称为纵缝，与路线垂直的接缝称为横缝。

接缝设计应能：

①控制收缩应力和翘曲应力所引起的裂缝出现的位置；

②通过接缝提供足够的荷载传递；

③防止坚硬的杂物落入接缝缝隙内。

1．纵向缩缝

　　当一次铺筑的宽度大于4.5m时，应增设纵向缩缝。纵向缩缝可采用假缝加拉杆型，其构造如图2-8-7所示。设置拉杆，可以防止板块横向位移使缝隙扩大，拉杆应设置在板厚的1／2处；在缩缝上部设置的槽口，一般应在混凝土浇筑后，并达到一定的抗压强度(碎石混凝土6.0~12.0MPa．砾石混凝土为9.0~12.0MPa)时，用切缝机进行切割，或在混凝土浇筑时振人木条。

　　槽门深度要适中，过浅，则混凝土截面的强度削弱得不够，从而不能保证以后的开裂发生在接缝位置上；过深，则不规则断裂面面积过少，接缝传荷能力降低。根据经验，槽深—般为板厚的1／4—1/5，槽口宽度根据施工条件，宜尽可能窄些，通常为3~8mm。

2．纵向施工缝

　　由于施工条件等原因，当—次铺筑宽度小于路面宽度需分两次以上浇筑时，则应设置纵向施工缝。纵向施工缝按其构造的不同，可分为平缝和企口缝两种形式：一般采用平缝，，以防止接缝张开和板的上下错动。其构造如图2-8-8所示。根据国内外的实践经验，企口缝易产生破坏其原因有：

①榫舌尺寸过大，降低了接缝处的强度，并可能导致榫舌破坏；

②大而深的企口，在浇筑混凝土时出现漏浆，榫舌和棱角变形，拆模困难、振动大，常给企口造成早期损伤，有时甚至振坏企口，需重新修补。这些损伤以细微纹潜于阴企口，在重复荷载作用下．局部应力集中，导致裂缝发展直至破坏。此外，施工比较麻烦。

　　横缝一般分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝。

1．胀缝

　　在胀缝处混凝土面板完全断开，因而也称之为真缝。胀缝的设置目的是为混凝土板的膨胀提供伸长的余地，从而避免产生过大的热压应力。胀缝的构造如图2-8-9所示。胀缝必须贯穿到底，缝壁垂直：缝宽为2.0~2.5cm，。传力杆的一半以上应涂沥青或加塑料套，并加长10cm的小套子，套底和传力杆头之间留3cm的空隙(用纱头填)。其下部设接缝板(木板涂以沥青)，上部3~4m范围内灌填缝料进行封层。

　　同结构物相接处或与其他公路交叉处的胀缝，无法设置传力杆时，可采用边缘钢筋型或厚边型：其构造如图2-8-9a)、b)所示

　　设置胀缝，给施工带来不便。同时，由于施工时传力杆设置不当(未能正确定位)或封缝不好等原因．使胀缝处的混凝土板常出现碎裂等病害。

　　使用经验和观测资料表明，胀缝间距较短的路段(100m以下)，在使用过程中往往会出现胀缝缝隙增大，使依靠集料嵌锁作用的接缝传荷能力大大降低；且因填缝料难于保持其效能，砂石等杂物便易于落入缝内，造成接缝区的混凝土在膨胀受阻时产生碎裂破坏，或者拱起。少设(加大胀缝间距)或不设(仅在同结构物交接处设)胀缝，一方面便利了施工，另一方面约束了板的位移．减少了接缝缝隙，使传荷能力增加，错台、碎裂和拱起等病害减少。

　　因此，胀缝只设置在以下场合：邻近桥梁或其他固定构筑物处；与柔性路面相接处；板厚改变处；隧道口；小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。在邻近构造物处的胀缝，应根据施工温度至少设置两条。除上述位置以外的胀缝宜尽量不设或少设，其间距可根据施工温度、混凝土集料的膨胀性并结合当地经验具体确定。

　　横向缩缝是为减少混凝土的收缩应力和温度翘曲应力而设冒的。一般采用假缝形式，不

设传力杆。但在特重交通的公路上，由于荷载的重复作用次数多和轴载大，使接缝的传荷能力迅速降低，出现错台现象，故宜加传力杆：在其他各级交通的公路上，邻近胀缝或自由端的缩缝，其缝隙会随着相邻胀缝或路面自由凝土面板的反复伸缩而逐渐张开，为保证这些接缝的传荷能力，在邻近胀缝或路面自由端的三条缩缝内，均宜加设传力杆。横向缩缝的构造如图2-8-10所示。

缩缝上部设置的槽口，在浇筑混凝土后．用切缝机进行切割，其宽度为3~8mm，深度为板厚的1／4~1／5，槽口内填填缝料，其目的是为了防止水分的渗入和杂质的嵌入。当设置传力杆时，传力杆长度的1／2以上要涂以沥青，以便接缝两侧的混凝土面板能自由收缩。

３.横向施工缝

　　每日施工终了或在浇筑混凝土过程中因故中断浇筑时，必须设置横向施工缝。原则上，横向施工缝应尽量少设。如设置，其位置宜设在胀缝或缩缝处。设置在胀缝处的施工缝，其构造与图2-8-9a相同；设置在缩缝处的施工缝应采用平缝加传力杆型，其构造如图2-8-11所示。

1．拉杆

拉杆是为了防止板块横向位移而设置在纵缝上的异形钢筋。拉杆应采用螺纹钢，设在板

，并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。拉杆的尺寸和间距可按表2-8-12选用。

其最外边的拉杆距接缝或自由边的距离一般为25~35cm。

　　值得注意的是：表2-8-12中的数据系按钢筋的屈服强度取286MPa，钢筋同混凝土的容许粘结力取1．8MPa计算的，当实际中采用的数值与上述数值不同时，拉杆的长度和面积可根据下式计算：

式中：Aa——每延米纵缝长所需拉杆的截面积，cm2；

B——设拉杆纵缝到相邻纵缝或自由边之间的距离，m；

h——混凝土板厚，cm；

fsy——钢筋的屈服强度；MPa；

L0一—拉杆长度，cm；

d——拉杆直径，cm；

Za——钢筋同混凝土的容许粘结应力，Mpa。

2．传力秆

　　传力杆的设置目的是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度，防止错台等病害的产生。

　　传力杆主要用于横向的接缝，采用光圆钢筋。由于其在胀缝和缩缝所起的作用不同，尺寸上应有所不同，前者要大些。对设在缩缝处的传力扦，其长度的一半再加5cm，应涂以沥青或加塑料套，涂沥青端宜在相邻板中交错布置；对设在胀缝处的传力杆，尚应在涂沥青一端加一套子，内留3cm的空隙，填以纱头或泡沫塑料。套子端宜在相邻板中交错布量。传力杆尺寸及间距可按表2-8-13选用。其最外边的传力杆距接缝或自由边的距离一般为15~25cm。

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