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連續(xù)配筋混凝土復(fù)合路面在市政道路中的應(yīng)用論文
摘 要:文章介紹了連續(xù)配筋混凝土復(fù)合路面在某市政道路中處理差異沉降中的應(yīng)用。對連續(xù)配筋混凝土復(fù)合路面的設(shè)計理論方法作了介紹,并總結(jié)了在施工過程中遇到的問題。為相關(guān)工程設(shè)計和施工提供一定的借鑒依據(jù)。
關(guān)鍵詞:連續(xù)配筋混凝土;復(fù)合路面;市政道路;差異沉降
在市政道路中,由于施工工期緊、地下空間復(fù)雜以及交通組織等方面的特殊要求,需要一種開放交通早,強度高,能適應(yīng)重載密集交通的路面形式。文章借鑒國內(nèi)外有關(guān)工程實踐和理論分析,結(jié)合市政道路項目特點,實驗性的采用了連續(xù)配筋混凝土+瀝青的復(fù)合路面結(jié)構(gòu)。就其目前使用情況來看,路面情況良好。
1 連續(xù)配筋混凝土復(fù)合路面概述
連續(xù)配筋混凝土路面(簡稱CRCP)是為了減少普通水泥混凝土路面由于橫向脹、縮縫的薄弱而引起的各種病害(如唧泥、錯臺等),改善路用性能,延長道路的使用壽命,發(fā)展起來的一種較新的路面結(jié)構(gòu)形式。
但是CRCP板作為剛性板其主要的缺陷是由于混凝土在硬化固結(jié)時的干縮及溫縮受阻而形成的橫向細小裂縫。而瀝青混凝土面層平順、無接縫,且具有的彈塑性質(zhì),有很好的減振性。基于這些特點,在CRCP上鋪設(shè)瀝青混凝土面層。形成CRCP復(fù)合路面,有效減弱行車荷載的沖擊作用,從而減少對CRCP的破壞。
2 項目概況
南京市緯三路過江通道工程是貫通大江南北的主要通道,是主城井字內(nèi)環(huán)快速路網(wǎng)中向西延伸至江北地區(qū)的重要通道。周邊多條主干道、城市快速路建成并與過江通道相接,過江通道實際承擔(dān)了南京市區(qū)、周邊城市和過境交通三方面的交通流,不僅交通量大,交通組織也十分困難,在施工期間難以對接線道路進行交通分流。施工期間必須維持交通,并需要近早開放交通。
根據(jù)勘察資料,場地下臥層軟土較厚,且道路下方有地下車庫、人行過街通道、電纜溝等結(jié)構(gòu)物。使部分道路處于剛性地基(車庫結(jié)構(gòu))與柔性地基的交接處,產(chǎn)生差異沉降,為防止路面開裂等病害需采取相應(yīng)措施。
3 復(fù)合路面結(jié)構(gòu)設(shè)計
鑒于地下結(jié)構(gòu)物繁多和本項目特殊情況,本路段路面必須具有早期強度高、開放交通早等特點,經(jīng)多方案比較,路面采用連續(xù)配筋混凝土路面并在其上加鋪瀝青面層形成復(fù)合路面。
3.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計
本項目設(shè)計基準(zhǔn)期為30年,安全等級為一級,變異水平等級為低級,交通等級為重交通。CRCP的板厚參照普通混凝土板厚度設(shè)計,同時考慮瀝青面層的有利影響,板厚確定為35cm,底基層為20cm厚C20素混凝土。
水泥混凝土路面上的瀝青加鋪層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu),應(yīng)力應(yīng)變特性與一般的彈性層狀體系有較大的差別。新建CRCP板動態(tài)臨界彎沉值極小,設(shè)計中未予考慮,對于加鋪厚度以美國瀝青協(xié)會(AI)法計算,并以美國工程兵團和聯(lián)邦航空局(FAA)法驗算,確定其瀝青混凝土罩面厚度為10cm。
3.2 配筋設(shè)計
3.2.1 縱向配筋設(shè)計
縱向配筋設(shè)計初擬縱向配筋率為0.6%,采用Ф16的螺紋鋼筋,設(shè)計溫差△T取35,混凝土強度等級為C30。由現(xiàn)行JTGD40-2011《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)相關(guān)規(guī)定計算可知,初擬的配筋率滿足設(shè)計要求。由于在實際使用中板邊應(yīng)力較板中大,故在設(shè)計時使邊部鋼筋間距略小于板中鋼筋間距。《規(guī)范》中規(guī)定縱向鋼筋設(shè)置位置在板體表面以下1/2~1/3厚度范圍內(nèi),但考慮到布置位置偏上時,板體表面裂縫分布不均勻,將其布置在板厚的1/2處。
3.2.2 橫向配筋設(shè)計
在一般CRCP板設(shè)計中多將橫向鋼筋視為架立鋼筋,但由于本項目CRCP板寬較大,為了避免沖斷現(xiàn)象的產(chǎn)生,橫向鋼筋采用Ф14的螺紋鋼筋,橫向鋼筋配筋率按鋼筋普通混凝土板計算。橫向鋼筋布設(shè)于縱向鋼筋之下。
3.2.3 端部設(shè)計
端部設(shè)計時采用國內(nèi)較多的凸形地錨梁。因錨固設(shè)施一般無法完全限制CRCP端部變形,設(shè)計中未將CRCP與構(gòu)造物相接,而是在其中設(shè)置一塊雙層鋼筋混凝土板做為過渡板,并在其兩端各設(shè)一條漲縫,以消除殘余變形。根據(jù)道路等級和與構(gòu)造物過渡相連方式設(shè)定端部最大容許位移值。將CRCP板體視為均質(zhì)彈性體,采用分段法計算考慮地基摩阻力時的端部自由位移,以位移法計算所需的端部約束力。將計算結(jié)果和所需的端部約束力相比較,如不滿足要求則增加端墻數(shù)量,如滿足要求則對端墻進行配筋計算并進行相應(yīng)的驗算。
4 施工中的問題
由于CRCP復(fù)合路面在國內(nèi)及少使用,雖然在設(shè)計中對施工實施情況做了較多考慮,但在施工實施中還是出現(xiàn)了一些問題,雖然最后問題都得到了不同程度的解決,希望對以后的設(shè)計和施工有一定的借鑒作用。
4.1 混凝土塌落度
由于施工場地受限,采用商品混凝土。考慮商品混凝土塌落度較大,為避免泛漿、離析,規(guī)定塌落度范圍為8~10。但在施工實施時,發(fā)現(xiàn)塌落度難以滿足要求,且各批次混凝土的塌落度差異較大。據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計,攤鋪的混凝土塌落度大多在9~11間,比設(shè)計略大。但據(jù)檢測結(jié)果,并未出現(xiàn)混凝土強度和密實性方面的問題。
4.2 鋼筋網(wǎng)的布設(shè)
在攤鋪混凝土前,提前布設(shè)鋼筋網(wǎng),施工單位為了便于施工組織,預(yù)焊了過長的鋼筋網(wǎng)。結(jié)果因施工時的日夜溫差,鋼筋網(wǎng)膨脹扭曲,不能保證鋼筋的位置準(zhǔn)確,只好重新焊接,后期施工時將預(yù)焊鋼筋網(wǎng)長度控制在10m,再無出現(xiàn)鋼筋網(wǎng)變形的問題。
4.3 混凝土的養(yǎng)生
本項目CRCP板在7月施工,氣溫較高。在進行實驗性攤鋪時,雖以濕草袋覆蓋養(yǎng)生,但還是沒能有效的避免混凝土失水過快,CRCP板上出現(xiàn)了大量的干縮裂縫。施工時借除了以濕草袋覆蓋外,還在其上覆蓋塑料薄膜和塑料編織布,加強保濕效果。后期的施工實踐證明這些措施能有效避免混凝土失水過快,保證了施工質(zhì)量。
5 結(jié)語
隨著我國的經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市道路已經(jīng)成為我國交通建設(shè)的重點,路面工程作為道路工程的重要組成部分,現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)形式使用中也逐漸暴露出對重型交通的不適應(yīng)。路面研究在改進現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)的同時,也在積極的尋找新的路面結(jié)構(gòu)以滿足公路工程發(fā)展的需要。南京緯三路過江通道中連續(xù)配筋混凝土復(fù)合路面的應(yīng)用也是對市政道路新的路面結(jié)構(gòu)的一次有益嘗試。
參考文獻
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