《路基路面工程》课程设计
图2.5 横向缩缝构造图
传力杆采用光面钢筋。其尺寸和间距可按表2.19选用。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为200mm。
表2.19 传力杆尺寸和间距（mm）
面层厚度（mm） 220 240 260 280 300 传力杆直径 28 30 32 35 38 传力杆最小长度 400 400 450 450 500 传力杆最大间距 300 300 300 300 300 水泥混凝土面层厚度280mm。则采用传力杆直径Φ35光面钢筋，长度500mm，间距200mm。
2.5 水混凝土面层混合料设计
2.5.1 基本要求
水泥混凝土混合料根据公路交通量及公路的使用任务、性质，并结合气候、水文、土质、材料、实践经验以及施工和养护条件等，通过技术经济比较。获得符合使用要求与环境条件相适应的路面。
混凝土混合料由水泥、粗集料、细集料、水与外加剂等原材料组成。各种材料的基本技术要求应满足相应的技术规范。基本性能包括抗折强度、抗折疲劳强度、抗压强度、变形性能和耐久性等性能也应满足要求。
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2.5.2 配合比设计
设配置52.5级普通水泥砾石混凝土 （1）配置抗折强度
设配置滑模摊铺的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面设计抗折强度5MPa，强度施工保证系数K=1.15。则配置抗折强度由下式确定：
Rc?K?Rs
则有，Rc?K?Rs?1.15?5?5.75?MPa? （2）计算水灰比W/C
实测28d抗折强度平均值取8.40MPa。 参照下列两个经验公式计算：
C/W??Rc?1.5492?0.4565Rj?/1.2618 W/C?1.04?Rc/?1.38Rj?
带入数据则有，W/C=0.3642 或 W/C=0.544
上述两个公式计算的水灰比，一个偏小，一个偏大，取两个公式的计算结果的平均值W/C=0.454较合适。
（3）计算单位用水量W0
取细度模数为2.6，参考表2.20得Sp=32%；
表2.20 砂的细度模数与最优砂率关系
砂细度模数 砂率 （%） 碎石 砾石 2.2~2.5 30~34 28~32 2.5~2.8 32~36 30~34 2.8~3.1 34~38 32~36 3.1~3.4 36~40 34~38 3.4~3.7 38~42 36~40 塌落度h=5cm，由下列经验公式可计算：
W0?86.89?3.70h?11.24?C/W??1.00Sp 代入数据得，Sp=162.15kg/m3>160kg/m3 用水量过大，需使用减水剂。 （4）外加剂用量
使用外加剂，应采用引气缓凝减水剂用量1.5‰，最优减水率7% 。减水量
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计算如下：7%×162.15=11.35kg/m3，162.12-11.35=120.8kg/m3，符合砾石混凝土最大控制单位用水量155kg/m3的要求。外加剂用量Y0=359×0.0015=0.5385 kg/m3。
（5）计算单位水泥用量C0
C0=W0（C/W）=150.8×2.2026=332.15 kg/m3
考虑到施工的波动，增加水泥用量ΔC=7.85 。取C0=340 kg/m3，水灰比为150.8/340=0.044 。对比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于0.44，基本符合要求，单位用水量不小于300 kg/m3，满足耐久性要求。
（6）计算砂石材料用量
使用假定密度法计算，假定砾石混凝土密度2450 kg/m3。由细度模数FM=2.625查表2.20，的砂率Sp=32%。由下式可计算：
?C0?W0?S0?G0??C ?100/SS?G?S??000P??S0?G0?2450?151?340 ?S0?S0?G0??0.32?G0?S0?1?0.32?/0.32?2.125S0代入上式得， ?S0?627kg/m3 ?3G?1332kg/m?0（8）计算结果
汇总上述计算结果如表2.21所示。
表2.21 施工配合比
材料名称 （kg/m3） 比例 水 151 0.444 水泥 340 1 砂 627 1.98 砾石 1332 3.29 外加剂 0.52 1.5‰
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2.6 路面用钢筋量计算
由2.5接缝设计可归纳得路面用拉杆及传力杆所用钢筋的直径、长度和间距等参数，汇总得表2.22所示。
表2.22 路面用钢筋参数（mm）
接缝 直径Φ 长度L 间距S 纵缝 16 800 700 横缝 35 500 200 路面混凝土板长度为4m，宽度依据行车道宽度及硬路肩宽度分别为3.75m和3.25m。路线起止桩号为K280+030~K400+235 。则路线长度为120205m 。
依据路线长度和混凝土面板的平面尺寸，计算可得纵缝和横缝所分别消耗的钢筋数量。
纵向：N1=6×(120205/0.7)=1030329
横向：N2=(120205/4)×(11.25×2+3.25×2)/0.2=4357431 查阅相关资料可得钢筋单位质量如表2.23所示。
表2.23 钢筋单位质量表
接缝 种类 直径(mm) 单根面积(cm2) 单位质量(kg/m) 纵缝 螺纹钢筋 16 2.011 1.578 横缝 光圆钢筋 35 9.621 7.562 则可计算得到所用钢筋的质量：
纵缝：G1=1030329×0.8×1.578=1300687kg=1300.687t 横缝：G2=4357431×0.5×7.562=16475448kg=16475.448t 则，总量G=1300.687+16475.4448=17776t
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2.7 水泥混凝土路面机械摊铺施工
本设计水泥混凝土路面施工采用滑模施工技术。主要参考《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规范》。
本设计采用螺旋布料器布料、多根振动棒振动密实、振捣器上下振捣压入粗骨料、成型模板挤压成型和抹光等工序，确保水泥混凝土路面密度，特别是路面的平整度有了明显的提高，能满足高速公路的高标准质量要求。
施工要求：
（1）施工前的准备：
根据质量要求验收基层标高与平整度，避免因基层的标高或平整度的不良而影响水泥混凝土面层。在合格的基层顶面用经纬仪和水准仪测量出道路中心线和标高，然后，放出摊铺机一侧的基准线，放线时每5m（弯道段）或10m（直线段）测设一个点，确保标高准确，线形平顺。摊铺机履带行走部位的地基，应稍整平并有能承载履带接地压力的承载力。
（2）混凝土制备
拌制符合质量标准且质量稳定的拌和料，其坍落度宜为30～50mm，砂率直为40％。加强搅拌站材料的计划性，原材料必须有足够的贮存量，满足每天的摊铺量。在满足摊铺量的同时，必须按运输到现场的时间和车辆吨位大小等情况，配备运输车辆，确保摊铺机持续均匀地进行摊铺。 （3）全自动铺筑
摊铺机定位后，安装自动找平传感 装置并检查其完好性及操作灵活性， 它将直接影响到铺筑路面的质量。 全自动摊铺的工艺为：
根据施工情况，调整摊铺速度以及 振动棒位置与振动频率。
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抹光板对路表面进行搓柔抹光 浮动模板对挤压成型出来的砼表面进行修整 振捣器将表面上的粗料压入砼之中 振捣棒将砼加以振动密实 螺旋布料器均匀布料 虚方控制板控制砼进入成型模板的数量 成型模板使路面板挤压成型