水泥計算書的其他內(nèi)容

1、水泥路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計組成水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)層包括：墊層、基層和面層等，各結(jié)構(gòu)層的功能和作用各不相同。1.1墊層設(shè)計本公路路基土質(zhì)較差、水溫狀況不良，需要在路基和基層之間設(shè)置墊層，以改善路基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度及溫度性。由于修筑墊層的材料，強(qiáng)度要求不一定要求很高，但水穩(wěn)性和隔溫性能要好，本設(shè)計考慮到公路所在地區(qū)降雨量較大，地下水位較高，主要采用排水墊層。排水墊層所采用的材料是砂礫，砂礫墊層應(yīng)采用潔凈的中、粗砂及礫石，含泥量不大于5%，并將其中的植物、雜質(zhì)清除干凈，也可以采用天然級配的砂礫料，其最大粒徑不大于50mm。應(yīng)注意防止粗細(xì)粒料分離現(xiàn)象。由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)

2、范(JTG D402002)，墊層的寬度應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。本設(shè)計取墊層厚度為180mm。1.2基層設(shè)計在面層下設(shè)置基層的主要目的是防止唧泥、錯臺和由此引起的面板斷裂等損壞的出現(xiàn)。要求剛度與面層匹配，細(xì)粒土含量少、耐沖刷能力強(qiáng)和有排水設(shè)施。由于本公路為高速公路，對基層的上述要求較高。（1） 類型由于本公路交通屬于特重交通。由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTG D402002)可得適宜的基層類型如表1.1所示。表1.1 適宜各類交通等級的基層類型交通等級基層類型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或?yàn)r青混凝土基層重交通水泥穩(wěn)定粒料或?yàn)r青穩(wěn)定碎石基層中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)

3、定粒料或級配粒料基層1 / 16由表1.1 本設(shè)計路面基層采用水泥穩(wěn)定砂。同時考慮到特種交通的需求，同時加設(shè)選用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5)的底基層。（2） 寬度由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTG D402002)知?；鶎拥膶挾葢?yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm（采用小型機(jī)具施工時）或500mm（軌模式攤鋪機(jī)施工時）或650mm（滑模式攤鋪機(jī)施工時）。路肩采用混凝土面層，其厚度與行車道面層相同時，基層寬度宜與路基同寬。級配粒料基層的寬度也宜與路基同寬。本設(shè)計采用與路基同寬度的基層。（3） 厚度由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTG D402002)?？芍黝惢鶎雍穸鹊倪m宜范圍，如表1.2所示。

4、表1.2 各類基層厚度的適宜范圍基層類型厚度適宜的范圍（mm）貧混凝土或碾壓混凝土基層120200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層150250瀝青混凝土基層4060瀝青穩(wěn)定碎石基層80100級配粒料基層150200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100140瀝青穩(wěn)定碎石排水基層80100由于本設(shè)計采用水泥穩(wěn)定砂基層，且考慮到交通容量特別大，并結(jié)合貧混凝土的材料性能，決定采用160mm的水泥穩(wěn)定沙粒基層。水泥穩(wěn)定沙粒底基層的厚度綜合考慮采用180mm1.3面層設(shè)計水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面層采用設(shè)接縫的普通混凝土。具體設(shè)計參數(shù)見下節(jié)，水泥混凝土路面設(shè)計。1.4路肩設(shè)計

5、路肩的作用是為路面提供側(cè)向支承，并承受一定的荷載。本設(shè)計路肩鋪面采用水泥混凝土面層。高速公路硬路肩水泥混凝土面層的厚度采用與行車道面層等厚，基層與行車道基層相同。1.5路面排水設(shè)計（1）高速公路因平縱橫三方面均要求較高，所以路基填挖較大。一般需設(shè)置攔水帶，防止雨水集中沖刷填方坡面，造成坡面拉溝，甚至沖毀路基。攔水帶采用形式如圖1.3所示。圖1.3 攔水帶示意圖（2）中央分隔帶排水的作用主要是排除中央分隔帶范圍內(nèi)的表面滲入水，本設(shè)計采用凸形表面有鋪面封閉的中央分隔帶，如圖1.4所示。圖1.4 中央分隔帶排水（3）行車道路面應(yīng)設(shè)置雙向或單向橫坡，坡度為2。路肩鋪面的橫向坡度值比行車道路面的橫坡值大

6、1，為3。（4）行車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)置了排水墊層，在排水墊層外側(cè)邊緣設(shè)置縱向集水溝，并間隔50100m設(shè)置橫向排水管。排水墊層的縱向邊緣集水溝設(shè)在路床邊緣。集水溝的縱坡與路線縱坡相同。（5）集水溝的寬度通常采用300mm。集水溝的深度為保證集水管管頂?shù)陀谂潘畬拥酌?，并有足夠厚度和回填料使集水管不被施工機(jī)械壓裂。采用200mm。2路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計2.1初擬路面結(jié)構(gòu)由表2.1知，相應(yīng)于安全等級一級的變異水平等級為低級。根據(jù)二級公路特重交通等級和低變異水平等級，查表2.1初擬普通混凝土面層厚度為0.28m，水泥穩(wěn)定砂基層0.16m，底基層選用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5)，厚0.18m，墊層為0.18m天然沙

7、礫。水泥混凝土上面層板的平面尺寸長為4.0m、寬從中央分隔帶至路肩依次為3.75m、3.75m、3.25m；縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。水泥穩(wěn)定砂不設(shè)縱縫，橫縫設(shè)假縫，間距(板長)4m。表2.1 水泥混凝土面層厚度參考范圍交通等級特重重公路等級高速一級二級高速一級二級變異水平等級低中低中低中低中面層厚度（mm）2602502402702402602302502202.3.1. 路面材料參數(shù)的確定（1）面層由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTG D402002)可得普通混凝土面層彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值如表2.2所示。表2.2 水泥混凝土設(shè)計彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值交通等級特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度

8、標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）5.05.04.54.0鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）6.06.05.55.0同時可得相應(yīng)的彎拉彈性模量如表2.3所示。表2.3 水泥混凝土彎拉彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值彎拉強(qiáng)度（MPa）1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5抗壓強(qiáng)度（MPa）5.07.711.014.919.324.229.735.841.848.4彎拉彈性模量（GPa）10151821232527293133綜上分析，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31GPa。（2）基層參考有關(guān)資料，水泥穩(wěn)定砂彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值

9、為27GPa。又由表2.4得水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300MPa。表2.4 墊層和基層材料回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值材料類型回彈模量（MPa）天然沙礫150200水泥穩(wěn)定粒料13001700（3）墊層同樣由表2.5得天然砂礫墊層的回彈模量取200MPa。（4）路基由公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTG D402002)建議路基土回彈模量取值如表2.5所示。表2.5 中濕路基路床頂面回彈模量（MPa）土組公路自然區(qū)劃土質(zhì)砂26424050395035605060粘質(zhì)土25453040254530453045粉質(zhì)土22463254305027433045由公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)可知：該地區(qū)屬于東部溫潤季凍區(qū)。

10、路基土質(zhì)為粉質(zhì)土。路基土回彈模量取40MPa。3、 接縫設(shè)計混凝土路面板由于溫度或濕度變化、硬化時的收縮等原因，會出現(xiàn)脹縮合翹曲。設(shè)置接縫，可減小混凝土板因變形受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并滿足施工的需要。3.1縱向接縫縱縫設(shè)在劃分車道線的位置，由于一次鋪筑寬度小于路面寬度，設(shè)置縱向施工縫?？v縫與路線中縫平行?？v向施工縫采用平縫加拉桿形式，上部鋸切槽口，深度為30mm，寬度為5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，構(gòu)造如圖3.1所示。圖3.1 縱向施工縫構(gòu)造圖拉桿采用螺紋鋼筋，設(shè)在板厚中央，并對拉桿中部100mm范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距，參照表3.1選用。施工布設(shè)時，拉桿間距按橫向接縫的實(shí)際位置

11、予以調(diào)整。表3.1 拉桿直徑、長度和間距（mm）面層厚度（mm）到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離（m）3.003.503.754.506.007.520025014×700×90014×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×700×40026030016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×

12、;50016×800×400由于設(shè)計混凝土面層厚度為280mm，一車道寬度即到自由邊距離為3.75m。選用直徑16螺紋鋼筋，長度800mm，間距700mm。3.2橫向接縫橫縫垂直于縱縫，有縮縫、脹縫和施工縫三種。由于設(shè)置脹縫不僅給施工帶來不便，而且也容易出現(xiàn)碎裂、唧泥和錯臺等病害。因此本設(shè)計主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。每日施工結(jié)束或因臨時原因中斷施工時，設(shè)置橫向施工縫，其位置選在縮縫處。采用傳力桿的平縫形式，其構(gòu)造如圖3.2所示。圖3.2 橫向施工縫構(gòu)造圖橫向縮縫等間距布置，采用假縫形式。由于特重交通，采用設(shè)傳力桿假縫形式。橫向縮縫頂部鋸切槽口，深度為面層厚度的1/4

13、，寬度為5mm，槽內(nèi)填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口增設(shè)深20mm、寬610mm的淺槽口，其構(gòu)造如圖3.3所示。圖3.3 橫向縮縫構(gòu)造圖傳力桿采用光面鋼筋。其尺寸和間距可按表3.2選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為200mm。表3.2 傳力桿尺寸和間距（mm）面層厚度（mm）傳力桿直徑傳力桿最小長度傳力桿最大間距2202840030024030400300260324503002803545030030038500300水泥混凝土面層厚度280mm。則采用傳力桿直徑35光面鋼筋，長度500mm，間距200mm。4、 水混凝土面層混合料設(shè)計4.1基本要求水泥混凝土混合料根據(jù)公路交通量

14、及公路的使用任務(wù)、性質(zhì)，并結(jié)合氣候、水文、土質(zhì)、材料、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及施工和養(yǎng)護(hù)條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。獲得符合使用要求與環(huán)境條件相適應(yīng)的路面?；炷粱旌狭嫌伤唷⒋旨稀⒓?xì)集料、水與外加劑等原材料組成。各種材料的基本技術(shù)要求應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范?；拘阅馨拐蹚?qiáng)度、抗折疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、變形性能和耐久性等性能也應(yīng)滿足要求。4.2配合比設(shè)計設(shè)配置52.5級普通水泥礫石混凝土（1）配置抗折強(qiáng)度設(shè)配置滑模攤鋪的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面設(shè)計抗折強(qiáng)度5MPa，強(qiáng)度施工保證系數(shù)K=1.15。則配置抗折強(qiáng)度由下式確定：則有，（2）計算水灰比W/C實(shí)測28d抗折強(qiáng)度平均值取8.40MPa。參照下

15、列兩個經(jīng)驗(yàn)公式計算：帶入數(shù)據(jù)則有，W/C=0.3642 或 W/C=0.544上述兩個公式計算的水灰比，一個偏小，一個偏大，取兩個公式的計算結(jié)果的平均值W/C=0.454較合適。（3）計算單位用水量W0 取細(xì)度模數(shù)為2.6，參考表4.1得Sp=32%；表4.1砂的細(xì)度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系砂細(xì)度模數(shù)2.22.52.52.82.83.13.13.43.43.7砂率（%）碎石30343236343836403842礫石28323034323634383640塌落度h=5cm，由下列經(jīng)驗(yàn)公式可計算：代入數(shù)據(jù)得，Sp=162.15kg/m3>160kg/m3用水量過大，需使用減水劑。（4）外加劑用量

16、使用外加劑，應(yīng)采用引氣緩凝減水劑用量1.5，最優(yōu)減水率7% 。減水量計算如下：7%×162.15=11.35kg/m3，162.12-11.35=120.8kg/m3，符合礫石混凝土最大控制單位用水量155kg/m3的要求。外加劑用量Y0=359×0.0015=0.5385 kg/m3。（5）計算單位水泥用量C0C0=W0（C/W）=150.8×2.2026=332.15 kg/m3考慮到施工的波動，增加水泥用量C=7.85 。取C0=340 kg/m3，水灰比為150.8/340=0.044 。對比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于0.44，基本

17、符合要求，單位用水量不小于300 kg/m3，滿足耐久性要求。（6）計算砂石材料用量使用假定密度法計算，假定礫石混凝土密度2450 kg/m3。由細(xì)度模數(shù)FM=2.625查表2.20，的砂率Sp=32%。由下式可計算：代入上式得，（8）計算結(jié)果匯總上述計算結(jié)果如表4.2所示。表4.2 施工配合比材料名稱水水泥砂礫石外加劑（kg/m3）15134062713320.52比例0.44411.983.291.54.2路面用鋼筋量計算由接縫設(shè)計可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑、長度和間距等參數(shù)，匯總得表4.3所示。表4.3 路面用鋼筋參數(shù)（mm）接縫縱縫橫縫直徑1635長度L800500間距S

18、700200路面混凝土板長度為4m，寬度依據(jù)行車道寬度及硬路肩寬度分別為3.75m和3.25m。路線起止樁號為K280+030K400+235 。則路線長度為120205m 。依據(jù)路線長度和混凝土面板的平面尺寸，計算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數(shù)量?？v向：N1=6×(120205/0.7)=1030329橫向：N2=(120205/4)×(11.25×2+3.25×2)/0.2=4357431查閱相關(guān)資料可得鋼筋單位質(zhì)量如表4.4所示。表4.4 鋼筋單位質(zhì)量表接縫縱縫橫縫種類螺紋鋼筋光圓鋼筋直徑(mm)1635單根面積(cm2)2.0119.621單位

19、質(zhì)量(kg/m)1.5787.562則可計算得到所用鋼筋的質(zhì)量：縱縫：G1=1030329×0.8×1.578=1300687kg=1300.687t橫縫：G2=4357431×0.5×7.562=16475448kg=16475.448t則，總量G=1300.687+16475.4448=17776t4.3水泥混凝土路面機(jī)械攤鋪施工本設(shè)計水泥混凝土路面施工采用滑模施工技術(shù)。主要參考公路水泥混凝土路面滑模施工技術(shù)規(guī)范。本設(shè)計采用螺旋布料器布料、多根振動棒振動密實(shí)、振搗器上下振搗壓入粗骨料、成型模板擠壓成型和抹光等工序，確保水泥混凝土路面密度，特別是路面的平整度有了明顯的提高，能滿足高速公路的高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求。施工要求：（1）施工前的準(zhǔn)備：根據(jù)質(zhì)量要求驗(yàn)收基層標(biāo)高與平整度，避免因基層的標(biāo)高或平整度的不良而影響水泥混凝土面層。在合格的基層頂面用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測量出道路中心線和標(biāo)高，然后，放出攤鋪機(jī)一側(cè)的基準(zhǔn)線，放線時每5m（彎道段）或10m（直線段）測設(shè)一個點(diǎn)，確保標(biāo)高準(zhǔn)確，線形平順。攤鋪機(jī)履帶行走部位的地基，應(yīng)稍整平并有能承載履帶接地壓力的承載力。（2）混凝土制備螺旋布料器均勻布料虛方控制板控制砼進(jìn)入成型模板的數(shù)量振搗棒將砼加以振動密實(shí)振搗器將表面上的粗料壓入砼之中成型模板使路面板擠壓成型浮動模板對擠壓成型出來的砼表面進(jìn)行修整抹