水泥混凝土路面(卷名：土木工程)
cement concrete pavement
以水泥混凝土为主要材料做面层的路面，简称混凝土路面。有素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土和装配式混凝土等各种路面。
发展简史 1868年，苏格兰首次在因弗内斯通往某堆货场道路上铺筑混凝土路面，19世纪末传入美国和德国。早年混凝土路面大多用素混凝土按单层就地浇筑而成，少数也有做成双层式或配设钢筋的。20世纪20年代，欧、美各国在公路、城市道路和飞机场跑道上大量发展混凝土路面，美国还开始试铺装配式预制块混凝土路面和连续配筋混凝土路面。至于预应力混凝土路面，美、法两国分别于30年代和40年代中期开始试铺。70年代初，美国和荷兰开始试铺钢纤维混凝土路面。
中国于20世纪20年代末开始在少数大城市的道路和飞机场跑道上铺筑混凝土路面。1932～1933年在南京至杭州国道上铺筑了长500米、宽5.5米的混凝土路面试验段。1940年在北京至天津公路上铺筑了长120公里、宽3米的混凝土路面。1948年在南京飞机场跑道上铺筑长2200米、 宽45米、 厚30厘米的钢筋混凝土道面。到50年代，随着水泥工业的发展，在中国的一些大、中城市的干道以及飞机场跑道上，开始大规模铺筑混凝土路面。70年代初以来，某些省在公路干线上开始铺筑混凝土路面。中国的飞机场跑道，几乎全部都采用混凝土道面。中国混凝土路面大多是用素混凝土按单层就地浇筑而成，但少数也有采用装配式预制板，或做成双层式，或配有钢筋。
分类 素混凝土路面 用素混凝土或仅在路面板边缘和角隅少量配筋的混凝土，就地灌筑成的路面结构，施工方便，造价低廉。素混凝土路面应沿纵向每隔5～6米设一缩缝，满足冬季缩裂要求；每隔20～40米设一胀缝，防止夏季热胀，板屈曲压裂或缝边混凝土挤碎；沿横向每隔3～4.5米设一纵缝(图1)。由于横胀缝易引起路面板的破坏，增加施工和养护的麻烦，60年代中期以来，对夏季施工的混凝土路面，除在桥头、隧道口、道路交叉口小半径曲线或纵坡变换处，必须设置胀缝外，其他路段可少设或不设。纵横缝一般做成垂直相交，但也有把横缝做成与纵缝交成70°～80°斜角，并按4、4.5、5、5.5和6米的不等间距顺序布置。
胀缝间隙宽1.8～2.5厘米，为防止渗水，上部5～6厘米深度内应灌以填缝料，下部则设置用沥青浸制的软木嵌条。为传递荷载，混凝土板厚中央处设钢传力杆，杆径20～32毫米，长40～60厘米，间距30厘米。杆的半段涂沥青并套以套筒，筒底部填以木屑等材料（图2a）。如不设传力杆，可在混凝土板下设置垫枕（图2b）。
缩缝一般做成裂口深4～6厘米的假缝形式（图3a），上部亦灌以填缝料，可不设传力杆。但在路基软弱或交通繁忙路段以及邻近长间距胀缝的二三个缩缝上，也应设置传力杆（图3b）。纵缝可做成假缝、平头缝或企口缝形式(图4)，上部也灌以填缝料。为防止板块向两侧滑移，板厚中央可设置钢拉杆，杆径14～20毫米，长40～60厘米，间距80～100厘米。
素混凝土路面板大多做成等厚断面，厚约20～25厘米。由于板的边缘和角隅最易遭到破坏，可设置边缘钢筋和角隅钢筋(图1)予以加固，或做成厚边式断面，从靠路肩1米处开始厚度逐渐增加，至板边缘厚度较中间大25％。在高速公路和一级公路上，可做成由内侧向外侧边缘逐渐加厚的梯形断面。路面板大多做成单层式；当板较厚时也可做成双层式，上层厚度不小于6～7厘米。下层使用品质稍差的材料做成低强度混凝土；为使上下层结合牢固，下层表面应清洁、粗糙并设凹槽。
钢筋混凝土路面 在混凝土路面板内，沿纵横向配置钢筋网，配筋率为 0.1～0.2％。钢筋直径8～12毫米，纵筋间距15～35厘米，横筋间距30～75厘米。钢筋设在板表面下5～6厘米处，以减轻板面裂纹的产生和扩张。板厚和纵缝间距与素混凝土路面相同，但横缩缝间距可增至10～30米，并设传力杆。在地路基软弱地段和交通特别繁重处，也可将钢筋网设在板底面之上5～6厘米处，或设双层钢筋网。
连续配筋混凝土路面 在混凝土路面板内大量配筋，配筋率达0.6～1.0％，纵筋直径12～16毫米，间距7.5～20厘米，可连续贯穿横缝。横筋直径6～9毫米。间距40～120厘米。钢筋设在板厚中央略高处，与板表面距离至少6～7厘米。
在连续配筋混凝土路面板的端部应设置端缝，它有两种形式：一为自由式，即连续设置3～4条胀缝，以便板端部自由胀缩；另一为锚固式，即在板底部设置若干根肋梁或桩埋入地基内，以阻止板的胀缩活动。与素混凝土路面相比，连续配筋混凝土路面板厚可减薄15～20％；缩缝间距可增长至100～300米。但用钢多，造价高，施工较复杂。
预应力混凝土路面 按路面构造的不同分为三种：
①无筋预应力混凝土路面。在混凝土板两端设置墩座埋入地基内，墩座与板之间设置弹力缝，放入钢弹簧。板长中央设置加力缝，缝内设千斤顶，对混凝土板逐渐施加压应力至5兆帕，然后塞入混凝土预制块，取出千斤顶，用混凝土填塞缝隙。
②有筋预应力混凝土路面。在混凝土板厚中央预留孔，穿进钢丝束，张拉后将两头锚固，并在孔内注入水泥浆使钢丝束与混凝土粘牢。较窄的板可仅在板的纵向加力，较宽的板需在纵横向同时加力，或按与路中线成小于45°角的斜向加力（图5）。后者可以连续浇筑很长的板，在板的两侧施加应力。所加预应力，在纵向为2～4兆帕，在横向为0.4～1.4兆帕。
③自应力混凝土路面。用膨胀水泥制备混凝土铺筑路面，借配筋或在板的两端设置墩座，通过混凝土的膨胀施加预应力。
预应力混凝土路面板厚可减至10～15厘米，缩缝间距可增至100～150米。但因施工工艺复杂，所需机具性能要求较高，除在某些飞机场建设中获得成功经验外，尚未普遍推广。
钢纤维混凝土路面 于混凝土中掺入1.5～2.0%(体积比)的长25～60毫米、直径0.25～1毫米的钢纤维，可使其28天极限抗压强度和极限抗弯拉强度较素混凝土提高50％以上；而且它的抗疲劳和抗裂缝能力也较素混凝土高(见纤维混凝土)。与素混凝土路面相比，钢纤维混凝土路面板厚可减小30～50％，缩缝间距可增至15～30米，纵缝间距可增至8米，胀缝可以不设。钢纤维混凝土路面施工工艺尚未定型，仍在试验阶段。
装配式混凝土路面 在工厂中制成混凝土预制板，运至工地现场铺装而成的路面。装配式混凝土板一般做成边长1～2米的正方形或矩形，也可做成边长1.2米的六角形，板厚12～18厘米；还可做成宽3.5米、长3～6米的大型板，但需有相应的运输和吊装机具来配合。板的边缘和角隅可配置钢筋，也可在全板面配设钢筋网。为提高混凝土的质量，可采用预应力、真空吸水、机械振捣和蒸汽养护等工艺。装配式混凝土路面板可以全年生产，不受气候影响，质量容易保证；而且铺装进度快，铺完即可通车，损坏后易于拆换修理。因此，较适用于停车站场及港口码头处，但其接缝多，整体性差，故在公路和城市道路干线上很少采用。
土基与基层 土基与基层的稳定与坚固对混凝土路面的经久耐用有极大关系。60年代以来，都强调要用水泥、石灰或沥青稳定土或粒料、工业废渣、沥青混合料或贫混凝土作混凝土路面的基层，厚约15～20厘米，宽度较混凝土板每侧宽出25～35厘米以上。土基上层60厘米深度内的压实度要达到最佳密实度的98％以上。在冰冻地区，还要在基层之下，另设30～80厘米厚的砂砾或炉渣防冻层。在基层与混凝土面板之间，可铺设1～2厘米厚的沥青砂或塑料薄膜；如基层表面平整，亦可将混凝土直接灌筑于基层上。
材料要求 制备路面用混凝土，要采用软练425或525号普通硅酸盐水泥、中砂或粗砂和Ⅰ、Ⅱ级碎（砾）石。混凝土28天极限抗压强度不低于30～40兆帕，极限抗弯拉强度不低于4.5～5.5兆帕，每立方米混凝土的水泥用量为300～350公斤。对双层式混凝土路面的下层材料，可适当降低要求。为提高混凝土的使用性能，可掺入少量早强剂、加气剂、增塑剂、减水剂或聚合物等外加剂（见混凝土外加剂）。
在接缝上部所浇灌的填缝料，常用沥青、矿粉、石棉屑、软木屑或橡胶粉，按适当配比制成的沥青胶泥(也称沥青玛脂)。亦有采用氯丁橡胶空心带、塑料嵌条或聚氯乙烯胶泥等作填缝料，效果较好。
路面施工 混凝土路面施工的一般工序是：①安装边模、接缝嵌条、传力杆和钢筋网等；②拌和混凝土混合料并运至工地；③摊铺与振捣混凝土混合料；④整平混凝土表面并刷毛或刻防划滑小槽(见彩图)；⑤养生与填缝。此外，还有试用真空吸水、振动碾压等工艺于混凝土路面施工中。
在早年，混凝土路面的施工使用钢制轨模，它一方面作为边模，一方面又可供具有钢轮的混凝土拌和机、运料车、摊铺机和振捣机等行驶操作。20世纪40年代，一些工业发达国家混凝土路面施工已全盘机械化，从基础整形、轨模安装与拆卸、混凝土拌和、摊铺、捣实与整面，直到切缝、填缝与养生等工序，都使用专门机械，进行流水作业。
1960年出现了滑模式水泥混凝土路面铺筑机（见水泥混凝土路面铺筑机械），机尾两侧装有模板随机前进，摊铺、振捣、整面与刻槽等作业顺序完成，成型的路面即在机后延伸出来。此外，还有一种混凝土路面联合铺筑机，它行驶一次即能使路基成型，并摊铺、压实基层，再于其上铺筑混凝土板。
补强与加层 当混凝土路面已破损，一般可于其上加铺沥青混凝土层，其厚度至少为15～20厘米，以防裂缝和接缝反映到沥青层上。如用新混凝土进行加层，则有如下三种形式：
结合式加层 先将旧路面凿毛，涂上水泥浆或环氧树脂，再铺新混凝土层，使它与旧路面结合良好。
部分结合式加层 先清洗旧路面，再铺新混凝土层，它和旧路面结合较差。
隔离式加层 在旧路面上先铺一层油毡或2～3厘米厚的粗砂或沥青砂，再铺新混凝土层。
混凝土路面坚固耐用，能适应现代高速、重载而繁密的汽车运输的要求，养护维修费用也少，所以在飞机场跑道、高速公路、干线公路、城市道路、厂矿道路以及停车站场上采用较多。它也特别适用于隧道内路面和过水路面。