霍梦佳 巩明鑫 吴宏雷

摘 要：混凝土路面胀缝的设计和施工问题至今仍是制约港区建设的重要因素，近年来国内外不断研究如何取消胀缝或者优化胀缝设置和工艺要求，避免修建和使用过程中出现各类危害及破坏问题。本文就是针对中东地区国王港项目混凝土铺面结构设计中胀缝设置及存在的问题进行分析探讨，成功优化胀缝设置，提高施工便利性和施工效率。

关键词：中东地区;铺面结构;胀缝设置;优化

中图分类号：TV523          文獻标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）07-0139-02

随着国内外经济的持续发展，公路运输和港区建设得以迅速发展。为更好地满足交通量扩大，超重车载，特重载区的使用要求，钢筋混凝土铺面结构已广泛应用。但在修建和使用过程中，胀缝如果设置不合理，容易增加施工复杂性，施工效率降低，面层鼓起，断板等一系列问题，对建设进度和后期的运营维护造成障碍[1]。本文就中东地区沙特国王港项目的混凝土铺面结构设计中的胀缝设置进行研讨及优化。

1设计条件及标准

1.1地基

本项目地基由其他承包商负责施工，在合同文件中，对于各铺面类型下的地基要求如下：

（1）对于类型 1、2、3、4等重型荷载区域的铺面，其下的地基需在场地回填砂经振冲施工后在地基表面回填一层碎石覆盖层并压实;

（2）对于类型 5、9等其它区域的铺面，其下的地基为回填并压实的砂基，要求铺面下1.2米范围内的CBR不小于20%，压实度不小于95%。

1.2设计荷载

根据各分区功能、荷载分布，本项目共20种类型铺面结构，其中类型 2、3A、3B、3C，5、7B、12、13为混凝土铺面结构。

1.3设计年限

根据合同要求，本项目铺面结构设计年限为30年。

1.4场地沉降要求

本工程对于铺面沉降的要求并未统一，荷载大于10吨每平米的区域沉降要求小于25毫米，重载区（350千帕）沉降要求小于75毫米。参考沙特建筑规范（Saudi Building Code），沉降应小于60毫米，最终确定的本工程铺面结构的沉降要求为均应小于60毫米。

2原铺面结构胀缝设计方案

对于混凝土铺面结构类型2、3A、3B、3C，混凝土面层中不设置缩缝，每6米设置一道胀缝;对于混凝土铺面结构类型5、7B、12、13，混凝土面层中每6米设置一道缩缝，每12米设置一道胀缝。

3胀缝设置的研究及优化

混凝土铺面中主要有胀缝、缩缝和施工缝。施工缝是因为施工或设计需求分段浇筑形成的接缝;胀缝主要是应对混凝土由于季节性温差引起的板块胀缩和释放温度压应力所设置的缝;缩缝是在大面积混凝土板上设置的收缩缝，其作用是使水泥混凝土板在收缩时不致产生不规则的裂缝。

3.1胀缝设置优化

3.1.1板块温度应力计算

本工程地处中东区域，考虑现场最极限的温差情况，温差50度且假定混凝土面层是在当地最低温的时候施工的，即使用期升温最多达到50度，那么热压应力计算结果如下：

板块温度膨胀变形计算，当胀缝间距是6m时，膨胀变形如下：

当胀缝间距是20m时，膨胀变形如下：

故在最极限情况下，热压应力小于混凝土抗压强度;且当热压应力完全释放时，20米板的膨胀变形为10毫米，小于胀缝宽度20毫米，不会发生温度应力引起的破坏。

3.1.2国内外对于胀缝布置的研究

根据国内外各类研究表明，胀缝随时间渐渐闭合，导致附近的缩缝被拉大，致使水和一些不可压缩物进入到缝中，导致面层鼓起、断层错动和大板局部的破坏，考虑到成本、施工复杂性及后续可能引起的性能问题，胀缝应该尽量少设[2，3]。

国内港口工程、道路工程中混凝土铺面的胀缝间距一般较大，一般设置在紧邻码头结构或其他固定构筑物处，或与其他道路相交处，或按照比较大的间距布置胀缝，冬季施工胀缝间距一般在70米左右，春、秋季施工胀缝间距一般在100～150米之间，夏季施工胀缝间距一般不大于200米，胀缝之间布置缩缝，以避免面层表面出现裂纹。

3.1.3胀缝布置对施工效率的影响

另外，过多设置胀缝会降低施工效率，胀缝相邻板块不可同时施工，需棋盘式施工，施工中要装模板、架传力杆、装套管，浇筑混凝土24小时后方可拆模板，在胀缝处安装填缝板后施工浇筑临近板块。

综上所述，本工程原钢筋混凝土铺面结构胀缝设置不够优化。考虑到本工程混凝土铺面面积非常大，若按照原设计的6米×6米或12米×12米进行棋盘式施工，对施工效率、施工工期的影响极大，且对后期混凝土铺面结构质量会带来诸多不利影响。经过分析，建议加大各混凝土铺面结构中的胀缝间距。后与设计单位多轮研讨，最后统一意见，混凝土铺面结构类型2、3A、3B、3C的胀缝间距由6米加大至20米，混凝土铺面结构类型5、7B、12、13的胀缝间距由12米加大至20米。节约成本的同时，解决了施工复杂性及后续性能问题，成功优化了本项目的铺面结构设计。

3.2取消胀缝处局部加厚的设计

在原设计方案中，混凝土胀缝两侧300毫米范围内均做了局部加厚的处理，加厚75毫米。如下图所示：

这种做法的初衷是加强混凝土板块的边缘区域，但是结合原设计中过密的胀缝布置，这种胀缝处局部加厚的设计会增加大量额外的材料费用，且在施工中，需在场地大范围整平压实后人工采用小型设备开挖并压实胀缝区域的地基、基层级配碎石，然后再浇筑面层钢筋混凝土大板，胀缝区域的地基、基层的压实度和CBR指标较难得到保障，施工过程复杂、施工效率低、施工质量存在不确定性，与设计单位统一研讨后，取消了胀缝处局部加厚的设计。

4结论

经过研究讨论，最终优化了胀缝设置，混凝土铺面结构类型2、3A、3B、3C的胀缝间距由6米加大至20米，混凝土铺面结构类型5、7B、12、13的胀缝间距由12米加大至20米，并成功取消了胀缝处局部加厚的设计。提高了施工便利性和施工效率，有效地降低了成本。

参考文献：

[1] 周小保，章国珍.水泥混凝土路面胀缝的设计和施工研究[J].江西建设，2000（1）：41-42.

[2] 戴吉献.混凝土路面胀缝的处置技术[J].中国公路，2017（7）：104-105.

[3] 张斌.中美规范港区水泥混凝土面板接缝设计对比[J].水运工程，2020（5）：254-257.