一、接縫設置的原因
混凝上面層是由一定厚度的混凝土面板組成的，具有熱脹冷縮的性質。由於一年四季氣溫的變化，混凝土板會產生不同程度的膨脹和收縮。而在一晝夜戶，白天氣溫升高，混凝土板頂面溫度較底面為高，這種溼度坡差會造成面板的中部突起。夜間氣溫降低，混凝土板頂面溫度較底面為低，會使板的周圍和角隅翹起；(如圖2-8-6a)。這些變形會受到面板與基礎之間的摩阻力和粘結力，以及板自重和車輪荷載等的約束。致使板內產生過大的應力，造成板的斷裂(圖2-8-6b)或拱脹破壞(圖2-8-6c)。由圖2-8-6可見，由於翹曲而引起的裂縫，則在在裂縫發生後被分割的兩塊板體尚不致完全分離，還具有傳遞荷載的能力，倘若板體溫度均勻下降引起收縮，則將使兩塊板拉開(圖2-8-6c)，從而失去傳遞荷載的能力。
為了避免這些缺陷，水泥混凝土路面不得不在縱橫兩個方向設置許多接縫．把整個路面分割成為許多板塊。水泥混凝土路面的接縫可分為縱縫和橫縫兩大類。與路線中線平行的接縫稱為縱縫，與路線垂直的接縫稱為橫縫。
接縫設計應能：
①控制收縮應力和翹曲應力所引起的裂縫出現的位置；②通過接縫提供足夠的荷載傳遞；③防止堅硬的雜物落入接縫縫隙內。
二、縱縫及其構造
1．縱向縮縫
當一次鋪築的寬度大於4.5m時，應增設縱向縮縫。縱向縮縫可採用假縫加拉桿型，其構造如圖2-8-7所示。設置拉桿，可以防止板塊橫向位移使縫隙擴大，拉桿應設置在板厚的1／2處；在縮縫上部設置的槽口，一般應在混凝土澆築後，並達到一定的抗壓強度(碎石混凝土為6.0~12.0MPa．礫石混凝土為9.0~12.0MPa)時，用切縫機進行切割，或在混凝土澆築時振人木條。槽門深度要適中，過淺，則混凝土截面的強度削弱得不夠，從而不能保證以後的開裂發生在接縫位置上；過深，則不規則斷裂面面積過少，接縫傳荷能力降低。根據經驗，槽深—般為板厚的1／4—1/5，槽口寬度根據施工條件，宜儘可能窄些，通常為3~8mm。
2．縱向施工縫
由於施工條件等原因，當—次鋪築寬度小於路面寬度需分兩次以上澆築時，則應設置縱向施工縫。縱向施工縫按其構造的不同，可分為平縫和企口縫兩種形式：一般採用平縫，並應在板厚中央設置拉桿，以防止接縫張開和板的上下錯動。其構造如圖2-8-8所示。根據國內外的實踐經驗，企口縫易產生破壞
其原因有：
①榫舌尺寸過大，降低了接縫處的強度，並可能導致榫舌破壞；
②大而深的企口，在澆築混凝土時出現漏漿，榫舌和稜角變形，拆模困難、振動大，常給企口造成早期損傷，有時甚至振壞企口，需重新修補。這些損傷以細微紋潛於陰企口，在重複荷載作用下．局部應力集中，導致裂縫發展直至破壞。此外，施工比較麻煩。
三、橫縫及其構造
橫縫一般分為橫向縮縫、脹縫和橫向施工縫。
1．脹縫
在脹縫處混凝土面板完全斷開，因而也稱之為真縫。脹縫的設置目的是為混凝土板的膨脹提供伸長的餘地，從而避免產生過大的熱壓應力。脹縫的構造如圖2-8-9所示。脹縫必須貫穿到底，縫壁垂直：縫寬為2．0~2．5cm，在板厚的中央設置傳力杆。傳力杆的一半以上應塗瀝青或加塑料套，並加長10cm的小套子，套底和傳力杆頭之間留3cm的空隙(用紗頭填)。其下部設接縫板(木板塗以瀝青)，上部3~4m範圍內灌填縫料進行封層。同結構物相接處或與其他公路交叉處的脹縫，無法設置傳力杆時，可採用邊緣鋼筋型或厚邊型：其構造如圖2-8-9a)、b)所示
設置脹縫，給施工帶來不便。同時，由於施工時傳力杆設置不當(未能正確定位)或封縫不好等原因．使脹縫處的混凝土板常出現碎裂等病害。使用經驗和觀測資料表明，脹縫間距較短的路段(100m以下)，在使用過程中往往會出現脹縫縫隙增大，使依靠集料嵌鎖作用的接縫傳荷能力大大降低；且因填縫料難於保持其效能，砂石等雜物便易於落入縫內，造成接縫區的混凝土在膨脹受阻時產生碎裂破壞，或者拱起。少設(加大脹縫間距)或不設(僅在同結構物交接處設)脹縫，一方面便利了施工，另一方面約束了板的位移．減少了接縫縫隙，使傳荷能力增加，錯臺、碎裂和拱起等病害減少。因此，脹縫只設置在以下場合：鄰近橋樑或其他固定構築物處；與柔性路面相接處；板厚改變處；隧道口；小半徑平曲線和凹形豎曲線縱坡變換處。在鄰近構造物處的脹縫，應根據施工溫度至少設置兩條。除上述位置以外的脹縫宜儘量不設或少設，其間距可根據施工溫度、混凝土集料的膨脹性並結合當地經驗具體確定。
1．拉桿
拉桿是為了防止板塊橫向位移而設置在縱縫上的異形鋼筋。拉桿應採用螺紋鋼，設在板
厚中央，並應對拉桿中部10cm範圍內進行防鏽處理。拉桿的尺寸和間距可按表2-8-12選用。
其最外邊的拉桿距接縫或自由邊的距離一般為25~35cm。
值得注意的是：表2-8-12中的數據系按鋼筋的屈服強度取286MPa，鋼筋同混凝土的容許粘結力取1．8MPa計算的，當實際中採用的數值與上述數值不同時，拉桿的長度和麵積可根據下式計算：
式中：Aa——每延米縱縫長所需拉桿的截面積，cm2；
B——設拉桿縱縫到相鄰縱縫或自由邊之間的距離，m；
h——混凝土板厚，cm；
fsy——鋼筋的屈服強度；MPa；
L0一—拉桿長度，cm；
d——拉桿直徑，cm；
Za——鋼筋同混凝土的容許粘結應力，Mpa。
2．傳力稈
傳力杆的設置目的是為了保證接縫的傳荷能力和路面的平整度，防止錯臺等病害的產生。
傳力杆主要用於橫向的接縫，採用光圓鋼筋。由於其在脹縫和縮縫所起的作用不同，尺寸上應有所不同，前者要大些。對設在縮縫處的傳力扦，其長度的一半再加5cm，應塗以瀝青或加塑料套，塗瀝青端宜在相鄰板中交錯佈置；對設在脹縫處的傳力杆，尚應在塗瀝青一端加一套子，內留3cm的空隙，填以紗頭或泡沫塑料。套子端宜在相鄰板中交錯布量。傳力杆尺寸及間距可按表2-8-13選用。其最外邊的傳力杆距接縫或自由邊的距離一般為15~25cm。
四、水泥混凝土路面與構築物的銜接
與混凝土路面連接部位有瀝青路面、橋樑、涵洞和通道等，相接部位與—般路段有所不同。這些部位的混凝土路面往往會發生跳車現象，嚴重影響行車速度和舒適性以及路面的使用壽命。其原因是多方面的，主要則是由於這些部位的差異沉降所致。
防治的原則，一是減少這些部位的基礎竣工後的沉降量；二是加強和提高路面整體的耐久性。
1．混凝土路面與瀝青路而相接
在混凝土路面和瀝青路面相接處，由於瀝青路面難以頂住混凝土面板末端的水平推力，因而首先在瀝青路面的一端，然後在混凝土路面的一端發生損壞。此外，出於瀝青路面與混凝土路面之間的沉降不同，使得接頭處變得不平整，引起跳車。因此，對高速公路和一級公路，混凝土路面與瀝青路面相接時，應在瀝青路面面層下埋設長度為3m的混凝土板，此板在混凝土路面相接的一端的厚度與混凝土面板相同，另一端不小於15cm，如圖2-8-12所示。埋設在混凝土板與混凝土路面相接處的拉桿，應採用螺紋鋼，直徑一般為25cm，長70cm，間距40cm。對於其他各等級公路．由於汽車行駛速度較低，交通量不大，水泥混凝土路面與瀝青路面相接，可採用混凝土預製塊過渡或徑相連接。
2．混凝土路面與橋樑相接
混凝土路面與橋樑相接，可根據公路等級，使用要求和當地經驗選用以下或其他適當的措施。
在各等級的公路上，特別是在高等級的公路上，應設置橋頭搭板。搭板與混凝上路面之間採用鋼筋混凝土面板過渡，其長度不小於5m。搭板與鋼筋混凝土面板之間的接縫應設置傳力杆。鋼筋混凝土面板與混凝土面板之間應設置脹縫，如圖2-8-13所示。當與橋樑為斜交時，鋼筋混凝土面板的銳角部分應採用鋼筋網補強，如圖2-8-16所示。鋼筋混凝土面板按鋼筋混凝土路面的有關規定執行。搭板與鋼筋混凝土面板相接處設拉桿，其尺寸、間距和混凝土路面與瀝青路面相交時設置的拉桿相同。對於等級較低的公路，或作為高等級公路的過渡措施，橋頭可鋪築一段混凝土預製塊或瀝青路面，待沉降穩定後，再鋪築混凝土路面。當橋頭設有搭板時，其長度不小於5m；當橋頭末設搭板時，其長度不小於8m。
3．構造物橫穿公路
為了防止過路構造物如涵洞等上方的路面出現橫向裂縫、錯臺和跳車等現象，應將構造物頂部及兩側適當範圍內的混凝土面板採用鋼筋網補強，或採用鋼筋混凝土面板。
對於箱狀構造物，當項面至板底的距離d小於80cm時，其頂面及兩側各6m範圍內的混凝土板採用鋼筋網補強。當d小於30cm或嵌入基層時，應採用雙層鋼筋網補強。鋼筋網分別佈設在距板底和板頂1/3~1/4板厚處。鋼筋採用直徑為10~12mm的光面鋼筋，縱筋間距
10cm，橫筋間距20~30cm。如構造物頂面上的基層厚度小於10cm，基層改為混凝土找平；當d為30~80cm時，可採用單層鋼筋網補強，鋼筋網布設在距板頂1/3~1/4板厚處、鋼筋採用直徑為8~10mm的光圓鋼筋，縱筋間距10~15cm，橫筋間距20~30cm。
板厚處，鋼筋採用直徑為10~20mm的光面圓鋼筋，縱筋間距10cm，橫筋間距20~30cm。
4．補強鋼筋
混凝土面板縱橫自由邊邊緣下的基礎，當有可能產生較大的變形時，宜在板邊緣加設補強鋼筋，角隅加設髮針形鋼筋或鋼筋網。
(1)板邊補強
混凝土面板邊緣部分的補強，一般選用2根12~16mm的螺紋鋼筋，佈置在板的下部，距板底為板厚的1／4，並不應小於5cm，間距一般為10cm，鋼筋兩端應向上彎起，如圖2-8-15所示。鋼筋保護層的最小厚度不應小於5cm。
(2)角隅補強
角隅補強部分的補強，可選用2根直徑為12~16mm的螺紋鋼，佈置在板的上部，距板頂不應小於5cm，距板邊為10cm，如圖2-8-16所示。板角小於90°時，亦可採用雙層補強鋼筋網補強，鋼筋可選用直徑6mm，佈置在板的上下部，距板頂和板底以5~10c為宜，如圖2-8-17所示。鋼筋保護層的最小厚度不應小於5cm。
橫向縮縫
橫向縮縫是為減少混凝土的收縮應力和溫度翹曲應力而設冒的。一般採用假縫形式，不設傳力杆。但在特重交通的公路上，由於荷載的重複作用次數多和軸載大，使接縫的傳荷能力迅速降低，出現錯臺現象，故宜加傳力杆：在其他各級交通的公路上，鄰近脹縫或自由端的縮縫，其縫隙會隨著相鄰脹縫或路面自由凝土面板的反覆伸縮而逐漸張開，為保證這些接縫的傳荷能力，在鄰近脹縫或路面自由端的三條縮縫內，均宜加設傳力杆。橫向縮縫的構造如圖2-8-10所示。
縮縫上部設置的槽口，在澆築混凝土後．用切縫機進行切割，其寬度為3~8mm，深度為板厚的1／4~1／5，槽口內填填縫料，其目的是為了防止水分的滲入和雜質的嵌入。當設置傳力杆時，傳力杆長度的1／2以上要塗以瀝青，以便接縫兩側的混凝土面板能自由收縮。
閱讀更多 土木人家 的文章
