【摘要】水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、剛度大，穩(wěn)定性好，耐久性優(yōu)良等優(yōu)點，被越來越多的應(yīng)用于公路及城市道路建設(shè)。本文結(jié)合多年的工作經(jīng)驗，對水泥混凝土路面設(shè)計進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】水泥；混凝土；路面設(shè)計

引言

隨著水泥混凝土路面的廣泛應(yīng)用，其設(shè)計問題受到了重視，在設(shè)計中有很多需要注意的地方，水泥混凝土路面設(shè)計，應(yīng)根據(jù)公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實踐經(jīng)驗以及環(huán)境保護(hù)要求等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定。本文主要分析路面設(shè)計中需要注意的地方，以期望能夠提高水泥混凝土路面的設(shè)計水平，提高路面的質(zhì)量和延長其使用壽命。

一、水泥混凝土路面設(shè)計內(nèi)容

普通水泥混凝土路面設(shè)計包括板塊尺寸設(shè)計、接縫設(shè)計和板厚設(shè)計三部分。

板塊平面尺寸設(shè)計：根據(jù)路面設(shè)計寬度，綜合確定板塊數(shù)目和每塊板的寬度，一般按3～4.5m等寬取值，由縱縫分割。接縫設(shè)計：主要確定縱縫、橫縫處的構(gòu)造、布置和間距（如：脹縫間距等），縱縫種類主要有設(shè)拉桿平口縱縫、設(shè)拉桿企口縱縫等，橫縫主要有假縫、加傳力桿的假縫等。厚度設(shè)計：在板塊尺寸和接縫設(shè)計之后，對水泥混凝土板塊的厚度進(jìn)行設(shè)計，是普通水泥混凝土路面設(shè)計的主要內(nèi)容。設(shè)計理論涉及的參數(shù)很多，常采用試算方法，即固定其他參數(shù)，試取一個初始厚度計算板塊疲勞應(yīng)力，然后與材料抗折強(qiáng)度比較，小于材料強(qiáng)度的則減小厚度，直到剛好滿足設(shè)計準(zhǔn)則公式為止，否則增大板厚。

水泥混凝土路面的設(shè)計應(yīng)包括面層類型選擇與結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計，接縫構(gòu)造、配筋和排水設(shè)計，各結(jié)構(gòu)層材料組成設(shè)計，路面厚度計算，路面表面特性設(shè)計等。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應(yīng)采用行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計指標(biāo)。水泥混凝土面層應(yīng)滿足強(qiáng)度和耐久性的要求，表面應(yīng)抗滑、耐磨、平整。面層宜選用設(shè)接縫的普通水泥混凝土。

二、水泥混凝土設(shè)計要點

1水泥混凝土路面設(shè)計總則

水泥混凝土路面設(shè)計方案，應(yīng)根據(jù)公路的功能和等級，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實踐經(jīng)驗以及環(huán)保要求等，通過綜合分析確定。水泥混凝土路面設(shè)計應(yīng)包括結(jié)構(gòu)組合、材料組成、接縫構(gòu)造和鋼筋配制等。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定的安全等級和目標(biāo)可靠度，承受預(yù)期的荷載作用，并同所處的自然環(huán)境相適應(yīng)，滿足預(yù)定的使用性能要求。

2 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計原則

2.1路基

路基應(yīng)穩(wěn)定、密實、均質(zhì)，對路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承。路床頂面的綜合回彈模量值，輕交通荷載等級時不得低于40MPa，中等或重交通荷載等級時不得低于60MPa，特重或極重交通荷載等級時不得低于80MPa。高液限粘土及含有機(jī)質(zhì)細(xì)粒土，不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路和上路床填料：高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3%的低液限粘土，不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料改善。季節(jié)性冰凍地區(qū)中濕類、潮濕類和過濕類路基，當(dāng)冰凍深度達(dá)到路基的易凍脹土層時，在易凍脹土層上應(yīng)設(shè)置防凍墊層或用不易凍脹土置換冰凍線深度范圍內(nèi)的易凍脹土；水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，應(yīng)采取地下排水措施；填挖交界或新老路基結(jié)合路段，應(yīng)采取防止差異沉降的技術(shù)措施。

2.2墊層

混凝土路面墊層結(jié)構(gòu)一般是為應(yīng)對路基的特殊需求而設(shè)置，分為防凍墊層、排水墊層與加固墊層。墊層的寬度應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層可采用低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。

2.3基層

基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度?；鶎宇愋鸵艘勒战煌ǖ燃墶⒔Y(jié)構(gòu)層組合要求和材料供應(yīng)條件分別參照相關(guān)規(guī)范選用?；炷令A(yù)制塊面層應(yīng)采用水泥穩(wěn)定砂?；鶎訚駶櫤投嘤甑貐^(qū)，路基為低透水性細(xì)粒土的高速公路和一級公路或者承受特重或重交通的二級公路，宜采用排水基層。排水基層可選用多孔隙的開級配水泥穩(wěn)定。排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定粒料或者密級配粒料組成的不透水底基層，厚度一般為200mm。底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物。

承受極重、特重或重交通荷載的路面，基層下應(yīng)設(shè)置底基層；承受中等或輕交通荷載時，可不設(shè)底基層。當(dāng)基層采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料，且上路床由細(xì)粒土組成時，在基層下設(shè)置粒料類底基層。

基層采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料時，底基層宜選用小于0.075mm顆粒含量少于7%的粒料類材料。

貧混凝土或碾壓混凝土基層上應(yīng)鋪設(shè)瀝青混凝土夾層，層厚不宜小于40mm。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石基層上應(yīng)設(shè)置封層，封層可采用單層瀝青表明處治或適宜的膜層材料等。當(dāng)采用單層瀝青表面處治時，層厚不宜小于6mm。

多雨地區(qū)，路基由底透水性細(xì)粒土組成的高速公路和一級公路或者承受極重或特重交通荷載的二級公路，宜設(shè)置由開級配瀝青穩(wěn)定碎石或開級配水泥穩(wěn)定碎石組成的排水基層。排水基層下應(yīng)設(shè)置由密級配粒料或水泥穩(wěn)定碎石組成的不透水底基層。底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青類封層或防水土工織物。各種基層和底基層的結(jié)構(gòu)層適宜壓實厚度，應(yīng)按所選集料的公稱最大粒徑和壓實效果的要求而定。基層或底基層的設(shè)計層厚超出相應(yīng)材料的適宜壓實厚度范圍時，宜分層鋪設(shè)和壓實。硬路肩采用混凝土面層時，基層的結(jié)構(gòu)與厚度應(yīng)與車道相同?；鶎拥膶挾葢?yīng)比混凝土面層每側(cè)寬出300mm（小型機(jī)具施工時）或650mm（滑模式攤鋪機(jī)施工時）。

2.4 面層

水泥混凝土面層板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整良好的路用性能。面層一般采用設(shè)接縫、不配筋的普通混凝土路面板，對于不同等級公路承受不同交通等級的道路。普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層板一般矩形分倉，用縱橫接縫分隔，縱向和橫向接縫應(yīng)垂直相交，縱縫兩側(cè)的橫縫不得相互錯位，縱縫間距3～4.5m，橫縫4～6m，面層板長寬比不宜超過1.3。

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。面層一般采用設(shè)接縫的普通混凝土；面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時，應(yīng)采用接縫設(shè)置傳力桿的鋼筋混凝土面層。

各種混凝土面層的設(shè)計厚度應(yīng)依據(jù)計算厚度加6mm磨耗層后，按l0mm向上取整。橫向接縫的間距按面層類型和厚度選定：普通混凝土面層一般為4～6m，面層板的長寬不宜超過1.30m，平面尺寸不宜大25m2；碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層一般為6～l0m；鋼筋混凝土面層一般為6～15m。

2.5 路肩

路肩鋪面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的承載能力，其結(jié)構(gòu)導(dǎo)線組合和材料選用應(yīng)與行車道路面相協(xié)調(diào)，不應(yīng)使?jié)B入的路表水積滯在行車道路面結(jié)構(gòu)內(nèi)。路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或瀝青面層。高速公路和一級公路以及承受極重、特重和重交通荷載等級公路，路肩鋪面應(yīng)采用與行車道路面相同的結(jié)構(gòu)層組合和組成材料類型。其他等級公路，路肩鋪面的基層和底基層應(yīng)采用與行車道路面結(jié)構(gòu)相同的材料類型和厚度。

路肩混凝土面層與行車道面層應(yīng)設(shè)置拉桿相連，二者的橫向縮縫應(yīng)連通。行車道面層為連續(xù)配筋混凝土?xí)r，路肩混凝土面層的橫向縮縫問距應(yīng)為4.5m。

三、結(jié)束語

合理選擇安排混凝土路面的結(jié)構(gòu)層層次、包括土基、墊層、基層和面層的結(jié)構(gòu)層位，各層的路面結(jié)構(gòu)類型、彈性模量和厚度。根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然因素，密切結(jié)合本地區(qū)實踐經(jīng)驗。在滿足交通量與使用要求的前提下，應(yīng)遵循因地制宜、合理選材、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資的原則進(jìn)行混凝土路面設(shè)計方案的比較。