鄒 虹

（自貢市偉途交通勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司, 四川 自貢 643000）

水泥混凝土路面加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

鄒 虹

（自貢市偉途交通勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司, 四川 自貢 643000）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，廣大人民對(duì)生活質(zhì)量、出行要求、城市的生態(tài)環(huán)境與空間景觀等提出了更大的要求，城市功能也在日趨完善。本文首先分析了水泥混凝土路面損壞的原因，其次總結(jié)了我國(guó)針對(duì)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)方法，最后結(jié)合設(shè)計(jì)方法討論了水泥混凝土路面加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以供參考。

水泥混凝土;瀝青;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0 引言

面層材料采用水泥混凝土路面之一為水泥混凝土路面，其也屬于高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)之一。上世紀(jì) 60年代中期，我國(guó)便開(kāi)始使用水泥混凝土路面，到八十年代后，該路面在全國(guó)范圍內(nèi)飛速發(fā)展。水泥混凝土路面的主要優(yōu)點(diǎn)為耐久性好、強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，因而其能夠逐步廣泛應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但于此同時(shí)，由于水泥混凝土路面自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其需要設(shè)置各種接縫，這就導(dǎo)致了路面對(duì)超載更加敏感，并且噪音較大且修復(fù)困難，存在許多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了路面的服務(wù)水平與行駛的舒適性。因而，有必要加強(qiáng)對(duì)水泥混凝土路面加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的研究。

1 水泥混凝土路面損壞的原因

1.1 裂縫

裂縫主要包括四大類(lèi)，即橫向裂縫、交叉裂縫、縱向裂縫與斜向裂縫。裂縫都是通底的裂縫能夠把板塊分割為多塊，進(jìn)而裂縫逐漸貫通板面。

1.2 板角斷裂

板角斷裂主要是指與板角兩邊相交的垂直貫通的裂縫，該裂縫到板角兩邊的距離小于或者等于兩邊長(zhǎng)度的一半。產(chǎn)生的原因主要為板角附近持續(xù)受到荷載的作用，支撐力不足二引起的。

1.3 接縫材料損壞

水泥混凝土中的橫縫又包含了縮縫與脹縫。脹縫受溫度影響顯著，由于溫度引起的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致路面接縫處損壞或者變形；縮縫一般情況下變化較小，但若反復(fù)發(fā)生，也會(huì)形成與脹縫一樣的破壞效果。工程實(shí)踐中，常常由于施工及養(yǎng)護(hù)不規(guī)范等原因，造成接縫的損壞。

1.4 邊、角剝落

邊、角剝落主要是指接縫兩側(cè)或者板角一定范圍內(nèi)的碎裂。主要是由于：1）雜物落入接縫處；2）反復(fù)施加重交通荷載；3）施工不規(guī)范或者設(shè)計(jì)不當(dāng)；4）接縫部位的混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。

2 國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略近年來(lái)在社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面都有所體現(xiàn)，其主要含義為在滿足當(dāng)代需求，又不損害后代發(fā)展的前提下的發(fā)展?，F(xiàn)階段城市交通工程中各類(lèi)的矛盾日益突出，交通污染逐漸成為較為關(guān)注且嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。城市道路交通可持續(xù)發(fā)展主要涵蓋：加強(qiáng)引導(dǎo)交通需求與供給；控制與減少交通污染，改善交通環(huán)境；加大政策調(diào)控，進(jìn)而對(duì)城市結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

現(xiàn)階段我國(guó)應(yīng)用的《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》正是在此背景下，對(duì)原路面加鋪瀝青層做出了明確的規(guī)定：

1）選用瀝青加鋪層時(shí)需要達(dá)到一定的要求，即評(píng)定原路面接縫傳遞荷載能力為優(yōu)良時(shí)，或者是原路面損壞程度為優(yōu)良時(shí)，才能應(yīng)用該加鋪層，必須要切實(shí)結(jié)合實(shí)際情況采取相關(guān)措施減緩反射裂縫。瀝青加鋪層的厚度要嚴(yán)格按照減緩反射裂縫的相關(guān)規(guī)定來(lái)執(zhí)行，針對(duì)一級(jí)公路與高速公路，瀝青加鋪層的最小厚度一般為 100mm，針對(duì)其余等級(jí)公路，該值一般為 70mm。加鋪完瀝青后，要采用復(fù)合式路面的方式對(duì)進(jìn)行原路面的應(yīng)力分析，先求出無(wú)瀝青層的混凝土板的應(yīng)力，然后考慮瀝青層的影響，進(jìn)而計(jì)算出加鋪過(guò)后混凝土板的承載能力。實(shí)際上，瀝青加鋪層對(duì)原路面承載能力的影響有限，原路面仍然占據(jù)最關(guān)鍵的承載作用，起控制作用的為原路面混凝土彎拉強(qiáng)度與應(yīng)力。

2）針對(duì)原路面的損壞程度，要采取相應(yīng)的修補(bǔ)方法分類(lèi)處理。假若路面的承載能力達(dá)到交通相關(guān)要求時(shí)，必須采取相關(guān)的補(bǔ)強(qiáng)措施。要結(jié)合工程實(shí)際情況選擇加鋪單層或者雙層的瀝青面層，依據(jù)不同情況作出相應(yīng)調(diào)整，增加或者減少等。加鋪層必須在保證原路面穩(wěn)定的前提下，依據(jù)該公路的等級(jí)、交通量、縱橫向調(diào)坡設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合防反射裂縫的相關(guān)措施與以往工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。一般情況下，采取打裂措施是在原路面裂縫處的彎沉量大于0.45mm時(shí)進(jìn)行的，其目的是為了防止原路面混凝土板脫空，將其緊密結(jié)合基層，之后在加鋪結(jié)構(gòu)層。假若彎沉量不小于0.7mm時(shí)，可以將板進(jìn)行打裂處理，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)加鋪層進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 瀝青混凝土路面加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 瀝青加鋪層設(shè)計(jì)方案

參照我國(guó)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，并結(jié)合原水泥混凝土路面的壽命、車(chē)型分析等情況，采用原水泥混凝土路面加鋪瀝青面層的理論計(jì)算，得出原路面剩余年限標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。

原路面加鋪改造的設(shè)計(jì)過(guò)程中，路面結(jié)構(gòu)層要優(yōu)先采用較薄的，將對(duì)沿線交通設(shè)施的影響降為最?。槐M量降低對(duì)天橋凈空的干擾，降低橋梁荷載；控制路線縱坡的變化次數(shù)，增加行車(chē)舒適性。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要確保施工的方便性，保障交通的安全與暢通，全程采用機(jī)械化作業(yè)，盡量減少人工作業(yè)，進(jìn)而提高施工質(zhì)量。

1）沖擊破碎后的原水泥路面加鋪瀝青

沖擊破碎后的原水泥路面會(huì)大大降低原水泥板的板塊效應(yīng)，能有效地抑制反射裂縫?；鶎訛闆_擊破碎后的混凝土面板，再鋪設(shè)一定厚度（2-4cm）的瀝青調(diào)平層，之后加鋪瀝青混凝土，厚度一般為18cm，

圖1 沖壓段路面結(jié)構(gòu)圖

2）特殊路段的路面結(jié)構(gòu)

針對(duì)長(zhǎng)大縱坡路段（坡長(zhǎng)大于300m，坡度不小于3%），要依據(jù)相關(guān)的檢測(cè)結(jié)果，調(diào)整加鋪設(shè)計(jì)方案，可采用添加一定濃度的聚酯纖維在中面層中，進(jìn)而增強(qiáng)抗車(chē)轍能力。

路橋路面過(guò)渡方面，要切實(shí)結(jié)合縱坡設(shè)計(jì)的高度，瀝青層要加鋪在橋頭搭板處。要在應(yīng)力分析的計(jì)算范圍內(nèi)，將路基段的上下面層作為橋面鋪裝厚度設(shè)計(jì)依據(jù)。

3.2 瀝青加鋪層拉力驗(yàn)證

該試驗(yàn)采用的為標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試件，利用試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件的劈裂強(qiáng)度與抗壓回彈模量進(jìn)行測(cè)量，并且嚴(yán)格依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)。彎沉計(jì)算中，瀝青混合料一般采用20C的抗壓模量；在計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，一般采用15C的抗壓模量，而在許用拉應(yīng)力計(jì)算過(guò)程中，可以采用15C劈裂強(qiáng)度。設(shè)計(jì)參數(shù)采用半剛性材料，其齡期為：水泥類(lèi)一般為90天。嚴(yán)格以室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，同時(shí)結(jié)合以往工程積累的經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料，不斷優(yōu)化路面計(jì)算參數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了切實(shí)將建設(shè)工作真正地貫徹落實(shí)下去，必須要把好各個(gè)階段的質(zhì)量關(guān)，做好全面的工作。水泥混凝土路面的主要優(yōu)點(diǎn)為耐久性好、強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，因而其能夠逐步廣泛應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因而，在實(shí)施施工的過(guò)程中，相關(guān)工作人員要及時(shí)采取行之有效的措施對(duì)存在的問(wèn)題加以解決，將水泥混凝土路面加鋪瀝青路面工程的優(yōu)勢(shì)真正發(fā)揮出來(lái)，創(chuàng)造更高的企業(yè)價(jià)值，進(jìn)一步加強(qiáng)與完善項(xiàng)目成本控制體系，提高與成本控制相關(guān)的管理工作。

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鄒虹（1988-），性別：男，籍貫：四川省榮縣，工作單位：自貢市偉途交通勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，學(xué)歷：專(zhuān)科，職稱：助理工程師，研究方向：道路與橋梁