淺析剛性路面

【摘 要】對于現代剛性路面的種類及發展進行調查和研究。結果顯示：現在剛性路面隨著時代的發展種類越來越多，并且用料及使用的條件越來劃分越細致，路面的種類不同其用途也不相同，由此可見不同的路面在各種不同的環境下得到充分的應用。

【關鍵詞】剛性路面的種類；發展

0.前言

公路作為日常生活中必不可少的一部分，為我們大家帶來了大量的便利。公路的路基及路面更是不可缺少的部分之一。在我國古代就開始使用大型的條狀石塊來鋪設路面，歐洲在公元前3000年左右，在分明車輪之后也發明了用石料修筑的硬質路面。隨著時間的流逝，路面也得到了顯著的發展，從以前的簡單鋪設，到現在的種類繁多。其中以水泥混凝土路（剛性路面）和瀝青混凝土路面發展尤為迅速，已經成為了世界范圍內最廣泛使用的道路鋪面之一。由于水泥混凝土路面板具有較強的力學強度，與其他類型路面相比，車輪荷載作用下表現出較大的剛度，因此也稱之為剛性路面。(下文中剛性路面均為水泥混凝土路面)

1.剛性路面的構造和分類

水泥混凝土路面由混凝土面層、基層、墊層、路肩結構和排水設施等組成。

由于混凝土面層材料的不同，水泥混凝土路面分為以下幾種：

1.1普通混凝土

普通混凝土又稱有接縫素混凝土，是指僅接縫處和一些局部范圍（如角隅、邊緣或孔口周圍）內配置鋼筋的水泥混凝土面層。這是目前應用最為廣泛的一種面層類型。

1.2鋼筋混凝土

這是一種為防止混凝土面層板產生的裂縫縫隙張開而在板內配置縱向和橫向鋼筋的混土面層。鋼筋混凝土路面由于板的長度大，接縫縫隙寬，因而在橫縫內應設置傳力桿以提供相板的傳荷能力。這類面層除遇特殊情況外，已很少采用。

1.3連續配筋混凝土

除了在鄰近構造物處或與其他路面交接處設置脹縫，以及視施工需要設置施工縫外，路段長度內不設橫縫，并配置縱向連續鋼筋和橫向鋼筋。連續配筋混凝土面層的厚度為通混凝土面層厚度的0.8~0.9倍。這類面層由于鋼筋用量大，造價高，一般僅用于高速公路或交通繁重的道路，或者用于加鋪已損壞的舊混凝土路面。

1.4碾壓混凝土

這是一種采用不同方法施工的普通混凝土。它不是在混合料內部振搗密實成型，而用類似于水泥穩定粒料基層的施工方法鋪筑，通過路碾壓實成型。這類面層具有不需專用的的混凝土鋪面機械施工，完工后可以較早地開放交通（如7d或14d），以及可以采用灰摻代水泥而降低造價等優點。碾壓混凝土面層目前尚主要用于行車速度不太高的、停車場或停機坪的面層。

1.5纖維混凝土

在混凝土中摻拌鋼纖維，可以提高混凝土的韌度和強度，減少其收縮量。鋼纖維可以采用不同方式制造，如鋼絲截斷法、薄鋼板剪切法、熔抽法和鋼坯銑削法，由此得到不同形狀和橫截面的纖維。由于鋼纖維混凝土的造價高，因而這類面層主要用于設計標高受到限制的舊混凝土路面上的加鋪層，或者用作復合式混凝土面層的上面層。

2.剛性路面的技術特性

2.1高抗折強度

典型的混凝土路面板破壞就是受彎疲勞破壞，因此，保證高抗彎拉強度是保證混凝土路面的使用壽命的關鍵。

2.2高耐久性

路面混凝土的耐久性通常指在各種物理力學作用、環境作用和化學介質侵蝕下的工作耐久性，主要包括耐磨性及其保持率、抗凍性和抗滲性。

2.3搞疲勞極限

隨著公路交通荷載的不斷增多和單位荷載的加大，需要路面混凝土在更大的疲勞應力作用下具有更高的疲勞極限。

2.4小變形性

較小溫度變形系數和較低的干縮溫度變形量，能保證面板具有較小的溫、濕變形量。

2.5優良工作性

澆筑施工路面混凝土需要較大的流動性、優良的混合物均質性和穩定性。

2.6經濟性

路面混凝土是大量使用的土木工程材料，在滿足設計強度、工作性和耐久性的基礎上，配合比設計中應盡量降低高價材料的用量。

3.調查近年來對剛性路面研究的成果

由交通部公路規劃設計院承擔，3個單位參加編寫的國家科委《我國水泥混凝土路面發展對策及修筑技術研究》科技工作引導性項目（即No.025項目），經各單位近4年的共同努力，取得的主要研究成果有：

3.1發展對策方面

提出了水泥資源豐富地區，加速發展；沿海東部地區，大力發展；修筑較少或尚未修筑的地區，適當發展的對策。

3.2結構設計方面

提出了考慮高低應力比的雙對數混凝土疲勞方程；路面結構可靠度設計和撓度指標；復合結構的設計方法等。

3.3表面功能與修筑技術方面

提出了抗滑、耐磨、平整度的技術標準、檢測方法和提高表面功能的各種技術措施；研究總結出一套實用的常用機具修筑技術及施工須知；研制出低真空大抽速真空脫水機組和磨耗試驗機；提出了軌道式攤鋪機與滑模攤鋪機修筑技術及施工須知。

3.4材料方面

提出了以抗折強度（彎拉強度）為指標的普通混凝土配合比設計的正交試驗法和經驗公式法，抗折與抗壓強度關系；0.5h、1h、4h快速測定混凝土強度及超聲、回彈、射釘、拔釘等現場檢測技術；接縫材料技術指標，試驗方法，施工工藝與試驗設備和施工機具。

3.5碾壓混凝土路面方面

提出了以抗折強度（彎拉強度）為指標的配合比設計方法和最佳的材料組成；解決了室內外試件成型的關鍵技術；提出了全厚式和復合式路面結構形式及相應的施工工藝和施工須知。

3.6鋼纖維混凝土方面

提出了疲勞損壞；以抗折強度（彎拉強度）為指標的配合比的設計方法；最佳纖維含量、路面厚度、縮縫間距和施工工藝。

3.7養護維修方面

提出了養護管理系統，強度評定指標與方法；加厚層設計方法及施工工藝；快速修補技術、修補材料和修補工藝等，并頒布了《公路水泥混凝土路面養護技術規范》（JTJ073.1-201）。

上述研究成果，既有水泥混凝土路面的結構設計、材料組成設計和施工工藝，又有檢測試驗標準、方法和開發研制的儀具，以及路面的監測、評價和維修、養護措施等，其中多項研究成果達到國際先進水平，填補了國內空白，從而形成了普通混凝土、碾壓混凝土和鋼纖維混凝土路面的設計、施工、維修養護以及路面養護管理系統等多項成套的實用技術，已被交通部列為科技重點推廣項目，在全國進行了示范和推廣。與此同時，大部分研究成果已納入修訂的交通部行業標準《公路水泥混凝土路面設計規范》和國家標準《水泥混凝土路面施工及驗收規范》中。

4.結語

剛性路面從發明至今經歷了各種風和雨的洗禮，(下轉第65頁）(上接第46頁）在風和雨的澆注下成長進步。尤其是近些年來我國大力開發水泥混凝土路面，使得其發展更為迅速。統觀以上的優缺點，水泥混凝土的優勢漸漸地顯露出來，但其缺點也是不容忽視的。所以需要更多的學者去研究總結完善水泥混凝土路面。我相信在不久的將來水泥混凝土將會更加廣泛的應用于我們的日常生活中。 [科]

【參考文獻】

［１］資建民，歐建岸.路基路面工程[M].華南理工大學出版社，2002.06.30.

［２］邴文山.水泥混凝土路面工程，人民交通出版社，2005.03.01.

［３］程培峰.路基路面工程[M].北京：科學出版社，2009.