道橋水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

吳楠

摘要：隨著我國(guó)公路事業(yè)的迅猛發(fā)展，水泥混凝土因?yàn)槠浞植紡V的資源優(yōu)勢(shì)以及水泥混凝土強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨無(wú)車(chē)轍、使用壽命長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等性能和使用特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。本文就道路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土 設(shè)計(jì)

水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高，耐久性強(qiáng)，能適應(yīng)密集而高速、載重量高的汽車(chē)運(yùn)行，已在城市道路中的到了廣泛的應(yīng)用。水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)該根據(jù)公路的使用目的、性質(zhì)和要求，結(jié)合各個(gè)地區(qū)的氣侯、水文、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及環(huán)境保護(hù)要求等，通過(guò)技術(shù)分析計(jì)算而確定。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)通常包括結(jié)構(gòu)組合、接縫構(gòu)造和鋼筋配制等。其結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定的安全等級(jí)和可靠程度，是否能承受預(yù)期的荷載，并同所處的自然環(huán)境相適應(yīng)，以達(dá)到預(yù)定的使用要求。

一、水泥混凝土路面的特性

（一）水泥混凝土路面具有較強(qiáng)的抗壓，抗彎抗拉的力學(xué)強(qiáng)度，耐磨損，壽命長(zhǎng)，一般可使用20-30年以上，而瀝青路面的使用壽命大約在10-15年，是瀝青路面壽命的2倍。同時(shí)具有較高的承載能力和擴(kuò)荷載能力。

（二）熱穩(wěn)定性，水穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性都較強(qiáng)，環(huán)境溫度和濕度的改變對(duì)水泥混凝土路面的影響幾乎為零，具有抗油類(lèi)侵蝕和抗洪能力好的優(yōu)點(diǎn)。

（三）水泥混凝土路面建造成本低，在日常的修護(hù)管理等費(fèi)用的花費(fèi)也低于瀝青路面。同時(shí)當(dāng)汽車(chē)在水泥路面上運(yùn)行時(shí)還可大大節(jié)省油耗，這在當(dāng)今高油價(jià)，高污染的壞境下，可達(dá)到節(jié)能減排，低碳環(huán)保的目的。

二、水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)

1、路基設(shè)計(jì)

路基不均勻甚至變形時(shí)，混凝土面層與下臥層之間會(huì)出現(xiàn)局部脫空，面層應(yīng)力會(huì)由此增加，從而導(dǎo)致面層板的斷裂。因此，對(duì)路基的基本要求是提供均勻的支撐，使得路基在環(huán)境和荷載作用發(fā)生變化產(chǎn)生不均勻的力度時(shí)，路基變形小。混凝土板厚采用等厚度的方式，根據(jù)交通量的多少以及軸載大小確定路面厚度，最小為18厘米。此外，路基實(shí)際還應(yīng)注意：地下水位高時(shí)，應(yīng)提高路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高標(biāo)準(zhǔn)。路基土的濕度應(yīng)與周?chē)h(huán)境的影響處于動(dòng)態(tài)平衡變化中，在多雨潮濕地區(qū)，平衡狀態(tài)的濕度更接近于土的塑限等因素。

2、墊層設(shè)計(jì)

墊層主要設(shè)置在溫度和濕度狀況不良的路段上，以改善路面結(jié)構(gòu)的使用性能。（1）在季節(jié)性冰凍地區(qū)路面結(jié)構(gòu)厚度小于最小防凍厚度的要求時(shí)，設(shè)置防凍墊層可以使得路面結(jié)構(gòu)減輕凍脹和反漿風(fēng)險(xiǎn)。（2）在地質(zhì)里含水量大，土濕度較大的路段上，設(shè)置排水墊層可以疏干路床土，以改善路面結(jié)構(gòu)的支撐。（3）軟弱土地上或者新老填土交替的路面上，在采取控制不均勻變形的措施后，若仍有少量會(huì)影響到路面結(jié)構(gòu)使面層產(chǎn)生斷裂時(shí)，可以設(shè)置由水泥、石灰組成的半剛性墊層，通過(guò)增加硬度來(lái)緩解路基不均勻變形對(duì)面層產(chǎn)生的不利影響。墊層的寬度應(yīng)于路基同寬，最小的厚度為15厘米。

3、基層設(shè)計(jì)

建筑行業(yè)現(xiàn)在使用的水泥混凝土路面基層大多數(shù)有三種：剛性，半剛性和柔性基層。應(yīng)根據(jù)不同路段選擇不同剛度的基層，如在交通繁忙或由于承受較重交通荷載導(dǎo)致路面荷載量超負(fù)荷時(shí)，應(yīng)選用剛性基層，通常選用剛度較大的貧混凝土、碾壓混凝土、水泥穩(wěn)定粒料、瀝青混凝土或?yàn)r青穩(wěn)定碎石做基層。基層通常應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。不耐沖刷的基層表面，在滲入水和路面荷載的共同作用下，會(huì)產(chǎn)生板底脫空等問(wèn)題，導(dǎo)致人們?nèi)粘Ｐ熊?chē)的不舒適，并會(huì)加劇路面板的斷裂的危險(xiǎn)。另外，提高基層的剛度，有利于改善路面接縫的負(fù)荷能力。

4、面層設(shè)計(jì)

選用連續(xù)配筋的混凝土面層可以提高路面的平整度和駕駛的舒適性，比較適用于高速公路。耐久性主要指混凝土的抗凍性。對(duì)于特重交通等級(jí)，依據(jù)各項(xiàng)有利的參數(shù)值計(jì)算得到的厚度參考值的下限。對(duì)于輕交通等級(jí)，所提出的厚度參考范圍的高限，是依據(jù)各項(xiàng)不利的參數(shù)值計(jì)算得到的上限，其最低限值則為面層最小厚度的值。

5、路肩設(shè)計(jì)

根據(jù)資料表明，在主車(chē)道上行駛的車(chē)輛中，有6%～9%的車(chē)輛的右側(cè)車(chē)輪越出車(chē)道線(xiàn)行駛在路肩上。因此路肩鋪面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的承載能力，路肩鋪面應(yīng)選用水泥混凝土面層，其厚度通常與行車(chē)道面層等厚的原則設(shè)計(jì)。

6、路面設(shè)計(jì)

行車(chē)道路面應(yīng)設(shè)置雙向或單向橫坡，坡度為1%～2%。路肩鋪面的橫向坡度值比行車(chē)道路面的橫坡值大1%～2%為宜。

7、路基設(shè)計(jì)

對(duì)填方路基必須按照平行線(xiàn)分層填土才能保證路基的分層施工，也是保證其質(zhì)量的重要因素。只有本著利益共贏(yíng)的態(tài)度，嚴(yán)格按照各項(xiàng)規(guī)定施工，才能切實(shí)保證路基的強(qiáng)度和路面的穩(wěn)定。水泥混凝土路面對(duì)路基要求較高，只有采用較強(qiáng)的路基設(shè)計(jì)才能保證路面的安全使用。

（二）接縫設(shè)計(jì)

接縫是混凝土路面最薄弱的地方，除了路面表層水的滲入以外，接縫處易變形，易彎折，是混凝土面層產(chǎn)生板塊斷裂的主要原因。因此接縫設(shè)計(jì)也是水泥混凝土路面設(shè)計(jì)的重要因素。

1、縱向接縫

縱向接縫的布局和設(shè)置應(yīng)根據(jù)路面寬度和施工鋪筑寬度而定。 當(dāng)鋪筑寬度小于路面寬度時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向施工縫。縱向接縫應(yīng)與路線(xiàn)中縫平行。當(dāng)鋪筑寬度大于4.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向縮縫，縱向縮縫通常采用假縫形式。在路面等寬的路段內(nèi)，縱縫的間距和形式應(yīng)保持一致。路面變寬段的加寬部分與等寬部分之間，以縱向施工縫隔開(kāi)。加寬板在變寬段起終點(diǎn)處的寬度應(yīng)不小于一米。

2、橫向接縫

在每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，橫向縮縫可等間距或不等間距布置，采用假縫的形式，而橫向縮縫內(nèi)設(shè)置用光面鋼筋材料的傳力桿是降低接縫處板邊變形，保證使用性能和使用壽命的最有效的措施。

（三）鋼筋配制設(shè)計(jì)

1、加筋水泥混凝土路面

水泥混凝土路面面板在不斷增加負(fù)荷以及周?chē)h(huán)境的溫濕度發(fā)生變化時(shí)，將產(chǎn)生裂縫，為了防止裂縫導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)降低，在面板內(nèi)縱橫向加入鋼筋，可以將開(kāi)裂的水泥板拉在一起，使裂縫密合。這種路面具有耐久性好，費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。

2、連續(xù)配筋水泥混凝土路面

連續(xù)配筋水泥混凝土路面是為了克服接縫水泥混凝土路面因?yàn)闄M向接縫所引起的各種危害及為改善路用性能所采用的一種水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)形式，其在路面縱向配有足夠數(shù)量的鋼筋，用來(lái)控制水泥混凝土路面板縱向接縫產(chǎn)生的開(kāi)裂，因此，連續(xù)配筋水泥混凝土路面可以形成一條完整而平坦的行車(chē)表面，改善了行車(chē)的平穩(wěn)性。

3、鋼筋水泥混凝土路面

鋼筋水泥混凝土路面中的鋼筋是按受力條件設(shè)計(jì)的，因此，這種路面具有很高的強(qiáng)度和耐久性，這種路面鋼筋用量非常大，鋼筋網(wǎng)的制造又比較復(fù)雜，所以在公路路面中應(yīng)用的不多。鋼筋的主要作用是使裂縫密閉，鋼筋混凝土的板長(zhǎng)比普通混凝土的板長(zhǎng)長(zhǎng)， 其橫向縮縫的寬度要比普通混凝土大， 因此，為提高路面面板的傳荷能力， 鋼筋混凝土的所有橫向縮縫必須設(shè)置傳力桿。

隨著城市交通量的不斷增加，為了提高路面強(qiáng)度，開(kāi)始修筑水泥路面，路面厚度也有所提高，同時(shí)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)也要因地制宜，對(duì)于重負(fù)荷的道路應(yīng)選擇水泥路面結(jié)構(gòu)。采用水泥混凝土路面對(duì)路基要求高，需要較高的路基設(shè)計(jì)才能避免路面損壞，為道路的安全和舒適性提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊慶文.淺析混凝土路面設(shè)計(jì)及施工中的一些問(wèn)題[J].山西建筑 2010

[2]黃高勇.論城市道路混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)技術(shù)新產(chǎn)品 2012

[3]邵玉振.透水性路面的應(yīng)用研究[J].城市道橋與防洪 2010