公路水泥混凝土路面設計問題及對策分析

曾天文

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司, 四川 成都 610072)

公路水泥混凝土路面設計問題及對策分析

曾天文

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司, 四川 成都 610072)

隨著我國社會經濟的不斷發展，水泥混凝土路面結構的應用規模越來越大。文章主要對公路水泥混凝土路面設計相關問題進行了分析，以供相關從業者參考。

公路；水泥混凝土；路面設計

0 引言

目前，我國公路通車里程持續增加，但是公路建設中仍然存在較多的問題，例如壽命短、破壞嚴重等。造成這種問題的原因是多方面的，主要包括施工控制不嚴、長期超載使用以及設計方法不完善等，對這些因素特別是設計方面進行研究控制，能夠有效提升我國公路建設的質量水平。

1 公路水泥混凝土路面設計問題分析

公路路面結構設計是公路設計的重要內容，其結構設計是否合理，直接關系到公路路基路面在車載作用下使用的耐久性。在設計中，首先要結合對公路交通量的預期估計，對公路路基路面使用年限內標準軸載累計作用次數進行計算，結合計算結果，進一步確定公路面層的厚度、彎拉強度和彈性模量等，進而確定具體的設計方案。在水泥混凝土路面設計的過程中，要盡可能的讓公路以分塊的形式完成，這對提高公路路面使用年限，減少公路路基路面出現裂縫的概率具有積極的作用。然而，目前公路路面設計工作由于受投資控制及地方政府等各方面原因的影響，過分考慮當前效果，而沒有充分參考公路后續的實際使用工況，就會影響到參數計算的準確性和合理性，甚至還會導致公路后續使用中，出現較為明顯的安全隱患，這方面的問題需要引起設計工作人員的高度重視。

2 公路水泥混凝土路面設計對策

2.1 水泥混凝土路面交通等級

路面結構設計目的：水泥混凝土路面結構在設計基準期被滿足預測交通量累計標準軸載通行時，具有快速、安全、穩定的服務功能，路面結構具有相應的承載能力，路面板的彎拉應力滿足疲勞極限應力的容許標準。

（1）水泥混凝土路面設計基準期。水泥混凝土路面設計基準期與公路等級有關，可根據公路在路網中的定位等因素論證后確定、通常參照下表1：

表1 水泥混凝土路面設計基準期

（2）混凝土路面交通等級劃分。水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按照設計基準期內設計車道臨界荷位承受的標準軸載當量累積作用次數Ne分為4級，分級范圍見表2：2.2路面結構層組合設計

表2 分級范圍

水泥混凝土路面板要求具有較高的彎拉強度、表面平整度、抗滑、耐磨?；鶎樱ǖ谆鶎樱┖蛪|層有粒料類（碎石、砂礫）、穩定類和貧水泥類三個類，分別具有不同的剛度、抗沖刷能力和透水性。

（1）面層。水泥混凝土面層板應具有足夠的強度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整等良好的路用性能，一般采用設接縫、不設配筋的普通混凝土路面板?；炷撩鎸影搴裨O計應按照設計標準要求，確定滿足設計年限內使用要求所需的混凝土面層厚度。根據混凝土面層板內產生的荷載應力和溫度應力做出面板的平面尺寸設計，確定接縫的位置和接縫的結構，并采用有效措施提高接縫的傳荷能力。其面層類型及適用條件見下表3。

表3 水泥混凝土面層類型及適用條件

（2）基層（底基層）?；鶎樱ǖ谆鶎樱哂凶銐虻目箾_刷能力和一定的剛度?；鶎拥膶挾葢然炷撩鎸用總戎辽賹挸?300mm（采用小型機具施工時）或 500mm（軌模式攤鋪機施工時）或650mm（滑模式攤鋪機施工時）。路肩可采用水泥混凝土面層或其它面層，其基（墊）層結構應滿足行車道路面結構和排水的要求。一般公路的混凝土路面應設置路緣石或加固路肩，路肩加固可采用水泥混凝土或者其他材料。

（3）墊層結構?；炷谅访鎵|層結構一般是為應對路基的特殊要求而設置，分為防凍墊層、排水墊層與加固墊層。在季節性冰凍地區修筑混凝土路面，當路面結構總厚度不滿足規范要求最小防凍要求時，應設置防凍墊層，以保證路面總厚度滿足最小防凍厚度要求。對于水文地質條件不良的土質路塹，路床土的濕度較大時，為防止地下水對路面結構的侵蝕，應設置排水墊層。當路基土特別軟弱，經加固后，仍可能出現不均勻沉降、變形時，應設置加固墊層以增強路床的承載能力。高速公路和一級公路中間帶和路肩路緣帶的結構一般應與行車道的混凝土路面相同，并與行車道部分的混凝土板澆筑成整體。

2.3 接縫設計

（1）縱向接縫?？v向接縫的布設應根據路面寬度和施工鋪筑寬度確定。當鋪筑寬度小于路面寬度時，一般應設置縱向施工縫，縱向施工縫采用平縫；一次鋪筑寬度大于4.5m時，應設置縱向縮縫，縱向縮縫采用假縫形式。縱向接縫的拉桿應采用螺紋鋼筋，設置在板厚的中央，并應對拉桿中部100mm范圍內做防銹處理。等縱向縮縫采用假縫形式，鋸切的槽口深度應大于施工縫的槽口深度。采用粒料基層時，槽口深度應為板厚的 1/3；采用半剛性基層時，槽口深度為板厚的 2/5。縱縫應與路線中線平行。在路面等寬的路段內或路面變寬路段的加寬部分，縱縫的間距和形式應保持一致。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。加寬板在變寬段起終點處的寬度不應小于1m。拉桿應采用螺紋鋼筋，設在板后中央，并應對拉桿中部100mm范圍內進行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距。施工布設時，拉桿間距應按橫向接縫的實際位置予以調整，最外側的拉桿距橫向接縫的距離不得小于100mm。

（2）橫向接縫。每日施工結束或因臨時原因中斷施工時，必須設置橫向施工縫，其位置應盡可能選在縮縫或脹縫處。橫向縮縫可等間距或變間距布置，采用假縫形式。鋸切槽口深度為面層厚度的1/5～1/4，寬度為3～8mm，槽內填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口宜增設深20mm、寬6～10mm的淺槽口。在鄰近橋梁或其他固定構造物處或其他道路相交處應設置橫向脹縫。設置的脹縫條數，視膨脹量大小而定。低溫澆筑混凝土面層或選用膨脹性高的集料時，宜酌情確定是否設置脹縫。脹縫寬20mm，縫內設置填縫板和可滑動的傳力桿。

2.4 配筋設計

混凝土路面的配筋設計包括連續配筋設計與一般鋼筋混凝土路面的配筋設計，當混凝土路面板較長或者交通量較大時，路基有不均勻沉降或者板的形狀不規則時，可沿板的縱向布設鋼筋，在角隅布置鋼筋網，以阻止可能出現的裂縫，具體可分以下幾種情況：（1）混凝土面層自由邊緣下基礎薄弱或接縫為未設傳力桿的平縫時，可在面層邊緣的下部配置鋼筋。通常選用2根直徑為12～16mm的螺紋鋼筋，置于面層底面之上1/4厚度處并不小于50mm，間距為100mm，鋼筋兩端向上彎起。（2）承受特重交通的脹縫、施工縫和自由邊的面層角隅及銳角面層角隅，宜配置角隅鋼筋。通常選用2根直徑為12～16mm的螺紋鋼筋，置于面層上部，距頂面不小于50mm，距邊緣為100mm。（3）混凝土面層下有箱形構造物橫向穿越，其頂面至面層底面的距離小于400mm或嵌入基層時，在構造物頂寬及兩側各（H+1）m且不小于4m的范圍內，混凝土面層內應布設雙層鋼筋網，上下層鋼筋網各距面層頂面和底面1/4～1/3厚度處。

3 結束語

綜上所述，在水泥混凝土路面設計設計過程中，應該對結構形式進行科學合理的設計。明確公路使用的實際工況，并且參考類似工程經驗，然后再進行優化設計，以提高設計水平，保證路面使用質量。

[1]中華人民共和國行業標準.JTG B01-2003 公路工程技術標準.北京：人民交通出版社，2004.

[2]中華人民共和國行業標準.JTG D40-2011 公路水泥混凝土路面設計規范.北京：人民交通出版社，2012.

[3]汪宏民.如何解決路面結構設計存在的問題研究[J].四川水泥.2016(07)

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1007-6344（2017）09-0084-01