水泥混凝土路面結構設計

楊永慶

摘 要：基于水泥混凝土路面強度、剛度、承載能力、穩定性及耐久性等方面的優勢，當前在城市道路和公路建設中多會采用水泥混凝土路面，因此需要做好水泥混凝土路面結構設計工作，以此來提高路面的質量和，確保路面使用壽命的延長。本文從水泥混凝土路面損壞狀況及結構設計概述入手，并進一步對水泥混凝土路面結構設計進行了具體的闡述。

關鍵詞：水泥混凝土路面；損壞狀況；結構組合設計；接縫設計，配筋設計

中圖分類號：U416.216 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0123-01

當前水泥混凝土路在市政道路及公路建設中廣泛應用，這也使水泥混凝土路面結構設計受到越來越多的重視。在具體路面結構設計過程中，需要綜合考慮公路使用要求、性質、并與當地氣候、水文、土質、材料及施工技術等方面因素相結合，通過具體的技術經濟分析來確定科學合理的水泥混凝土路面結構設計方案，確保水泥混凝土路面設計水平的提升。

1 水泥混凝土路面損壞狀況和結構設計概述

水泥混凝土路面損壞多以斷裂、拱起、錯臺等為主。當路面承載過高時，超出混凝土預期設計上限時，則會出現拉斷裂縫，裂縫嚴重則會造成面板碎裂。同時當施工養護環節收縮應略過高或是混凝土強度低于設計標準時也會導致斷裂現象發生。當板體收縮、縫隙填充料失效及熱壓應力作用下板體容易拱起，從而出現失穩。裂縫處在車輪經過時相鄰板端部會出現撓度差，這樣板下下滲的水會帶著沖沖蝕的碎屑向后方板下運動，導致相鄰板端部出現錯臺現象。另外，脹縫兩側混凝土壁面不垂直，縫旁兩板在伸脹持壓中會上下錯位，從而嘎達開啟案件臺，影響行車的穩定性和舒適性。

在水泥混凝土路面結構設計中，以面板的疲勞斷裂作為主要判定形式，同時結構可靠度、規定時間范圍內、路表狀態、使用性能等都需要與預期目標相符。在具體設計時，面層宜選擇普遍混凝土進行接縫施工，對于平面尺寸較大及形狀不規則的結構，需要在結構下埋設地下廣告。對于高填方。軟土地基及填挖交界段的路基則宜采用設置接縫的鋼筋混凝土面層。面層的厚度要與實際要求相符。基層設計時要具有較好的均勻性和承載的穩定性，一般基層寬度要大于面板25～35cm。基層和底基層可以根據交通通行要求來選擇具體的層數。

2 水泥混凝土路面的結構設計

2.1 結構組合設計

結構組合設計主要包括路基、墊層、基層、面層、路肩、路面等方面的設計。在具體設計時，要求路基能夠提供均勻支撐，在不均勻力度作用下路基變形較小。路面厚度通常需要根據交通量及軸載大小來確定，不宜小于18cm。在路基設計時，當地下水位較高時，需要提高路堤設計標高標準。對于填方路項則需要按照平行線分層填土，以此來確保路基的質量。對于溫度和濕度狀況不良的路段，需要設置墊層來改善路面結構的使用性能。在季節性冰冷地區路面結構厚度小于最小防凍厚度時，要設置防凍墊層；地質里含水量大及土濕度較大的路段上宜設置排水墊層；軟弱土或是新老填土交替路面設置由水泥和石灰組成的半剛性墊層。墊層寬度要與路基相同，厚度不宜低于15cm。當前水泥混凝土路面基層以剛性、半剛性和柔性基層為主。在具體設計時，需要針對不同路段來選擇不同剛度的基層。基層在具備足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。而且通過提高基層剛度，還能夠有效的改善路面接縫的負荷能力。在面層設計時，通常采用連續配筋的混凝土面層，能夠有效的提高路面的平整度和駕駛的舒適性，在高速公路上具有較好的適用性。對于面層厚度值的確定，則需要針對交通等級，并以各項有利的參數值計算來得到具體的厚度參考值下限。路肩設計時，其鋪面結構要具備一定的承載能力，這主要是由于主車道行駛的車輛有較多會存在右側車輪越出車道線的情況，因此宜選擇水泥混凝土面層作為路肩鋪面，路項鋪面厚度在設計時通常與行車道面層厚度的設計原則為依據。行車道路面應設置雙向或單向橫坡，坡度為1～2%。路肩鋪面的橫向坡度值比行車道路面的橫坡值大1～2%為宜。

2.2 接縫設計

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，是混凝土面層產生板塊斷裂的主要原因。因此接縫設計也是水泥混凝土路面設計的重要因素。

縱向接縫的布局和設置應根據路面寬度和施工鋪筑寬度而定。當鋪筑寬度小于路面寬度時，應設置縱向施工縫。縱向接縫應與路線中縫平行。當鋪筑寬度大于4.5m時，應設置縱向縮縫，縱向縮縫通常采用假縫形式。在路面等寬的路段內，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應不小于1m。在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，橫向縮縫可等間距或不等間距布置，采用假縫的形式，而橫向縮縫內設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。

2.3 鋼筋配制設計

對于加筋水泥混凝土路面，水泥混凝土路面面板在不斷增加負荷以及周圍環境的溫濕度發生變化時，將產生裂縫，為了防止裂縫導致路面結構降低，在面板內縱橫向加入鋼筋，可以將開裂的水泥板拉在一起，使裂縫密合。連續配筋水泥混凝土路面是為了克服接縫水泥混凝土路面因為橫向接縫所引起的各種危害及為改善路用性能，其在路面縱向配有足夠數量的鋼筋，用來控制水泥混凝土路面板縱向接縫產生的開裂，因此，連續配筋水泥混凝土路面可以形成一條完整而平坦的行車表面，改善了行車的平穩性。鋼筋水泥混凝土路面中的鋼筋是按受力條件設計的，路面具有很高的強度和耐久性，這種路面鋼筋用量非常大，鋼筋網的制造又比較復雜，所以在公路路面中應用的不多。

3 結束語

隨著城市的快速發展，當前城市交通量不斷增加，通過修筑水泥混凝土路面，并提高路面強度和路面厚度，可以有效的延長道路使用壽命。在具體水泥混凝土路面設計時，需要因地制宜，針對道路性質和要求來進行具體的設計，同時還要提高路基設計水平，以此來確保路面的完好性，保證道路車輛行駛的安全和舒適性。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-5