道橋水泥混凝土路面結構設計

劉小峰

摘 要：隨著我國經濟的發展，促使經濟發展的關鍵樞紐就是公路事業的發展，由此經濟的發展促使了公路事業的快速發展，而水泥混凝土在公路事業當中得到了廣泛的運用，因為水泥混凝土具有使用壽命長、承載力大、耐磨性以及養護費用低等一系列的性能和特點，本文就以道橋水凝混凝土路面的結構設計為例進行探討研究。

關鍵詞：公路事業；水泥混凝土；結構設計

引言：如今，水泥混凝土已經廣泛的運用于城市道路的建設當中，因為用水泥混凝土筑成的路面具有承受能力大，耐磨、強度高等的特性。在對路面的結構進行設計時，要根據所要設計道路的使用目的以及各個地區的氣候、地質等進行材料、施工的方式技術等進行選擇。要根據以往的豐富實踐經驗、以及專業的分析計算以及滿足環境保護的條件下確定水泥混凝土路面的結構設計方案。在水凝混凝土的結構設計過程當中包含了鋼筋的配制、結構的組合以及接縫的構造這三部分，要根據路面的使用要求，和其所處的地理環境計算其可靠的程度和安全等級和所能承受的負荷。

一、水泥混凝土路面的特性

（一）水泥混凝土路面具有較強的抗壓，抗彎抗拉的力學強度，耐磨損，壽命長，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。同時具有較高的承載能力和擴荷載能力。

（二）熱穩定性，水穩定性和時間穩定性都較強，環境溫度和濕度的改變對水泥混凝土路面的影響幾乎為零，具有抗油類侵蝕和抗洪能力好的優點。

（三）水泥混凝土路面建造成本低，在日常的修護管理等費用的花費也低于瀝青路面。同時當汽車在水泥路面上運行時還可大大節省油耗，這在當今高油價，高污染的壞境下，可達到節能減排，低碳環保的目的。

二、水泥混凝土路面的結構設計

（一）結構組合設計

1、路基設計

在進行路基的設計時，要保障路基的均勻，否則會導致混凝土的面層和下臥層之間出現局部脫空，從而導致面層板的斷裂以及路基的變形。在混凝土板的厚度上采用等厚度的方式，一般最小為十八厘米，但也要根據具體的交通量的大小和軸載的大小。此外，還要注意的是自然環境與周圍環境對于路面基的影響。

2、 墊層設計

在墊層的設計上主要要考慮其設置的濕度和溫度，一般只在以上兩種狀況不佳的路段上使用，以便加大路面的使用性能。首先，當地質當中含有大量的水時，此時濕度過大，需要設置排水墊來疏干路床的土質；其次在新老土質交替以及軟弱的土質上，要設置半剛性墊層，來緩解路基的不均勻；最后，在季節性冰凍地區路面結構厚度小于最小防凍厚度的要求時，設置防凍墊層可以使得路面結構減輕凍脹和反漿風險。

3、基層設計

建筑行業現在使用的水泥混凝土路面基層大多數有三種：剛性，半剛性和柔性基層。應根據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致路面荷載量超負荷時，應選用剛性基層，通常選用剛度較大的貧混凝土、碾壓混凝土、水泥穩定粒料、瀝青混凝土或瀝青穩定碎石做基層。

4、面層設計

選用連續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。對于特重交通等級，依據各項有利的參數值計算得到的厚度參考值的下限。對于輕交通等級，所提出的厚度參考范圍的高限，是依據各項不利的參數值計算得到的上限，其最低限值則為面層最小厚度的值。

5、路肩設計

根據資料表明，在主車道上行駛的車輛中，有6%～9%的車輛的右側車輪越出車道線行駛在路肩上。因此路肩鋪面結構應具有一定的承載能力，路肩鋪面應選用水泥混凝土面層，其厚度通常與行車道面層等厚的原則設計。

6、路面設計

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。

7、路基設計

對填方路基必須按照平行線分層填土才能保證路基的分層施工，也是保證其質量的重要因素。只有本著利益共贏的態度，嚴格按照各項規定施工，才能切實保證路基的強度和路面的穩定。

（二）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。

1、縱向接縫

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。

2、橫向接縫

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。

（三）鋼筋配制設計

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。這種路面具有耐久性好，費用低，使用壽命長的優勢。

2、連續配筋水泥混凝土路面

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所采用的一種水泥混凝土路面結構形式，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。

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計的，因此，這種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。鋼筋的主要作用是使裂縫密閉，鋼筋混凝土的板長比普通混凝土的板長長， 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置傳力桿。

結束語：為更好的促使我國經濟的發展，就必須保證道路這一交通樞紐的質量，對其結構進行設計的同時要多方面的考慮其安全性和舒適性，根據不同地區的地質和氣候特征進行不同的結構設計，防止道路路面出現毀壞而進行耗費人力物力財力的修繕。

參考文獻：

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