市政道路工程連續(xù)配筋復合式瀝青路面設計研究

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摘要：市政道路工程是我國的基礎設施之一，其建設對我國社會經濟的發(fā)展具有極大的推動作用。本文重點是對市政道路工程中的連續(xù)配筋復合式瀝青路面設計進行研究，該種路面具有承載能力強、使用壽命長等優(yōu)點，逐漸在市政道路工程中得到應用。本文結合工程實例，對該種路面的板厚設計、配筋設計、瀝青面層設計及端部設計進行了詳細的介紹，以望能為類似設計提供參考。

關鍵詞：市政道路；瀝青路面；設計

0 引言

隨著我國社會經濟快速發(fā)展，我國的交通業(yè)也取得了巨大的發(fā)展，市政道路作為我國交通基礎設施，其工程的建設也日益增加。在市政道路工程中，連續(xù)配筋復合式瀝青路面以其承載力高、整體性好、耐久性強及“零維護”的優(yōu)點逐漸在路面施工中得到應用。然而，在瀝青路面設計中，仍存在著不少問題，影響到了路面的使用性能及壽命，對此，筆者介紹了瀝青路面的設計。

1 概述

連續(xù)配筋路面（CRCP）是在普通混凝土路面（JCP）基礎上，縱橫向設置了連續(xù)的鋼筋，可考慮不設接縫一種路面結構。相對于JCP，其具有承載力高、整體性好、耐久性強及“零維護”的特點。

連續(xù)配筋復合式瀝青路面，它發(fā)揮了CRCP的承載力、耐久性及AC的舒適性，是一種典型的重載、長壽命路面結構。該種結構在國外尤其美國已有多年的使用經驗，近些年來，在國內的路面改造工程中已開始嘗試應用。

某市政道路工程路面破損嚴重，多處路段呈現(xiàn)大范圍的龜裂、坑槽，在對現(xiàn)狀道路檢測的基礎上，經方案比較，提出采用“CRCP+AC”路面結構加鋪改造方案。

關于CRCP設計方法，國外主要有美國的AASHTO設計指南，國內主要依據(jù)為《公路水泥路面設計規(guī)范》（JTGD40-2011）。其中，板厚設計均同JCP設計方法；配筋設計均是通過“裂縫間距”、“裂縫寬度”和“鋼筋應力”來控制合理的裂縫型式。但是，AASHTO相對于國內的規(guī)范增加了“沖斷發(fā)展”這個指標。

因此，本文以《公路水泥路面設計規(guī)范》（JTGD40-2011）作為設計依據(jù)，同時參考AASHTO設計指南進行論述。

2 板厚設計

2.1 初擬厚度及計算參數(shù)

（1）交通參數(shù)

設計軸載：100kN；

最大軸載：200kN。

該市政道路為快速路，設計基準期20a，取交通量年平均增長率為8%，經過計算，基準期內設計軸載作用次數(shù)：Ne=1×107次，屬于重載交通等級。

（2）物理力學參數(shù)（見表1）

表1 物理力學參數(shù)表

（3）溫度參數(shù)

根據(jù)該地區(qū)統(tǒng)計年鑒，空氣相對濕度為77%，月平均最高溫度40℃，月平均最低溫度0℃，取鋼筋埋置處溫度與硬化時溫度的最大溫差：ΔTζ=40℃；；自然區(qū)劃IV區(qū)，根據(jù)規(guī)范，取最大正溫度梯度Tg=92℃/m，取最大負溫度梯度：Tg=92/3=-30.7℃/m，取k1=0.4。

（4）設計參數(shù)

水灰比W/C=0.4；用水量w0=1400N/m3；采用蓋麻布養(yǎng)生，養(yǎng)生系數(shù)a1=1。

（5）鋼筋參數(shù)

選用HRB400鋼筋，設計鋼筋埋置深度ζ=0.1m，混凝土標號為C40。依據(jù)規(guī)范，取鋼筋線膨脹系數(shù)αs=9×10-6/℃；鋼筋彈性模量Es=200GPa；鋼筋屈服強度fsy=400MPa。

（6）初擬厚度

初擬厚度hc=24cm。

2.2 板厚設計

依據(jù)《公路水泥路面設計規(guī)范》進行板厚設計，其中，老路地基當量回彈模量為278MPa。

計算得到以下參數(shù)：

σpr=krkfkcσps=3.4MPa

σp，max=krkcσpm=2MPa

σtr=ktσt，max=0.55MPa

根據(jù)目標可靠度、變異水平等級和變異水平系數(shù)，計算得到可靠度系數(shù)γr=1.27，依據(jù)規(guī)范校核路面結構極限狀態(tài)：

γr（σpr+σrt）=1.27×（3.4+0.37）=4.79MPa<5MPa

γr（σp，max+σt，max）=1.27×（2+0.55）=3.24MPa<5MPa

滿足設計要求。

3 配筋設計

交通量屬于重載交通等級，規(guī)范建議配筋率為0.7%～0.8%，根據(jù)計算，綜合確定CRCP路面的鋼筋直徑為16 mm，配筋率為0.72%。此時鋼筋間距為103 mm.橫向鋼筋配筋率約為縱向鋼筋的1/8～1/5，主要目的是保持縱向鋼筋的間距，穩(wěn)固鋼筋網。根據(jù)其它工程實踐的經驗，鋼筋直徑定為12 mm，橫向鋼筋間距采用300 mm。其余參數(shù)如前所述，計算中參數(shù)意義與規(guī)范相同。

3.1 裂縫間距

依據(jù)《公路水泥路面設計規(guī)范》附錄D計算裂縫間距。

得到：

設平均裂縫間距初始值為1m，經迭代計算得到c1=1.54566，繼續(xù)迭代得到如下結果：

Ld=1.012m，c1=1.557

Ld=1.019m，c1=1.563

Ld=1.023m，c1=1.567

Ld=1.025m，c1=1.569

Ld=1.026m<1.8m

橫向裂縫平均間距滿足設計要求，得到Ld=1.026m。

3.2 裂縫寬度

依據(jù)《公路水泥路面設計規(guī)范》附錄D計算裂縫縫隙平均寬度。

計算得到以下結果：

bj=0.486mm<0.5mm