公路水泥混凝土路面設(shè)計問題及對策分析

曾天文

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司, 四川 成都 610072)

公路水泥混凝土路面設(shè)計問題及對策分析

曾天文

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司, 四川 成都 610072)

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)用規(guī)模越來越大。文章主要對公路水泥混凝土路面設(shè)計相關(guān)問題進行了分析，以供相關(guān)從業(yè)者參考。

公路；水泥混凝土；路面設(shè)計

0 引言

目前，我國公路通車?yán)锍坛掷m(xù)增加，但是公路建設(shè)中仍然存在較多的問題，例如壽命短、破壞嚴(yán)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(yán)、長期超載使用以及設(shè)計方法不完善等，對這些因素特別是設(shè)計方面進行研究控制，能夠有效提升我國公路建設(shè)的質(zhì)量水平。

1 公路水泥混凝土路面設(shè)計問題分析

公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計是公路設(shè)計的重要內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，直接關(guān)系到公路路基路面在車載作用下使用的耐久性。在設(shè)計中，首先要結(jié)合對公路交通量的預(yù)期估計，對公路路基路面使用年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)進行計算，結(jié)合計算結(jié)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(shè)計方案。在水泥混凝土路面設(shè)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(xiàn)裂縫的概率具有積極的作用。然而，目前公路路面設(shè)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(dāng)前效果，而沒有充分參考公路后續(xù)的實際使用工況，就會影響到參數(shù)計算的準(zhǔn)確性和合理性，甚至還會導(dǎo)致公路后續(xù)使用中，出現(xiàn)較為明顯的安全隱患，這方面的問題需要引起設(shè)計工作人員的高度重視。

2 公路水泥混凝土路面設(shè)計對策

2.1 水泥混凝土路面交通等級

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計目的：水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期被滿足預(yù)測交通量累計標(biāo)準(zhǔn)軸載通行時，具有快速、安全、穩(wěn)定的服務(wù)功能，路面結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)的承載能力，路面板的彎拉應(yīng)力滿足疲勞極限應(yīng)力的容許標(biāo)準(zhǔn)。

（1）水泥混凝土路面設(shè)計基準(zhǔn)期。水泥混凝土路面設(shè)計基準(zhǔn)期與公路等級有關(guān)，可根據(jù)公路在路網(wǎng)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(shè)計基準(zhǔn)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(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道臨界荷位承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量累積作用次數(shù)Ne分為4級，分級范圍見表2：2.2路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)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(wěn)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(yīng)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(shè)接縫、不設(shè)配筋的普通混凝土路面板?；炷撩鎸影搴裨O(shè)計應(yīng)按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，確定滿足設(shè)計年限內(nèi)使用要求所需的混凝土面層厚度。根據(jù)混凝土面層板內(nèi)產(chǎn)生的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力做出面板的平面尺寸設(shè)計，確定接縫的位置和接縫的結(jié)構(gòu)，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）。基層（底基層）應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。基層的寬度應(yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出 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(jié)構(gòu)應(yīng)滿足行車道路面結(jié)構(gòu)和排水的要求。一般公路的混凝土路面應(yīng)設(shè)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(jié)構(gòu)?；炷谅访鎵|層結(jié)構(gòu)一般是為應(yīng)對路基的特殊要求而設(shè)置，分為防凍墊層、排水墊層與加固墊層。在季節(jié)性冰凍地區(qū)修筑混凝土路面，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)總厚度不滿足規(guī)范要求最小防凍要求時，應(yīng)設(shè)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(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土的濕度較大時，為防止地下水對路面結(jié)構(gòu)的侵蝕，應(yīng)設(shè)置排水墊層。當(dāng)路基土特別軟弱，經(jīng)加固后，仍可能出現(xiàn)不均勻沉降、變形時，應(yīng)設(shè)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(jié)構(gòu)一般應(yīng)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(shè)計

（1）縱向接縫?？v向接縫的布設(shè)應(yīng)根據(jù)路面寬度和施工鋪筑寬度確定。當(dāng)鋪筑寬度小于路面寬度時，一般應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)置縱向縮縫，縱向縮縫采用假縫形式?？v向接縫的拉桿應(yīng)采用螺紋鋼筋，設(shè)置在板厚的中央，并應(yīng)對拉桿中部100mm范圍內(nèi)做防銹處理。等縱向縮縫采用假縫形式，鋸切的槽口深度應(yīng)大于施工縫的槽口深度。采用粒料基層時，槽口深度應(yīng)為板厚的 1/3；采用半剛性基層時，槽口深度為板厚的 2/5?？v縫應(yīng)與路線中線平行。在路面等寬的路段內(nèi)或路面變寬路段的加寬部分，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。加寬板在變寬段起終點處的寬度不應(yīng)小于1m。拉桿應(yīng)采用螺紋鋼筋，設(shè)在板后中央，并應(yīng)對拉桿中部100mm范圍內(nèi)進行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距。施工布設(shè)時，拉桿間距應(yīng)按橫向接縫的實際位置予以調(diào)整，最外側(cè)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(jié)束或因臨時原因中斷施工時，必須設(shè)置橫向施工縫，其位置應(yīng)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(nèi)填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口宜增設(shè)深20mm、寬6～10mm的淺槽口。在鄰近橋梁或其他固定構(gòu)造物處或其他道路相交處應(yīng)設(shè)置橫向脹縫。設(shè)置的脹縫條數(shù)，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(shè)置脹縫。脹縫寬20mm，縫內(nèi)設(shè)置填縫板和可滑動的傳力桿。

2.4 配筋設(shè)計

混凝土路面的配筋設(shè)計包括連續(xù)配筋設(shè)計與一般鋼筋混凝土路面的配筋設(shè)計，當(dāng)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(guī)則時，可沿板的縱向布設(shè)鋼筋，在角隅布置鋼筋網(wǎng)，以阻止可能出現(xiàn)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(chǔ)薄弱或接縫為未設(shè)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(gòu)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(gòu)造物頂寬及兩側(cè)各（H+1）m且不小于4m的范圍內(nèi)，混凝土面層內(nèi)應(yīng)布設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，上下層鋼筋網(wǎng)各距面層頂面和底面1/4～1/3厚度處。

3 結(jié)束語

綜上所述，在水泥混凝土路面設(shè)計設(shè)計過程中，應(yīng)該對結(jié)構(gòu)形式進行科學(xué)合理的設(shè)計。明確公路使用的實際工況，并且參考類似工程經(jīng)驗，然后再進行優(yōu)化設(shè)計，以提高設(shè)計水平，保證路面使用質(zhì)量。

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTG B01-2003 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).北京：人民交通出版社，2004.

[2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTG D40-2011 公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范.北京：人民交通出版社，2012.

[3]汪宏民.如何解決路面結(jié)構(gòu)設(shè)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