水泥混凝土路面設(shè)計(jì)淺析

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［摘要］近些年，我國(guó)的交通事業(yè)朝著全面、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，公路建設(shè)形成以提高公路的等級(jí)為主，跟進(jìn)公路維護(hù)管養(yǎng)為輔。由于擁有高強(qiáng)度、耐久性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，水泥混凝土路面被廣泛使用在公路、城市道路的建設(shè)中。本文基于現(xiàn)行的國(guó)家和行業(yè)規(guī)范，介紹并探討路面設(shè)計(jì)的流程和施工中的問(wèn)題。

［關(guān)鍵詞］水泥混凝土路面設(shè)計(jì)

前言

水泥混凝土路面（CCP）包括普通混凝土路面、裝配式混凝土路面等，目前，廣泛采用的是普通混凝土路面（多以就地澆筑為主）。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)主要涵蓋有以下內(nèi)容：路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，路面平面尺寸、接縫與路肩設(shè)計(jì)，配筋設(shè)計(jì)（可省略），材料組合設(shè)計(jì)（可省略），路面厚度設(shè)計(jì)，排水設(shè)計(jì)等，其中，配筋設(shè)計(jì)和材料組成設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)階段一般無(wú)須進(jìn)行。此外我國(guó)目前的設(shè)計(jì)是基于彈性地基—小撓度薄板理論。

1結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)

[1][2]主要任務(wù)是基于路基的基本狀況及公路等級(jí)、交通荷載等級(jí)、自然環(huán)境條件等條件決定的，選定基層的層數(shù)（是否需要設(shè)置底基層）、材料（級(jí)配碎石、水泥穩(wěn)定碎石、瀝青穩(wěn)定碎石等），確定面層混凝土路面類型（JPCP、JRCP等）、層數(shù)（多層板及復(fù)合式路面）如表1所示。表1面板要求面層類型適用條件；普通混凝土面層各級(jí)公路；連續(xù)配筋的混凝土面層高速公路；復(fù)合式路面特重交通的高速公路；碾壓混凝土面層二級(jí)、二級(jí)以下公路；鋼纖維混凝土面層標(biāo)高受限路段、混凝土加鋪層；混凝土預(yù)制塊（異形塊等）面層服務(wù)區(qū)的停車場(chǎng)、公路（二級(jí)及以下）的橋頭引道沉降未穩(wěn)定段。

2平面尺寸、接縫及路肩設(shè)計(jì)

在確定采用普通混凝土路面后，其主要任務(wù)是確定板寬或分幅施工寬度，確定橫縫（縮縫）間距，確定設(shè)置脹縫的位置和形式及與其他路面相銜接的端部構(gòu)造形式，確定與橋梁連接的形式，確定拉桿和傳力桿的設(shè)置方案，選定路肩類型、材料和組合形式。

2.1路面平面形狀與尺寸

路面的平面尺寸的選擇上，考慮到受力狀況的均衡和改善，應(yīng)最好接近于正方形。大多數(shù)情況下，板寬和板長(zhǎng)之比在1：1.3以內(nèi)。

2.2縱縫間距與橫縫間距

常用的路面板橫向接縫共有3種：脹縫、縮縫和施工縫，為脹縫構(gòu)造示意圖。縱縫可以做成假縫，還有平頭接縫的形式，近年來(lái)，不少國(guó)外流行的形式也傳入國(guó)內(nèi)?？v縫通常按車道寬度等其他一些因素確定。高速公路和一級(jí)公路（含路緣帶），板寬可由車道和路緣帶的寬度確定，一般取4～6m。

3路面厚度設(shè)計(jì)

主要任務(wù)是計(jì)算并確定路面各層厚度，一般是假定其它層層厚，求算面板厚度。

3.1計(jì)算模型及其適用

3.1.1假定與方案

（1）基層板和面層板兩者的尺寸允許不相等；（2）為了結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，荷載應(yīng)力的問(wèn)題，多采用有限單元法來(lái)解決。在分析中，將基層板與面層板視作立方體彈性單元。強(qiáng)調(diào)一是層間水平且光滑，二是豎向受壓連續(xù)但不受拉；（3）溫度翹曲應(yīng)力，多采用近似解析法。薄板假定，認(rèn)為基層板與面層板的層間用豎向線性彈簧相連。

3.1.2路面結(jié)構(gòu)分析—三種力學(xué)模型

（1）彈性地基—單層板模型可適用于粒料基層上混凝土面層和舊瀝青路面加鋪混凝土面層；面層板底面以下的部分視作彈性地基。（2）彈性地基—雙層板模型可適用于無(wú)機(jī)結(jié)合料類基層或?yàn)r青類基層上混凝土面層和舊混凝土路面上加鋪的分離式混凝土面層。（3）復(fù)合板模型可適用于兩種不同性能材料組成的面層或基層復(fù)合板。

3.2彈性地基的綜合回彈模量

3.2.1假定與區(qū)別

（1）對(duì)于單層的路面板，若以粒料類作基層時(shí)，將粒料層及其以下層看作地基（包含粒料層本身）；（2）對(duì)于單層的路面板，若以非粒料層為基層時(shí)，將基層以下各層看作地基（不含基層本身）；（3）結(jié)合式雙層板（加鋪分離式或結(jié)合式板），無(wú)論基層材料，將基層以下各層看作地基；（4）對(duì)于舊瀝青的路面，若加鋪水泥混凝土路面板，應(yīng)以舊路面頂測(cè)試的指標(biāo)換算出當(dāng)量回彈模量。

3.2.2參數(shù)選擇與計(jì)算

綜合回彈模量對(duì)于不同力學(xué)模型，均可采用相同的回歸計(jì)算公式，可參考現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范。

4排水設(shè)計(jì)

主要任務(wù)是與路基排水相銜接和統(tǒng)一，將水泥混凝土路面排水和路基排水有機(jī)的統(tǒng)一在一起，考慮路表、中央分隔帶、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水等多種排水方式組合在一起的方案，確定溝管孔徑和構(gòu)造尺寸，進(jìn)行水力驗(yàn)算以驗(yàn)證其是否滿足功能要求，并按技術(shù)經(jīng)濟(jì)性做出決策，具體可參照《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD33）。

5結(jié)語(yǔ)

以上為水泥混凝土路面設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，嚴(yán)格按照規(guī)范要求，結(jié)合實(shí)際情況，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)施工工藝與質(zhì)量道路工程的重要性，雙管齊下，保證道路滿足功能要求。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTGD40-2011公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2011.

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn).JTG/TD33-2012公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，

作者：丁鶴洋 單位：安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院