道桥水泥混凝土路面结构设计

刘小峰

摘 要：随着我国经济的发展，促使经济发展的关键枢纽就是公路事业的发展，由此经济的发展促使了公路事业的快速发展，而水泥混凝土在公路事业当中得到了广泛的运用，因为水泥混凝土具有使用寿命长、承载力大、耐磨性以及养护费用低等一系列的性能和特点，本文就以道桥水凝混凝土路面的结构设计为例进行探讨研究。

关键词：公路事业；水泥混凝土；结构设计

引言：如今，水泥混凝土已经广泛的运用于城市道路的建设当中，因为用水泥混凝土筑成的路面具有承受能力大，耐磨、强度高等的特性。在对路面的结构进行设计时，要根据所要设计道路的使用目的以及各个地区的气候、地质等进行材料、施工的方式技术等进行选择。要根据以往的丰富实践经验、以及专业的分析计算以及满足环境保护的条件下确定水泥混凝土路面的结构设计方案。在水凝混凝土的结构设计过程当中包含了钢筋的配制、结构的组合以及接缝的构造这三部分，要根据路面的使用要求，和其所处的地理环境计算其可靠的程度和安全等级和所能承受的负荷。

一、水泥混凝土路面的特性

（一）水泥混凝土路面具有较强的抗压，抗弯抗拉的力学强度，耐磨损，寿命长，一般可使用20-30年以上，而沥青路面的使用寿命大约在10-15年，是沥青路面寿命的2倍。同时具有较高的承载能力和扩荷载能力。

（二）热稳定性，水稳定性和时间稳定性都较强，环境温度和湿度的改变对水泥混凝土路面的影响几乎为零，具有抗油类侵蚀和抗洪能力好的优点。

（三）水泥混凝土路面建造成本低，在日常的修护管理等费用的花费也低于沥青路面。同时当汽车在水泥路面上运行时还可大大节省油耗，这在当今高油价，高污染的坏境下，可达到节能减排，低碳环保的目的。

二、水泥混凝土路面的结构设计

（一）结构组合设计

1、路基设计

在进行路基的设计时，要保障路基的均匀，否则会导致混凝土的面层和下卧层之间出现局部脱空，从而导致面层板的断裂以及路基的变形。在混凝土板的厚度上采用等厚度的方式，一般最小为十八厘米，但也要根据具体的交通量的大小和轴载的大小。此外，还要注意的是自然环境与周围环境对于路面基的影响。

2、 垫层设计

在垫层的设计上主要要考虑其設置的湿度和温度，一般只在以上两种状况不佳的路段上使用，以便加大路面的使用性能。首先，当地质当中含有大量的水时，此时湿度过大，需要设置排水垫来疏干路床的土质；其次在新老土质交替以及软弱的土质上，要设置半刚性垫层，来缓解路基的不均匀；最后，在季节性冰冻地区路面结构厚度小于最小防冻厚度的要求时，设置防冻垫层可以使得路面结构减轻冻胀和反浆风险。

3、基层设计

建筑行业现在使用的水泥混凝土路面基层大多数有三种：刚性，半刚性和柔性基层。应根据不同路段选择不同刚度的基层，如在交通繁忙或由于承受较重交通荷载导致路面荷载量超负荷时，应选用刚性基层，通常选用刚度较大的贫混凝土、碾压混凝土、水泥稳定粒料、沥青混凝土或沥青稳定碎石做基层。

4、面层设计

选用连续配筋的混凝土面层可以提高路面的平整度和驾驶的舒适性，比较适用于高速公路。耐久性主要指混凝土的抗冻性。对于特重交通等级，依据各项有利的参数值计算得到的厚度参考值的下限。对于轻交通等级，所提出的厚度参考范围的高限，是依据各项不利的参数值计算得到的上限，其最低限值则为面层最小厚度的值。

5、路肩设计

根据资料表明，在主车道上行驶的车辆中，有6%～9%的车辆的右侧车轮越出车道线行驶在路肩上。因此路肩铺面结构应具有一定的承载能力，路肩铺面应选用水泥混凝土面层，其厚度通常与行车道面层等厚的原则设计。

6、路面设计

行车道路面应设置双向或单向横坡，坡度为1%～2%。路肩铺面的横向坡度值比行车道路面的横坡值大1%～2%为宜。

7、路基设计

对填方路基必须按照平行线分层填土才能保证路基的分层施工，也是保证其质量的重要因素。只有本着利益共赢的态度，严格按照各项规定施工，才能切实保证路基的强度和路面的稳定。

（二）接缝设计

接缝是混凝土路面最薄弱的地方，除了路面表层水的渗入以外，接缝处易变形，易弯折，是混凝土面层产生板块断裂的主要原因。因此接缝设计也是水泥混凝土路面设计的重要因素。

1、纵向接缝

纵向接缝的布局和设置应根据路面宽度和施工铺筑宽度而定。 当铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向接缝应与路线中缝平行。当铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝，纵向缩缝通常采用假缝形式。在路面等宽的路段内，纵缝的间距和形式应保持一致。

2、横向接缝

在每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，横向缩缝可等间距或不等间距布置，采用假缝的形式，而横向缩缝内设置用光面钢筋材料的传力杆是降低接缝处板边变形，保证使用性能和使用寿命的最有效的措施。

（三）钢筋配制设计

1、加筋水泥混凝土路面

水泥混凝土路面面板在不断增加负荷以及周围环境的温湿度发生变化时，将产生裂缝，为了防止裂缝导致路面结构降低，在面板内纵横向加入钢筋，可以将开裂的水泥板拉在一起，使裂缝密合。这种路面具有耐久性好，费用低，使用寿命长的优势。

2、连续配筋水泥混凝土路面

连续配筋水泥混凝土路面是为了克服接缝水泥混凝土路面因为横向接缝所引起的各种危害及为改善路用性能所采用的一种水泥混凝土路面结构形式，其在路面纵向配有足够数量的钢筋，用来控制水泥混凝土路面板纵向接缝产生的开裂，因此，连续配筋水泥混凝土路面可以形成一条完整而平坦的行车表面，改善了行车的平稳性。

3、钢筋水泥混凝土路面

钢筋水泥混凝土路面中的钢筋是按受力条件设计的，因此，这种路面具有很高的强度和耐久性，这种路面钢筋用量非常大，钢筋网的制造又比较复杂，所以在公路路面中应用的不多。钢筋的主要作用是使裂缝密闭，钢筋混凝土的板长比普通混凝土的板长长， 其横向缩缝的宽度要比普通混凝土大， 因此，为提高路面面板的传荷能力， 钢筋混凝土的所有横向缩缝必须设置传力杆。

结束语：为更好的促使我国经济的发展，就必须保证道路这一交通枢纽的质量，对其结构进行设计的同时要多方面的考虑其安全性和舒适性，根据不同地区的地质和气候特征进行不同的结构设计，防止道路路面出现毁坏而进行耗费人力物力财力的修缮。

参考文献：

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[2]黄高勇.论城市道路混凝土路面结构设计[J].中国技术新产品 2012

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