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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-08-10浏览：66次
摘要：公路工程建设热度依旧高涨，在工程设计、施工过程中，必须严格遵守规范，遵循道路设计的基本原理，确保公路工程质量。水泥混凝土路面是当前城市道路的一种主要结构形式，本文作者通过多年实践经验对路面具体设计中几个问题进行探析。
关键词：砼路面，设计，路基
前言
水泥混凝土路面有很多的优点：路面强度高、承载能力大，耐磨耗能力强，能见度好，使用寿命长，养护费用少，行车的油耗也较沥青路面少10％~15％，正因为有这些优点，所以水泥混凝土路面在许多省市广泛使用，也取得了比较好的效果。20世纪80年代至90年代初期，我国的水泥混凝土路面建设呈现一个高峰期。但从道路使用运营状况来看，大多数的水泥混凝土路面难以达到20~30年的设计使用年限，并且出现一些较严重的缺陷，如路面的早期断裂、错台边角破损、平整度及粗糙度差等给行车和养护带来一定的困难，且不易处理，修复费用高难度大。究其原因，除了设计施工质量问题外，还有各种自
然因素的影响。因此将从设计构造的角度，就如何提高水泥混凝土路面的使用性能，有效的控制路面的缺陷，结合自己的实践体会与具体做法提出一些探讨意见。
1水泥混凝土路面设计问题
1.1路面设计指标可靠度的分析
公路工程结构的设计安全等级为三个等级，路面工程的安全等级仅考
虑高速公路，一级公路和二级公路的路面，相应的安全等级要求规定为一级、二级和三级。为三级和四级公路路面增加一个设计安全等级——四级，并规定了相应的设计基准期为20MPa；而设计安全等级为四级的路面结构的目标可靠指标和目标可靠度系按前三级的数值级差递降得到的。设计时可依据各设计参数变异系数值在各变异水平等级变化范围内的情况选择可靠度系数。目标可靠度是所设计路面结构应具有的可靠度水平。它的选取是一个工程经济问题：目标可靠度定得较高，则所设计的路面结构较厚，初期修建费用较高，但使用期间的养护费用和车辆运行费用较低；目标可靠度定得较低，初期修建费用可降低，但养护费用和车辆运行费用需提高。通常采用“校准法”来确定目标可靠度。“校准法”是对按现行设计规范或设计方法设计的已有路面进行隐含可靠度的分析，参照隐含可靠度制定目标可靠度，则所设计的路面结构接纳了以往的工程设计和使用经验，包含了与原有设计方法相等的可接受性和经济合理性。
1.2交通量计算取值的分析
轴载换算公式是以等效疲劳断裂损坏原则导出的。对于同一路面结构，轴载和标准轴载产生相同疲劳损耗时，才能等效换算。在交通调查分析双向交通的分布情况时，应选取交通量方向分配系数，一般可取0.5；并依据设计公路的车道数，确定交通量车道分配系数（应剔除2轴4轮以下的客、货车交通量），即为设计车道的年平均日货车交通量ADTT，然后用轴载当量换算系数法或车辆当量轴载系数法求得），再根据设计基准期l和轮迹分布系数、交通量增长率求得累计f用次数N，确定交通分级。
1.3水泥混凝土路面结构组合的设计分析
对于路基用土，高液限粘土及含有机质细粒土不能用做高速公路和一
级公路的路床填料或二级和二级以下公路的上路床填料；高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一级公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。对于基层材料选择时，特重交通适宜贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土时，设计计算应按复合式路面分析。对于面层板来说，我国绝大部分混凝土路面的横向缩缝均未设传力杆。不设传力杆的主要原因是施工不便。但接缝是混凝土路面的最薄弱处，唧泥和错台病害，除了基层不耐冲刷外，接缝传荷能力差也是一个重要原因。同时，在出现唧泥后，无传力杆的接缝由于板边挠度大而容易迅速产生板块断裂。此外，接缝无传力杆的旧混凝土面层在考虑设置沥青加铺层时，往往会因接缝传荷能力差易产生反射裂缝而不得不加大加铺层的厚度。为了改善混凝土路面的行驶质量，保证混凝土路面的使用寿命，便于在使用后期铺设加铺层，新规定了在承受特重和重交通的普通混凝土面层的横向缩缝内必须设
传力杆。另外，新规范仅强调了在邻近桥梁或其他固定构造物处设置胀缝，消了变坡点、小半径曲线设胀缝的限制，使行车更顺畅。
2路面接缝处理的设计
水泥混凝土路面接缝多，易于损坏，尤其是胀缝位置面板破损较为普
和严重。有的道路在通车1～3年后逐步破碎损坏。破损率高达50％～90％上。究其原因是多方面，影响因素也复杂，但主要是胀缝的构造问题、施工艺及管理问题。从胀缝设计构造的角度主要解决位置设置、构造型式、传力设置和面板局部加强。胀缝设置应遵循新颁水泥混凝土路面设计规范第4.2条规定外，要尽可能少设或不设胀缝，特别是平纵线形标准较高的平原微地形设置长间距胀缝，或只在结构物衔接处，这一点已经在国外工程中得证实。其次一般常用的胀缝型式为设传力杆和不设传力杆两大类，不设传杆的胀缝其传荷能力较差，在重车反复作用下，胀缝的两侧容易发生错台。设传力杆的胀缝，其传荷性能较好，从实际的应用效果来看，设传力杆的胀能较好的抑制胀缝病害，因此建议对于交通量大、重载车多的公路和城市路采用传力杆的胀缝为最佳；反之可采用不设传力杆的枕梁式胀缝。但为减少车辆反复冲击作用，枕梁上最好设置一层缓冲橡胶垫。根据传荷受力需要设置传力杆。传力杆宜用32～35较粗的光圆钢筋，同时胀缝两侧340mm面板范围内因传力杆存在而受力复杂，应在胀缝两侧30～40cm水泥凝土板内布置加强钢筋。
3路面综台排水系统设计
路面的综合排水系统一般由路基排水、路表排水、分隔带排水和路面
部排水组成。无论是公路还是城市道路，水是危害道路的主要自然因素，由水的作用加剧了路面结构的损坏，加快了路面使用性能的变坏，缩短了其用寿命。因而，排水系统的设计，要考虑采取有效的措施，保证道路的使用能和使用寿命。对于公路路基排水应根据道路级别、沿线地形、水文地质、田水利、路线纵坡、桥涵位置等条件，将地面排水和地下排水有机结合起来周密规划，合理布局。形成以全线沟管、桥涵组成的有效排水系统，而城市路必须结合城镇现有的或规划的区域排水系统和设施进行考虑；路表水的除应设适度横坡，北方少雨地区可按1．5％横坡设置，南方多雨地区或较宽道路为2%～2.5％较适宜，特别是在道路交口、立交匝道口、超高路段和一般段的横坡变换处，最好根据排水等高线的低处设置泄水口使路表水迅速横流出，必要时可设置集水井、排水管等设施引导水流流出。对于填筑式分隔排水，总的原则是将水引出路基范围外，以防止分隔带回填土中的雨水渗路面结构层及路基。有效的方法是对于宽度小于5m分丽带范围内的路基路面结构层上涂双层沥青，或用土工布分隔，并在分隔带底部设纵向碎石沟，并在路两侧交错设置#5cm的横向硬塑料管，将水排出路基外。城镇道分离带有中边之分，同时兼作绿化之用，并且中央分隔带较公路宽，如深圳深路、中山孙文路、新会市城南路中央均在10m以上，其中央带都采用盖板明沟的型式，并设渗井接入城市排水系统。至于边分隔带一般小于5m，可按上述方法处理。路面内部排水通过以下几种方法：
1）设置不透水基层或横向沟，将水沿面板和基层交界面通过路肩排引出路基外；
2）潮湿多雨地区，在层顶面设置1cm厚的下封隔层；
3）设置透水性的结构层。这些方法是将路渗入水及时排出路外，以免滞留产生冲刷作用。
结语：
随着我国对基础设施投资的持续增加，公路建设事业持续高速发展，在欣喜所取得的瞩目成绩的同时，也发现了一些质量问题，其中有因施工过程监督力度不足引起的质量问题，也有设计阶段考虑不周全而埋下的质量隐患。虽然有些问题亡羊补牢犹未迟，但造成的人力、物力资源的浪费却着实令人痛心。在公路水泥混凝土路面设计中，只认真研究设计规范，并结合生产实际，才能设计出经济合理的路面结构。
《水泥混凝土路面设计分析》
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文章名称： 水泥混凝土路面设计分析
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