水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面设计（共12篇）

水泥混凝土路面设计 篇1

近几年来, 随着公路建设的发展, 公路交通安全问题越来越受到人们的关注。交通部《公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点》明确提出了“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念。交通部副部长强调, 在交通发展的新理念上, 勘察设计工作必须做到“六个坚持, 六个树立”。第一个即是“坚持以人为本, 树立安全至上的理念”可见安全问题已经被提到首要重要地位了。因此, 在大力发展交通事业的同时, 必须将“安全意识”引入公路的设计中, 通过完善的公路设计, 来有效地控制交通安全, 减少交通事故, 减少经济损失。

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。

1 水泥混凝土路面设计中的理论依据问题

1.1 路面设计指标可靠度的分折

公路工程结构的设计安全等级为3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。按施工技术、施工质量控制和管理要求达到和可能达到的具体水平, 选用其他等级。降低选用的变异水平等级, 须增加混凝土面层的设计厚度要求;而提高选用的变异水平等级, 则可降低混凝土面层的设计厚度或混凝土的设计强度要求。可通过技术经济分析和比较予以确定但对于高速公路的路面, 为保证优良的行驶质量, 不宜降低变异水平等级材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级.按施工技术、施工质量控制和管理水平分为低、中、高三级。由滑模或轨道式施工机械施工, 并进行认真, 严格的施工质量控制和管理的工程, 可选用低变异水平等级。由滑模或轨道式施工机械施工, 但施工质量控制和管理水平较弱的工程, 或者采用小型机具施工, 而施工质量控制和管理认真、严格的工程可选用中低变异水平等级。采用小型机具施工, 施工质量控制和管理水平较弱的工程。可选用高变异水平等级。

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。且强度以试验为准对水泥混凝土面层下基层的首要要求是抗冲刷能力不耐冲刷的基层表面。在渗入水和荷载的共同作用下会产生淤泥、板底脱空和错台等病害, 导致行车的不舒适, 并加速和加剧板的破裂。混凝土面层下采用贫混凝土基层, 主要是为了增加基层的抗冲刷能力, 并不要求它有很高的强度。高强度的贫混凝土并不能使面层厚度降低很多, 反而会增加混凝土面层的温度翘曲应力, 并产生会影响到面层的收缩裂缝。另外.新规范取消了基层顶面综合模量的规定值的要求。

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置传力杆。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, 取消了变坡点、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遍和严重。有的道路在通车l～3年后逐步破碎损坏。破损率高达50%～90%以上。究其原因是多方面, 影响因素也复杂, 但笔者认为主要是胀缝的构造问题、施工工艺及管理问题。从胀缝设计构造的角度主要解决位置设置、构造型式、传力杆设置和面板局部加强。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丘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到证实。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, 不设传力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。而设传力杆的胀缝, 其传荷性能较好, 从实际的应用效果来看, 设传力杆的胀缝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道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。但为了减少车辆反复冲击作用, 枕梁上最好设置一层缓冲橡胶垫。根据传荷受力的需要设置传力杆。传力杆宜用直径为32～35较粗的光园钢筋, 同时胀缝两侧30～40mm面板范围内因传力杆存在而受力复杂, 应在胀缝两侧30～40cm水泥混凝土板内布置加强钢筋。

3 结语

综上所述, 在公路水泥混凝土路面设计中, 还有许多问题, 只有认真研究设计规范, 并结合生产实际, 才能设计出经济合理的路面结构

参考文献

[1]JTG D40-2002公路水泥混凝土路面设计规范.

[2]姚祖康.水泥混凝土路面设计方法中基层顶面回弹模量修正系数[J].公路, 1996;11:10～13.

水泥混凝土路面设计 篇2

随着国民经济的发展,道路交通量不断增加,汽车轴载也日益重型化,以及水泥混凝土路面设计、施工等方面的原因,水泥混凝土路面产生了多种破损现象,导致结构承载力不足,使用品质不断下降,而单纯采用破板修复这个办法,实践证明,达不到路面质量的预期效果,要改善和解决这一状况,目前普遍采用的方法是对水泥混凝土路面进行“白改黑”,即将水泥混凝土路面改造为沥青混凝土路面。

水泥混凝土路面“白改黑”工程目前主要有两种方案:1)彻底挖除旧水泥混凝土板块,并对基层或地基处理和补强后,再铺筑沥青混凝土路面;2)在充分综合利用现有水泥混凝土路面的基础上,加铺沥青混凝土路面结构层以达到白改黑的效果。很明显第一种方案投入资金多,工期长,对正常交通的影响很大,并且堆放挖除的混凝土板块易造成一定的环境影响,但作为设计方面来考虑可能是比较简单的。第二种方案设计的路面结构形式主要有三种:A 型:旧水泥混凝土板块断裂、处治、冲击压实+ 补强层+沥青混凝土加铺层;B 型:旧水泥混凝土路面处治+ 补强层+ 沥青混凝土加铺层;C 型:旧水泥混凝土路面处治+ 细粒式沥青混凝土找平+ 土工合成材料+ 沥青混凝土加铺层。三种沥青混凝土加铺结构的优缺点及适用条件

1.1 A 型:旧水泥混凝土板断裂、处治、冲击压实+ 补强层+ 沥青混凝土加铺层该沥青加铺路面结构适用于路面破损严重,路面板强度较低,经计算所需的沥青混凝土加铺层过厚时,并无村庄路段的路面改造工程。该结构对旧水泥混凝土板块进行断裂、冲击压实,可提高路面的整体强度并延缓或防止反射裂缝的产生。但对旧混凝土板块断裂和冲击压实时,会影响路线两旁村庄、房屋和其他结构物的安全性;并且在村镇路段受高程控制或因桥梁荷载影响,村镇路段和桥头接线路段施工时应设置过渡段,从而导致纵坡不顺。

1.2 B 型:旧水泥混凝土路面处治+ 补强层+ 沥青混凝土加铺层该沥青混凝土加铺路面结构适用于路面破损现象相对较轻,路面板强度较低,所需的沥青混凝土加铺层过厚时,并无村庄路段的路面改造工程。该结构主要对旧水泥混凝土板块断板、沉陷、脱空等损坏现象进行处治(补强、压浆等),处治要求不高。因不采用机械破碎、断裂混凝土板块,则不会影响路线两旁村庄和房屋的安全性,施工方便,并可节约因混凝土板块破碎、断裂、冲击压实的费用投资,达到降低工程造价的目的。但因在村镇路段受高程控制或因桥梁荷载影响,村镇路段和桥头接线路段施工时仍应设置过渡段,从而导致纵坡不顺。

1.3 C 型:旧水泥混凝土路面处治+ 细粒式沥青混凝土找平+ 土工合成材料+ 沥青混凝土加铺层该沥青混凝土加铺 路面结构适用于旧混凝土板破损较轻,路面板强度较高,计算仅需沥青混凝土加铺层铺筑的路面改造工程,该方案适用广泛,工程造价具有很大的优越性。在旧水泥混凝土板块上直接加铺沥青混凝土面层,应加强对旧水泥混凝土板块的处治,尤其是脱空、错台等病害的处治,尽量减少反射裂缝的产生。但是设置细粒式沥青混凝土找平层,并且再铺设土工合成材料(如玻璃纤维土工格栅),相当于设置一层应力吸收层,可减小接缝区加铺层中两侧板块垂直与水平的相对位移而产生的应力,延缓反射裂缝的产生和发展,起到抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂的作用,从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。

1.4 三种路面加铺结构的经济分析及优缺点分析A 型和B 型结构对通车、工期、环境和社会影响较差;而C 型结构虽对旧水泥混凝土路面的处治要求较高,但其经济上具有很大的优越性,且各方面的影响均较好,故下面对C 型沥青混凝土路面加铺结构从加铺层厚度、旧水泥混凝土路面的处治等方面进行分析。沥青混凝土加铺层厚度 沥青混凝土加铺层厚度主要由结构强度和防止出现反射裂缝两个因素控制,由于旧水泥混凝土面板作为基层强度较高,上面加铺沥青混凝土,结构强度方面一般没问题,关键是如何防止反射裂缝的产生。根据国外的几种罩面设计法和实际施工经验,沥青混凝土加铺层的厚度在10 cm 左右,而我国现行J TG D4022002 公路水泥混凝土路面设计规范对旧水泥混凝土路面上加铺沥青层厚度做了指导性的要求,即“沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100 mm ,其他等级公路的最小厚度宜为70 mm。”因此沥青加铺层厚度的确定,一方面应根据国内外的相应经验,现有的规范规定来确定,另一方面还得根据设计指标(如弯沉)来计算确定。一般来说,加铺层越厚,其防止或延缓反射裂缝的效果就越好,裂缝扩展到路表面的时间就越长,但加铺层也不能无限地增厚,1)因为经济上不可行;2)加铺层过厚易产生车辙、壅包等,影响路面的使用性能,当加铺层达到一定厚度后,应配合其他防裂措施效果会更好。旧水泥混凝土路面的处治措施 3.1 断裂沉陷板处理

对于损坏严重的旧混凝土面板,如板块出现严重的断裂与沉陷等,应首先考虑是路基质量出现问题,必须将整个板全部凿除,重新夯实路基及基层,浇筑不小于旧混凝土强度的新混凝土板;如原基层质量较差,路基强度不足的,应采取措施对路基和基层进行处理和补强。

3.2 板底脱空处理 对于板底脱空现象,可采用钻孔压浆法进行处理。在混凝土面板底部脱空处钻孔,通过孔洞利用水泥浆高压浇筑处理,使板底流质材料凝固产生一定的强度,对面板产生均匀承托的作用,从而达到稳固板块的目的。

3.3 错台的处理

错台现象如由于基层脱空或路基强度不足引起的,应首先进行基层和路基的补强,防止进一步不均匀沉陷。当直接铺筑玻璃纤维土工格栅时,错台小于10 mm 时可不做处理;否则将错台高出的一侧的板块边缘30 cm～50 cm 范围内,按斜坡凿至与下沉板边缘平齐,并采用沥青砂或沥青石屑进行找平。

3.4 原路面接缝处理

在沥青加铺层施工前对原路面的纵横向接缝及路面裂缝,要全部进行清缝机清缝,清缝要干净、无杂物,并选用性能良好的密封材料机械嵌缝,如用橡胶沥青、聚氨酯类填缝料等粘结性强、回弹性及温度稳定性好的材料,嵌缝要饱满,以便减少地表水通过旧水泥混凝土板接缝下渗入土基,同时减少地下水通过旧水泥混凝土板接缝进入加铺层,浸湿加铺结构层材料,降低无机结合料处治的粒料层强度。

3.5 角隅断裂处理

角隅断裂一般是由行车荷载作用引起的应力集中造成的。对于长和宽大于1m 并伴随下沉断裂的板,应按断裂板相同的处理方法;对于长和宽小于1m 或仅出现断裂的可采取灌缝处理。

3.6 路基路面强度控制指标 国内外多年来对旧水泥混凝土路面加铺改造的经验表明,对于防治反射裂缝的各种措施中,无论是加筋的还是应力消散类的,对于水平位移(张开型反射裂缝)有效,而对于竖向位移引起的剪切型反射裂缝收效甚微。剪切型反射裂缝主要是在车轮偏荷载的作用下,接缝两侧的弯沉差过大而引起沥青加铺层的剪切破坏。

因此在混凝土板块修复时,除按上述情况处理外,还应以单点弯沉和接缝两侧板块的弯沉差作为控制指标,并按公路的等级要求、行车要求等参数来确定相应的弯沉指标。根据水泥混凝土路面改造工程的施工经验,如实测弯沉值(0.01 mm)小于14 ,可不予处理;如实测弯沉值大于40 ,应按板底脱空或沉陷板处理,整板破碎,处理基层,再浇筑新的混凝土板块;如实测弯沉值在14～40 之间的,按钻孔压浆处理。结语

通过上述分析和技术经济比较,在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层的方法是目前改造水泥混凝土路面的一种可选方案,并且可减少废弃混凝土板块对环境造成的污染,具有很高的经济效益、社会效益和环境效益,尤其在低等级水泥混凝土路面“白改黑”改造工程中予以充分重视。

水泥混凝土路面设计 篇3

1）原有设计资料，主要是老路的结构组合、路面材料指标；道路设计方案及设计技术标准等。

2）路况调查资料，主要是主、副点弯沉；水泥混凝土板板角标高；纵、横缝缝宽；板体裂缝位置及缝宽等。

2 旧水泥混凝土路面处理方法

常见的损坏一般主要有板底脱空、板体断裂、错台、拱起、填封料失效及表层损坏（磨损、露骨、坑洞）等，严重时可能会出现板体滑移。针对水泥混凝土不同损坏类型和程度，可针对性地采用如下处理措施。

1）对原水泥混凝土板块完好或损坏较轻的板块，经检测其主点弯沉值≥ 0.20 mm 时，需对板块基层采用注浆技术， 进行补强加固。

2）对于表面局部剥落板块，需将表面松动部分的水泥表层凿除。

3）对于局部板角断裂破损的混凝土板块，可将局部破损板角切割凿除后重新采用水泥混凝土修复。

4）对于现状严重断裂（横裂、纵裂、交叉裂等）板块，可将现有断裂板块翻挖后运走， 清扫基层； 基层损坏部分用水泥混凝土补强。经上述处理后再按原板块厚度重新浇注水泥混凝土板块。

5）对相邻板块板边（角）存在高差的，高差≤1 cm 时，要求对突出的板体进行局部磨除，与相邻板体找平；高差＞ 1cm 时，采用沥青砂填补高差。

6）检查原板块接缝或板体内裂缝。对损坏的接缝填缝料进行维修；对板体内裂缝进行扩缝灌浆维修。

7）对板体滑移产生的纵、横缝，缝隙张口宽度在1.5 cm 以下的采用填缝料填补；张口宽度＞1.5 cm的，要求在清除杂物后，设置门式钢钉固定相邻板体，并现浇水泥混凝土填补纵缝。

3 防止反射裂缝的相关措施

1）减小相邻板体差异弯沉。对差异较大的板体进行注浆，以减少板体在行车荷载作用下产生位移。目前常用的标准是当差异弯沉≥ 0.06 mm 时即需注浆。

2）增加沥青层厚度，可减少交通荷载引发的应力和减少温度荷载在罩面层中诱发的拉应力。目前一般要求加罩厚度≥ 10 cm。

3）设置应力、应变吸收薄膜夹层。这样一方面可以起到应力消散的作用，另一方面可以在沥青加铺层开裂后，起到防止水分侵入路面结构层等作用。目前常用织物、橡胶沥青垫层、土工布等材料。

4）在沥青混合料中添加纤维或在加铺层底部铺设土工织物形成加筋罩面，以增强加铺层抗变形能力，延缓反射裂缝。目前土工织物常用玻璃纤维格栅。

5）采用韧性好、低温塑性变形能力强的沥青混合料，如改性沥青、橡胶沥青等。

6）旧水泥混凝土路面碎化成小块，然后用重型压路机稳定，最后铺设沥青加铺层。这样能够将可能出现的应力降低，防止反射裂缝的产生。

7）在加铺层表面相对于下层混凝土板接缝和裂缝处锯缝，并灌缝。

4 道路设计的介绍

受道路沿线现有建筑等因素限制， 老路平面布置往往难以进行调整， 所以一般只进行纵、横断面设计。

4.1 纵断面设计

1）纵断面设计线的确定。对未设置中央分隔带的单幅路及三幅路，纵断面设计线一般即为老路的车行道（机动车道）中心线。对设置中央分隔带的两幅路及四幅路，在中央分隔带较规则、两侧车行道（机动车道）现状标高基本一致时，纵断面设计线可为中央分隔带的分中线；在中央分隔带较规则或两侧车行道（机动车道）现状标高有明显差异时，应分幅确定纵断面设计线，一般可取两侧中央分隔带边线作为各幅道路的纵断面设计线。

2）纵断面的控制因素包括现状水泥混凝土路面标高、净空要求、桥梁和沿线地坪标高等。

（1）纵断面设计以确保各断面最不利点、最小加罩厚度的控制。最不利点确定方式一般为： 以水泥混凝土板横缝作为控制断面， 将同一断面上现状水泥混凝土路面各角点标高均通过一定横坡反算为设计线标高， 据此确定每个断面的最不利点。横坡值的确定对最不利点标高有较大影响，可按一定分段长度对横坡进行调整， 以使沿线最不利点形成的控制点尽可能平滑， 利于拟合纵断面设计线。在有错台等使现状水泥混凝土路面角点标高存在异常的情况时，应剔除异常点标高，采用正常角点的标高确定最不利点标高。

（2）因加罩而抬升现状道路标高时，应尽量保证原有的净空标准。如果净空要求有严格限制，采用加罩将导致净空不足时，需考虑翻除新建相关路段的现有水泥混凝土路面结构，以确保新建后道路顶面标高满足净空要求。

（3）桥梁一般已采用黑色路面，且桥上不宜加罩过厚的面层，因此，多数情况下桥面标高维持现状，或进行桥面铺装翻建新建，厚度同现状厚度。引道进行加罩而抬升了现状道路标高，而桥梁基本上维持现状标高，因而在桥头存在一段加罩渐变段。在该渐变段中， 如抬升厚度小于最小加罩厚度，则需翻除新建现有水泥混凝土路面，从节约投资、缩短工期等角度考虑，纵断面设计应尽量缩短上述加罩渐变段，减少现状水泥混凝土路面的翻建。

（4）应尽量控制路面加罩厚度，以减少路面加罩对沿线地坪的影响，尽量使加罩后道路与现状地坪相适应。

3）纵断面的设计应在满足最小加罩厚度、净空要求的同时，加罩厚度不过大。如果加罩厚度过大是由于局部最不利点导致的，则可通过经济分析，确定是否可对导致加罩厚度整体抬升的局部水泥混凝土板块进行翻除新建， 降低最不利点标高，以达到减薄加罩厚度的目的， 节约工程造价。

分幅进行纵断面设计时，应注意各幅纵断面设计在中央分隔带开口处及交叉口范围内的衔接，不宜使中央分隔带开口处及交叉口范围内的各幅纵断面高差过大，且应进行专门的交叉口设计等，消除各幅纵断面高差。

4.2 横坡

车行道（机动车道）横坡应尽可能控制在1.5%～2.0％。在满足横向排水要求的同时，横坡值的确定需要根据断面加罩厚度控制及路段范围内加罩厚度控制进行考虑。横坡值的确定对最不利点标高有较大影响，可按一定分段长度对横坡进行调整，以使沿线最不利点形成的控制点尽可能平滑，利于拟合纵断面设计线，控制加罩厚度。

5 结合工程实例进行分析

某城市主干路按城市主干路标准建设，双向6快2慢道路，设有4m宽中央分隔带，机非无分隔，机动车道为水泥混凝土路面，非机动车道为沥青混凝土路面。收集、调查得到的基础资料主要有现状水泥混凝土板块角点标高、主副点弯沉、病害调查等。弯沉测量资料并未十分完善，近中央分隔带一侧的水泥板块未测设副点弯沉值。

现以此主干道为例，介绍白加黑的施工图设计。在对旧水泥混凝土路面损坏进行处理的基础上，拟采用4cm SMA-13+6cm AC-20C+自粘性玻纤格栅（对缝铺设）+稀浆封层0.8cm 自粘性防水卷材（骑缝铺设）的加罩方案。道路平面及横断面基本维持现状。但由于中央分隔带两侧路面标高存在明显差异，因而分幅进行纵断面设计。选择方案是：对原有水泥混凝土道路翻除新建路段，纵断面设计标高要尽量贴近现状标高，以避免两侧人行道设施的相应调整； 对加罩路段，按纵断面设计标高高于现状标高10.8 cm 进行控制。如K0+591.87和K0 + 597.11 断面控制标高计算见表1。

角点1 为近中分带的水泥板块角点，角点2为角点1之后距中分带最近的角点，其余角点依次类推；距离指角点距中央分隔带边线的距离； 差值指断面控制标高与各角点自行反推的控制标高之差。由计算结果可知，断面标高控制点在角点4，采用1.5％横坡能减薄断面加罩厚度，节约工程投资，因而应尽量采用1.5％横坡。

依照上述计算得到的控制标高进行纵断面设计，得到纵断面设计线后，需核对设计标高与控制标高的高差，并进一步调整道路横坡，使纵断面设计标高与控制标高尽量一致。完成上述加罩结构确定和纵断面设计后，基本上可按常规设计完成其余设计内容。

6 结束语

多年使用经验表明，水泥混凝土路面虽寿命长，但修补后外观差的缺点较为明显。为此， 国内外采取了多种措施对旧水泥混凝土路面进行改造，常采用的方法是在混凝土路面上加铺沥青面层。一种是对旧水泥混凝土面板板底实施压浆、灌缝等修补加固措施后加铺沥青混合料，简称为“白加黑”；另一种是将旧水泥混凝土面板碎化或翻挖加铺瀝青混合料，简称为“白改黑”。

参考文献

［1］上海市政工程设计研究院，同济大学道路与机场工程系. A30工程试验段施工技术［G］.2003.

水泥混凝土路面设计初探 篇4

关键词：砼路面,设计,路基

1 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。

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20一30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。因此本文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，供同仁参考讨论。

2 水泥混凝土路面设计中的理论依据问题

2.1 路面设计指标可靠度的分折

公路工程结构的设计安全等级为3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。按施工技术、施工质量控制和管理要求达到和可能达到的具体水平．选用其他等级。降低选用的变异水平等级，须增加混凝土面层的设计厚度要求；而提高选用的变异水平等级．则可降低混凝土面层的设计厚度或混凝土的设计强度要求。可通过技术经济分析和比较予以确定但对于高速公路的路面，为保证优良的行驶质量，不宜降低变异水平等级材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级．按施工技术、施工质量控制和管理水平分为低、中、高三级由滑模或轨道式施工机械施工．并进行认真，严格的施工质量控制和管理的工程．可选用低变异水平等级。由滑模或轨道式施工机械施工，但施工质量控制和管理水平较弱的工程，或者采用小型机具施工，而施工质量控制和管理认真、严格的工程可选用中低变异水平等级。采用小型机具施工，施工质量控制和管理水平较弱的工程。可选用高变异水平等级。

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。

2.2 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。

2.3 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。且强度以试验为准对水泥混凝土面层下基层的首要要求是抗冲刷能力不耐冲刷的基层表面。在渗入水和荷载的共同作用下会产生淤泥、板底脱空和错台等病害，导致行车的不舒适，并加速和加剧板的破裂。混凝土面层下采用贫混凝土基层，主要是为了增加基层的抗冲刷能力，并不要求它有很高的强度。高强度的贫混凝土并不能使面层厚度降低很多，反而会增加混凝土面层的温度翘曲应力，并产生会影响到面层的收缩裂缝。另外．新规范取消了基层顶面综合模量的规定值的要求。

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置传力杆。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，取消了变坡点、小半径曲线设胀缝的限制，使行车更顺畅。

3 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遍和严重。有的道路在通车l～3年后逐步破碎损坏。破损率高达50%～90%以上。究其原因是多方面，影响因素也复杂，但笔者认为主要是胀缝的构造问题、施工工艺及管理问题。从胀缝设计构造的角度主要解决位置设置、构造型式、传力杆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4.2.5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丘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到证实。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，不设传力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。而设传力杆的胀缝，其传荷性能较好，从实际的应用效果来看，设传力杆的胀缝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道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。但为了减少车辆反复冲击作用．枕梁上最好设置一层缓冲橡胶垫。根据传荷受力的需要设置传力杆。传力杆宜用

直径为32～35较粗的光园钢筋，同时胀缝两侧30～40mm面板范围内因传力杆存在而受力复杂，应在胀缝两侧30～40cm水泥混凝土板内布置加强钢筋。

4 结束语

综上所述．在公路水泥混凝土路面设计中，还有许多问题．只有认真研究设计规范，并结合生产实际，才能设计出经济合理的路面结构

参考文献

[1]JTG D40-2002公路水泥混凝土路面设计规范.

[2]姚祖康.水泥混凝土路面设计方法中基层顶面回弹模量修正系数.公路, 1996;11:10～13.

水泥混凝土路面的优点 篇5

答：1，强度高。混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力。

2，稳定性好。混凝土路面的水稳性，热稳性均较好，特别是它的强度能随着时间的长而逐渐提高，不存在沥青路面的的那种“老化”现象。

3耐久性好。混凝土路面的强度和稳定性好，经久耐用，一般能使用20-40年，而且能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。

4，养护费用少，经济效益高。

5，有利于夜间行车，混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。

二，水泥混凝土产生裂缝的原因是？ 答;1重复荷载应力、翘曲应力及收缩应力等综合作用。

2水的浸入用过大竖向位移的重复作用，使基层受到侵蚀而产生脱空，3，土基和基层强度不够。

4接缝拉开后，丧失传荷能力，在板的周边产生过大的荷载应力。

5水泥质量差，不稳定，集料质量差，级配不好。

6，施工操作不当，养生不好。

三，公路绿化符合哪些要求？

答：

1、平面交叉处应设计要求留出规定的视距。在设计视距影响范围以内，不应种植乔木，可栽植常绿灌木、绿篱和花草，2，小半径平曲处侧应栽植成行的乔木，以诱汽车行驶，增加安全感。

3、立体交叉分割出来的环岛，宜铺植开阔的草坪，其上点缀一些灌木和花卉。

4、隧道进出口两侧30-50m以内，宜栽植高大乔木遮阴，以适应驾驶员视觉对隧道内外光线的变化，保障车辆安全行驶。

简答：

一，公路养护目的和基本任务是？

答;1，经常保持公路及其设施的完好状态，及时修复损坏部分，保障行车安全、舒适、畅通。2，采取正确的技术措施，提高养护工作质量，以延长公路的使用年限。3，防治结合，治理公路存在的病害和隐患，逐步提高公路的抗灾能力。4，对原有技术标准过低的路段和构造物以及沿线设施进行分期改善和增建，逐步提高公路的使用质量和服务水平。

二沥青路面日常保养的主要内容有哪些？ 答：1，清扫路面泥土、杂物，保持路面整洁，2，排除路面积水、积雪、积冰、积砂，铺防滑料等，以维持安全通畅。3，拦水带（路缘石）的刷白、修理。4，清理边沟、维修护坡道，培土等。

三，养护安全设置设施的目的是？ 答，为了保护养护维修作业人员和设备的安全，警告、提醒、引导车辆和行人通过养护维修的标志标线属于临时性安全设施，交通标志与标线应组合使用。四，涵洞养护的内容什么？

薄层水泥混凝土路面的研究 篇6

【关键词】薄层；水泥混凝土；路面

现如今，伴随着道路建设的迅速发展，人们对于道路工程的施工质量和路面安全性方面提出了更高层次的要求。为此，大多数施工单位纷纷采用了薄层水泥混凝土路面，不仅大大降低了工程建设成本，还进一步提高了路面行车的可靠、舒适性，再加之这种路面施工中所用的主要施工材料具备耐久性、稳定性高的优势，从而有效的延长了道路的使用寿命，尤其是对于我国农村的道路工程来说，更是起到了至关重要的作用，因此受到了施工单位的广泛青睐。为此，本文重点对薄层水泥混凝土路面进行了简要的探讨论述，得出以下相关结论，以供参考。

1.我国道路的发展现状

就我国当前道路建设发展现状来看，可以具体将其分为两个部分：一部分是城市，另一部分则是农村。其中，对于农村的道路建设而言，还需要对道路质量进行不断的完善，这是因为在农村中的道路一旦遇到下雨天，路面就会存在泥泞的情况，给人们的日常出行和车辆行驶造成了很多的不便。并从一定程度上，严重影响了我国农村经济的蓬勃发展。而对于城市道路建设来说，由于城市机动车数量日益增长，加大的路面工程的施工难度，对于道路质量有着较高的要求。因此，在实际的道路工程施工过程中，施工人员必须采用先进的施工技术手段来对各种质量问题进行处理。在现代道路建设中，水泥混凝土是一种比较常见的施工材料，其不仅具备强度大、施工成本低廉的优势，还有着极强的耐久性。由此薄层水泥混凝土路面越来越受到施工单位的青睐与喜爱，并在很多的道路工程项目建设中得到了较为广泛的应用。

2.薄层水泥混凝土路面的概述

实际上，所谓的薄层水泥混凝土路面主要是指对水泥混凝土材料的路面厚度进行严格的控制。在薄层水泥混凝土路面施工过程中，施工人员通常都会选用正方形、或是矩形的混凝土，并对混凝土尺寸大小进行了明确的规定。一般这种路面结构形式多用于农村道路工程中，这是由于大型的机械设备无法很好的保障道路施工质量，反而是小型机械设备能够达到理想的施工效果。

在实际的道路工程施工中，如果采用了薄层水泥混凝土路面，就要选择材质柔软的施工材料。并且，这种路面工程施工最大的优点是，操作简单，工程造价成本较低等等，这也是薄层水泥混凝土材料自身具备的独特优势。

3.施工技术要点

对于薄层水泥混凝土路面施工而言，其主要是将水泥、混凝土、以及其他聚合物作为主要的施工材料。通过将这些建筑材料混粘结在一起，形成了全新的胶粘材料，并在经过一系列加工工序之后。成为强度大的填充物，这样不仅能够有效提高面层与面层之间的粘连性，还能充分保证道路整体结构的可靠性。为此，笔者就具体归纳了在薄层水泥混凝土路面施工过程中应该特别注意的几点问题。

3.1设计思路

在对薄层水泥混凝土路面进行设计的时候，要根据道路的实际情况对其进行施工。任何一项设计都需要有一定的思路和理念作为支撑，道路建设项目施工的设计也不例外。要在符合相关要求的基础上，对路面的质量提出一定的要求，同时要保证施工成本控制在预算的范围内，施工管理的复杂程度要降低。这就是最初的设计思路。美国是最先对这一路面结构进行研究的国家，主要设置在车速较慢、交通量较小的街道或者是停车场，使用效果较为突出，并且在各个城市中得以推广。具体的研究方法主要是采用辅助试验路的方式对道路的负载程度进行评价，达到了良好的效果。

3.2施工质量影响因素

（1）粘层材料的性质及用量.如果材料的粘结力较强，那么上面层与下面层之间的粘结力也会随之增强，面层的抗形变能力也会变得逐步提升。而沥青属于一种感温性质的施工材料，沥青的粘度通常会随着温度的变化而发生改变。当夏季处于高温的情况下，沥青材料的粘结力就会变小，那么路面就很容易出现开裂、塌陷等质量问题。因此，施工人员在对施工材料进行选择时，一定要选择粘度较高的材料，从而确保面层之间的粘结质量。

（2）旧路面的粗糙度及混合料性质。旧路面的粗糙程度，沥青混合料的集料种类、颗粒形状、级配组成以及成型后的表面纹理等对粘结层内摩擦角和粘结力都有影响。旧沥青路面和加铺沥青层表面越粗糙，粘结层的内摩擦角越大；而混合料表面纹理粗糙会增大其接触面积，总粘结力变大。为了增加粘结层的强度，应考虑在旧路加铺中对旧路面进行粗糙化处理，使混合料具有良好的表面构造。

（3）粘层与新旧面层的交互作用。根据沥青与矿粉的交互作用原理，混合料的粘结力取决于结构沥青的比例，当矿料颗粒之间由结构沥青相互粘结时，混合料具有较高的粘结力。旧沥青路面对于涂抹在表面的沥青材料具有一定的物理和化学吸附作用，使路表吸附的沥青分子重新分布，形成一层吸附溶化膜，即结构沥青，其维持着矿料之间较强的粘结力。由于粘层材料和旧路面的交互作用，在加铺混合料之前，原路面必须做清洁处理。也可考虑使用高品质的改性粘结材料提高层间粘结力。

（4）路基水文状况不良，土基强度冰冻稳定性差等造成（土基冻融过程是冰冻作用危害性较强的阶段，而融解后的土基极限含水量和密度决定了路面承载能力和路面的完好率）。

4.结束语

综上所述，本文主要通过对薄层水泥混凝土路面的发展状况进行了介绍，主要从其设计思路和施工优势等方面进行了具体的阐述，同时对于薄层混凝土路面的施工技术要点进行了深入剖析，可知薄层水泥混凝土路面与普通水泥混凝土路面相比，由于面层厚度小，单位面积砼数量少，所以施工工艺更加简单，易于振捣密实，且进度快效率高投入的人工和机械较少也便于养护维修。 [科]

【参考文献】

[1]殷青英，郭红兵.农村公路水泥混凝土路面平面尺寸的合理划分[J].筑路机械与施工机械化，2012（07）.

[2]贾天工，庞海峰，魏拓，周万浩.农村公路水泥混凝土路面结构设计中影响因素分析[J].北方交通，2011（06）.

旧水泥混凝土路面改建设计探讨 篇7

关键词：旧路改造,砂砾石铺筑,路基拼接,碎石化

水泥混凝土路面适用于繁重交通荷载,但对于路基强度不足的路段,在超载车的作用下,路基会发生不均匀变形,从而导致水泥砼路面产生下沉、纵、横、斜向裂缝及接缝碎裂等病害。由于水泥混凝土路面行车舒适性差,旧路病害修复难度大,因此在进行道路扩建改造时,往往对旧路采用“白改黑”改造方案,以改善行车条件。本文结合绵竹市二环路改建工程设计实践,对旧水泥混凝土路面改造设计及施工进行介绍。

1 旧路概况

二环路是绵竹市震后恢复重建的主要交通要道,大量救灾物资须从二环路运往市域各乡镇;该路也是市域交通主骨架,通过疏散主城交通、改善过境交通,从而连接主城与各乡镇,为实现绵竹外环半小时经济圈提供强力支撑。该改建工程是江苏省援建绵竹灾后恢复重建工作中单点投资最大的交通基础设施项目。

二环路自1994年开始分段实施,已建成16.7 km,为水泥混凝土路面,旧路大多路段为4车道断面(横向中分带两侧各两块水泥板),路面宽度17 m,路基宽度不一。西环改建段采用一级公路标准,设计速度80 km/h,路基宽度37 m,路段长度约10.2 km。在汽车荷载的作用下,旧路水泥板出现了纵、横、斜向裂缝等断裂类病害以及接缝碎裂等接缝类病害(见表1)。

由于旧路路基宽度不一,不满足改造后道路宽度要求,本项目旧路改造的重点是路基拼接,此外对于旧水泥混凝土路面进行改造,以改善旧路通行条件。

2 路基拼接设计

2.1 旧路地质、地层情况

通过勘察查明,场地地基土从新至老依次为:人工填土(Q4ml)、第四系全新统冲洪沉积层砂卵漂石(Q4al+pl)及第四系全新统冰水沉积层(Q3fgl)构成。

2.2 路基填料

绵竹地区分布有大量的天然砂砾料,天然砂砾作为路基填料,工后沉降小,路基水稳性好,且当地有较为成熟的施工经验。因此,综合考虑材料运距、材料性能及本工程在路基两侧加宽的项目特点,改建工程主要采用天然砂砾作为路基填料。根据对附近绵远河及石亭江部分砂砾料场调查取样,其原材料经取样试验结果为最大颗粒粒径为37~38 mm,含石量为65%,最大干容重2.3~2.4 g/cm3,最佳含水量5.3%,属于天然级配良好的砂砾料。且该料场储量大,可满足项目路基填方需要。

2.3 路基拼接

路基的拼接设计方案需综合考虑对旧路的利用程度和拼接后的路基强度。结合旧路弯沉检测结果和路面病害现场调查结论,旧路路基状况良好,具有较强的承载能力,可作为新路路基加以利用。由于本项目需要在维持通车的条件下进行施工,设计不仅需要考虑旧路的补强,同时要充分考虑维持通车的要求及施工的便捷。

项目区域地基土为素填土、粉质粘土及卵石土,其渗透系数为K=5~20 m/d,是常规粘土软土等的渗透速度的千倍以上。因此,沉降发生很快,载荷不再新增后,地基就基本不发生新的沉降,且项目区域地基模量大,总的沉降也很小。通过PLAXIS软件计算,若填土高度3 m,路基拼接施工期沉降为8 cm,工后沉降基本小于0.8 cm。因此在路基拼接处采用垂直面开挖。

对于加宽段采取的控制标准为:(1)老路路基中心与拓宽部分的横坡增加值小于0.5%,并与原公路横坡相比不得出现反坡;(2)拼接路基施工后,原路基中心附加沉降增量小于4 cm。

在旧路混凝土板边缘进行开挖,下挖深度以拼宽部分路床底标高控制,并对旧路路床底进行碾压,以保证路床底压实度大于等于94%。如路床底压实度不足,则可先向下翻挖20 cm后碾压,以确保路基压实度满足要求。

对于旧路存在挡墙的路段,先挖除原挡墙部分结构,以新建非机动车道的路床底标高控制,同时在路基外边缘新建挡墙,采用边修建挡墙、边回填的施工方法进行路基填筑。非机动车道路基回填砂砾石,并进行压实。绿化带范围下部回填砂砾石,上部回填耕植土。路基拼接示意图见图1。

2.4 路基试铺

2.4.1 试验段铺筑目的

(1)通过试验段铺筑,确定天然砂砾料的松铺系数、松铺厚度、压实厚度;(2)通过试验确定路基填料的砂砾料最佳含水量;(3)采用14 t和18 t压路机进行组合碾压,确定达到最大压实度所采用施工参数(压实功率、碾压速度、压实遍数、压实机械组合等)。

2.4.2 试验段铺筑

(1)在拟定的试验路段上,组织测量队进行施工放样,订出中、边桩,洒出白灰线,同时测量填前高程。

(2)试验段的施工准备:15 t自卸汽车10台,PC200挖掘机1台,140推土机1台,300G平地机1台,14 t自行式振动压路机1台,18 t自行式振动压路机1台,水准仪1台。

(3)将平整压实合格后的试验段划成4.5 m×4.5 m方格,每辆汽车装砂砾料8 m3,用挖掘机的斗容量来控制,每车倒入一格内,料上齐后,先用推土机摊铺,然后用平地机整平(在卸料摊平过程中安排专人捡出个别粒径超过31.5 mm的砾石)。

(4)砂砾料的碾压使用14 t和18 t压路机组合进行碾压,作业时速度控制在≤2 km/h。碾压从路基边缘向路基中间碾压,轮迹重叠1/3轮。

(5)路基平整使用推土机与平地机相结合,同时配以人工辅助,捡出个别超过31.5 mm的砾石,并在平地机整平后,对于砾石较集中的个别地方,人工用细料洒铺填缝,以利于密实。

2.4.3 试验段检验

采用灌水法和压实沉降差检测,控制压实质量。在大面积施工中主要采用沉降法检测控制施工质量。

沉降观测法点位布置:按照沿路线纵向每30 m检测一断面,每断面均衡设置5个测点。观测方法:路段碾压结束后对布置点进行高程测量,然后用18 t压路机沿路线纵向对布置点处理碾压一个来回,再对布置点进行高程测量,2次高程测量,2次高程差即为该点沉降值。

首先现场监理在碾压时进行旁站,详细记录机械组合、机械吨位、型号、碾压的遍数及碾压速度,碾压成型后表面平整,无松散、无轮迹。要求碾压机械不小于18 t压路机碾压遍数不少于6遍,其中静压1遍(作业速度≤2 km/h),轻振1遍(作业速度≤1.5 km/h),重振2遍(作业速度≤1.2 km/h),最后3轮碾压2遍(作业速度≤2 km/h),碾压从路基边缘向路基中间碾压,轮迹重叠1/3轮宽。其次由测量工程师进行沉降观测,半幅施工每30 m一个断面,拼宽段每个断面布2个观测点,新建路段半幅每个断面布3个观测点,沉降差平均≤3 mm,最大沉降值≤4 mm。

经实际检测表明,原槽经过碾压处理后处理,路基第1层基本均能满要求,至第2层之后,沉降量基本在1~2 mm左右。

2.5 设计变更

对于旧路拼接位置,现场开挖后发现由于原路基砂砾石的中颗粒含量变异性较大,在垂直开挖过程中,部分大卵石易被挖机带走,造成水泥板底基层和路基掏空。因此根据现场实际控制情况,将垂直开挖面调整为向外侧倾斜的1∶0.2斜面,并要求对大于10 cm的空洞提前用砂浆填抹。

3 路面改建设计

3.1 路面弯沉检测

3.1.1 评定标准

由于本项目通行车辆中货车比例较大,重载交通特征较为明显,对板底脱空、接缝传荷能力不足等问题,采用表2所示的评价标准:

mm

3.1.2 板中弯沉统计

根据现场检测,水泥板板中弯沉和板角弯沉如表3所示。从表中可以看出,整体弯沉较小,路基强度良好。在K7~K9路段,由于路面破损严重,该路段弯沉略大,检测结果与路面实际破损状况吻合较好。

3.1.3 板角弯沉及传荷能力评价

板角弯沉检测结果见表3,从板角弯沉检测来看,整体弯沉较小,但K7~K8路段板角弯沉值较大,板角脱空的比例较高,与实际情况相吻合;从弯沉差结果来看,接缝(裂缝)传荷能力整体良好,局部路段较差,如K7~K9段。

0.01 mm

注:路段中断裂板未测弯沉,数据未统计。

3.1.4 路面检测结论

对旧路破损严重的路段,需更换或破碎旧水泥板块,重新填筑新路路基;对板块较好但弯沉稍大的水泥板块,可视情况采取换板或压浆的方式处理;对弯沉差较大的相邻板块,可采取压浆措施进行处理。对旧水泥板块的处理,必须严格到位,最大限度地减少、延缓反射裂缝的出现。

3.2 路面结构设计

沥青路面采用双轮组单轴轴重100 kN为标准轴载,设计年限为15年。根据交通量预测结果计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次为1.2×107。原设计方案路面结构层为4 cm改性SMA-13+8 cm Sup20+8 cm ATB25。

为控制路面施工质量,方便施工,根据路面加铺厚度的不同,确定加铺方案。其中加铺厚度受限制路段,上面层厚度均为4 cm改性SMA-13,Sup-20厚度为6~8 cm,ATB-25厚度根据纵断面设计结果确定,控制最小厚度ATB-25不小于6 cm。ATB-25不满足施工要求时,采用Sup-20调平。

3.3 设计变更

通过旧水泥板碎石化路试验段段的施工,根据弯沉和承载板的检测,结果显示横断面方向碎石化后水泥混凝土面层顶回弹模量自拼接缝向中分带有逐渐增大的趋势。其中,在靠近拼宽接缝处约1 m范围弯沉值较大,近50%测点弯沉超过100(0.01mm),推算得回弹模量在120~150 MPa;距离拼缝向中分带侧1 m以上距离处,回弹模量多在200 MPa以上;靠近原2块板中间位置,模量较大,多数达到400 MPa,旧水泥混凝土路面破碎后能够满足承载力要求,但在拼缝处旧路路基存在一定问题。经分析,主要有以下几点原因造成拼缝处检测弯沉较大,回弹模量较低。

(1)旧路路基施工质量较差,特别是靠近拼接缝处,现场破碎后开挖检查过程中发现,有个别路段由于施工宽度不足,进行了补宽30 cm的情况。

(2)由于道路改建,需要进行拼宽开挖,施工必然形成开挖作业面,开挖过程中原有板底存在个别大粒径砂砾石,造成板底脱空,此部位压路机无法压实,并且由于拼宽填筑周期较长,施工期雨水较多,部分路面水浸入旧路,造成路基强度下降。

(3)拼宽段开挖施工期间,仍需维持道路通行,大量超载车辆在此处行驶,极大地破坏了拼宽部位旧路路基,使得路基整体强度降低。

针对上述情况,为解决拼缝处强度较低的问题,避免未来短期内在拼接处出现纵向裂缝及局部沉陷,将原有设计中一般路段主线采用的8 cm ATB25(平均厚度)路面结构调整为18 cm水泥稳定碎石(平均厚度)。但对于广场等非拼接且加铺厚度受限制路段路面结构层仍采用4 cm改性SMA-13+8 cm Sup20+8 cm ATB25。

对于一般路段,考虑保证沥青面层厚度,水泥稳定碎石厚度小于12 cm时,需挖除旧水泥混凝土路面,重新铺筑水稳碎石。

4 结语

旧路改建工程需要做好路基拼接及路面结构设计,对于部分旧路设计、施工资料缺失的项目,更应做好动态设计工作。针对现场发现的问题,及时查找分析原因,提出更为合理的改造方案,从而更好地保证工程的实施。通过本工程的实施得到以下体会:

(1)在地质条件较好的地区和路段,经过沉降计算,满足条件时,路基拼接可以采用近似垂直坡比进行开挖,可避免因台阶式开挖增加施工难度,从而加快工程进度,节省施工工期。

(2)在碎石化施工中,对于拼接部位应加强碾压,项目实施过程中,针对试验段拼缝处弯沉较大的情况,采用钢轮压路机在拼缝处增加3遍碾压,检测弯沉值呈普遍下降之势,说明拼缝处下部路基在原施工过程中由于工作面的影响,存在一定的疏松,通过碎石化后的加强碾压,可以起到有效的改善作用。

(3)采用沥青碎石作为水泥混凝土路面补强材料可以有效减少路面加铺厚度,但对于原有道路状况较差的路段,采用水泥稳定碎石补强在经济上和可靠性上则有一定的优势。

参考文献

[1]汤树东.天然砂砾石路基施工的质量控制与检验方法[J].安徽建筑,2006,13(3):122-123.

[2]白洪岭,张健,赵幼林,等.旧水泥混凝土路面碎石化技术应用研究[J].公路交通科技,2006,(5):79-82.

[3]王松根.旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南[M].北京:人民交通出版社,2007.

浅析公路水泥混凝土路面施工设计 篇8

1 原材料是路面施工设计的基础

原材料是保证面板强度的基础, 所以水泥混凝土路面原材料必须合格。进场水泥应采用强度高, 有产品合格证及化验单的水泥, 并做复试检测, 合格后方能使用。根据水泥标号差异应分别标识堆放, 运输及保管过程中, 应注意防水、防潮;采用砂必须按规定级配、细度模数在2.5以上的中粗砂, 且要求坚韧耐磨、表面粗糙有棱角、清洁、有害杂质含量低;碎石应质地坚硬、耐久、洁净、级配符合规范要求, 采用5~30m m级配 (不宜使用2~4石) , 并自始至终严格控制好碎石的品质及规格, 对保证水泥混凝土强度和路面平整度十分重要。选用外加剂如减水剂、流化剂等提高强度及耐久性;水应洁净、无杂质、宜采用饮用水。在工程原材料方面, 严格按照标准程序操作。

2 摊铺和搅拌是路面施工设计的核心

2.1 水泥混凝土的摊铺

水泥混凝土路面摊铺是施工中难度较大、技术要求较高的工序, 从目前国内施工单位来看, 大多数单位摊铺能力远远大于搅拌的生产能力。这主要是由于一般摊铺机最大摊铺能力均大于5003/h, 而混凝土生产能力只有100~2003/h, 有些单位生产能力更小, 强调这一点主要是为了说明摊铺机的摊铺速度没有必要开得很快, 单方面的速度并不能提高施工进度。在施工中如果将摊铺速度控制在1~2m/min左右, 就会使摊铺机运行平稳, 路面平整度好, 连续摊铺成为可能。而如果混凝土摊铺速度过快则会造成铺铺停停, 不仅使每次起动时设备磨损大大增加, 而且每次停机时的停机跳点不可避免, 造成路面平整度很差。

2.2 水泥混凝土搅拌

水泥混凝土搅拌质量直接影响混凝土的内在质量, 混凝土的质量则影响路面的平整度。

混凝土拌和质量将直接影响混凝土强度, 故在施工组织时, 拌和设备宜采用电子计量的拌和机, 确保严格按配合比计量用材, 且其功率大, 效率高, 拌料均匀。在通过计算确定配合比的基础上, 应进行试拌, 并根据拌和设备的拌和容量计算每斗混合物的材料数量。每天开工前, 应实测砂石的含水量, 修正加水量, 拌和时将水泥、碎石、黄砂投入拌和机料斗中, 边加水边搅拌, 搅拌时间控制在60至120秒。搅拌好的混合料出料至运输车辆时应测定其塌落度, 范围在10至40毫米之间。公路混凝土路面施工采用大型水泥混凝土拌和楼, 一般配套1~2台强制式搅拌机, 混凝土实际生产力不小于70~100M3/h, 以满足水泥混凝土和易性及现场摊铺施工速度的需要。大型拌和楼的强制式拌和, 保证了混凝土的质量。与此同时, 拌和楼均配备有自动计量设备, 拌和用水量基本采用重量法方式控制, 使投入料更加准确。

3 振捣是路面施工设计的关键

混凝土振捣是一道非常关键的工序, 漏振、欠振会使混凝土不密实, 甚至出现空洞, 而过振会造成混凝土表面砂浆过多, 将来表面薄层砂浆在温差作用下易开裂, 在行车荷载作用下形成层状剥落并造成面板厚度变薄。所以, 既不能漏振、欠振, 也不能过振, 具体做法是振捣时根据情况人工进行余料处理或补料, 确保振捣后水泥混凝土表面平整, 并略高于模板顶, 由于施工板宽一般为7.5m或8.5m, 按设计必须设纵向拉杆, 为此在排式振捣器桁架上对应纵缝位置设置一个拉杆安装机, 在排式振捣器行进的同时可准确地埋设纵向拉杆。排式振捣器主要由一排间距为40cm, 功率为1.1KW振动棒 (可机械升降) 所构成, 以机械自动推移前进。由于是机械自动操作, 从而避免了以往水泥混凝土施工漏振, 欠振等人为因素的影响, 使振捣效果得到有效的改进和保证。

4 接缝是路面施工设计的重要环节

4.1 纵向施工缝

纵向施工缝需设置拉杆, 模板上预留了圆孔以便穿过拉杆, 先把拉杆长度对半大致稳住, 混凝土浇筑振捣完后, 校正拉杆位置。需要注意的是拉杆位置一定要安放准确。

4.2 横向缩缝

横向缩缝采用切缝法, 切缝时间应控制在混凝土获得足够的强度而收缩应力未超出其强度的范围内时进行, 它随混凝土的组成和性质、施工时的气候条件等因素而变化, 施工人员须根据经验进行试切后决定。

4.3 胀缝

胀缝板应事先预制, 常用的有油浸纤维板 (或软木板) 、海绵橡胶泡沫板等。预制胀缝板嵌大前, 应使缝壁洁净干燥, 胀缝板与经壁紧密结合。先浇筑胀缝一侧混凝土, 取走胀缝模板后, 再浇另一侧混凝土, 钢筋支架浇在混凝土内。压缝板条使用前应涂废机油或其它润滑油, 在混凝土振捣后, 先抽动一下, 而后最迟在终凝前将压缝板条抽出, 抽出时, 用木板条压住两侧混凝土, 然后轻轻抽出压缝板条, 再用铁模板将两侧混凝土抹平整。

4.4 填缝

填缝工作宜在混凝土初凝后进行, 填缝应先清除干净缝隙内泥砂等杂物, 以防止泥砂等杂物进入缝内, 填缝前须将缝内杂物清扫干净, 并在干燥状态下进行, 最好在浇灌填料前先用多孔柔性材料填塞缝底, 要填充实, 夏天应与混凝土板表面齐平, 冬天宜稍低于板面。

5 养护是路面施工设计的保障

混凝土的养护是确保混凝土强度正常发展的重要因素, 现采用喷养护剂的办法进行, 以防出现早期收缩裂缩, 初期养护在切缝后进行, 养护剂喷洒必须均匀到位, 不能少喷和漏喷。其养护方法一般有两种:

5.1 塑料薄膜养生法

即在混凝土板做面完毕后, 均匀喷洒过氯乙烯等成胰液, 使形成不透气的薄膜保持膜内混凝土的水分, 保湿养生。但注意过氯乙烯树脂是有毒、易燃品, 应妥善防护。

5.2 湿治养生法

这是最为常用的一种养护方法。即是在混凝土抹面2h后, 表面有一定强度, 用湿麻袋或草垫, 或者20~30mm厚的湿砂覆盖于混凝土表面以及混凝土板边侧。覆盖物还兼有隔温作用, 保证混凝土少受剧烈的天气变化影响。在规定的养生期间, 每天应均匀洒水数次, 使其保持潮湿状态。

总之, 通过上述几方面的浅析, 在混凝土路面施工设计过程中, 必须严格规范操作程序, 保障水泥混凝土路面施工质量。

摘要：水泥混凝土路面作为高级路面的主要形式之一, 在我国高等级公路和一些区域的路基中愈来愈得到广泛的应用, 但仍存在诸多问题, 严重影响公路使用质量。因而要保证水泥混凝土路面具有良好的使用性能, 就要进行科学规范的施工设计。

关键词：水泥混凝土路面,质量,施工设计

参考文献

[1]公路养护技术规范 (JTJ073-96) [M].北京:人民交通出版社, 1996.

水泥混凝土路面设计 篇9

关键词：水泥混凝土,路面,结构设计,维修

道路的主体部分, 一个是路基, 一个是表面。前者属于一段规定了填充材料的道路内在基础部分, 被外层混凝土所包裹, 与路面一起承受上方的压力。路面则是这样一层坚硬的外壳, 由两层以上的材料组成。一方面它保护着里面的路基免受雨水和不平均压力的伤害, 另一方面, 内部的土层为外层提供后备支撑, 并减少了混凝土的作业量, 减少成本, 也具有一定保护环境的意义, 因为混凝土的使用实际上是一种对资源的消耗, 越少使用越好。

1 水泥混凝土路面设计中应该注意的几个问题

1.1 混凝土路面结构设计

设计的目的一个是保证通车情况, 另一方面在不影响使用水平的前提下节省不必要的浪费, 使各种性能达到最优。这也是路面设计是否合格的一项重要标准。设计要参考2002年出台的一项道路规范, 这里总结了过去几年对于道路设计的一些先进经验和科学的处理方法, 对于老旧的施工方法做出修整, 一些计算公式也增加考虑了实际因素的一些数值。能够更贴近真实的道路施工需要, 总结吸收了近年来最新的研究成果, 主要增加了路面结构可靠度设计和加铺沥青面层的设计方法, 并针对重荷载, 修正了应力计算公式, 拓宽了应力分析使用范围, 充实了连续配筋混凝土面层配筋方法, 细化了路面结构组合和材料组成性质参数要求, 修改了旧混凝土路面调查和评定方法, 还补充了交通分析方法。

由于路面的主要破坏性因素与必须面对的还是行车的时候造成的重力挤压。路面设计着重要考虑最大能够承受的重力。超过这个数值就会出现路面下沉, 扭曲变形, 甚至断裂, 塌陷。以下是道路路面需要使用的材料和成分比例, 这是通常情况下道路需要遵守的操作比例和构成形式, 具体数值参见表1。

水泥混凝土路面结构设计的任务是以最低的寿命周期费用提供一种在设计使用期内满足预定使用性能要求的路面结构。路面的设计使用期是指新建或改建的路面从开始使用至使用性能退化到预定的最低标准时的时间段。路面使用性能包括结构性能和功能性能, 在路面的使用期内随行车荷载和环境因素的不断作用而逐渐衰减, 路面在使用末期内不一定损坏到无法使用, 而是必须采取重大的措施 (例如加铺面层等) 以恢复其使用性能。路面使用初期的使用性能主要与施工技术水平和施工质量有关, 在行车荷载和环境因素的综合作用下, 其使用性能退化的速率主要与路面结构的物理性质有关。

水泥混凝土路面结构的设计内容主要包含结构、材料和表面特性, 主要分为以下七部分: (1) 行车道路路面结构的组合设计。根据当地的环境条件、交通要求和材料供应等情况, 选择路面的结构层次、各结构层次的类型和厚度以组合成能提供均匀、稳定支承、减轻或防止卿泥和错台等病害、承受预期车辆荷载作用、满足路面设计使用性能和运营费用要求的路面结构。 (2) 面层接缝构造和配筋设计。确定面层板块的平面尺寸, 选择和布置路面接缝的类型和位置, 设计接缝的构造 (传荷装置和填封) , 确定板内的配筋用量和钢筋布置。 (3) 路面排水设计。选择路面内部排水系统的布设方案, 确定各项排水设施的构造尺寸和材料规格要求。 (4) 路肩铺面结构层组合设计。选择路肩的结构层次、各结构层的类型和厚度。 (5) 面层厚度设计。确定为满足设计使用期内要求所需的混凝土面层厚度。 (6) 各结构层材料组成设计。选择合适的组成材料, 进行配合比设计以提供满足各结构层性能要求的混合料。 (7) 路面表面特性设计。进行路面结构的路面抗滑和降噪设计, 提供满足抗滑、低噪声要求的路面表面的技术措施。

1.2 结构厚度设计方法步骤

考虑混凝土路面的极限承载能力时, 路面结构的设计流程和方法与普通水泥混凝土有所不同, 基本可遵循下述步骤进行:

(1) 收集并分析交通参数。采集初始年日平均交通量和交通组成、轴载谱、历年交通量及交通组成, 确定方向分配系数和车道分配系数。在此基础上计算轴载换算系数和设计车道标准轴载日作用次数, 选定设计使用期和交通量平均增长率, 计算设计使用期内标准轴载的累计作用次数。根据重载车辆的轴载分布特征, 通过概率统计的方法, 推算设计期内对应不同出现概率的最大轴载值。

(2) 确定最不利车辆轴载值和温度梯度值。根据公路所在自然区划, 按规范给定的最大温度梯度值, 绘制该区的日温度梯度频率分布曲线。综合考虑车辆轴载与温度梯度, 得出一定总体保证率下对应的最不利车辆轴载值和温度梯度值。

(3) 初拟路面结构。按交通状况、环境 (气温和降水) 、土基 (土质、地下水位) 和材料供应等条件, 选择路面结构层次组合及各层的类型和材料组成, 拟定各结构层的厚度、面层板的平面尺寸及接缝类型和构造。

(4) 混合料组成设计及设计参数确定。设计面层和基层混合料的配合比, 试验确定混凝土的设计弯拉强度和弹性模量以及基层、垫层和土基的回弹模量。

2 水泥混凝土路面维修技术

公路随着时间增长问题就会依次暴露。因此除了做好循环修护工作之外, 加强保养, 创造新的保护措施也是十分积极的做法。对于已经产生的问题, 具体问题具体来对待, 对一些小的坑洞填平修护, 对于大型问题必要时要阻塞一部分路段, 制定时间和方案彻底性的修护达到可靠标准再进行放行。做好路障和标语措施, 一定要明显醒目。否则昏暗的天气或傍晚时, 由于能见度低, 可能会造成交通事故。一些重力承受较大, 交通量频繁的地段, 道路表面在必要时可以再加一层。这需要考虑资金、外部环境、道路寿命、是否有新建计划等方面来看, 加铺之前也有一些情况要调查, 大致如下: (1) 公路修建和养护技术资料。路面结构和材料组成、接缝构造及养护历史等; (2) 路面损坏状况。损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等; (3) 路面结构强度。路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度等; (4) 已承受的交通荷载及预计交通需求, 交通量、轴载组成及增长率等; (5) 环境条件。沿线气候条件、地下水以及路基和路面的排水状况等。特别要注意的是, 混凝土路面材料与材料中间会有施工必然会留下的缝隙, 留下的原因是对于热胀冷缩做一个缓冲, 防止道路内部压力不平均而断裂。这个缝隙是比较脆弱的, 会在使用过程中最先劳损破败, 这要求对于缝隙的填充材料要优质选择并且及时更补。不然会出现的状况有:在气温较冷的天气和季节, 混凝土自身收缩后孔隙变大, 降水和异物会趁机进入孔隙, 残留在里面, 腐蚀内部环境, 而在夏季膨胀的时候内部的异物与材料边缘互相争抢空间, 最终边缘将受到损害。修理办法也就是清除内部的残缺的填充液体和异物, 冲刷干净后加入新鲜的填充物。抹平。这个工作要制定一定的提前修理方案, 在一定的周期内完成。等到发现问题再处理, 往往就太晚了。填料应当操作的季节是春天和秋天, 其他季节应选择温度适中而干爽晴朗的天气。其他问题如坑槽, 意外的孔和洞产生的原因可能是混凝土自身不够纯净, 里面夹有木头碎屑, 垃圾等等, 行车通畅程度因此减弱。处理方法比较灵活, 对于较严重的伤害的一般针对聚集存在, 尺寸小于的损伤直接用沥青混凝土抹平。

参考文献

[1]陈建华.水泥混凝土路面施工技术浅谈[J].大众科技, 2009, 10 (4) :94-95.

水泥混凝土路面设计 篇10

水泥混凝土路面“白改黑”设计就是在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层, 使原来的混凝土刚性路面变为沥青柔性路面, 它是一种常用的、有效的路面修复技术, 具有工期短、对交通影响小等优点。近年来已在高速公路改扩建及城市道路工程中广泛应用。目前针对沥青路面上加铺沥青面层 (即“黑加黑”) 已有相关规范参考, 但对旧水泥混凝土路面“白改黑”则研究较少, 还没有形成一个完整的体系来指导设计与施工。因此, 本文结合新疆喀什高速公路旧水泥混凝土路面改造工程, 介绍旧水泥混凝土路面“白改黑”设计。

1 工程概况

新疆阿克苏至喀什高速公路第三合同段K1421+700～K1422+360段、1423+700～K1453+982.258段完全利用原有一级公路, 设计车速采用100km/h, 路基宽度采用25.5m, 原有一级公路为水泥混凝土路面。

本项目所在自然区划为绿洲、荒漠区 (Ⅵ2区) 。气候为暖温带大陆性干旱气候, 四季分明, 降水稀少, 蒸发量大, 无霜期长, 气候干燥, 年降雨量62.7毫米, 年平均气温11.7℃, 年极端最高气温40.1℃, 年极端最低气温-24.4℃。

路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论。沥青混凝土路面设计采用以双轮组单轴轴载100KN为标准轴载, 设计年限15年, 累计当量轴次1656×104。

2 旧路检测情况

2.1 通过对K1420+000-K1460+000段混凝土路面外观进行检测和调查得出, 其典型损害为开裂类 (横向裂缝、纵向裂缝) 及表面集料磨光、露骨;部分段落断板率较大, 坏缝率较小。横向裂缝主要有温缩裂缝和反射裂缝, 结合该地区的气候和交通状况, 本路段四季气候变化明显, 差异较大, 其特点:冬季漫长严寒, 沥青混合料低温时虽然强度很高, 但因沥青的粘结性降低而脆性增强;夏季短暂炎热, 混合料随着温度的升高, 其强度显著降低, 在交通荷载的循环耦合作用下, 导致面层内部剪应力过大而产生损坏。纵向裂缝, 主要是疲劳裂缝或由于该路段修建时基层施工缝搭接不良, 基层沉降横向分布不均匀所致。表面露骨, 主要由于长期交通荷载作用下对路面的损伤引起。

2.2 对K1420+000-K1460+000段混凝土路面强度进行检测, 回弹强度均大于40Mpa, 满足强度要求。

2.3 本项目全线回弹弯沉最小平均值5.84 (0.01mm) , 最大平均值9.73 (0.01mm) , 最小代表值10.8 (0.01mm) , 最大代表值16.6 (0.01mm) 。

综上所述, 本检测路段路面存在的主要病害经过分析病害的主要原因有交通、气候、超载重载和车况影响。根据旧路检测情况确定了“白改黑”设计方案, 即在完成对旧路路面处治的基础上, 加铺9cm厚沥青混凝土罩面层。

3“白改黑”设计方案

3.1 旧水泥混凝土路面加固处治方案

3.1.1 混凝土板块结构加强处理

对于已被压烂、压碎, 不能继续使用的个别混凝土板, 则必须将旧板彻底砸除, 将混凝土石渣挖出外运, 然后重新浇注标号不低于原路面的水泥混凝土, 对于部分存在底板脱空的混凝土面板, 采用板底压浆的方法。压浆的质量控制及工艺按照以下要求进行。

(1) 压浆孔的大小应和压注嘴的大小一致, 压浆孔的布设根据路面板的大小、沉降量、裂缝状况以及压浆机械、压浆压力来确定, 一般情况下, 钻孔按6个孔布设。压浆孔距板边的距离80～100厘米左右, 应达到贯穿水泥混凝土面板并深入基层约10～15厘米的位置, 原则上深度应尽可能大, 但以不穿透基层为度。 (2) 采用压力压浆机或压浆泵进行压浆, 压浆时应注意压注嘴与压浆孔的紧密结合, 使得压浆压力能够控制在2～5MPa之间, 初始压浆阶段可适当增加压力, 后阶段逐渐进行降压调整至稳定压力。 (3) 压浆完毕, 立即用木楔封住压浆孔, 待浆体初凝后除去木楔, 用高标号砂浆封孔, 养生1天 (24h龄期抗压强度不小于5MPa) 后检测压浆效果。 (4) 压浆效果检测, 采用FWD逐板检测板角处的弯沉, 根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30μm且单点弯沉小于0.14mm、相邻板块的弯沉差小于0.06mm后, 质量合格, 否则进行复灌, 直至符合要求。

工程量计算方面, 由于水泥混凝土板块下脱空情况较为复杂, 同一路段不同板块灌浆量也存在很大区别, 工程量以实际发生量为准。

3.1.2 混凝土板纵横缝、微裂缝处理

利用现状原水泥板块的路段, 板块的横缝、纵缝、微裂缝以及修补后的接缝采用贴0.5m宽应力吸收贴的抗反射裂缝的措施。应力吸收贴应该选用以抗折性能好、拉伸强度高、能永久防腐增强纤维为基料, 覆盖经过特色配比加工的高性能粘弹材料, 上表面散布单一粒径细砂的产品。

裂缝维修根据损坏严重程度分别处治, 当板内有裂缝且板内无错台时, 则不需要换板, 只进行裂缝维修或混凝土板加固处理即可。

3.2 加铺沥青层结构设计

综合考虑项目所在区域的交通特点、气候条件以及本项目新建沥青路面结构, K1421+700～K1422+360、K1423+700～K1452+850段沥青加铺层考虑4cm厚中粒式改性沥青混凝土AC-16 C上面层+5cm中粒式改性沥青混凝土AC-20 C下面层。

3.3 沥青路面竣工后验收标准

主线沥青路面竣工后路表弯沉值应小于21.6 (0.01mm) , 高温不利季节应小于22.4 (0.01mm) 。

路面抗滑标准竣工验收值:横向系数SFC60≥54;构造深度TC≥0.55 (mm) 。

4 结束语

本文结合新疆喀什高速公路旧水泥混凝土路面改造工程实例, 在对旧路检测报告及各种技术资料调查的基础上, 依据国内外现有工程的设计、施工经验及理论分析结果, 提出喀什高速公路旧水泥混凝土路面上沥青混合料加铺层的结构设计方案, 总结了旧水泥混凝土路面加固处治方案。对以后类似水泥混凝土路面“白改黑”工程设计有一定的借鉴意义

摘要：本文结合新疆阿克苏至喀什高速公路旧水泥混凝土路面改造工程实例, 介绍水泥混凝土路面“白改黑”设计, 为高速公路旧混凝土路面改造加铺沥青层设计提供参考。

关键词：旧水泥混凝土路面,沥青加铺层,白改黑

参考文献

[1]张卫国, 等.新疆阿克苏至喀什高速公路第三合同段设计文件[Z].中交公路规划设计院有限公司, 2010 (6) .

[2]何雄伟.武黄高速公路加铺沥青工程创新与实践[J].交通科技, 2005 (1) .

水泥混凝土路面基层材料研究 篇11

【关键词】路面病害；基层材料；选择；施工

1.水泥混凝土路面破坏的原因分析

虽然水泥混凝土路面有其独特的优越性，道路的设计标准也在不断提高，但是随着社会的进步，交通事业的快速发展，日益加大的交通量（主要表现在：车辆荷载不断增加，车辆的速度不断加快）使路面所承受的竖向压力和水平推力大大增加，对路面的危害也大大加强，特别使三缝病害加剧并难以控制。

所谓三缝是指施工时期由于混凝土收缩产生的裂缝、预留胀缝和缩缝切缝。三缝产生病害的共同特点是：雨雪水通过缝隙灌入缝内，渗入基层破坏了基层的强度，造成板底基层材料的水稳定性降低，久而久之导致局部沉陷，路面层受荷载时底部就会产生过大的弯拉应力，出现不均匀沉降，在荷载的重复作用下，使混凝土路面产生裂缝、断裂、甚至完全破坏。在病害形成的多种原因中，唧泥是引发病害的主要根源，唧泥是指板接（裂）缝或边缘下的基层细粒料被渗入缝下并积滞在板底的有压水从缝中或边缘处唧出，并由此造成板底面与基层顶层间出现局部范围的脱空，接缝填缝料失效。基层材料不耐冲刷，接缝传荷能力差和重载反复作用是引起唧泥的主要原因。

2.以往水泥混凝土路面基层使用材料的分析

多年来，我国修建的水泥混凝土路面基层多采用水泥稳定土、石灰稳定土、石灰稳定工业废渣等。尽管《水泥混凝土路面设计规范》中指出：“在特重和重交通的公路上，或冰凍地区的潮湿路段及其它地区的过湿路段上，不宜采用石灰土做基层。”但由于石灰稳定土基层施工工艺简单，原材料来源多，造价低等原因，石灰稳定土基层还是广泛被应用于水泥混凝土路面的施工中。通过对城镇及国、省道路的使用情况进行观察调查分析，石灰稳定土（或水泥稳定土）虽然能满足基层的强度要求，但其水稳定性较差，干缩裂缝也比较严重，通车后在比较短的时间内，由于上述的原因就会发生板缝唧浆、掏空、断板病害，从而造成路面破坏。

3.水泥混凝土路面基层材料的合理选择与施工

3.1基层材料的作用与分类

水泥混凝土面层下通常设置基层和垫层，主要有以下几方面的作用。

3.1.1防唧泥

混凝土面层直接放在路基上，会由于路基塑性累计变形量大，细料含量多和抗冲刷能力低而极易产生唧泥现象。铺设基（垫）层后，可减轻以至消除唧泥的产生。

3.1.2防冰冻

可以减少路基的冰冻深度。

3.1.3防水

可以排除进入面层板下的水分，以及隔断地下水毛细上升。

3.1.4减少路基顶面的压力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响

用于水泥混凝土路面的基层和垫层类型可分为粒料类（碎石、砂砾等）、稳定类（水泥、石灰或沥青稳定粒料或土）和素混凝土三大类。

3.2基层材料的选择与施工

通过对水泥混凝土路面基层破坏的原因分析，本着经济、合理和实用的原则，我们选择不同的材料进行了大量的试验工作，提出了二灰碎石方法、煤矸石方法和水泥粉煤灰方法等三种基层材料构成方法。其中作为承重层的基层材料，我们认为在安阳地区选用二灰碎石方法比较合适。二灰碎石能很好地缓解裂缝的发展，对改进路面的破坏起到很大的作用。二灰碎石拌和摊铺后有一定孔隙，水稳定性好，有少量的水灌入时它可自行吸纳，不会形成面板底面与二灰碎石界面存水现象，这一部位不存水，唧浆病害就不会发生。如果再选用15cm贫混凝土做为垫层，效果会更好，即使有水灌入，板底界面缝隙很小，不会大量存水，且上下层材料都是刚度较高的板体，有少量的存水也无浆无唧，从而避免了由于唧泥的原因使路面破坏的现象。在施工中应根据石灰和粉煤灰的特性，合理安排施工。根据粉煤灰含有大量的SiO2、Al2O3等能反应产生凝胶的活性物质，它们在粉煤灰中以球形玻璃体的形式存在，这种球形玻璃体比较稳定，表面又相当致密，不易水化，二灰碎石的早期反应主要是石灰与水和空气的反应，形成早期强度，因此，要求石灰必须经过充分的消解、过筛，保证消解后的石灰不含有灰块和生石灰块。对于二级及二级以下等级的公路，石灰的有效氧化钙和氧化镁含量必须满足不低于三级石灰。对于二级以上的公路要求石灰有效氧化钙和氧化镁含量必须满足不低于二级石灰。在选用粉煤灰时，一定要选择多家进行比较，要特别注重三个方面的要求：（1）粉煤灰中的含碳量，含碳量是指在800 ~900℃温度下能烧失的量，由于粉煤灰中的含碳量过多会影响其活性，虽然在我国《公路路面基层施工技术规范》中对烧失量未作具体规定，但是室内试验表明，含碳量超过约30%，就会对混合料的强度有明显影响，因此粉煤灰的烧失量一般应小于20%。（2）氧化物含量（SiO2+Al2O3+Fe2O3）。粉煤灰中氧化物的含量对二灰碎石的强度有明显的影响。粉煤灰中氧化物含量越大，二灰混合料的抗压强度越高，因此，氧化物的含量要大于70%。（3）细度。粉煤灰颗粒的粗细直接影响与石灰反应生成物的数量，从而影响混合料的强度，粉煤灰的颗粒愈细，比表面积越大，粉煤灰的活性愈强，从而加大了反应速度，提高了混合料的抗压强度。根据我们当地的粉煤灰试验结果： SiO2+Al2O3+Fe2O3含量为89. 4%，烧失量为13. 2% ，比表面积为2650g/cm3，可充分满足施工的要求，保证工程质量。

由于粉煤灰的反应速度比较慢，在较长的时间内应保持有充分的水份，所以必须保证良好的养护，合理选择养护期。根据我们实验室做不同龄期的无侧限强度试验及路上取芯做强度试验，二灰碎石施工完成后的养护时间应不少于14天。

几年来根据县乡村村通公路的国家政策和时代的发展，为更好地适应当前的形式，在针对县乡路的修筑中，本着“就地取材，因地制宜”的原则，在充分考虑路面基层刚度、强度、稳定性等因素下，我们大胆选用煤矸石作为路面基层，并进行了大胆的尝试。

4.结束语

水泥混凝土路面的基层材料不论选择何种材料，都应该在防唧泥、防冰冻、防水、减小路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响几个方面上认真考虑，同时应结合本地的实际情况，综合混合料在强度、抗裂和经济几方面的特点，进行对比筛选，确定设计施工方案。水泥混凝土路面基层材料的选择，首先要有良好的水稳定性和一定的刚度、强度；其次要充分考虑“因地制宜，就地取材”的原则，尽量降低工程造价，不同的材料用于不同的路面基层，由于各地方的情况不尽相同，一种新型材料的运用必须经过大量的试验，才能用于道路的施工，避免出现浪费，给国家造成损失。■

【参考文献】

［１］赵永国.公路灾害防治与新技术应用［M］.北京:人民交通出版社.2004.

水泥混凝土路面设计 篇12

由于路面接缝的存在, 会破坏水泥混凝土路面的整体性, 基于路基路面协调变形和路面结构的非对称性, 本文建立了路基路面的三维有限元分析模型来对路面设计问题进行分析。在该三维有限元分析模型中, 在路面面层板四周、基层与路基侧面, 以及路基底面均设置有位移值为零的法向约束。[1]综合考虑到路基分析尺寸以及水泥混凝土路面基层超宽尺寸对分析结果的影响, 本文所采用的水泥混凝土路面的材料与结构参数, 详见下表1所示。

同时, 本文还采用了正交试验设计方法, 对水泥混凝土路面的相关设计参数进行组合, 以此分析路面结构参数对路基路面协调变形的影响。在正交试验中, 对面层厚度、基层厚度、底基层厚度、面层模量、基层模量以及路基模量这六个结构参数量分别设计了5种考察水平, 详见下表2所示。

对上表2中的结构参数量和考察水平进行参数组合和方差分析。在显著性水平为0.05的条件下, 当进行板底弯拉应力试验指标的方差分析时, 只有路基模量具有显著性;当进行路基工作区深度试验指标的方差分析时, 只有面层厚度具有显著性。由此可知, 以上6个结构考察因素中, 只有路基回弹模量、路面面层板厚度这两个因素对路基应力有着明显的影响。因此, 应在混凝土路面设计时尽量弱化其它结构参数指标, 而应当将路基模量与面层厚度作为路面设计的重点进行考虑。

2 路基工作区深度的确定

近年来, 随着我国交通事业的迅速发展, 路面出现重载乃至超重载的情况时有发生, 路基工作区的深度必然会加深。[2]由于路基工作区深度范围内土体的稳定性以及强度, 对于整个路面结构的稳定性以及行车安全都有着重要的影响。因此, 必须对路基工作区深度进行重新划定, 这对于当前指导水泥混凝土路面正确和有效的设计有着重要的意义。

通过上文中的正交试验分析可知, 当进行路基工作区深度试验指标的方差分析时, 只有面层厚度具有显著性。在下图1中, 即为不同路面厚度时的路基工作区深度。从右图1中可以看出, 不同路面厚度对路基工作区深度有着较大的影响。当车辆荷载应力与路基自重应力比值为0.1时, 路基工作区深度在2.1~2.6m之间;当车辆荷载应力与路基自重应力比值为0.2时, 路基工作区深度在1.0~1.4m之间。同时, 还可看出在路基的浅层约0~1.5m的范围以内, 其荷载压应力的变化幅度很大, 而随着路基深度的不断增加, 荷载压应力变化幅度会逐渐减少。

3 路面的疲劳寿命分析

考虑到水泥混凝土路面设计中的各因素, 对路面结构所造成的最终影响都反映为路面的损坏, 而路面损坏多属于疲劳损坏。因此, 本文还分析和探讨了面层厚度与路基模量这两个结构设计因素, 对路面疲劳寿命的影响。

3.1 面层厚度对路面疲劳寿命的影响

在右图2中, 即为不同水泥混凝土路面厚度时的应力应变情况。从图中可看出, 当路面厚度由18cm提高到32cm时, 路面的压应力会逐渐2200KPa降低到1400KPa。这是因为面层板具有较好的刚度与荷载扩散性, 当面层厚度增加时, 也会相应的改善路基与基层的受力情况。

在右图3中, 即为不同面层厚度与路面疲劳寿命的变化曲线。从图中可以看出, 当面层厚度增加时, 面层板底的拉应力降低, 水泥混凝土路面的疲劳寿命次数增加, 并呈现为明显的非线性关系。而且在面层较薄部位 (18~22cm) , 疲劳寿命次数增长幅度较小;随着面层厚度的增加 (22~34cm) , 疲劳寿命次数增长幅度也逐渐加大。由此也可得出, 路面面层板厚度的增加能明显提高路面的疲劳寿命。

3.2 路基模量对路面疲劳寿命的影响

在右图4中, 即为不同路基模量与路面疲劳寿命的变化曲线。从图中可以看出, 当路基模量逐渐由30MPa增加到80MPa的过程中, 水泥混凝土板的底拉应力降低, 路面疲劳寿命提高, 并表现为明显的非线性变化关系。而且当路基回弹模量较小 (30~40MPa) 时, 路面疲劳寿命的增长幅度较小;当路基回弹模量较大 (40~80MPa) 时, 路面疲劳寿命的增长幅度也变得更为明显。由此可知, 路基回弹模量的增加能明显提高路面的疲劳寿命。

综合以上分析结论, 在重载和超载的交通条件下, 可以通过增加水泥混凝土路面的面层厚度与路基弹性模量, 来实现路面疲劳寿命的增加。但是综合考虑到经济因素、结构受力要求等多方面因素, 在路面设计时并不宜过于追求过高的路基弹性模量和过厚的路面面层板。[3]笔者参考多方面研究资料, 并结合经济因素和上述分析结果, 建议路基回弹模量适应控制在40~80MPa之间, 而路面面层板厚度则应控制在28~30cm为宜。

4 结论

本文基于路基路面协调变形理论, 通过有限元分析模型和正交试验设计方法, 对水泥混凝土路面的相关设计参数进行了分析与计算, 得出了以下结论:

(1) 有限元分析模型和正交试验设计方法的计算分析表明, 路面结构设计参数中, 只有路基回弹模量、路面面层板厚度这两个因素对路基应力有着明显的影响。因此, 需要将这两个因素作为水泥混凝土路面设计的重点进行考虑。

(2) 当车辆荷载应力与路基自重应力比值为0.1时, 路基工作区深度在2.1~2.6m之间;当车辆荷载应力与路基自重应力比值为0.2时, 路基工作区深度在1.0~1.4m之间。考虑到近年来我国水泥混凝土路面重载情况和超载状况的日益增加, 建议将路基工作区深度确定为1.5m。

(3) 重载和超载的交通条件下, 可以通过增加水泥混凝土路面的面层厚度与路基弹性模量, 来实现路面疲劳寿命的增加。但考虑到经济因素, 建议路基回弹模量适应控制在40~80MPa之间, 而路面面层板厚度则应控制在28~30cm为宜。

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部.公路水泥混凝土路面设计规范JTGD40-2011[S].北京:人民交通出版社, 2011.

[2]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社, 2005∶35-39.