水泥混凝土路面设计浅析

［摘要］近些年，我国的交通事业朝着全面、现代化的方向发展，公路建设形成以提高公路的等级为主，跟进公路维护管养为辅。由于拥有高强度、耐久性好等众多优点，水泥混凝土路面被广泛使用在公路、城市道路的建设中。本文基于现行的国家和行业规范，介绍并探讨路面设计的流程和施工中的问题。

［关键词］水泥混凝土路面设计

前言

水泥混凝土路面（CCP）包括普通混凝土路面、装配式混凝土路面等，目前，广泛采用的是普通混凝土路面（多以就地浇筑为主）。水泥混凝土路面设计主要涵盖有以下内容：路面结构组合设计，路面平面尺寸、接缝与路肩设计，配筋设计（可省略），材料组合设计（可省略），路面厚度设计，排水设计等，其中，配筋设计和材料组成设计在初步设计阶段一般无须进行。此外我国目前的设计是基于弹性地基—小挠度薄板理论。

1结构组合设计

[1][2]主要任务是基于路基的基本状况及公路等级、交通荷载等级、自然环境条件等条件决定的，选定基层的层数（是否需要设置底基层）、材料（级配碎石、水泥稳定碎石、沥青稳定碎石等），确定面层混凝土路面类型（JPCP、JRCP等）、层数（多层板及复合式路面）如表1所示。表1面板要求面层类型适用条件；普通混凝土面层各级公路；连续配筋的混凝土面层高速公路；复合式路面特重交通的高速公路；碾压混凝土面层二级、二级以下公路；钢纤维混凝土面层标高受限路段、混凝土加铺层；混凝土预制块（异形块等）面层服务区的停车场、公路（二级及以下）的桥头引道沉降未稳定段。

2平面尺寸、接缝及路肩设计

在确定采用普通混凝土路面后，其主要任务是确定板宽或分幅施工宽度，确定横缝（缩缝）间距，确定设置胀缝的位置和形式及与其他路面相衔接的端部构造形式，确定与桥梁连接的形式，确定拉杆和传力杆的设置方案，选定路肩类型、材料和组合形式。

2.1路面平面形状与尺寸

路面的平面尺寸的选择上，考虑到受力状况的均衡和改善，应最好接近于正方形。大多数情况下，板宽和板长之比在1：1.3以内。

2.2纵缝间距与横缝间距

常用的路面板横向接缝共有3种：胀缝、缩缝和施工缝，为胀缝构造示意图。纵缝可以做成假缝，还有平头接缝的形式，近年来，不少国外流行的形式也传入国内。纵缝通常按车道宽度等其他一些因素确定。高速公路和一级公路（含路缘带），板宽可由车道和路缘带的宽度确定，一般取4～6m。

3路面厚度设计

主要任务是计算并确定路面各层厚度，一般是假定其它层层厚，求算面板厚度。

3.1计算模型及其适用

3.1.1假定与方案

（1）基层板和面层板两者的尺寸允许不相等；（2）为了结果的准确可靠，荷载应力的问题，多采用有限单元法来解决。在分析中，将基层板与面层板视作立方体弹性单元。强调一是层间水平且光滑，二是竖向受压连续但不受拉；（3）温度翘曲应力，多采用近似解析法。薄板假定，认为基层板与面层板的层间用竖向线性弹簧相连。

3.1.2路面结构分析—三种力学模型

（1）弹性地基—单层板模型可适用于粒料基层上混凝土面层和旧沥青路面加铺混凝土面层；面层板底面以下的部分视作弹性地基。（2）弹性地基—双层板模型可适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层和旧混凝土路面上加铺的分离式混凝土面层。（3）复合板模型可适用于两种不同性能材料组成的面层或基层复合板。

3.2弹性地基的综合回弹模量

3.2.1假定与区别

（1）对于单层的路面板，若以粒料类作基层时，将粒料层及其以下层看作地基（包含粒料层本身）；（2）对于单层的路面板，若以非粒料层为基层时，将基层以下各层看作地基（不含基层本身）；（3）结合式双层板（加铺分离式或结合式板），无论基层材料，将基层以下各层看作地基；（4）对于旧沥青的路面，若加铺水泥混凝土路面板，应以旧路面顶测试的指标换算出当量回弹模量。

3.2.2参数选择与计算

综合回弹模量对于不同力学模型，均可采用相同的回归计算公式，可参考现行设计规范。

4排水设计

主要任务是与路基排水相衔接和统一，将水泥混凝土路面排水和路基排水有机的统一在一起，考虑路表、中央分隔带、路面结构内部排水等多种排水方式组合在一起的方案，确定沟管孔径和构造尺寸，进行水力验算以验证其是否满足功能要求，并按技术经济性做出决策，具体可参照《公路排水设计规范》（JTG/TD33）。

5结语

以上为水泥混凝土路面设计的主要设计内容，严格按照规范要求，结合实际情况，完成设计任务。同时，还应强调施工工艺与质量道路工程的重要性，双管齐下，保证道路满足功能要求。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.JTGD40-2011公路水泥混凝土路面设计规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2011.

[2]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/TD33-2012公路排水设计规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，

作者：丁鹤洋 单位：安徽理工大学土木建筑学院