發布時間：2022-07-23 04:39:36
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇混凝土道路設計探討，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
作者：宋高嵩 于曉坤 徐闖 單位：黑龍江工程學院 東北林業大學 公路設計院
1水泥混凝土路面設計選用可靠度理論的意義
路面的結構可靠度是指在規定的時間內,在規定條件下,路面使用性能滿足預定水平要求的概率。新水泥路面設計規范選定的水泥混凝土結構設計方法,僅考慮滿足路面的結構性能要求,并以行車荷載和溫度梯度綜合作用產生的疲勞斷裂作為設計標準。因而,混凝土路面結構可靠度也可定義為,在規定的設計基準期內,在規定的交通和環境條件下,行車荷載疲勞應力和溫度梯度疲勞應力的總和不超過混凝土彎拉強度的概率。水泥混凝土路面結構是由各種混合料構成的組合結構,一般包括土基、基層、墊層和面層組成一個整體結構。因此,這個整體結構在使用過程中,任何一個部分受到損害,都將影響整體結構的性能。從路面結構設計的功能要求來看,必須使路面整體結構具有足夠的強度和剛度、足夠的穩定性和耐久性、良好的表面平整度和表面的抗滑性能等要求。以往的路面結構設計方法是輸入給定的材料和結構參數、交通參數以及環境參數,通過結構分析,得到在設計年限內滿足預定使用要求所需要的結構層厚度的確定值。然而,由于路面結構是用混合材料在現場修筑而成的,材料性質的不均勻性及路面結構(幾何尺寸和特性)的不均勻性,使路面結構的物理力學性能和使用性能有很大的不確定性;同時,路面結構設計理論和計算公式,同路面結構實際使用狀況很大差異。運用結構可靠性理論分析路面結構可靠度,對上述的各種不確定性因素都加以合理的考慮,使其結構設計更符合實際。
2水泥混凝土路面設計參數變異水平等級確定
水泥混凝土路面結構的參數主要有路面厚度(幾何尺寸)、混凝土彎拉強度、彈性模量、基層頂面綜合回彈模量和結構的疲勞壽命等。水泥混凝土路面結構層厚度的變異性,可以通過水準儀測厚和鉆芯測厚的方法取得基本數據。在此基礎上進行分析,它的變異系數值分為低、中、高3級水平,其數值列于表1,面板厚度的概率分布類型,可采用正態分布或對數正態分布。混凝土彎拉強度和彈性模量的變異性,可采用標準小梁試件測強法和鉆芯測劈裂強度,以及標準小梁試件測彎拉模量等取得基本數據。基層頂面綜合回彈模量可采用彎沉測定。水泥混凝土強度бs和彈性模量Ec的相關性對路面結構可靠度的影響很明顯,Ps隨著бs-Ec的相關系數的增大而增大。若бs-Ec的相關系數為0~1時,路面結構可靠度Ps相差2~8個百分點。因此,бs-Ec的相關性應予以考慮,其相關系數一般可取為0.5。動荷效應參數S變異性水平與路面結構可靠度Ps關系是只有當其它結構參數變異性較小(或者說Ps值較大)時,S的變異性對Ps的影響稍明顯。但若動效應的變異系數δs變化5個百分點時,使Ps的變化仍不足0.5個百分點。因此,運荷效應實測結果的分析,其變異系數δs在0.20~0.25。基層頂面綜合路基回彈模量Er的變異性對路面結構可靠度Ps的影響比水泥混凝土強度和模量以及板厚的變異性影響小得多,若地基回彈模量的變異系數δ在0.20~0.50范圍內時,對Ps的影響只有1個百分點。
3水泥混凝土路面設計中的問題淺析
3.1水泥混凝土路面設計目標可靠度的分析公路工程結構的設計安全等級為3個等級,路面工程的安全等級僅考慮高速公路、一級公路和二級公路的路面,相應的安全等級要求規定為一級、二級和三級。為三級和四級公路路面增加一個設計安全等級———四級,并規定了相應的設計基準期為20a;而設計安全等級為四級的路面結構的目標可靠指標和目標可靠度,系按前三級的數值級差遞降得到的。按施工技術、施工質量控制和管理要求達到和可能達到的具體水平,選用其他等級。降低選用的變異水平等級,須增加混凝土面層的設計厚度要求;而提高選用的變異水平等級,則可降低混凝土面層的設計厚度或混凝土的設計強度要求。可通過技術經濟分析和比較予以確定。但對于高速公路的路面,為保證優良的行駛質量,不宜降低變異水平等級。材料性能和結構尺寸參數的變異水平等級,按施工技術、施工質量控制和管理水平分為低、中、高三級。由滑模或軌道式施工機械施工,并進行認真、嚴格的施工質量控制和管理的工程,可選用低變異水平等級。由滑模或軌道式施工機械施工,但施工質量控制和管理水平較弱的工程,或者采用小型機具施工,而施工質量控制和管理認真、嚴格的工程,可選用中低變異水平等級。采用小型機具施工,施工質量控制和管理水平較弱的工程,可選用高變異水平等級。設計時,可依據各設計參數變異系數值在各變異水平等級變化范圍內的情況選擇可靠度系數。目標可靠度是所設計路面結構應具有的可靠度水平。它的選取是一個工程經濟問題:目標可靠度定得較高,則所設計的路面結構較厚,初期修建費用較高,但使用期間的養護費用和車輛運行費用較低;目標可靠度定得較低,初期修建費用可降低,但養護費用和車輛運行費用需提高。通常采用“校準法”來確定目標可靠度。“校準法”是對按現行設計規范或設計方法設計的已有路面進行隱含可靠度的分析,參照隱含可靠度制定目標可靠度,則所設計的路面結構接納了以往的工程設計和使用經驗,包含了與原有設計方法相等的可接受性和經濟合理性。
3.2交通量計算取值的分析軸載換算公式是以等效疲勞斷裂損壞原則導出的。對于同一路面結構,軸載和標準軸載產生相同疲勞損耗時,才能等效換算。在交通調查分析雙向交通的分布情況時,應選取交通量方向分配系數,一般可取0.5;并依據設計公路的車道數,確定交通量車道分配系數(應剔除2軸4輪以下的客、貨車交通量),即為設計車道的年平均日貨車交通量ADTT,然后用軸載當量換算系數法或車輛當量軸載系數法求得Ns,再根據設計基準期t和輪跡分布系數、交通量增長率求得累計作用次數Ne,確定交通分級。
3.3水泥混凝土路面結構組合的設計分析對于路基用土,高液限粘土及含有機質細粒土,不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路的上路床填料;高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于3%的低液限粘土,不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時,應摻加石灰或水泥等結合料進行改善。對于基層材料選擇時,特重交通適宜貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土時,設計計算應按復合式路面分析,且強度以試驗為準。對水泥混凝土面層下基層的首要要求是抗沖刷能力。不耐沖刷的基層表面,在滲入水和荷載的共同作用下,會產生唧泥、板底脫空和錯臺等病害,導致行車的不舒適,并加速和加劇板的斷裂。混凝土面層下采用貧混凝土基層,主要是為了增加基層的抗沖刷能力,并不要求它有很高的強度。高強度的貧混凝土并不能使面層厚度降低很多,反而會增加混凝土面層的溫度翹曲應力,并產生會影響到面層的收縮裂縫。另外,新規范取消了基層頂面綜合模量的規定值的要求。對于面層板來說,我國絕大部分混凝土路面的橫向縮縫均未設傳力桿。不設傳力桿的主要原因是施工不便。但接縫是混凝土路面的最薄弱處,唧泥和錯臺病害,除了基層不耐沖刷外,接縫傳荷能力差也是一個重要原因。同時,在出現唧泥后,無傳力桿的接縫由于板邊撓度大而容易迅速產生板塊斷裂。此外,接縫無傳力桿的舊混凝土面層在考慮設置瀝青加鋪層時,往往會因接縫傳荷能力差易產生反射裂縫而不得不加大加鋪層的厚度。為了改善混凝土路面的行駛質量,保證混凝土路面的使用壽命,便于在使用后期鋪設加鋪層,新規定了在承受特重和重交通的普通混凝土面層的橫向縮縫內必須設置傳力桿。另外,新規范僅強調了在鄰近橋梁或其他固定構造物處設置脹縫,取消了變坡點、小半徑曲線設脹縫的限制,使行車更順暢。
4結束語
綜上所述,在公路水泥混凝土路面設計中,還有許多問題,只有認真研究設計規范,并結合生產實際,才能設計出經濟合理的路面結構。
作者：楊建義
道路的主體部分，一個是路基，一個是表面。前者屬于一段規定了填充材料的道路內在基礎部分，被外層混凝土所包裹，與路面一起承受上方的壓力。路面則是這樣一層堅硬的外殼，由兩層以上的材料組成。一方面它保護著里面的路基免受雨水和不平均壓力的傷害，另一方面，內部的土層為外層提供后備支撐，并減少了混凝土的作業量，減少成本，也具有一定保護環境的意義，因為混凝土的使用實際上是一種對資源的消耗，越少使用越好。
1水泥混凝土路面設計中應該注意的幾個問題
1.1混凝土路面結構設計設計的目的一個是保證通車情況，另一方面在不影響使用水平的前提下節省不必要的浪費，使各種性能達到最優。這也是路面設計是否合格的一項重要標準。設計要參考2002年出臺的一項道路規范，這里總結了過去幾年對于道路設計的一些先進經驗和科學的處理方法，對于老舊的施工方法做出修整，一些計算公式也增加考慮了實際因素的一些數值。能夠更貼近真實的道路施工需要，總結吸收了近年來最新的研究成果，主要增加了路面結構可靠度設計和加鋪瀝青面層的設計方法，并針對重荷載，修正了應力計算公式，拓寬了應力分析使用范圍，充實了連續配筋混凝土面層配筋方法，細化了路面結構組合和材料組成性質參數要求，修改了舊混凝土路面調查和評定方法，還補充了交通分析方法。由于路面的主要破壞性因素與必須面對的還是行車的時候造成的重力擠壓。路面設計著重要考慮最大能夠承受的重力。超過這個數值就會出現路面下沉，扭曲變形，甚至斷裂，塌陷。以下是道路路面需要使用的材料和成分比例，這是通常情況下道路需要遵守的操作比例和構成形式，具體數值（表略）。水泥混凝土路面結構設計的任務是以最低的壽命周期費用提供一種在設計使用期內滿足預定使用性能要求的路面結構。路面的設計使用期是指新建或改建的路面從開始使用至使用性能退化到預定的最低標準時的時間段。路面使用性能包括結構性能和功能性能，在路面的使用期內隨行車荷載和環境因素的不斷作用而逐漸衰減，路面在使用末期內不一定損壞到無法使用，而是必須采取重大的措施(例如加鋪面層等)以恢復其使用性能。路面使用初期的使用性能主要與施工技術水平和施工質量有關，在行車荷載和環境因素的綜合作用下，其使用性能退化的速率主要與路面結構的物理性質有關。水泥混凝土路面結構的設計內容主要包含結構、材料和表面特性，主要分為以下七部分：(1)行車道路路面結構的組合設計。根據當地的環境條件、交通要求和材料供應等情況，選擇路面的結構層次、各結構層次的類型和厚度以組合成能提供均勻、穩定支承、減輕或防止卿泥和錯臺等病害、承受預期車輛荷載作用、滿足路面設計使用性能和運營費用要求的路面結構。(2)面層接縫構造和配筋設計。確定面層板塊的平面尺寸，選擇和布置路面接縫的類型和位置，設計接縫的構造(傳荷裝置和填封)，確定板內的配筋用量和鋼筋布置。(3)路面排水設計。選擇路面內部排水系統的布設方案，確定各項排水設施的構造尺寸和材料規格要求。(4)路肩鋪面結構層組合設計。選擇路肩的結構層次、各結構層的類型和厚度。(5)面層厚度設計。確定為滿足設計使用期內要求所需的混凝土面層厚度。(6)各結構層材料組成設計。選擇合適的組成材料，進行配合比設計以提供滿足各結構層性能要求的混合料。(7)路面表面特性設計。進行路面結構的路面抗滑和降噪設計，提供滿足抗滑、低噪聲要求的路面表面的技術措施。
1.2結構厚度設計方法步驟考慮混凝土路面的極限承載能力時，路面結構的設計流程和方法與普通水泥混凝土有所不同，基本可遵循下述步驟進行：(1)收集并分析交通參數。采集初始年日平均交通量和交通組成、軸載譜、歷年交通量及交通組成，確定方向分配系數和車道分配系數。在此基礎上計算軸載換算系數和設計車道標準軸載日作用次數，選定設計使用期和交通量平均增長率，計算設計使用期內標準軸載的累計作用次數。根據重載車輛的軸載分布特征，通過概率統計的方法，推算設計期內對應不同出現概率的最大軸載值。(2)確定最不利車輛軸載值和溫度梯度值。根據公路所在自然區劃，按規范給定的最大溫度梯度值，繪制該區的日溫度梯度頻率分布曲線。綜合考慮車輛軸載與溫度梯度，得出一定總體保證率下對應的最不利車輛軸載值和溫度梯度值。(3)初擬路面結構。按交通狀況、環境(氣溫和降水)、土基(土質、地下水位)和材料供應等條件，選擇路面結構層次組合及各層的類型和材料組成，擬定各結構層的厚度、面層板的平面尺寸及接縫類型和構造。(4)混合料組成設計及設計參數確定。設計面層和基層混合料的配合比，試驗確定混凝土的設計彎拉強度和彈性模量以及基層、墊層和土基的回彈模量。
2水泥混凝土路面維修技術
公路隨著時間增長問題就會依次暴露。因此除了做好循環修護工作之外，加強保養，創造新的保護措施也是十分積極的做法。對于已經產生的問題，具體問題具體來對待，對一些小的坑洞填平修護，對于大型問題必要時要阻塞一部分路段，制定時間和方案徹底性的修護達到可靠標準再進行放行。做好路障和標語措施，一定要明顯醒目。否則昏暗的天氣或傍晚時，由于能見度低，可能會造成交通事故。一些重力承受較大，交通量頻繁的地段，道路表面在必要時可以再加一層。這需要考慮資金、外部環境、道路壽命、是否有新建計劃等方面來看，加鋪之前也有一些情況要調查，大致如下：(1)公路修建和養護技術資料。路面結構和材料組成、接縫構造及養護歷史等；(2)路面損壞狀況。損壞類型、輕重程度、范圍及修補措施等；(3)路面結構強度。路表彎沉、接縫傳荷能力、板底脫空狀況、面層厚度和混凝土強度等；(4)已承受的交通荷載及預計交通需求，交通量、軸載組成及增長率等；(5)環境條件。沿線氣候條件、地下水以及路基和路面的排水狀況等。特別要注意的是，混凝土路面材料與材料中間會有施工必然會留下的縫隙，留下的原因是對于熱脹冷縮做一個緩沖，防止道路內部壓力不平均而斷裂。這個縫隙是比較脆弱的，會在使用過程中最先勞損破敗，這要求對于縫隙的填充材料要優質選擇并且及時更補。不然會出現的狀況有：在氣溫較冷的天氣和季節，混凝土自身收縮后孔隙變大，降水和異物會趁機進入孔隙，殘留在里面，腐蝕內部環境，而在夏季膨脹的時候內部的異物與材料邊緣互相爭搶空間，最終邊緣將受到損害。修理辦法也就是清除內部的殘缺的填充液體和異物，沖刷干凈后加入新鮮的填充物。抹平。這個工作要制定一定的提前修理方案，在一定的周期內完成。等到發現問題再處理，往往就太晚了。填料應當操作的季節是春天和秋天，其他季節應選擇溫度適中而干爽晴朗的天氣。其他問題如坑槽，意外的孔和洞產生的原因可能是混凝土自身不夠純凈，里面夾有木頭碎屑，垃圾等等，行車通暢程度因此減弱。處理方法比較靈活，對于較嚴重的傷害的一般針對聚集存在，尺寸小于3cm的損傷直接用瀝青混凝土抹平。
作者：潘英炬 潘萬峰 吳彪 趙春生
近年來，各地修建了不少水泥混凝土路面，但從實際使用情況看，很多路面都未能很好地服務到設計使用年限，較早地出現了裂縫、斷板、麻面、露骨、錯臺和脫皮等損壞現象，嚴重影響了道路的使用性能，在安全方面存在很大的交通隱患。這里除各種自然因素的影響和施工質量問題外，還應從設計構造、設計理論的角度加以完善。因此，如何提高水泥混凝土路面的安全使用性能，必須要從安全角度去思考水泥混凝土的路面設計。
一、重視路基設計
1、路基是路面的基礎。密實、穩定和均質的路基是保證路面使用質量的先決條件。為此，在設計中保證路基具有足夠的強度和穩定性是十分必要的。我們東北所在地區尤其要充分考慮由于凍融循環作用土基強度與穩定性會隨時間衰減等問題。2、重視和加強工程地質、水文地質勘察工作。在設計中必須掌握詳細的水文、地質等設計基礎資料，認真、慎重地對不良地質地段進行徹底處置，明確技術處理方案。①地質條件為土壤天然含水量高、透水性差、壓縮性大、抗剪強度低、固結慢的軟土地基(一般軟弱層在3m以上)，視公路等級、軟土物理力學指標、工期安排等實際情況，在設計上采取必須經濟、合理、行之有效的處置方法。②路線在沼澤、濕地、水塘、魚池及水田區等經過的不良地段(軟弱層在3m以下)，在設計上應采取拋石擠淤、徹底清淤換填及加鋪土工格柵等方案。確保路基的穩定。③對地下水位高的路段，要增加土基抵抗凍融循環的作用。3、路基填土的土質對路基穩定性影響很大，為此在選定取土場時要選用土質水穩性和抗凍融性好的土場。如不具備條件時，采用膨脹土或自然含水量大的粘性土填筑，設計中要摻拌一定比例的石灰，以保證路基的密實，防止不均勻沉陷。4、針對路基存在的質量通病問題，在設計中必須提出切實可行的根治處理措施。①低填淺挖路段和填挖交界處在處理上要保證路基受力區的強度。②半填半挖和橫斷面橫坡大的路段，在處理上要保證路基的穩定性。③處治橋頭跳車及涵頂下沉采取徹底清淤，保證橋、涵頭回填區基底承載力，采用“水沉砂”分層填筑。5、排水不及時是造成公路病害的主要誘因之一，必須認真做好道路的系統排水設計。①排水設計必須考慮與農田、水利建設相配合，同時要考慮沿線的河流、水系情況。在穿過村鎮時，還必須考慮與供、排水設施及建設規劃相協調，以保證排水順暢；②填方路基無論是高路堤還是低路堤都必須設置邊溝或排水溝，地面自然縱坡較大的路段還必須設石砌邊溝或跌水、急流槽等。尤其是經過水田區、濕地的路段更應設置合適的排水溝，使路基免遭水的浸害；③為排除挖方段路面墊層內積水及橫向來水，采取設置縱向盲溝措施；④為排除通過路面的接縫、裂縫或空隙，或者由路基或路肩滲人并滯留在路面結構內的自由水，針對不同的路面結構組合可沿路面邊緣設置邊緣排水系統，或者在路面結構層內設置排水基層或排水墊層排水系統；⑤對路基范圍內出露地下水(如泉水)或地下水位高的路段，要進行詳細水文調查，對不同地下水類型和補給來源采取設置暗溝、暗管及滲溝等地下排水設施，將水引至路基以外.防止冬季形成涎流冰，危害路基。
二、合理設計墊層和基層
1、墊層在路基水溫狀況不良的路段上，路基與基層之間宜設墊層。從面改善土基的濕度和溫度狀況，保證混凝土面板和基層的強度、穩定性及抗凍脹能力；擴散由基層傳來的荷載應力，減少土基的應力和變形。此外，墊層還能阻止路基土擠入基層中，以保證路面結構的穩定性。墊層材料的強度要求不一定要高，但其水穩性、隔熱性能要好。墊層材料以就地取材為原則，一般采用顆粒材料(砂、砂礫、爐渣等)。墊層的最小厚度為15cm，其寬度應比基層每側至少寬出25cm，當路基為膨脹土或路面排水不良時，墊層應與路基同寬。在北方冰凍地區，為了防止不均勻凍脹，要求路面的總厚度應不小于混凝土路面防凍最小厚度，否則，應通過設置墊層補足。(1)在本地區，為了保證水泥混凝土面層板不產生凍脹裂縫和錯臺等破壞現象，在路面結構設計中，對路基水溫狀況不良的中、潮濕路段，在按強度要求計算出路面厚度的基礎上，尚應增設一定厚度的防凍層。(2)防凍層厚度應根據最大凍深及路基的土質、土的平均稠度、路基水文狀況而確定，防凍層材料必須選用粗顆粒材料。2、基層混凝土面板下設置基層，不僅為混凝土面板提供均勻而穩定的支承，且能防止錯臺、凍脹等路面病害，保證路面的整體性，延長路面的使用壽命。基層應具有足夠的剛度和穩定性，且斷面正確，表面平整。基層材料根據交通等級，當地條件和經濟性等因素選用貧混凝土、瀝青混合料、水泥穩定土、石灰穩定工業廢渣、級配碎(礫)石、填跟碎石等。(1)水泥混凝土路面各種接縫較多，接縫處易產生滲水現象，并逐漸浸蝕基層和土基。為此在確定基層時必須選用具有足夠剛度及水穩定性好、耐沖刷的基層類型。(2)在基層設計中，要達到防卿泥、防冰凍、防水、提高結構層承載力的目的，在高等級公路上以采用水泥穩定砂礫、二灰穩定碎石較為理想。(3)為減少混凝土面板與基層的摩阻系數，預防混凝土面層開裂，宜采用有一定透水或吸水能力的基層，不宜在原有舊水泥混凝土路面或黑色路面上加鋪水泥混凝土層，如必須利用舊路面時，應加砂類松散材料墊層。(4)水泥穩定類基層厚度不宜小于18cm，二灰結構不宜小于25cm，否則形成不了板體。同時材料的級配、含泥量等其他指標必須嚴格執行設計規范要求。
三、完善面層設計
混凝土面層直接承受行車荷載和自然因素的作用，直接體現使用功能的好壞，同時又是混凝土路面的承重結構。混凝土面板應保證表面平整、耐磨、抗滑。1、面層在設計中必須保證面層具有足夠的結構強度、良好的溫度穩定性、耐磨、抗滑、平整和不透水，杜絕因設計考慮不周導致路面在使用期限內產生裂縫、斷板、露骨、麻面及脫皮等破壞現象。2、對路用水泥要加以選擇，應采用抗折強度高、收縮小、耐磨性強、抗凍性好的道路硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。3、控制砂石質量，特別要控制含泥量指標。據有關研究資料表明:含泥量增加1%，混凝土的強度將會減少10%。為此，含泥量決不允許超標，并且規定:砂子含泥量要控制在2%以內，碎石含泥量不允許超過1%。同時對碎石中針片狀顆粒含量也要嚴格控制，不允許大于10%，以保證混凝土路面的強度和耐久性。砂石材料的其他指標要符合設計規范。4、要重視混凝土路面各種接縫的設置。混凝上面層是由一定厚度的混凝土面板組成的，具有熱脹冷縮的性質。由于東北地區四季氣溫的變化明顯，混凝土板會產生不同程度的膨脹和收縮。白天和夜間溫差較大，以及板自重和車輪荷載等的約束，造成板的斷裂或拱脹破壞。為了避免這些缺陷，水泥混凝土路面需要設置縱縫和橫縫，接縫設計應滿足規范要求。5、對特殊路段、特殊部位，如路基填挖交界處、圓管涵及箱涵處或板下埋有地下設施等土質不均勻容易產生路基不均勻下沉的路段，宜加設鋼筋網，使這些部位受力均勻，緩解和防止路基不均勻下沉，從而避免混凝土板開裂。
四、線型設計
針對原有道路改造的特點，在道路設計中原則上盡量利用原有的道路結構層。但個別路段，如視線不良、急彎、陡坡等就必須進行規范調整，以滿足行車安全舒適要求，避免發生各種交通事故。
摘要： 水泥混凝土道路是我國交通運輸的重要支柱，在我國經濟建設和人民生活中起著極為重要的作用。但隨著經濟的發展，公路交通負荷越來越大，且呈現出越來越為明顯的地區差異，原有設計理論和施工工藝的很多缺陷被暴露出來。本文以《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTG D40-2011）為基準，以廣東省江門市為例，就基于地區特點的水泥混凝土道路設計策略進行簡要的探討。
關鍵詞： 新版規范 ，交通負荷， 水泥混凝土路面設計 ，軟土路基
1 引言
作為我國交通運輸的重要支柱，水泥混凝土道路在我國經濟建設和人民生活中起著極為重要的作用。近年來，隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高，公路交通負荷越來越大，且呈現出明顯的地區差異。面對越來越大的交通負荷，原有設計理論和施工工藝的已經不能滿足新時期公路交通運輸的需求。為此，中交公路規劃設計院有限公為根據交通運輸部有關要求，負責了原規范的修訂編寫工作，根據國內外近年來水泥混凝土路面科研成果和技術資料，在對我國已建和在建公路水泥混凝土路面全面技術調研的基礎上，廣泛征求了廣大專家和業界的意見，完成了《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTG D40-2011）（以下以《新規范》簡稱）的編寫工作，給予水泥混凝土路面的設計以更為科學的指導。下面，本文以《新規范》為基礎，結合廣東地區特點，以廣東江門市濱江新區新南路東段項目為例就如何針對地區特點設計水泥混凝土道路進行簡要的探討。
2 項目地區特點
江門市濱江新區位于江門市北部，定位為具有現代化氣息、功能完善、環境優美的濱水園林新城區。濱江新區距廣州、珠海、澳門均不足100公里，且江門市內有客運碼頭，周邊還有3個包括可泊萬噸級遠洋貨輪的新會港在內的貨運碼頭。中江、江珠、江鶴三條高速公路在區內交匯，珠三角城際輕軌快線在區內預設站點，再加上港珠大橋的規劃建設，江門市將成為港澳通往西南的重要交通中轉站。氣候方面，江門市屬南亞熱帶海洋性季風氣候，夏秋盛吹偏南風，常有臺風侵襲且夾帶暴雨，風力最高可達12級，冬春季節則多吹偏北風，常受寒潮影響出現霜凍或低溫陰雨天氣。根據資料統計顯示，年平均降雨量在1800mm左右，汛期為4月至9月，集中了全年80%左右降雨量。項目所處地貌屬于三角洲邊緣淤沖積地帶，多為魚塘、農田，孔口標高在+2.05~+3.19m（黃海高程）之間，場地附近有江門斷裂和木朗斷裂，地震基本裂度為Ⅶ度，具有“頻度高、震級小”的特點，場地和地基屬于穩定類型。項目場地內地下水和地表水對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋結構均無腐蝕性，但對鋼結構具有弱腐蝕作用。
3 新南路東段水泥凝土路面設計方案策略
3.1 結構組合設計
在2002版規范中，在結構組合設計方面僅規定了路床填料、路堤設計標高、路基壓實度等設計標準，路基壓實度也是以《公路路基設計規范》（JTJ013）作為標準執行，隨著《公路路基設計規范》（JTJ013）的廢止，《公路路基設計規范》JTGD30的推行使路基設計要求更為明確，但依然存在許多模糊的地方。2011版新規范明確指出了不同交通荷載等級下路床頂面綜合回彈模量值要求，考慮新南路承擔交通出行和貨運交通的功能和未來服務能力，應當保證路基綜合回彈模量值達到60Mpa以上，并采用重型擊實標準保證路基壓實度。同時還應考慮在面層加鋪熱瀝青混凝土增強纖維，提高路面抗性，減少路面開裂等現象，延長路面使用壽命，以免因后續維修影響城市交通正常運行。為了避免4~9月份汛期集中全年80%左右降雨量所帶來的地表沖刷和滲入影響，應當加設地下排水措施并加設排水墊層，同時采用抗沖刷能力強的材料進行穩定處理。為進一步提高排水效果，避免產生積水，路拱橫坡應有2%左右坡度，路肩橫坡應有3%左右坡度，同時設置縱向集水溝和集水管，提高路面排水能力。
3.2 縱橫斷面和接縫設計
新南路東段項目多處魚塘、農田等地塊，項目沿線需要大量填方，其現狀道路標高為4.29m，主要交叉口規劃標高均為4.0m，周邊土地利用規劃標高在3.63~5.50m之間，人工水系最高水位為2.0m，設計行車速度為60Km/h。充分考慮交叉路網、平縱組合、土方平衡、排水順暢、地下管線、節省投資、用地規劃等因素，為了避免不當的平縱組合，構建出安全什么的行車平縱線形，根據2011版規范，整個項目2.98km路面共設9個變坡點，最小坡度為0.3%，最大縱坡1.142%，以滿足排水要求。
在橫斷面設計時，必須考慮景觀要求、遠期交通量、道路銜接、沿路兩側用地規劃等。新南路東段屬于城市道路，且濱江新區定位為濱水園林城區，景觀要求較高，同時隨著地區經濟的發展，未來交通量變化極大，必須為增加車道留下余地，同時還需要同新南路西段橫斷面銜接，因此采用2.5m（預留用地）+2.0m（人行道）+1.0m（綠化帶）+3.0m（非機動車道）+4.5m（邊分隔帶）+15.5m（機動車道）+3.0m（中央分隔帶）+15.5m（機動車道）+4.5m（邊分隔帶）3.0m（非機動車道）1.0m（綠化帶）+2.0m（人行道）2.5m（預留用地）=60.0m（道路紅線寬度）的標準橫斷面布置。
江門區氣溫變化不大，但考慮冬春季節容易受寒潮影響出現霜凍或低溫陰雨天氣，需要路面具有較好的伸縮性，路面采用矩形板塊布局的形式，設置橫向接縫和縱向接縫。由于新南路段交通負荷較大，橫向接縫應當采用傳力桿假縫形式進行處理，同時對路面與路肩之間的縱向接縫設置螺紋鋼筋作為拉桿。此外，為了避免汛期雨水沖刷和滲水造成路面損害，還應當采用同接縫槽壁黏結力強、回彈性好，能適應板塊收縮的填縫材料進行填縫處理，如硅酮、聚氨酯類填縫材料。
3.3 路基設計
由于本項目均為填方路基，根據2011版規范相關標準，應當優先采用礫類土、砂類土等粗粒土作為填料，嚴禁采用強膨脹土、淤泥和有機土填筑路堤。對于漁塘、農田等浸水部分路基要禁止采用粉質土填筑，宜采用滲水性較好的土作為填料。橋涵臺后和填控方交接處要設置過渡段，并采用碎石、礫類土、砂類土來填筑，同時采用分層壓實的方法，保證壓實度不低于96%。考慮全線道路填方高度大，且沿線多規劃為居住用地和自然村，邊坡防護宜采用草灌護坡進行臨時防護，對于容易受洪水沖刷路段，則采用植物與漿砌片石結合的方式進行防護。
4 結束語
總的來說，在水泥混凝土路面設計時，應當詳細分析地區地質、水文、氣候特點，并根據公路等級和交通荷載強度，尤其是未來荷載強度發展趨勢，嚴格按照2011版《新規范》設計公路結構組合、接縫、配筋等，避免無意中走進2002版規范的誤區引用老標準進行設計，只有這樣才能真正保證公路質量和使用壽命，提高其交通運輸承受能力。
