水泥混凝土路面設計方法摘要：水泥混凝土路面是一種結構復雜的體系，其上層為水凝圖面，下層根據結構不同會分為基層、底層、墊層，最下層則是起支撐作用的路基。它具有變形小、使用年限等其它路面無法比擬的優勢。本文基于水泥混凝土路面設計方法展開研究，望可以起到參考作用。關鍵詞：水泥混凝土路面；設計方法一、水泥混凝土路面特征水泥混凝土路面是一種剛性路面，其力學性質較好，且混凝土板一般處于彈性階段，因此它由于汽車荷載產生的最大應力不會超過混凝土板的極限應力。作為剛性路面，它與柔性路面相比其面板與基層之間摩擦阻力較小，且設計是以彈性路面理論開展的。但它也存在弊端。由于車輛的重復作用在加上面板抗彎程度低于抗壓程度，這會導致混凝土面板在負荷作用下在還未達到極限抗彎程度情況下就會被破壞。而且，面板頂面與底面的溫度一般也會存在較大差異，這樣也很容易引起翹曲應力，地基的變形對面板也會產生較大影響，不均勻地基沉靜很容易使混凝土板局部脫空。這就要求設計師在開展工作時需對車流量及路面結構充分考慮，確保路面施工的科學性。二、水泥混凝土路面優點水泥混凝土剛性路面在任何等級的軸載作用下，均無柔性路面的彎沉盆，不像瀝青路面重車行駛始終在爬彎沉盆。所以在使用期內車輛的燃油消耗比瀝青路面節省15%?20%，剛性路面的運營經濟性遠高于柔性路面。水泥混凝土路面其優點：（一）強度高、耐久性水泥混凝土路面具有較高的抗壓、抗彎和抗磨耗的力學強度，因而耐久性好使用年限較長。（二）穩定性好水泥路面的力學強度不受自然氣候溫度和濕度的影響，因而熱性、水穩定性和時間穩定性都較好，特別是它的強度能隨著時間而逐漸增高，不像瀝青路面那樣時間增長而產生“老化”。（三）平整度和粗糙度好盡管水泥混凝土路面設有許多接縫，但它的表面很少起伏、波浪變形，通行各種重型車輛，均能夠保持良好的平整度。同時，路面在潮濕時仍能保持足夠的粗糙度，而使車輛不打滑，能夠保持較高的安全行車速度。三、混凝土路面的結構設計內容（一）路面結構層組合設計一般來講路面結構層的組合是根據車流量、車型及交通壓力來確定最終的路面結構層組合，并要根據當地環境與自然材料進行具體設計。路面的結構層次主要有土基、墊層、基層及面層，且各個層面都有著嚴格的施工標準。技術設計的合理結構組合需在滿足工程經濟條件下保證混凝土面板能夠在使用期限內承受預約交通荷載，以保證路用品質。在整個工程中路面結構層設計占據重要地位，混凝土路面、鋼筋混凝土路面連續配混凝土路面等是工程中常見的路面。基層與墊層有粒科類、穩定類、貧混凝土類這三種，不同材料一般具有不同抗逆能力。從以上不難看出，工程施工一般有多種方案，但資金是有限的，這也就對設計師提出了較高要求，他們在展開設計時必需要立足實際，根據道路等級來選用經濟、科學的施工方案。（二）混凝土面板厚度和平面尺寸的設計厚度要滿足設計年限內使用需求，并根據設計標準來確定。平面尺寸的設計要保證面板內產生的荷載應力和溫度應力條件，確定接縫位置的構造，有效的保證接縫的傳遞荷載能力。（三）路肩的設計高速公路以及一級公路中間帶和路肩帶的結構應力要保證和行車道混凝土路面相同，并和行車道澆筑成一個整體，一般公路的混凝土路面要設置路緣石或者加固路肩的設施，加固材料可以使用瀝青混合料等。（四）混凝土路面的鋼筋配筋率在交通量較大或者混凝土路面板太長、地基產生不均勻沉降的可能性大或者板的形狀不規則時，要沿著面板縱向加設鋼筋，以防止裂縫的出現。（五）水泥混凝土路面典型結構設計參數路面的面層選擇取決于公路等級、交通量和投資資金等。路面典型結構設計參數主要有：設計交通量、各結構層材料的參數、舊水泥路面處理方式和處理后的回彈模量等。這些參數與當地的自然環境狀況、路面的破壞和處理情況、材料來源等都有很大的關系，合理的確定這些參數對路面的再生技術來說有很大的幫助，根據設計參數來確定設計方案的合理性。交通量等級的劃分以及車輛荷載的作用是影響路面使用壽命的關鍵因素，路面典型結構設計中必須采用交通量和軸載方面的觀測數據，預測設計使用期內交通增長，荷載的大小等外界因素，更好的為路面的耐久性提供保障。結構層包括墊層、基層和面層。特殊條件下例如在季節性抗凍地區，當路面總厚度小于防凍厚度時；水文地質條件不良、路床濕度較大時都要設置墊層，路基可能產生不均勻沉降時墊層要采用半剛性的。舊水泥路面處理后回彈模量的不同是設計考慮的一個重要問題，回彈模量要通過現場實測得到，不能簡單的按照設計資料進行計算。得到老路面的回彈模量后和新設計路面進行對比分析。因為路面破壞后基層材料性能也發生很大的改變不同改造工藝下舊水泥路面的回彈模量也不盡相同這就需要具體工作時現場測定不能一味的參照以往的實踐經驗。（六）水泥混凝土路面結構組合設計高液限粘土及含有機質細粒土不能做高一級道路路床填料或二級和二級以下道路上路床填料；高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于3%低液限粘土不能做高一級道路上路床填料。必須采用做填料時應摻加石灰或水泥等進行土質改善。對于基層材料選擇時特重交通適宜貧混凝士、碾壓混凝土或瀝青混凝土時，計算應按復合式路面分析，強度以試驗為準，對水泥混凝土面層下基層要求是抗沖刷能力大于沖刷基層表面，在滲入水和荷載共同作用下會產生淤泥、板底脫空和錯臺等病害導致行車不舒適，并加速和加劇板破裂。混凝土面層下采用貧混凝土基層是為了增加基層抗沖刷能力，高強度貧混凝土不能使面層厚度降低而增加混凝土面層溫度翹曲應力，產生影響到面層收縮裂縫。新規范取消基層頂面綜合模量規定值要求。對于面層板來說大部分混凝土路面橫向縮縫均未設傳力桿。不設傳力桿主要原因是施工不便。接縫是混凝土路面最薄弱處，除了基層不耐沖刷外，接縫傳荷能力差也是一個重要原因。無傳力桿接縫由于板邊撓度大而容易迅速產生板塊斷裂。接縫無傳力桿舊混凝土面層在考慮設置瀝青加鋪層時會使接縫傳荷能力差易產生反射裂縫而必須增加加鋪層厚度。為了改善混凝土路面行駛質量，保證混凝土路面使用壽命，在使用后期鋪設加鋪層。基層設計水泥混凝士面層下設置基層，能為面層提供均勻而穩定支承，防止唧泥，錯臺，凍脹等病害發生，保證路面整體性，延長路面使用壽命。基層所用材料宜按照道路交通等級進行選取，為了避免浪費，基層厚度不必過大，以滿足形成結構層，方便施工或排水要求為度。以特重交通等級公路為例，可以采用基層類型有貧混凝土，碾壓混凝土、瀝青混凝土。貧混凝土和碾壓混凝土基層厚度范圍為12?20cm，瀝青混凝土基層厚度范圍為4?6cm，取值時按設計軸載數多少和路床強弱程度在上述范圍內進行選擇。墊層材料強度要求不一定高，但水穩性能與隔熱性能要好，選材多以就地取材為原則，防凍墊層和排水墊層一般采用顆粒材料，如砂礫，中粗砂等，半剛性墊層可采用低劑量無機結合料穩定粒料或土，墊層寬度應與路基同寬，最小厚度為15cm。路肩鋪面適宜采用水泥混凝土面層或瀝青面層。選用水泥混凝土面層時厚度采用與行車道面層等厚，基層也宜與行車道基層相同，選用瀝青面層時選用密實型瀝青混合料，基層選用無機結合料穩定粒料或級配粒料。路面鋪筑應與行車道結構相適應且應兼顧排水要求。四、結語總之，在進行水泥混凝土路面設計時需要考慮的因素較多，要想完成科學的設計，必須要統籌兼顧。通過近幾年國家政策調整不難發現，國家對基礎設施投資持續增加，我國公路事業的發展也正朝著健康穩定、高質量方向發展。因此相關從業人員也應不斷實踐、勇于