浅议水泥混凝土路面在低等级公路中的应用
2017-06-20王永彪
摘 要:低等级公路是指三级和三级以下的道路,主要是连接县、乡(镇)、行政村之间的公路。行驶车辆多以小汽车和中小型货车为主,大型客车和重型货车的交通量相对较少。基于低等级公路的属性要求,水泥混凝土路面以其强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少等特点被广泛应用。而且水泥混凝土路面在低等级公路建设中施工简便,受到的季节性影响较小。水泥混凝土路面的这些特性对于乡村低等级公路来说都是非常好的选择。
关键词:水泥混凝;土路面
一、水泥混凝土路面应用于低等级公路的优点
1.强度高。水泥混凝土路面的抗压强度、抗弯强度以及抗磨耗强度都比较高。对于低等级公路而言,足以承担其交通要求。而且水泥混凝土路面的强度能随着使用时间的延长逐渐提高,不会出现沥青路面的老化现象。
2.稳定性好。水泥混凝土路面的水稳定性和热稳定性都比较好。不用担心雨后路面的安全问题。也不会像沥青路面在高温高热环境下表面粘软的现象。
3.耐久性好。正是由于水泥混凝土路面的强度和稳定性好,所以它经久耐用,使用寿命很长。同时水泥混凝土路面能够通过履带式车辆,对于需要使用农业大型机械的乡村来说,是非常实用的。
4.养护费用少。与沥青路面相比,水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用都要少。尽管水泥混过凝土路面的一次性投资大,但实用年限长,分摊到每年的工程费用较少。从长远角度看,选择水泥混凝土路面的经济效益是非常显著的。
5.有利于夜间行车。水泥混凝土路面的色泽鲜明,能见度好,特别是对于低等级公路这样道路两旁环境复杂,夜间行车不便的道路比较有利。
二、水泥混凝土路面的缺点
水泥混过凝土路面也有一些缺点。如对水泥和水的需求量非常大;水泥混凝土路面有很多接缝,会影响行车舒适性,而且接缝是水泥混凝土路面的薄弱点,容易渗水导致路面板边板角破坏;由于路面养生时间的关系,开放交通迟;修复工作比较困难。
不过在乡村低等级公路的应用中,这些缺点是可以克服的,对施工进度和交通安全的影响较小。
三、水泥混凝土路面施工
1.施工准备。首先施工前材料和场地的准备尤为重要。材料包括水泥、砂、碎石以及水。由于低等级公路的施工环境要求,场地需选择一处运距合适的场所,要有足够的面积能合理布置拌合机,堆放砂石,搭建水泥库房。要能方便的取用水和电。
2.路基。进行低等级公路水泥混凝土路面施工时,路基一般为土路基。为保证路基密实、均匀、和稳定,就一定要将影响路基强度和稳定性的地下水、地面水都拦截或排出路基范围以外。路基要保持干燥和中湿状态,过湿和不符合要求的路基必须先行处理。施工必须分层填筑,分层压实,压实度要求符合先行的《公路路基设计规范》。
3.垫层。由于地理环境的原因,低等级公路常会修筑在潮湿或过湿的路段上,这就需要在路基与基层之间加设垫层,以此改善土路基的湿度和温度状况,保证混凝土基层和面板的稳定性即抗冻胀能力,扩散由基层传递来的荷载能力,减少土路基的应力及变形。而且,垫层还能阻止路基挤入基层中,保证路面结构的稳定性。
垫层材料的强度不用要求太高,只要其水稳性能和隔热性能好就可以,以就地取材为原则,一般都采用砂砾等颗粒材料。采用砂砾通过0.075mm筛孔的颗粒含量不大于5%。垫层的最小厚度为15cm,宽度要比基层每侧至少宽出25cm,当路基为膨胀土或路面排水不良时,垫层要与路基同宽。
在我们北方的季节性冰冻地区,为防止不均匀冻胀,就要求路面的总厚度不小于混凝土路面防冻的最小厚度,否则也要通过设置垫层加以补足。
4.基层。在低等级公路施工中,基层多选用水泥稳定碎石或者是级配碎石。基层不仅能为水泥混凝土面板提供均匀稳定的支撑,而且还能防止错台、冻胀等病害的发生,保证路面的整体性,延长水泥混凝土路面的使用寿命。基层要有足够的刚度和稳定性,表面平整,断面清晰。
当新建公路基层时,基层的厚度不小于15cm,但也不能太厚,要避免基层本身的固结变形。为了避免基层出现过量的塑性变形和引起板底脱空,基层顶面以下结构的整体强度应大于相关的规定。一般我们在低等级公路施工中,基层顶面的当量回弹模量在交通等级为中时要大于80,交通等级为轻时大于60。
用原有路面作为基层时,原有的柔性路面要平整密实,其顶面的当量回弹模量与新建公路基层顶面的当量回弹模量规定相同。当原有的公路柔性路面的当量回弹模量小于规定数值时,要设置补强层或整平层。当原有的柔性路面需要补强是,水泥稳定碎石补强层厚度要大于等于10cm,级配碎石补强层厚度要大于等于8cm。整平层是为了使原有路面符合基层顶面平整度要求而设置的,其厚度要视整平层所用材料及原有路面的平整度而定,一般取6—10cm。
5.水泥混凝土面板。水泥混凝土面板直接承受行车荷载和自然因素作用,是水泥混凝土路面的承重结构,直接体现使用功能的好坏。
混凝土的弯拉强度要满足相关规范规定。路面要有足够的表面平整度,以3m直尺测量为准,3m直尺与路面表面之间的最大间隙不应大于5mm。混凝土路面抗滑性要足够保证,以构造深度为指标,不应低于0.6mm,对年降雨量在500mm以下的地区可适当降低数值。
水泥混凝土面板的横断面采用等厚式,厚度和尺寸应符合设计规范的相关规定。
6.接缝。混凝土面层是由一定厚度的混凝土面板组成,具有热胀冷缩的性质。由于气温变化,水泥混凝土面板會产生不同程度的膨胀和收缩。这就对水泥混凝土路面造成破坏,影响其使用。为避免出现这样的缺陷,水泥混凝土路面就要在纵横方向建造许多接缝,吧整个路面分割成许多板块。主要分为纵缝和横缝两大类。
四、水泥混凝土路面与低等级公路
水泥混凝土路面的优缺点以及施工要点如上所述,其施工简便,使用性、经济性都比较好,是低等级公路建设的良好选择施工形式。在保证混凝土路面施工工艺的前提下,其使用寿命会非常高,对于低等级公路来说是不错的选择。
参考文献:
[1]邓学均.路基路面工程[M].人民交通出版社,2000.
[2]JTG B01-2003.公路工程技术标准[S].人民交通出版社,2003.
[3]JTG D40-2002.公路水泥混凝土路面设计规范[S].人民交通出版社,2003.
作者简介:王永彪(1986-8-21),男,2010年7月毕业于辽宁工业大学土木建筑与工程学院道路与桥梁专业,获工科学士学位,现工作于彰武县公路管理段,助理工程师。