水泥混凝土路面加铺沥青路面结构设计分析

邹 虹

（自贡市伟途交通勘测设计有限责任公司, 四川 自贡 643000）

水泥混凝土路面加铺沥青路面结构设计分析

邹 虹

（自贡市伟途交通勘测设计有限责任公司, 四川 自贡 643000）

随着国民经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，广大人民对生活质量、出行要求、城市的生态环境与空间景观等提出了更大的要求，城市功能也在日趋完善。本文首先分析了水泥混凝土路面损坏的原因，其次总结了我国针对水泥混凝土路面的设计方法，最后结合设计方法讨论了水泥混凝土路面加铺沥青路面结构设计，以供参考。

水泥混凝土;沥青;结构设计

0 引言

面层材料采用水泥混凝土路面之一为水泥混凝土路面，其也属于高等级公路结构之一。上世纪 60年代中期，我国便开始使用水泥混凝土路面，到八十年代后，该路面在全国范围内飞速发展。水泥混凝土路面的主要优点为耐久性好、强度高、养护费用低，因而其能够逐步广泛应用，推动我国经济的发展。但于此同时，由于水泥混凝土路面自身结构的特点，其需要设置各种接缝，这就导致了路面对超载更加敏感，并且噪音较大且修复困难，存在许多问题，严重影响了路面的服务水平与行驶的舒适性。因而，有必要加强对水泥混凝土路面加铺沥青路面结构设计方面的研究。

1 水泥混凝土路面损坏的原因

1.1 裂缝

裂缝主要包括四大类，即横向裂缝、交叉裂缝、纵向裂缝与斜向裂缝。裂缝都是通底的裂缝能够把板块分割为多块，进而裂缝逐渐贯通板面。

1.2 板角断裂

板角断裂主要是指与板角两边相交的垂直贯通的裂缝，该裂缝到板角两边的距离小于或者等于两边长度的一半。产生的原因主要为板角附近持续受到荷载的作用，支撑力不足二引起的。

1.3 接缝材料损坏

水泥混凝土中的横缝又包含了缩缝与胀缝。胀缝受温度影响显著，由于温度引起的热应力会导致路面接缝处损坏或者变形；缩缝一般情况下变化较小，但若反复发生，也会形成与胀缝一样的破坏效果。工程实践中，常常由于施工及养护不规范等原因，造成接缝的损坏。

1.4 边、角剥落

边、角剥落主要是指接缝两侧或者板角一定范围内的碎裂。主要是由于：1）杂物落入接缝处；2）反复施加重交通荷载；3）施工不规范或者设计不当；4）接缝部位的混凝土强度不达标。

2 国内设计方法简述

可持续发展战略近年来在社会发展的各个方面都有所体现，其主要含义为在满足当代需求，又不损害后代发展的前提下的发展。现阶段城市交通工程中各类的矛盾日益突出，交通污染逐渐成为较为关注且严重的社会问题。城市道路交通可持续发展主要涵盖：加强引导交通需求与供给；控制与减少交通污染，改善交通环境；加大政策调控，进而对城市结构进行优化。

现阶段我国应用的《公路水泥混凝土路面设计规范》正是在此背景下，对原路面加铺沥青层做出了明确的规定：

1）选用沥青加铺层时需要达到一定的要求，即评定原路面接缝传递荷载能力为优良时，或者是原路面损坏程度为优良时，才能应用该加铺层，必须要切实结合实际情况采取相关措施减缓反射裂缝。沥青加铺层的厚度要严格按照减缓反射裂缝的相关规定来执行，针对一级公路与高速公路，沥青加铺层的最小厚度一般为 100mm，针对其余等级公路，该值一般为 70mm。加铺完沥青后，要采用复合式路面的方式对进行原路面的应力分析，先求出无沥青层的混凝土板的应力，然后考虑沥青层的影响，进而计算出加铺过后混凝土板的承载能力。实际上，沥青加铺层对原路面承载能力的影响有限，原路面仍然占据最关键的承载作用，起控制作用的为原路面混凝土弯拉强度与应力。

2）针对原路面的损坏程度，要采取相应的修补方法分类处理。假若路面的承载能力达到交通相关要求时，必须采取相关的补强措施。要结合工程实际情况选择加铺单层或者双层的沥青面层，依据不同情况作出相应调整，增加或者减少等。加铺层必须在保证原路面稳定的前提下，依据该公路的等级、交通量、纵横向调坡设计，同时结合防反射裂缝的相关措施与以往工程经验进行确定。一般情况下，采取打裂措施是在原路面裂缝处的弯沉量大于0.45mm时进行的，其目的是为了防止原路面混凝土板脱空，将其紧密结合基层，之后在加铺结构层。假若弯沉量不小于0.7mm时，可以将板进行打裂处理，严格依据相关规范对加铺层进行设计。

3 沥青混凝土路面加铺层结构设计

3.1 沥青加铺层设计方案

参照我国《公路沥青路面设计规范》，并结合原水泥混凝土路面的寿命、车型分析等情况，采用原水泥混凝土路面加铺沥青面层的理论计算，得出原路面剩余年限标准轴载的作用次数。

原路面加铺改造的设计过程中，路面结构层要优先采用较薄的，将对沿线交通设施的影响降为最小；尽量降低对天桥净空的干扰，降低桥梁荷载；控制路线纵坡的变化次数，增加行车舒适性。路面结构设计要确保施工的方便性，保障交通的安全与畅通，全程采用机械化作业，尽量减少人工作业，进而提高施工质量。

1）冲击破碎后的原水泥路面加铺沥青

冲击破碎后的原水泥路面会大大降低原水泥板的板块效应，能有效地抑制反射裂缝。基层为冲击破碎后的混凝土面板，再铺设一定厚度（2-4cm）的沥青调平层，之后加铺沥青混凝土，厚度一般为18cm，

图1 冲压段路面结构图

2）特殊路段的路面结构

针对长大纵坡路段（坡长大于300m，坡度不小于3%），要依据相关的检测结果，调整加铺设计方案，可采用添加一定浓度的聚酯纤维在中面层中，进而增强抗车辙能力。

路桥路面过渡方面，要切实结合纵坡设计的高度，沥青层要加铺在桥头搭板处。要在应力分析的计算范围内，将路基段的上下面层作为桥面铺装厚度设计依据。

3.2 沥青加铺层拉力验证

该试验采用的为标准圆柱体试件，利用试验机对试件的劈裂强度与抗压回弹模量进行测量，并且严格依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》来设计试验。弯沉计算中，沥青混合料一般采用20C的抗压模量；在计算层底拉应力时，一般采用15C的抗压模量，而在许用拉应力计算过程中，可以采用15C劈裂强度。设计参数采用半刚性材料，其龄期为：水泥类一般为90天。严格以室内试验结果为依据，同时结合以往工程积累的经验及相关资料，不断优化路面计算参数。

4 结语

综上所述，为了切实将建设工作真正地贯彻落实下去，必须要把好各个阶段的质量关，做好全面的工作。水泥混凝土路面的主要优点为耐久性好、强度高、养护费用低，因而其能够逐步广泛应用，推动我国经济的发展。因而，在实施施工的过程中，相关工作人员要及时采取行之有效的措施对存在的问题加以解决，将水泥混凝土路面加铺沥青路面工程的优势真正发挥出来，创造更高的企业价值，进一步加强与完善项目成本控制体系，提高与成本控制相关的管理工作。

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1007-6344（2017）10-0067-01

邹虹（1988-），性别：男，籍贯：四川省荣县，工作单位：自贡市伟途交通勘测设计有限责任公司，学历：专科，职称：助理工程师，研究方向：道路与桥梁