摘要：我国的重载问题，从发生、发展到目前道路工程界的普遍关注经历的时间很短，对于重载作用下水泥混泥土路面，本人针对重车引起混泥土板底脱空、错台和断裂等一系列的原因提出了可以控制板角的设计方法，这种方法对于重载交通的水泥混凝土路面更切合实际，对于重载交通条件下的水泥混凝土路面的疲劳方程、轴载换算以及疲劳系数提供了详细的研究报告。本文从材料与结构两方面对重载交通水泥混凝土路面修筑技术进行了深入研究。
关键词：交通道路；混凝土路面；抗拉强度；
引言：在分析重载交通条件下水泥混凝土路面损坏特征及其机理的基础上，从材料与结构方面提出了防止或者减少冲刷破坏、疲劳破坏和磨损等措施。针对冲刷破坏，比较有效的途径是设置传力杆和路面内部排水系统，以及采用耐冲刷的高模量基层材料，如贫混凝土基层和水泥稳定碎石基层；针对早期疲劳破坏，问题解决的途径有两条：一是在现有设计抗折强度5.0MPa基础上，增加面板厚度；二是在基本不增加板厚的基础上，提高路面的设计抗折强度，以提高路面板抵抗重轴载疲劳破坏的能力。（2）为了增强有限路面厚度抵抗重轴载破坏的能力，降低原材料消耗及水化热，对基于重载交通的高性能路面混凝土进行了系统深入的研究，提出了具有优良路用性能的HPPC组成设计方法及施工工艺。
1.1 面层
水泥混凝土面层直接承受行车荷载和环境因素（温度和湿度）的作用，应具有足够的抗弯拉强度和耐久性以及良好的表面特性及其耐久性。随着交通量增大及重轴载车辆不断增多，水泥混凝土路面出现相当严重的早期病害，如路面露石、剥落、开裂、断板等，也即普通水泥混凝土路面的耐久性问题受到了严峻的挑战。因此，在国内迅速发展高等级公路建设及重载交通运输现象的日益严重的今天，发展长寿命低维护路面，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝土的发展趋势。
1.2 基层
对于承受重载交通混凝土路面，对基层的抗冲刷能力和刚度的要求越高，宜选择贫混凝土或水泥用量大的水泥稳定碎石混合料作基层。但这类刚度大的基层具有温度收缩和温度翘曲应力大的缺点。沥青混凝土或沥青稳定粒料基层具有抗冲刷能力强而刚度不大的特点。
选用多孔隙粒料或者水泥或者沥青稳定开级配碎石作透水基层，可以将通过面层接缝或裂缝渗入路面结构内的水分迅速排除，从而提高路面的使用性能和使用寿命。对于重载交通混凝土路面，基层的宽度宜与路肩同宽，厚度一般在 18-23cm 范围内选取。排水基层的厚度为 8-12cm。
1.3 垫层
对于承受重载交通混凝土路面，可选择的垫层材料有级配碎（砾）石、粗砂、炉渣、水泥稳定粒料。级配碎石、粗砂和炉渣等类垫层具有自由排水和适应荷载或温度作用时板变形的能力，适宜在重载路段做垫层，但这种垫层容易在荷载反复作用下产生剪切变形，施工时要充分压实。还应注意的是，虽然设置垫层可以缓解水对上部结构层的破坏，但为防止水对路基和垫层的破坏，稳定类垫层和稳定类路肩基层表面宜设置防水封层。对于重载交通混凝土路面，要求垫层应按路床顶面全宽铺筑，厚度一般在 15-25cm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.4 路基
为保证重载作用下路基的稳定、密实、匀质，应采取下列措施：
（1）为控制路基的不均匀变形，须在地基、填料、压实等方面采取相应的措施；（2）路堤标高应尽可能超过中湿状态路基的临界高度，使路床处于中湿或干燥状态；3）路基土的湿度变化与周围环境的影响处于动态平衡状态，在多雨潮湿地区，此平衡状态的湿度接近于土的塑限。
2 重载交通路面结构组合原则
2.1 层间结合形式
事实上，水泥混凝土路面结构通常是将混凝土直接浇筑在基层表面上。而基层表面存在凹凸不平和孔隙或裂隙，混凝土在浇筑振捣过程中水泥砂浆会渗入基层一定深度。待混凝土凝固后，水泥砂浆将面板、基层联接成一个整体。面板与基层界面之间存在一薄水泥砂浆过渡层。该过渡层自上而下力学性质是变化的，过渡层顶面力学性质如刚度和强度等与混凝土面板力学性质相近，而过渡层底面的力学性质接近于基层力学性质。在过渡层没有破坏的情况下，水泥砂浆过渡层既有啮合作用又有粘结作用，使得面板与基层层间形成了一个整体而具有良好的结合性能，在力学性质上基本处于完全结合状态。施工期间水泥混凝土早期收缩变形将远远大于温度变形，收缩变形在混凝土面板中产生巨大的拉应力，为了防止早期断板的出现，必须及时锯缝。锯缝后缝的顶端将由于应力集中而产生裂纹并向下扩展。在裂纹贯穿板厚的瞬间，混凝土在裂纹两端附近的拉应力完全释放，混凝土板将产生巨大的回复力而使面板收缩，而与面板融为一体的基层将阻止面板的收缩，这就必然在过渡层中产生巨大的剪力，剪力的作用将使混凝土面板与基层在薄弱界面发生彼此分离与破坏，且分离界面处于一种非光滑的凸凹不平状态。过渡层破坏，面板与基层分离，混凝土路面继续胀缩和产生温度变形，使板产生巨大的剪应力。然而，板的自重以及面板与凸凹不平的基层之间的咬合作用，对路面板收缩起到阻碍作用，导致剪应力对板直接施加撕裂破坏，从而使板底不同部位微裂纹的产生成为必然。同时，混凝土是集料颗粒加强水泥浆基体的两相复合材料，在浇注振捣成型时呈现为一种疏孔、微裂纹弥散的结构状态混凝土内部含有微裂纹、微孔隙。
2.2 路面结构内部排水系统
混凝土路面在有水的影响下，远没有达到设计使用年限就已经破坏。这主要是因为目前所采用的措施基本上都是从“抗的原则”提出的，进入路面结构内部的水无法有效排除，重载交通产生的动水压力反复作用于基层，即使冲刷性能非常良好的贫混凝土基层也难以抵制这种水的侵蚀作用，出现唧泥、脱空等破坏。因此，在这种情况下，必须设置路面结构内部排水系统，将积滞在路面结构内的水分迅速排除到路面及路基范围之外，可以改善水泥混凝土路面的使用性能，提高其使用寿命。
2.3 刚性路肩
路肩除了为路面提供侧向支撑外，也承受越占交通、停放交通和正常交通等车辆荷载的作用，因此路肩本身应具有一定承载能力。由于行车荷载作用在混凝土面板边缘和角隅处所产生的应力和挠度要比作用在板中时大很多，且大量表面水沿路面和路肩间的接缝渗入路面结构，积滞在板边缘下的空隙内，而路肩的面层和厚度往往薄于行车道路面相应结构层，因而其基层顶面均高于路面基层顶面，在车辆荷载作用下混凝土路面的边缘易受到冲刷而产生唧泥、错台现象，引起面板产生角隅断裂和横向裂缝。因而，混凝土路面的外侧边缘和路肩是影响路面使用性能和使用寿命的一个薄弱部位。
结束语
重载交通现象是世界范围内普遍存在的问题，已引起国内外道路工作者的关注，并对此进行了许多尝试性和探讨性的研究针对我国优质路用沥青不足和水泥资源相对丰富，以及水泥混凝土路面研究取得可喜成果，将水泥混凝土路面应用于重载荷道路乃至高等级公路，必将是我国今后高等级公路发展的一个重要策略。
方向。
参考文献：
[1]姚祖康.水泥混凝土路面设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，1999．
[2]田波.重载水泥混凝土路面结构分析[M].上海：同济大学，2001．
论文作者:王杰成,曾文庭,熊浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：路面论文; 混凝土论文; 基层论文; 水泥论文; 路肩论文; 交通论文; 面板论文; 《基层建设》2019年第27期论文;