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摘要：近年来，随着我国经济的增长，国民收入增大，道路的发展也十分迅猛，道路的交通量也迅速增长起来，水泥混凝土路面因其取材方便、能见度高、耐磨损、养护费低等特点成为道路建设中最常用的材料。与此同时，其不耐压、难以达到二十至三十年的使用寿命、易开裂、一旦开裂，维护难等原因也使得其设计难度加大。本文针对水泥混凝土路面的结构特点和设计中常见问题，分析其主要原因，并提出有效的解决方案。
关键字：水泥混凝土；路面；设计；解决方案
Abstract: in recent years, with the growth of the economy of our country, the national income increase, the development of the road is very rapid, road traffic and rapidly growing up, cement concrete pavement the materials for convenient, wear resistance and high visibility, YangHuFei low characteristic into a road construction in the most commonly used material. At the same time, its not impatient, it is difficult to meet the twenty to thirty years of service life and easy to crack, once the craze, maintain wait for a reason to also make it more difficult to design. This article in view of the cement concrete pavement structure and design of common problems, this paper analyzes the main reasons, and puts forward the effective solution.
Key word: cement concrete; Pavement; Design; solutions
中图分类号：TU528.45文献标识码：A文章编号：
在世界各发达国家，沥青混凝土路面和水泥混凝土路面一直是占据了绝大部分的市场份额，但水泥混凝土路面以其稳定性强、抗灾能力好等特点在实际应用中发挥了更大的作用，特别是在重型车辆多的告诉公路中，水泥混凝土路面独树一帜，成为新宠。但在水泥混凝土路面发展过程中遇到的问题也日益凸显出来，使得其设计难度加大。研究如何有效解决水泥混凝土路面设计中存在的问题也迫在眉睫。
一、水泥混凝土路面的结构特点及设计理论
水泥混凝土路面结构组成包括路基、基层、垫层、以及面层四个部分，各部分构造特点如下： 路基应具有稳定、严实、能对路面结构提供均衡的力学支撑，确保路基在绝大部分环境和重负载情况下不易变形、开裂；基层主要用途是与垫层相辅相成，预防或控制板地脱空和错台等病害，同时减轻路基因冻胀、变形等对混凝土面层产生的不利影响。应具有足够的抗灾能力和稳定性，密实、平整、适应性好等特点；垫层是为了改善路面结构的使用性能而存在的，只要应用于湿度和温度状况不好的城市水泥混凝土路面建设中；面层是水泥混凝土路面设计中关键结构之一。其涉及到整个路面的抗滑性能、能见度、耐磨损度等方面，也是整个工艺过程中要求最为严格的，因此也决定了水泥混凝土面层应该具有足够的韧度、耐性、平整度好、抗滑性高等优点
基于以上结构特点，水泥混凝土路面设计方法常常选用板边沿的中点作为临界负荷位，采用弹性半空间地基上的薄板理论和有限元法计算标准轴载在该处产生的最大荷载应力，以尽量满足道路各结构所需具备的特征。
二、水泥混凝土路面设计中常见问题的分析
1、水泥混凝土路面设计指标可靠度的分析
路面设计中最主要的参考因素就是可靠度，具体道路有着具体的安全等级设计要求，并规定了相应的设计基准期。按施工环境、施工技术及质量和管理要求等，选用不同的等级。但其选取便设计到工程经费：所设计路面的可靠度、安全度越高，对应的路面结构也越密实，投建是费用较大，但后期养路费和车辆运行费较低；与此对应的路面可靠度较低，则前期投建费用少，但养护费用高，且道路使用寿命较短。
2、交通量计算取值的分析
对于不同道路的交通流量的取值，存在着很多不确定的因素，例如：地基土质、车辆类型、最大负载量等，因此对于路面的基层、垫层、面层的设计要求相应的加大，承受力是很大考验。路面的承受力越大，要求防断裂、防错台、控制板面脱落的能力月强，为此路面建造过程中为增强路面耐性、韧度等掺填的材料越多，造价也越高，技术难度也想要加大。如何中和交通量及负荷以及道路造价、技术要求等也成为水泥混凝土路面设计中亟待解决的问题。
3、水泥混凝土路面材料的设计分析
对水泥混凝土基层和垫层的首要求是抗冻胀和抗变形能力好，否则将直接导致路面下沉、开裂等后果，因此路基材料不能使用高粘度和有机质细粒土，而需混合石灰和水泥进行改造。对于面层，常用材料是贫混凝土，加强了基层的抗灾能力，但是强度难以控制。强度高的贫混凝土会导致面层厚度高，温度翘曲应力也相应增加，同时严重影响面层的抗裂能力；强度低的则面层厚度薄，不耐压。无法达到设计要求。
三、有效解决水泥混凝土路面设计中存在的问题的方法
路面设计中存在的设计指标可靠度计算、交通量取值、路面结构组合等问题都是具体影响水泥混凝土使用效果的因素。以下是如何有效解决这些因素的具体措施。
1、解决设计指标可靠度计算方法
设计指标的可靠度需严格跟随安全性能，设计时可根据各参数值在各可控范围内的具体情况选择可靠度系数，同时利用技术经济判断和对比来确定最终值。目前最常见的“校准法”充分分析了设计目标的性能要求，参考以往工程设计的技术和实战经验，按目前的设计规范对已建路面开展各项可靠度的估量，制定新路面的设计规划，涵盖了比原有设计思想更高的可适用性和经济合理性。
2、交通流量取值预测
对于交通流量的取值和估测，可根据道路等效疲劳断裂损坏原则判断，即轴载换算公式。 首先通过交通量分布情况，选取交通量方向分配系数，一般可取0.5，再根据道路的车道数量确定其它参数，最后通过具体的公式确定其交通分级。交通等级确定后便可知晓具体的最大负荷量，最终优化交通流量和造价及技术要求。
3、路面结构材料的优化设计
路面设计中取材是基石，不符合密实度和稳定性不高的材料坚决不能用于路基填材，为了使道路的使用寿命加长，可在基层中考虑加沥青和铺层，加设传力杆，增强接缝处的承受能力和防断裂能力，使用新型工艺，例如聚合物改性水泥混凝土、纤维增强水泥混凝土等。同时，考虑到水泥混凝土的光热反射力较强，也可使用彩色水泥混凝土材料。
近年来，随着我国经济的增长，國民收入增大，道路的发展也十分迅猛，道路的交通量也迅速增长起来，水泥混凝土路面因其取材方便、能见度高、耐磨损、养护费低等特点成为道路建设中最常用的材料。与此同时，其不耐压、难以达到二十至三十年的使用寿命、易开裂、一旦开裂，维护难等原因也使得其设计难度加大。本文针对水泥混凝土路面的结构特点和设计中常见问题，分析其主要原因，并提出有效的解决方案。总而言之，水泥混凝土路面在我国，乃至世界范围内的使用范围都很广泛，人们对出行的道路要求也将越来越高，而如何有效解决水泥混凝土路面设计中存在的问题始终是研究的重心所在，我们有理由相信这些问题都会随着科学技术的发展得到解决，水泥混凝土路面也会随之具有更强的适用性和普遍度。
参考文献：
[1]黄立葵;水泥混凝土路面设计方法的可靠性分析[J];湖南大学学报；1997年03期
[2]姚祖康;水泥混凝土路面设计[J]；华东公路；1982年06期
[3]丁志强；水泥混凝土路面设计中的几个问题探讨[J]；中国心技术新产品；2009年11期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键字：水泥混凝土；路面；设计；解决方案
Abstract: in recent years, with the growth of the economy of our country, the national income increase, the development of the road is very rapid, road traffic and rapidly growing up, cement concrete pavement the materials for convenient, wear resistance and high visibility, YangHuFei low characteristic into a road construction in the most commonly used material. At the same time, its not impatient, it is difficult to meet the twenty to thirty years of service life and easy to crack, once the craze, maintain wait for a reason to also make it more difficult to design. This article in view of the cement concrete pavement structure and design of common problems, this paper analyzes the main reasons, and puts forward the effective solution.
Key word: cement concrete; Pavement; Design; solutions
中图分类号：TU528.45文献标识码：A文章编号：
在世界各发达国家，沥青混凝土路面和水泥混凝土路面一直是占据了绝大部分的市场份额，但水泥混凝土路面以其稳定性强、抗灾能力好等特点在实际应用中发挥了更大的作用，特别是在重型车辆多的告诉公路中，水泥混凝土路面独树一帜，成为新宠。但在水泥混凝土路面发展过程中遇到的问题也日益凸显出来，使得其设计难度加大。研究如何有效解决水泥混凝土路面设计中存在的问题也迫在眉睫。
一、水泥混凝土路面的结构特点及设计理论
水泥混凝土路面结构组成包括路基、基层、垫层、以及面层四个部分，各部分构造特点如下： 路基应具有稳定、严实、能对路面结构提供均衡的力学支撑，确保路基在绝大部分环境和重负载情况下不易变形、开裂；基层主要用途是与垫层相辅相成，预防或控制板地脱空和错台等病害，同时减轻路基因冻胀、变形等对混凝土面层产生的不利影响。应具有足够的抗灾能力和稳定性，密实、平整、适应性好等特点；垫层是为了改善路面结构的使用性能而存在的，只要应用于湿度和温度状况不好的城市水泥混凝土路面建设中；面层是水泥混凝土路面设计中关键结构之一。其涉及到整个路面的抗滑性能、能见度、耐磨损度等方面，也是整个工艺过程中要求最为严格的，因此也决定了水泥混凝土面层应该具有足够的韧度、耐性、平整度好、抗滑性高等优点
基于以上结构特点，水泥混凝土路面设计方法常常选用板边沿的中点作为临界负荷位，采用弹性半空间地基上的薄板理论和有限元法计算标准轴载在该处产生的最大荷载应力，以尽量满足道路各结构所需具备的特征。
二、水泥混凝土路面设计中常见问题的分析
1、水泥混凝土路面设计指标可靠度的分析
路面设计中最主要的参考因素就是可靠度，具体道路有着具体的安全等级设计要求，并规定了相应的设计基准期。按施工环境、施工技术及质量和管理要求等，选用不同的等级。但其选取便设计到工程经费：所设计路面的可靠度、安全度越高，对应的路面结构也越密实，投建是费用较大，但后期养路费和车辆运行费较低；与此对应的路面可靠度较低，则前期投建费用少，但养护费用高，且道路使用寿命较短。
2、交通量计算取值的分析
对于不同道路的交通流量的取值，存在着很多不确定的因素，例如：地基土质、车辆类型、最大负载量等，因此对于路面的基层、垫层、面层的设计要求相应的加大，承受力是很大考验。路面的承受力越大，要求防断裂、防错台、控制板面脱落的能力月强，为此路面建造过程中为增强路面耐性、韧度等掺填的材料越多，造价也越高，技术难度也想要加大。如何中和交通量及负荷以及道路造价、技术要求等也成为水泥混凝土路面设计中亟待解决的问题。
3、水泥混凝土路面材料的设计分析
对水泥混凝土基层和垫层的首要求是抗冻胀和抗变形能力好，否则将直接导致路面下沉、开裂等后果，因此路基材料不能使用高粘度和有机质细粒土，而需混合石灰和水泥进行改造。对于面层，常用材料是贫混凝土，加强了基层的抗灾能力，但是强度难以控制。强度高的贫混凝土会导致面层厚度高，温度翘曲应力也相应增加，同时严重影响面层的抗裂能力；强度低的则面层厚度薄，不耐压。无法达到设计要求。
三、有效解决水泥混凝土路面设计中存在的问题的方法
路面设计中存在的设计指标可靠度计算、交通量取值、路面结构组合等问题都是具体影响水泥混凝土使用效果的因素。以下是如何有效解决这些因素的具体措施。
1、解决设计指标可靠度计算方法
设计指标的可靠度需严格跟随安全性能，设计时可根据各参数值在各可控范围内的具体情况选择可靠度系数，同时利用技术经济判断和对比来确定最终值。目前最常见的“校准法”充分分析了设计目标的性能要求，参考以往工程设计的技术和实战经验，按目前的设计规范对已建路面开展各项可靠度的估量，制定新路面的设计规划，涵盖了比原有设计思想更高的可适用性和经济合理性。
2、交通流量取值预测
对于交通流量的取值和估测，可根据道路等效疲劳断裂损坏原则判断，即轴载换算公式。 首先通过交通量分布情况，选取交通量方向分配系数，一般可取0.5，再根据道路的车道数量确定其它参数，最后通过具体的公式确定其交通分级。交通等级确定后便可知晓具体的最大负荷量，最终优化交通流量和造价及技术要求。
3、路面结构材料的优化设计
路面设计中取材是基石，不符合密实度和稳定性不高的材料坚决不能用于路基填材，为了使道路的使用寿命加长，可在基层中考虑加沥青和铺层，加设传力杆，增强接缝处的承受能力和防断裂能力，使用新型工艺，例如聚合物改性水泥混凝土、纤维增强水泥混凝土等。同时，考虑到水泥混凝土的光热反射力较强，也可使用彩色水泥混凝土材料。
近年来，随着我国经济的增长，國民收入增大，道路的发展也十分迅猛，道路的交通量也迅速增长起来，水泥混凝土路面因其取材方便、能见度高、耐磨损、养护费低等特点成为道路建设中最常用的材料。与此同时，其不耐压、难以达到二十至三十年的使用寿命、易开裂、一旦开裂，维护难等原因也使得其设计难度加大。本文针对水泥混凝土路面的结构特点和设计中常见问题，分析其主要原因，并提出有效的解决方案。总而言之，水泥混凝土路面在我国，乃至世界范围内的使用范围都很广泛，人们对出行的道路要求也将越来越高，而如何有效解决水泥混凝土路面设计中存在的问题始终是研究的重心所在，我们有理由相信这些问题都会随着科学技术的发展得到解决，水泥混凝土路面也会随之具有更强的适用性和普遍度。
参考文献：
[1]黄立葵;水泥混凝土路面设计方法的可靠性分析[J];湖南大学学报；1997年03期
[2]姚祖康;水泥混凝土路面设计[J]；华东公路；1982年06期
[3]丁志强；水泥混凝土路面设计中的几个问题探讨[J]；中国心技术新产品；2009年11期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。