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水泥混凝土路面设计的几点思考
摘要:随着我国经济的发展,道路交通流量迅速的增长。大多数的水泥混凝土路面出现不同程度的破坏,除了设计施工质量问题外、还有各种自然因素的影响。因此本文将从设计构造的角度,就如何提高水泥混凝土路面的使用性能,有效的控制路面的缺陷,结合自己的实践经验进行分析探讨。
关键词:水泥混凝土路面;特点;设计
1 前言
水泥混凝土路面具有板体性好、承载能力大、使用寿命长、养护费用少、抗磨耗能力强等优点,因而在道路建设及城市道路工程中被广泛的应用自80年代以来,随着我国国民经济的发展,特别是改革开放的深入,道路交通量迅速的增长大型客车和重型货车的比重也逐年提高。为了解决高品质的国产沥青不足,提高路面等级及其承载能力,适应重交通日益增长的需要,此间我国加紧水泥混凝土路面的设计、研究工作,随着设计理论日臻完善,设计方法日趋合理,施工工艺不断改进。但从道路使用运营状况来看,大多数的水泥混凝土路面难以达到20-30年的设计使用年限,并且出现一些较严重的缺陷,如路面的早期断裂、错台边角破损、平整度及粗糙度差等给行车和养护带来一定的困难,且不易处理,修复费用高难度大。究其原因,除了设计施工质量问题外、还有各种自然因素的影响。因此本文将从设计构造的角度,就如何提高水泥混凝土路面的使用性能,有效的控制路面的缺陷,结合自己的实践体会与具体做法提出一些探讨意见。
2 水泥混凝土路面的优点
水泥混凝土路面有很多的优点:路面强度高、承载能力大,耐磨耗能力强,能见度好,使用寿命长,养护费用少,行车的油耗也较沥青路面少10%-15%,正因为有这些优点,所以水泥混凝土路面在许多省市广泛使用,也取得了比较好的效果。
在长期使用过程中,水泥混凝土面板的裂缝引起了人们的广泛注意。设计理论的不尽完善,对施工工序和施工质量要求不严格是造成水泥混凝土路面裂缝的主要因素。
3 水泥混凝土路面的设计理论
我国现行《道路水泥混凝土路面设计规范》采用的是弹性地基上的小挠度薄板理论,以荷载应力和温度应力产生的综合疲劳损坏作为设计标准,即设计时控制板内临界荷位处的荷载疲劳应σpr。和温度疲劳应力飞之σtr和(综合疲劳应力)不大于混凝土的疲劳强度fτ。其极限状态设计表达式为:Yr(σpr+σtr)≤fτ
设计方法选用板边缘中点作为临界荷位,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。
4 水泥混凝土路面设计中的问题分析
水泥混凝土路面设计指标可靠度的分析
道路工程结构的设计安全等级为3个等级,路面工程的安全等级仅考虑高速道路。一级道路和二级道路的路面,相应的安全等级要求规定为一级、二级和三级。为三级和四级道路路面增加一个设计安全等级—四级,并规定了相应的设计基准期为20MPa;而设计安全等级为四级的路面结构的目标可靠指标和目标可靠度。系按前三级的数值级差递降得到的。按施工技术、施工质量控制和管理要求达到和可能达到的具体水平,选用其他等级。降低选用的变异水平等级,须增加混凝土面层的设计厚度要求;而提高选用的变异水平等级。则可降低混凝土面层的设计厚度或提凝土的设计强度要求。可通过技术经济分析和比较予以确定但对于高速道路的路面,为保证优良的行驶质量,不宜降低变异水平等级材料