浅析刚性路面

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【摘　要】对于现代刚性路面的种类及发展进行调查和研究。结果显示：现在刚性路面随着时代的发展种类越来越多，并且用料及使用的条件越来划分越细致，路面的种类不同其用途也不相同，由此可见不同的路面在各种不同的环境下得到充分的应用。

【关键词】刚性路面的种类；发展

0.前言

公路作为日常生活中必不可少的一部分，为我们大家带来了大量的便利。公路的路基及路面更是不可缺少的部分之一。在我国古代就开始使用大型的条状石块来铺设路面，欧洲在公元前3000年左右，在分明车轮之后也发明了用石料修筑的硬质路面。随着时间的流逝，路面也得到了显著的发展，从以前的简单铺设，到现在的种类繁多。其中以水泥混凝土路（刚性路面）和沥青混凝土路面发展尤为迅速，已经成为了世界范围内最广泛使用的道路铺面之一。由于水泥混凝土路面板具有较强的力学强度，与其他类型路面相比，车轮荷载作用下表现出较大的刚度，因此也称之为刚性路面。(下文中刚性路面均为水泥混凝土路面)

1.刚性路面的构造和分类

水泥混凝土路面由混凝土面层、基层、垫层、路肩结构和排水设施等组成。

由于混凝土面层材料的不同，水泥混凝土路面分为以下几种：

1.1普通混凝土

普通混凝土又称有接缝素混凝土，是指仅接缝处和一些局部范围（如角隅、边缘或孔口周围）内配置钢筋的水泥混凝土面层。这是目前应用最为广泛的一种面层类型。

1.2钢筋混凝土

这是一种为防止混凝土面层板产生的裂缝缝隙张开而在板内配置纵向和横向钢筋的混土面层。钢筋混凝土路面由于板的长度大，接缝缝隙宽，因而在横缝内应设置传力杆以提供相板的传荷能力。这类面层除遇特殊情况外，已很少采用。

1.3连续配筋混凝土

除了在邻近构造物处或与其他路面交接处设置胀缝，以及视施工需要设置施工缝外，路段长度内不设横缝，并配置纵向连续钢筋和横向钢筋。连续配筋混凝土面层的厚度为通混凝土面层厚度的0.8~0.9倍。这类面层由于钢筋用量大，造价高，一般仅用于高速公路或交通繁重的道路，或者用于加铺已损坏的旧混凝土路面。

1.4碾压混凝土

这是一种采用不同方法施工的普通混凝土。它不是在混合料内部振捣密实成型，而用类似于水泥稳定粒料基层的施工方法铺筑，通过路碾压实成型。这类面层具有不需专用的的混凝土铺面机械施工，完工后可以较早地开放交通（如7d或14d），以及可以采用灰掺代水泥而降低造价等优点。碾压混凝土面层目前尚主要用于行车速度不太高的、停车场或停机坪的面层。

1.5纤维混凝土

在混凝土中掺拌钢纤维，可以提高混凝土的韧度和强度，减少其收缩量。钢纤维可以采用不同方式制造，如钢丝截断法、薄钢板剪切法、熔抽法和钢坯铣削法，由此得到不同形状和横截面的纤维。由于钢纤维混凝土的造价高，因而这类面层主要用于设计标高受到限制的旧混凝土路面上的加铺层，或者用作复合式混凝土面层的上面层。

2.刚性路面的技术特性

2.1高抗折强度

典型的混凝土路面板破坏就是受弯疲劳破坏，因此，保证高抗弯拉强度是保证混凝土路面的使用寿命的关键。

2.2高耐久性

路面混凝土的耐久性通常指在各种物理力学作用、环境作用和化学介质侵蚀下的工作耐久性，主要包括耐磨性及其保持率、抗冻性和抗渗性。

2.3搞疲劳极限

随着公路交通荷载的不断增多和单位荷载的加大，需要路面混凝土在更大的疲劳应力作用下具有更高的疲劳极限。

2.4小变形性

较小温度变形系数和较低的干缩温度变形量，能保证面板具有较小的温、湿变形量。

2.5优良工作性

浇筑施工路面混凝土需要较大的流动性、优良的混合物均质性和稳定性。

2.6经济性

路面混凝土是大量使用的土木工程材料，在满足设计强度、工作性和耐久性的基础上，配合比设计中应尽量降低高价材料的用量。

3.调查近年来对刚性路面研究的成果

由交通部公路规划设计院承担，3个单位参加编写的国家科委《我国水泥混凝土路面发展对策及修筑技术研究》科技工作引导性项目（即No.025项目），经各单位近4年的共同努力，取得的主要研究成果有：

3.1发展对策方面

提出了水泥资源丰富地区，加速发展；沿海东部地区，大力发展；修筑较少或尚未修筑的地区，适当发展的对策。

3.2结构设计方面

提出了考虑高低应力比的双对数混凝土疲劳方程；路面结构可靠度设计和挠度指标；复合结构的设计方法等。

3.3表面功能与修筑技术方面

提出了抗滑、耐磨、平整度的技术标准、检测方法和提高表面功能的各种技术措施；研究总结出一套实用的常用机具修筑技术及施工须知；研制出低真空大抽速真空脱水机组和磨耗试验机；提出了轨道式摊铺机与滑模摊铺机修筑技术及施工须知。

3.4材料方面

提出了以抗折强度（弯拉强度）为指标的普通混凝土配合比设计的正交试验法和经验公式法，抗折与抗压强度关系；0.5h、1h、4h快速测定混凝土强度及超声、回弹、射钉、拔钉等现场检测技术；接缝材料技术指标，试验方法，施工工艺与试验设备和施工机具。

3.5碾压混凝土路面方面

提出了以抗折强度（弯拉强度）为指标的配合比设计方法和最佳的材料组成；解决了室内外试件成型的关键技术；提出了全厚式和复合式路面结构形式及相应的施工工艺和施工须知。

3.6钢纤维混凝土方面

提出了疲劳损坏；以抗折强度（弯拉强度）为指标的配合比的设计方法；最佳纤维含量、路面厚度、缩缝间距和施工工艺。

3.7养护维修方面

提出了养护管理系统，强度评定指标与方法；加厚层设计方法及施工工艺；快速修补技术、修补材料和修补工艺等，并颁布了《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-201）。

上述研究成果，既有水泥混凝土路面的结构设计、材料组成设计和施工工艺，又有检测试验标准、方法和开发研制的仪具，以及路面的监测、评价和维修、养护措施等，其中多项研究成果达到国际先进水平，填补了国内空白，从而形成了普通混凝土、碾压混凝土和钢纤维混凝土路面的设计、施工、维修养护以及路面养护管理系统等多项成套的实用技术，已被交通部列为科技重点推广项目，在全国进行了示范和推广。与此同时，大部分研究成果已纳入修订的交通部行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》和国家标准《水泥混凝土路面施工及验收规范》中。

4.结语

刚性路面从发明至今经历了各种风和雨的洗礼，(下转第65页）(上接第46页）在风和雨的浇注下成长进步。尤其是近些年来我国大力开发水泥混凝土路面，使得其发展更为迅速。统观以上的优缺点，水泥混凝土的优势渐渐地显露出来，但其缺点也是不容忽视的。所以需要更多的学者去研究总结完善水泥混凝土路面。我相信在不久的将来水泥混凝土将会更加广泛的应用于我们的日常生活中。　[科]

【参考文献】

［１］资建民,欧建岸.路基路面工程[M].华南理工大学出版社,2002.06.30.

［２］邴文山.水泥混凝土路面工程,人民交通出版社,2005.03.01.

［３］程培峰.路基路面工程[M].北京：科学出版社，2009.