公路路面设计探讨

公路路面设计探讨

李海圆

山东华邦建设集团有限公司山东青州262500

摘要：随着我国国民经济的快速发展，我国公路建设事业也取得了长足的进步，特别是近十几年来，我国的高等级公路建设有了突飞猛进的发展，其中90%左右的路面铺筑采用的是沥青混凝土。平交道路口路面有其的特殊的工作环境和使用性能要求，然而相对一般路段来讲，对平交道口路面结构和材料研究比较薄弱，当前平交道路口路面结构和材料直接套用路面设计，忽略平交道口路面独特的工作环境与使用性能要求，平交道口路面的损坏具有各种类型和各种形态。

关键词：路面；性能；结构设计

1水泥稳定土的强度及所受影响的因素

在松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和、压实和养护后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土。影响水泥稳定土强度的因素有：土质、水泥类型标号和剂量、含水量和施工质量等。

1.1土质

一般而言，除了有机质含量超过2%或硫酸盐含量超过0.25%的土以外，各类黏土或砂铄土均可使用。但是，考虑到经济性和施工的便利，具有一定级配的砂土用水泥稳定效果较好。黏土粒含量多，塑性指数高的土质，采用水泥稳定时，需要加大水泥剂量，往往是不经济的。研究表明，水泥剂量随土中粘粒含量的增多而增大，这是因为水泥的水化物需要在强碱介质中才能硬化，当水泥稳定含粉粒和粘粒含量较多及塑性指数较大的粘性土时，水泥水解、水化的生成物首先与粉粒和粘粒作用，致使碱性介质不能顺利形成，从而妨碍水泥水化物的正常硬化。适宜做水泥稳定土基层的材料有：级配碎石、级配砾石、未筛分碎石、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣等。若集料为均匀细砂，用水泥稳定时施工难于压实。解决这一问题的方法是：在砂中可以加入一定量的粉煤灰，并添加小于10的塑性指数的石灰石，以改善其颗粒组成。

1.2水泥

水泥的类型、标号和剂量是决定水泥土强度的重要因素。硅酸盐水泥稳定效果较好，铅酸盐水泥则较差。由于从拌和到压实通常需要的时间至少为2h，所以一般不能采用快硬水泥或早强水泥，应选用终凝时间较长的水泥。如选用初凝时间为3~4h终凝时间6h以上32.5级水泥。水泥强度等级不宜太高。另外，大多数级配好的材料经水泥稳定后，其强度随剂量呈正比例增加。这表明，使用较高的剂量，对强度形成十分有利。选用水泥剂量应综合考虑强度、裂缝、造价诸方面，通过混合料配合比设计确定一个经济而实用的剂量。

1.3含水量

水泥土中的含水量对水泥土强度有重大的影响。水泥土中要有足够的含水量以保证大土团被粉碎和水泥在土中的均匀分布，有利于水泥的完全水化和水解结晶作用。

1.4施工质量

施工质量包括拌和均匀度和压实度，还有竣工后的湿养生，也直接影响水泥土的强度。

2稳定类混合料的配合比设计

为确保达到稳定土的强度要求，需认真做好混合料配合比设计，即确定必需的或最佳的灰剂、最佳含水量（最大干密度），在需要改善混合料的物理力学性质时，还包括掺加料的比例。配合比设计步骤如下：

2.1选择配制剂量制备同一种土样，五种不同剂量的稳定土混合料试件。

2.2确定最佳含水量做五组混合料重型击实试验，也可只做三组不同剂量（最小剂量、中间剂量、最大剂量）击实试验，分别获得混合料的最佳含水量和最大干密度，其余二个剂量的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。

2.3制备试件由工地预定达到的压实度，分别计算不同灰剂量试件应有的干密度，按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。

3路面延寿措施

针对实际应用中公路工程存在的上述问题，需要从设计、施工、管理及养护等公路全寿命周期的各个环节加以改进或提高，才能解决目前公路使用寿命短的问题。虽然近年来，国外对长寿命路面进行了广泛研究，但造价颇高，而中国在这方面的研究尚处于起步阶段，还没有形成完整的设计理论。作为路政人员，为延长路面的设计使用寿命，降低公路运行成本，我们可以采取以下措施：

（1）完善设计，适度地考虑路面投入使用后的客观实际问题，从技术上给予安全储备。首先设计阶段前期要做的做足可行性研究，有针对性地就延长路面使用寿命、增加的投资、产生的社会经济效益三者关系进行重点分析，得出一个相对优化的方案，就有可能在设计阶段提高设计标准，从而延长水泥混凝土寿命。同时，设计阶段还要特别考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响，其换算关系并不是简单的倍数关系，而应该通过试验或参考国内外最新相关研究成果，最终确定合理的换算系数。此外，进行路面强度设计时，路基的分段要在深人勘察的基础上，结合路线纵断、横断设计图表准确划分，段落界限桩号精确到米，路幅较宽时，特别旧路拓宽工程，横向也需划分，这样可以避免各别路段的路面结构与土基强度不符的现象，防止局部路段的路面强度不足或超强情况的发生。国外的研究表明，合理设计的内部排水系统可以使水泥砼路面的使用寿命提高50%左右。

（2）完善施工管理，加大建设市场的治理力度，确保设计路面的性价比。首先要建立以工程监理为核心的质量管理体系，施行政府监督，施工（单位）监理和企业自检，要在建立公路监理制度上，逐步建立起三个层次的管理体制，又要理顺“三者”的关系。同时，还要建立以工程监理为核心的监理、检验和质管组织。而施工质量是由原材料的选择、级配及组成、试验检测水平、施工工序控制、工艺水平、设备与技术水平及施工环境等方面几个方面共同决定的，必须加大对各施工环节的监控力度，做到出入备案，达到有源可溯。以原材料的管理为例，原材料施工前必须送有关材料试样到有检测资质的单位进行检测和做配合比试验，满足设计要求方可进行施工，并备案。

（3）协调各方面利益，加大从根本上对超限、超载的治理的力度，使路面在设计允许的工况下发挥其设计功能。超速超限问题由来已久，其涉及范围广泛，要想成功、有效地加以解决，必须深化对超载的准确认识，重新厘定关于超载的定义并建立长效的综合机制。此外，还需政府加大宏观调控、对运输市场进行规范、从源头治理加强车辆的生产及改装管理，鼓励多轴多轮胎大型货车的使用、等。总之，治理超载超限运输是一项长期、艰苦和复杂的工作，只有多种措施并举，综合治理，才能保障公路完好、畅通，延长其使用寿命。

（4）合理地对路面进行维护保养，使其达到设计使用要求的情况下而寿终正寝。首先要转变思想，做到建养并重，在公路项目的规划之初就将后续的维护保养包含在内。而在制定具体公路路面的巡检养护方案时，必须结合公路使用情况和可用资金、设备与人力资源等的实际情况，实行集中养护与分散养护、正常养护与季节性养护、专业养护与群众养护相结合的办法，延长公路路面的设计使用寿命，实现我国公路的可持续发展。

4结语

综上所述，在进行公路路面设计的过程中，必须根据当地实际情况以及实践经验进行设计，在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。

参考文献：

[1]黄芳，王剑峰.考虑环境因素的沥青路面设计方法[J].福建建筑，2010年07期.45～46.

[2]林有贵，罗竞.级配碎石基层的回弹模量及沥青路面设计弯沉的研究[J].中南公路工程，2001年04期.34～35.