【導讀】本設(shè)計為山東省某地新建的一條雙向四車道高速公路,設(shè)計速度為120km/h.性土，平均地下水位，平均凍深米。主要進行了路基橫斷面設(shè)計、道。路面設(shè)計中主要是初擬路面結(jié)構(gòu)的不同.設(shè)計路面為水泥混凝土剛性路面,主要包括路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計、混凝土路面板尺寸設(shè)計、接縫設(shè)計以及施工設(shè)計.夠的強度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟合理。影響路基強度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必。修筑路基取土和棄土時，應符合環(huán)保要求，以適當處理，減少棄土。侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。

　　

【正文】 定砂 基層為， ? ? ? ?1 . 3 3 1 . 6 5 4 0 2 . 2 0 4 . 0r p r trr M P a M P a??? ? ? ? ? ? ? 因而，擬定的由厚度 的普通混凝土上面層和厚度 的 水泥穩(wěn)定砂 基層組成的分離式復合式路面，可以承受設(shè)計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用 。 接縫設(shè)計 混凝土路面板由于溫度或濕度 變化 、 硬化時的收縮等原因，會出現(xiàn)脹縮合翹曲。設(shè)置接縫，可減小混凝土板因變形受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)應力，并滿足施工的需要。 縱向接縫 縱縫設(shè)在劃分車道線的位置，由于一次鋪筑寬度小于路面寬度，設(shè)置縱向施工縫。縱縫與路線中縫平行?？v向施工縫采用平縫 加拉桿 形式，上部鋸切槽口，深度為 30mm，寬度為 5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，構(gòu)造如圖 所示。 圖 縱向施工縫構(gòu)造 圖 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 31 頁 共 38 頁 拉桿采用螺紋鋼筋，設(shè)在板 厚 中央，并對拉桿中部 100mm 范圍內(nèi)進行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距，參照表 選用。施工布設(shè)時，拉桿間距按橫向接縫的實際位置予以調(diào)整。 表 拉桿直徑、長度和間距（ mm） 面層厚度 （ mm） 到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離（ m） 200~250 14700900 14700800 14700700 14700600 14700500 14700400 260~300 16800900 16800800 16800700 16800600 16800500 16800400 由于設(shè)計混凝土面層厚度為 280mm，一車道寬度即到自由邊距離為 。 選用直徑 Φ16 螺紋鋼筋，長度 800mm，間距 700mm。 橫向接縫 橫縫垂直于縱縫，有縮縫 、 脹縫和施工縫三種。由于設(shè)置脹縫不僅給施工帶來不便，而且也容易出現(xiàn)碎裂 、唧泥和錯臺等病害。因此本設(shè)計主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。 每日施工結(jié)束或因臨時原因中斷施工 時，設(shè)置橫向施工縫，其位置選在縮縫處。采用傳力桿的平縫形式，其構(gòu)造如圖 所示。 圖 橫向施工縫構(gòu)造 圖 橫向縮縫等間距布置，采用假縫形式。由于特重交通，采用設(shè)傳力桿假縫形式。橫向縮縫頂部鋸切槽口，深度為面層厚度的 1/4，寬度為 5mm，槽內(nèi)填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口增設(shè)深 20mm、寬 6~10mm 的淺槽口，其構(gòu)造如圖 所示。 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 32 頁 共 38 頁 圖 橫向縮縫構(gòu)造圖 傳力桿采用 光面鋼筋。其尺寸和間距可按表 選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為 200mm。 表 傳力桿尺寸和間距（ mm） 面層厚度（ mm） 傳力桿直徑 傳力桿最小長度 傳力桿最大間距 220 28 400 300 240 30 400 300 260 32 450 300 280 35 450 300 300 38 500 300 水泥混凝土面層厚度 280mm。則采用傳力桿直徑 Φ35 光面鋼筋，長度500mm，間距 200mm。 水混凝土面層 混合料 設(shè)計 基本要求 水泥混凝土混合料根據(jù)公路交 通量及公路的使用任務、性質(zhì)，并結(jié)合氣候、水文、土質(zhì)、材料、實踐經(jīng)驗以及施工和養(yǎng)護條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟比較。獲得符合使用要求與環(huán)境條件相適應的路面。 混凝土混合料由水泥、粗集料、細集料、水與外加劑等原材料組成。 各種材料的基本技術(shù)要求應滿足相應的技術(shù)規(guī)范?；拘阅馨拐蹚姸?、抗折疲勞強度、抗壓強度、變形性能和耐久性等性能也應滿足要求。 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 33 頁 共 38 頁 配合比設(shè)計 設(shè)配置 級普通水泥礫石混凝土 （ 1）配置抗折強度 設(shè)配置滑模攤鋪的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面設(shè)計抗折強度5MPa，強度施工保證系數(shù) K=。 則配置 抗折強度由下式確定： csR K R?? 則有， ? ?1 . 1 5 5 5 . 7 5csR K R M P a? ? ? ? ? （ 2）計算水灰比 W/C 實測 28d 抗折強度平均值取 。 參照下列兩個經(jīng)驗公式計算： ? ?/ 1 . 5 4 9 2 0 . 4 5 6 5 / 1 . 2 6 1 8cjC W R R? ? ? ? ?/ 1 .0 4 / 1 .3 8cjW C R R?? 帶入數(shù)據(jù)則有， W/C= 或 W/C= 上述兩個公式計算的水灰比，一個偏小，一個偏大，取兩個公式的計算結(jié)果的平均值 W/C= 較合適。 （ 3）計算單位用水量 W0 取細度模數(shù)為 ，參考表 得 Sp=32%； 表 砂的細度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系 砂細度模數(shù) ~ ~ ~ ~ ~ 砂率 （ %） 碎石 30~34 32~36 34~38 36~40 38~42 礫石 28~32 30~34 32~36 34~38 36~40 塌落度 h=5cm， 由下列經(jīng)驗公式可計算： ? ?0 8 6 . 8 9 3 . 7 0 1 1 . 2 4 / 1 . 0 0 pW h C W S? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， Sp=160kg/m3 用水量過大，需使用減水劑。 （ 4）外加劑用量 使用外加劑，應采用引氣緩凝減水劑用量 ‰ ，最優(yōu)減水率 7% 。減水量雙向四車道高速公路路基路面工程 第 34 頁 共 38 頁 計算如下： 7%=， =，符合礫石混凝土最大控制單位用水量 155kg/m3 的要求。外加劑用量 Y0=359= kg/m3。 （ 5）計算單位水泥用量 C0 C0=W0（ C/W） == kg/m3 考慮到施工的波動，增加水泥用量 ΔC= 。取 C0=340 kg/m3，水灰比為。對比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于 ，基本符合要求，單位用水量不小于 300 kg/m3，滿足耐久性要求。 （ 6）計算砂石材料用量 使用假定密度法計算，假定礫石混凝土密度 2450 kg/m3。由細度模數(shù)FM= 查表 ，的砂率 Sp=32%。由下式可計算： ? ?0 0 0 00 0 01 0 0 / CPC W S GS S G S?? ? ? ??? ??? ? ?000 0 02 4 5 0 1 5 1 3 4 00 .3 2SGS S G? ? ? ??? ??? ? ?0 0 01 0 .3 2 / 0 .3 2 2 .1 2 5G S S? ? ?代入上式得， 3030627 /1332 /S kg mG kg m? ?? ?? （ 8）計算結(jié)果 匯總上述計算結(jié)果如表 所示。 表 施工配合比 材料名稱 水 水泥 砂 礫石 外加劑 （ kg/m3） 151 340 627 1332 比例 1 ‰ 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 35 頁 共 38 頁 路面用鋼筋量計算 由 接縫設(shè)計可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑 、 長度和間距等參數(shù)，匯總得表 所示。 表 路面用鋼筋參數(shù)（ mm） 接縫 縱縫 橫縫 直徑 Φ 16 35 長度 L 800 500 間距 S 700 200 路面混凝土板長度為 4m，寬度依據(jù)行車道寬度及硬路肩寬度分別為 和 。路線起止樁號為 K280+030~K400+235 。 則路線長度為 120205m 。 依據(jù)路線長度和混凝土面板的平面尺寸，計算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數(shù)量。 縱向： N1=6(120205/)=1030329 橫向： N2=(120205/4)(2+2)/=4357431 查閱相關(guān)資料可得鋼筋單位質(zhì)量如表 所示。 表 鋼筋單位質(zhì)量表 接縫 縱縫 橫縫 種類 螺紋鋼筋 光圓鋼筋 直徑 (mm) 16 35 單根面積 (cm2) 單位質(zhì)量 (kg/m) 則可計算得到所用鋼筋的質(zhì)量： 縱縫： G1=1030329=1300687kg= 橫縫： G2=4357431=16475448kg= 則，總量 G=+=17776t 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 36 頁 共 38 頁 水泥混凝土 路面 機械攤鋪 施工 本設(shè)計水泥混 凝土路面施工采用滑模施工技術(shù)。主要參考《公路水泥混凝土路面滑模施工技術(shù)規(guī)范》。 本設(shè)計 采用螺旋布料器布料、多根振動棒振動密實、振搗器上下振搗壓入粗骨料、成型模板擠壓成型和抹光等工序，確保水泥混凝土路面密度，特別是路面的平整度有了明顯的提高，能滿足高 速公路的 高標準質(zhì)量要求。 施工要求 ： （ 1）施工前的準備： 根據(jù)質(zhì)量要求驗收基層標高與平整度，避免因基層的標高或平整度的不良而影響水泥混凝土面層。在合格的基層頂面用經(jīng)緯儀和水準儀測量出道路中心線和標高，然后，放出攤鋪機一側(cè)的基準線，放線時每 5m（彎道段）或 10m（ 直線段）測設(shè)一個點，確保標高準確，線形平順。攤鋪機履帶行走部位的地基，應稍整平并有能承載履帶接地壓力的承載力。 （ 2） 混凝土制備 拌制符合質(zhì)量標準且質(zhì)量穩(wěn)定的拌和料，其坍落度宜為 30～ 50mm，砂率直為 40％。加強攪拌站材料的計劃性，原材料必須有足夠的貯存量，滿足每天的攤鋪量。在滿足攤鋪量的同時，必須按運輸?shù)浆F(xiàn)場的時間和車輛噸位大小等情況，配備運輸車輛，確保攤鋪機持續(xù)均勻地進行攤鋪。 （ 3） 全自動鋪筑 攤鋪機定位后，安裝自動找平傳感 裝置并檢查其完好性及操作靈活性， 它將直接影響到鋪筑路面的質(zhì)量。 全自動 攤鋪的工藝為： 根據(jù)施工情況，調(diào)整攤鋪速度以及 振動棒位置與振動頻率。 螺旋布料器均勻布料 虛方控制板控制砼進入成型模板的數(shù)量 振搗棒將砼加以振動密實 振搗器將表面上的粗料壓入 砼之中 成型模板使路面板擠壓成型 浮動模板對擠壓成型出來的砼表面進行修整 抹光板對路表面進行搓柔抹光 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 37 頁 共 38 頁 （ 5） 整修 攤鋪機自動鋪筑路面成型后，為了使路面兩側(cè)的邊角達到要求的平整度，可備有 3m輕型直尺進行整修。每天攤鋪機在開始和結(jié)束鋪筑時，兩端都采用人工立模板和鋪筑。兩端平整度必須與機械攤鋪整個面層保持一致，上述兩端處的人工修邊必須認真精修。 （ 6） 拉毛、初期養(yǎng)生 拉毛質(zhì)量直接影響路面抗滑性能，拉毛可以采用麻袋布拉毛，壓紋機壓紋或切割成紋。要求紋理均勻、順直、深度適宜。當混凝土成型后應適時用潮濕的麻袋布或草包覆蓋養(yǎng)生，防止表面干縮裂 縫，并在 7 天內(nèi)保持濕治養(yǎng)生。也可采用噴灑化學養(yǎng)護劑養(yǎng)護。 （ 7） 切縫 掌握好切縫時機是防止施工初期斷板的重要措施，應 “寧早不晚 ”和 “切縫不淺 ”，以切縫時刀片不帶起碎石為最早切縫時機，切縫深度應為 1/3~1/4 的板厚（具體根據(jù)設(shè)計要求）。 （ 8） 灌封縫 當養(yǎng)生結(jié)束后即可開始灌封縫，灌封縫前必須清除縫內(nèi)雜物，保持縫壁干燥，然后選用合適的灌縫料進行灌封縫。 雙向四車道高速公路路基路面工程 第 38 頁 共 38 頁 參考 文獻 1 中華人民共和國行業(yè)標準 .公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范 (JTG D40—2020). 北京：人民交通出版社， 2020 2 中華人民共和國行業(yè)標準 .公路路基設(shè)計規(guī)范 (JTG D30—2020) . 北京：人民交通出版社， 2020 3 中華人民共和國行業(yè)標準 .公路工程技術(shù)標準 (JTJ B01—2020) . 北京：人民交通出版社， 2020 4 中華人民共和國交通部標準 .公路自然區(qū)劃標準 . 北京：人民交通出版社，2020 5 中華人民共和國國家標準 .公路工程技術(shù)標準 (JTJ B01—2020) .北京：中國計劃出版社， 2020 6 中華人民共和國國家標準 .土的工程分類 標準 (GBT_501452020). 北京：中國計 劃出版社， 2020 7 黃曉明主編 .水泥路面設(shè)計 . 北京：人民交通出版社， 2020 8 王秉綱，鄭木蓮編著 .水泥混凝土路面設(shè)計與施工 . 北京：人民交通出版社，2020 9 陸鼎中，程家駒編著 .路基路面工程 .上海：同濟大學出版社， 2020