贫混凝土厚度设计

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1、摘要：采用贫混凝土基层，可提高路面的使用性能与使用寿命，以河北宜大高速公路为例，分别采用不同的设计方法确定贫混凝土基层的厚度，推荐以贫混凝土作为基层的水泥混凝土路面设计方法。关键词：水泥混凝土路面；贫混凝土基层；设计方法采用贫混凝土作水泥混凝土路面基层，可大大提高基层的强度及耐冲刷能力，减少唧浆，板底脱空现象，日益受到公路建设者的重视。目前我国水泥混凝土路面设计规范中没有贫混凝土基层的设计方法，如把贫混凝土作为普通基层进行设计计算，过于保守。笔者以河北宣大高速公路为例，分别按规范旧混凝土路面上混凝土加铺层、美国波特兰水泥协会（PCA）方法、美国陆军工程部队（COE）为机场道面加

2、铺层制定的设计方法、美国各州公路与运输工作者协公（AASHTO）加铺层方法、美国混凝土协会（ACI）加铺层方法进行了计算。几种方法进行比较，推荐以贫混凝土作为基层的水泥混凝土路面设计方法。1工程简介宣化~大同高速公路中宣化至河北省与山西省界路段是河北省“三纵三横”公路主骨架的重要组成部分，是109和207国道的一部分，宣大高速公路河北段，西起河北省阳原县冀晋交界，东至宣化与京张高速公路连接，全长127km。其中，水泥混凝土路面试试验路9.8km。现有宣化~大同二级公路上行驶车辆中有小客车、、小型货车，大中客车以及载货车辆（其中大部分为运煤的重载车辆（，载化车辆种类繁多，其中主要

3、有河牌载化车辆，中国重型汽车工业联营公司制造的各种类型载货汽车（期太尔系五角星理型载体贴汽车）其它类型的国产货运汽车及国外产的载货汽车。这些载货车辆中主要为运煤车辆，去北京方向时，大多数严重超载，返回时多为空车，设计者对大型、重型载货车汽车及拖挂汽车的典型车型进行了现场调研，调研结果如下。（1）中型载货汽车以东见140车型为代表，该车标准载重5t，总载9.2t后轴重6.93t前轴为单轴、单轮；后轴为单轴、双轮，实际装载车货总重20t，净载重16t前轴重2.7t，（2）大型载货汽车以东风153车型为代表，前轴为单轴、单轮，满载后，轴重9.2t；后轴为单轴、双轮，满地后轴重21.5

4、t，轮胎接地压强为1.1Mpa左右。（3）载货拖挂车以斯太尔系列车型为代表，占80%，其次是范畴风153载货挂车，占20%，其它车辆较少，忽略不计。①期太尔91拖挂车：主车自生11t，标准载重21t；挂车自重5t，标准载重15t，标准车货总重52t。超载后，实际车货总重70~95t，以90t居多，可以按90t计。主车前轴为单轴、单轮，每根轴重11t；后轴为双轴、双轮，单轴轴重22t，轮胎接地压强为1.15~1.2Mpa。挂车两根轴，均为单轴、双轮，每根轴重15~17t。②东风153拖挂车；主车前面已介绍，不再重复；挂车两根轴，前轴为单轴、单轮或单轴、双轮，轴重11t，后轴为单轴

5、、双轮，轴重10.5t。宣大高速公路属特重交通，设计年限为30年。设计方案之一是：水泥混凝土面板+20cm贫混凝土基层+20cm水泥稳定砂砾底基层。设计参数为：混凝土面板搞折强度过为5.0Pma,EC=3×104Mpa；贫混凝土抗折强度fem=1.5Mpa,Ee=2×104Mpa；水泥砂砾E1=400Mpa；土基E0=30Mpa；2面层厚度计算2．1提案规范旧混凝土咱面上混凝土加铺层设计方法采用任何加铺层设计方法，均把贫混凝土基层看作旧有水泥混凝土路面把所设计混凝土面层看作加铺层。我国规范的加铺层设计方法，是初估加铺层厚度，采用等刚度原则，按层间结合条件，将双层混凝土板等效换算

6、成单层混凝土板，分别是计算成单层混凝土板，分别计算旧混凝土板和加铺层底面的弯拉应力。当旧混凝土板底弯拉应力不大于其现有弯拉强度的103%和不低于其95%，且加铺层应力不大于加铺层设计强度的103%时，则初估的面板厚度可以作为其设计厚度。宣大高速公路初估面板厚度为28cm验算远不能满足设计要求，面板厚度大于30cm，与实际情况出入较大，该计算方法不理想。2．2美国波特兰水泥协会（PCA）方法将以贫混凝土为基层的水泥混凝土为基层的水泥混凝土路面，按复合式水泥混凝土路面设计，贫混凝土往往不设接缝，为减少射峰裂缝的影响，其抗弯拉强度通常低于1.043~1.724Mpa，如果设置接缝则不

7、受此限制。厚度设计方法为：按不设贫混凝土基层时确定的普通混凝土面层厚度，利用专供复合式水泥混凝土设计的诺模图，确定水泥混凝土面层与贫混凝土基层的厚度。上、下层结合方式分为整体式与非整体式2种情况，宣大高速公路基层顶面喷洒透层沥青，因此，计算时采用后者，即非整体式的结合方式，并肯，基层设置接缝。试验路按非整体式复合式路面进行计算，贫混凝土搞折强度取1.5Mpa按不设贫混凝土基层时确定的普通混凝土面层厚度为34cm。按波特兰水泥协会提出的诺模图，得出面板厚26.6cm贫混凝土厚15.2cm,设计