一、水泥路面的特性

混凝土路面以其强度高、刚性大和耐久性好，能适应重载、高速而密集的汽车运输要求，已在城市道路中广泛采用。

1、强度高、刚性大和耐久性好:混凝土路面具有较高的抗压、抗弯拉和抗磨耗的力学强度，具有较高的承载能力和扩荷载能力，耐久性好，一般可使用20~30年以上，沥青路面一般在10~15年，是沥青路面使用年限的2倍。

2、稳定性好:环境温度和湿度对混凝土路面的力学强度影响甚小，因而热稳定性、水稳定性和时间稳定性都比较好。抗油类侵蚀能力强，抗洪能力比沥青路面强。

3、平整度和粗糙度好:表面起伏变形少，路面在潮湿时候仍能保持足够的粗糙度，使车辆不打滑而能保持较高的安全行车速度。

4、养护费用少，维修成本低:水泥路面的建造费用比沥青路面节省一倍。按每立方米混合料测算，沥青混合料需要1000元~1400元，而水泥路面仅需要330元~580元。维护方面:沥青路面局部修复养护费用比新建费用大致高4倍~5倍，而水泥路面局部修复的养护费用是建造费用的2倍~3倍。

5、运输成本低:以V=60km/h行车速度计算，水泥路面的油耗比沥青路面节省8%;随着速度的加大，在V=80km/h行车速度时，水泥路面的油耗比沥青路面可节省10.5%。在当前高油价、高污染的时代，达到低碳节能的目标。

综上所述，由于我国资源和能源的紧缺，加快水泥混凝土路面技术进步是我国道路建设的客观需求，也是促进我国能源大发展的重要战略措施。

二、混凝土路面的设计概况

混凝土板厚一般采用等厚度形式，根据交通量大小及轴载大小确定路面厚度，板厚最小18cm。板宽一般按每车道，耽不大于4.5m;板长一般采用4~5m，最长不超过6m。胀缝间距一般直线段为200m设一道，在交叉口与直线联接处设胀缝。

三、水泥混凝土路面板尺寸的确定

水泥混凝土路面板尺寸包括板的厚度及平面尺寸。采用弹性半无限地基板理论和有限元法计算板内应力，以荷载应力和温度应力产生的综合疲劳损坏(断裂)为设计控制标准。以BZZ-100KN的单轴荷载作为标准轴载，按等效原则将各级轴载换算为标准轴载。

1、混凝土面层厚度的确定

(1)使用年限内标准轴载在车道内的累计重复作用次数。在使用年限内，标准轴载在车道内的累计重复作用次数Ne，可通过对现有道路的轴载情况调查和交通增长分析后，按下式计算:Ns=365N0[(1十γ)-T].η/γ

式中:N0一设计初期车道上日标准轴载作用次数;

γ—平均年交通量增长率(%);

T一路面的使用年限;

η一车轮轮迹横向分布系数。对双向双车道混合行驶者取0.30~0.40;对双向双车道，机动、非机动、慢行分开者取0.40~0.50;对单向一个车道取0.50~0.65。

其中，标准轴载Ps是以BZZ-100作为设计标准轴载，由交通调查得到的各级轴载Pi的作用次数Ni换算成标准轴载Ps的作用次数Ns:

Ns=a1Ni(Pr/Ps)16

式中:a1—后轴系数。单后轴时，a1=l;轴距≤1.35m的双后轴，以板中为临界荷位时，a1=0.23，以板边为临界荷位时，al=3.8;轴距>1.35m的双后轴，分别按单后轴计。

(2)混凝土的抗折疲劳强度σl即:σ1=σ(0.885-0.063logNe)

式中σ1—混凝土计算抗折强度;

N—轴载作用次数。

(3)地基的计算回弹模量Es，即:

Es=n•El

式中:n—地基回弹模量增大系数;

n=nr(8.4h/Et 0.58);

nr—计算荷位系数，板中荷位取1.0，横边荷位取0.75;

h—混凝土板厚(cm);

Et一地基的当量回弹模量(Mpa)，可根据基层、路基的回弹模量，拟定的基层厚度，由当量回弹摸量Et计算图求得。

(4)混凝土板的计算荷载应力σp。利用应力计算模图，根据初拟的混凝土板厚h，板和地基的模量比Et/E1，及轴载大小P，确定板内最大荷载应力σ。由于路面不平整(特别是横向接缝处)和车辆本身的震动，轴载对路面有动态效应。动轴载的变化一般呈正态分布。因此，对于静轴载的应力计算结果应乘以动载系数Kd，其值变动于1.15~1.20之间，根据交通繁重程度取用。

2、混凝土板平面尺寸的确定

混凝土板通常采用板宽为3.5~3.75m，板长为4.0~5.5m。为判断所选板尺寸是否合适，应进行温度翘曲应力计算，并同荷载应力叠加，验算综合成力是否小于混凝土的抗折强度。即:

σc=σp σT≤σs

式中:σc—综合应力;

σp—最大荷载虚力，按轴载120kN计算;

σT—温度翘曲应力;

σs—混凝土计算抗折强度。

结语

1、水泥路面的试用应因地制宜，对于重车较多的道路建议首选水泥路面结构。

2、水泥路面两大控制指标:路面结构厚度和平面尺寸，上述两个指标是以混凝土疲劳开裂为临界状态，按荷载应力和温度翘曲应力大小确定的。由于应力计算公式假设了板和地基保持接触。各项计算参数，对计算应力值都有一定的影响，在设计时，应结合当地已建工程及设计经验选用。

3、采用水泥混凝土路面对路基要求较高，即需要较强的路基设计，才能避免水泥路面的损害。

4、建议水泥路面基层基层采用半刚性或刚性基层，底基层采用水泥稳定类土，石灰土稳定类基层因其受水浸泡后易液化、变软，不宜直接用在混凝土的基层。