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摘要：较高的强度、刚度和使用寿命长是水泥混凝土路面的显著优势与特征，现阶段已经逐步实现在我国公路以及城市道桥中的广应用。在承受行车荷载是方面路面发挥着不可替代的重要作用，受到各种客观因素的影响机构层在实际使用过程中极易出现被破坏现象，其中主要包括气候、雨水、温度等自然因素以及设计、施工、养护等其他因素。本文主要对道桥水泥混凝土路面的结构设计进行探究，这对相关工作的顺利开展有极大的促进作用。
关键词：道桥；水泥混凝土；路面结构；设计
在社会与经济快速发展的趋势下城市化规模也呈现出不断扩大的态势，在经济发展方面道桥已经逐渐成为一个制约因素。现代社会城市交通对道桥路面提出越来越高的要求，交通量大、承载能力强、行车速度较快等是现阶段城市交通的主要特征。为在真正意义上实现对城市交通的满足必须做好城市道桥了路面的结构设计工作。
一、常见的水泥混凝土路面结构病害类型及其原因
1.路面裂缝
道桥面层的整体性会受到水泥混凝土路面裂缝的严重破坏，贯穿整个面层，面板被分裂成若干块，有横向裂缝、纵向裂缝、交叉裂缝、板角断裂等都可实现对上述现象的直接影响，造成上述现象出现的原因有很多种，我们主要将其总结为以下几点并进行仔细分析。
（1）混凝土的抗拉强度远远低于路面板内温度应力与车辆荷载。尤其是受到混凝土自身的干缩和温缩的影响其与基层间的摩擦力会呈现出一种失衡的现象，这不仅会导致结构层出现逐步分离的现象，同时也会集中荷载传递应力。
（2）受到车辆荷载的连续的影响与作用路面会产生一定的疲劳破坏，其中还有翘曲应力、基础支撑强度不足等因素的影响。
（3）由于路面出现虚空，雨水、积水通过缝隙渗入面板下部，基层产生唧泥，水中带有的化学物质腐蚀基层，基层变形沉陷，面板基础不均匀沉降，使面板脱空，抗折能力大幅度降低。
2.变形损坏
水泥混凝土路面的变形损坏类指面板竖向发生位移，导致路面高低不平，主要形式有错台、沉陷等。
错台也可以说是一种相对位移的现象，其主要发生位置为相邻两混凝土板块在接缝处。在常年的车流的影响下混凝土板块会呈现出一种高低不平的状态。行车舒适性会在这一过程中有所降低，如果不能对其进行有效治理会对路面的整体性造成进一步的破坏。
接缝处施工时未设置传力杆以及基层或路基体夯实不到位等也是导致上述现象出现的主要原因，也就是说在实际工作中必须实现对上述现象的充分考虑。如果接缝处渗水就会从缝处挤出基层细料和水，最终导致底板脱空现象的出现。加之受到车辆重复荷载的影响就会出现不均匀的下沉现象。
二、道桥水泥混凝土路面结构设计要点
1.面层结构设计
水泥混凝土道桥的面层有多种铺筑方式，常见的有普通混凝土、碾壓混凝土、钢筋混凝土、以及预应力混凝土等铺筑，文章主要介绍前三种。
第一，普通混凝土
其也可称为有接缝素混凝土，是指除接缝处及局部范围外，在面层板内不配置水泥混凝土面层，此种类型是目前应用最广泛的类型。道桥水泥混凝土路面的面层一般是使用等厚断面，厚度范围在十八到三十厘米之间，厚度主要是根据轴载大小、作用次数和水泥混凝土的强度确定的。
面层的混凝土弯拉强度变化范围是四点零到五点零，面层使用整体式浇筑。面层比较厚时，也可以使用双层浇筑，上层用较小的集料；面层以纵向和横向接缝进行划分，分为矩形板块，平面尺寸不应超过二十五平方米。纵缝位置按车道的宽度进行设定，缝内还要设置拉杆，交通流量大时，要在缝内设置传力杆。
第二，碾压混凝土
这类面层施工时不需要使用模板，因此速度快，能很快投入使用，还可通过粉煤灰掺代水泥，进而降低工厂成本。但是，其表面平整度比较差，要在接缝处设置拉杆或者传力杆难度也很大。
第三，钢筋混凝土此种类型只在以下情况中采用：
板长度比较大，加六到八米以上或者板下埋有管线等地下设施导致路基产生不均匀沉降而使板开裂；
板平面形状不规则。因板长度大，接缝缝隙宽，所以应该在横缝内应设置传力杆，以此为相邻板提供传荷能力。这类面层，通常比较少用。
2.基层结构设计
道桥水泥混凝土路面的面层下设置基层流，就能具有一定的抗冲刷能力和刚度，具体而言就是设置是为了防冲刷以及唧泥。如果将水泥混凝土的面层直接放在路基上，会因路基土变形量大，细料含量多以及抗冲刷能力低而产生唧泥。基层铺设后，就能减轻甚至消除唧泥现象。
但是如果是没有经过处理的砂砾基层，对其细料含量和塑性指数就有一定的要求，即两者都不能太高，否则依然会产生唧泥。所以，除非土基自身就是具有很好级配的砂砾类土，而且是良好排水条件的轻交通道桥之外，其他的都应该设基层。而且基层一定要有足够的强度和稳定性，表面也一定要平整。
通过相关计算和实践都证明，使用整体性能良好的材料进行基层修建，能有效确保水泥混凝土路面的使用效果，并能最大程度的延长其使用寿命。所以如果基层出现相对较大的塑性变形累积，这个一般是指在接缝附近的，面层板就会与其脱空，支承条件进一步恶化，进而增加板的应力；与此同时，如果基层材料中还含有一定的细料，将导致出现唧泥以及错台等病害。
3.垫层结构设计
因为水泥混凝土路面的面层刚度大，板体性强，只有良好的扩散荷载能力，传到土基顶面的荷载应力很小，一般不会超过零点零七兆帕。因而对水泥混凝土面层下的垫层强度或承载力要求不是很高，但是因水泥混凝土是脆性材料，其对土基变形的适应能力比较差，所以对其而言，重要的是要求地基提供比较稳定且均匀支承。为提供均匀支承，可以使用以下技术措施：
第一，选择优质的填料，比如，可以选择粗粒土、不易冻胀土等等，与此同时还要合理安排填筑顺序，一般都是把土质质量较差的细粒土放在下层，而上层选择优质的填料进行填筑，可以拌和不同来源和性质的填料，以此避免或减轻冻胀和收缩引起的不均匀变形。
第二，合理控制压实过程的含水量和密实度；对易冻胀土，应该在含水量接近其塑限时按轻型击实标准的压实度要求进行压实，以提供体积变化小而支承均匀的路基。
第三，软弱地基进行加固处理以减少工后沉降量和不均匀沉降量。
结语：
水泥混凝土道桥是城市基础设施中的重要组成部分之一，在进行城市道桥路面结构设计的过程中要严格遵循国家的相关设计规范，并把握水泥混凝土道桥路面结构设计中的要点，确保道桥路面的结构强度及使用寿命。
参考文献：
[1]孟凡华，蔡晓辉.道桥水泥混凝土路面结构设计[J].建材与装饰，2015（39）.
[2]常全军.道桥水泥混凝土路面的结构设计要点[J].建筑工程技术与设计，2017（2）.
关键词：道桥；水泥混凝土；路面结构；设计
在社会与经济快速发展的趋势下城市化规模也呈现出不断扩大的态势，在经济发展方面道桥已经逐渐成为一个制约因素。现代社会城市交通对道桥路面提出越来越高的要求，交通量大、承载能力强、行车速度较快等是现阶段城市交通的主要特征。为在真正意义上实现对城市交通的满足必须做好城市道桥了路面的结构设计工作。
一、常见的水泥混凝土路面结构病害类型及其原因
1.路面裂缝
道桥面层的整体性会受到水泥混凝土路面裂缝的严重破坏，贯穿整个面层，面板被分裂成若干块，有横向裂缝、纵向裂缝、交叉裂缝、板角断裂等都可实现对上述现象的直接影响，造成上述现象出现的原因有很多种，我们主要将其总结为以下几点并进行仔细分析。
（1）混凝土的抗拉强度远远低于路面板内温度应力与车辆荷载。尤其是受到混凝土自身的干缩和温缩的影响其与基层间的摩擦力会呈现出一种失衡的现象，这不仅会导致结构层出现逐步分离的现象，同时也会集中荷载传递应力。
（2）受到车辆荷载的连续的影响与作用路面会产生一定的疲劳破坏，其中还有翘曲应力、基础支撑强度不足等因素的影响。
（3）由于路面出现虚空，雨水、积水通过缝隙渗入面板下部，基层产生唧泥，水中带有的化学物质腐蚀基层，基层变形沉陷，面板基础不均匀沉降，使面板脱空，抗折能力大幅度降低。
2.变形损坏
水泥混凝土路面的变形损坏类指面板竖向发生位移，导致路面高低不平，主要形式有错台、沉陷等。
错台也可以说是一种相对位移的现象，其主要发生位置为相邻两混凝土板块在接缝处。在常年的车流的影响下混凝土板块会呈现出一种高低不平的状态。行车舒适性会在这一过程中有所降低，如果不能对其进行有效治理会对路面的整体性造成进一步的破坏。
接缝处施工时未设置传力杆以及基层或路基体夯实不到位等也是导致上述现象出现的主要原因，也就是说在实际工作中必须实现对上述现象的充分考虑。如果接缝处渗水就会从缝处挤出基层细料和水，最终导致底板脱空现象的出现。加之受到车辆重复荷载的影响就会出现不均匀的下沉现象。
二、道桥水泥混凝土路面结构设计要点
1.面层结构设计
水泥混凝土道桥的面层有多种铺筑方式，常见的有普通混凝土、碾壓混凝土、钢筋混凝土、以及预应力混凝土等铺筑，文章主要介绍前三种。
第一，普通混凝土
其也可称为有接缝素混凝土，是指除接缝处及局部范围外，在面层板内不配置水泥混凝土面层，此种类型是目前应用最广泛的类型。道桥水泥混凝土路面的面层一般是使用等厚断面，厚度范围在十八到三十厘米之间，厚度主要是根据轴载大小、作用次数和水泥混凝土的强度确定的。
面层的混凝土弯拉强度变化范围是四点零到五点零，面层使用整体式浇筑。面层比较厚时，也可以使用双层浇筑，上层用较小的集料；面层以纵向和横向接缝进行划分，分为矩形板块，平面尺寸不应超过二十五平方米。纵缝位置按车道的宽度进行设定，缝内还要设置拉杆，交通流量大时，要在缝内设置传力杆。
第二，碾压混凝土
这类面层施工时不需要使用模板，因此速度快，能很快投入使用，还可通过粉煤灰掺代水泥，进而降低工厂成本。但是，其表面平整度比较差，要在接缝处设置拉杆或者传力杆难度也很大。
第三，钢筋混凝土此种类型只在以下情况中采用：
板长度比较大，加六到八米以上或者板下埋有管线等地下设施导致路基产生不均匀沉降而使板开裂；
板平面形状不规则。因板长度大，接缝缝隙宽，所以应该在横缝内应设置传力杆，以此为相邻板提供传荷能力。这类面层，通常比较少用。
2.基层结构设计
道桥水泥混凝土路面的面层下设置基层流，就能具有一定的抗冲刷能力和刚度，具体而言就是设置是为了防冲刷以及唧泥。如果将水泥混凝土的面层直接放在路基上，会因路基土变形量大，细料含量多以及抗冲刷能力低而产生唧泥。基层铺设后，就能减轻甚至消除唧泥现象。
但是如果是没有经过处理的砂砾基层，对其细料含量和塑性指数就有一定的要求，即两者都不能太高，否则依然会产生唧泥。所以，除非土基自身就是具有很好级配的砂砾类土，而且是良好排水条件的轻交通道桥之外，其他的都应该设基层。而且基层一定要有足够的强度和稳定性，表面也一定要平整。
通过相关计算和实践都证明，使用整体性能良好的材料进行基层修建，能有效确保水泥混凝土路面的使用效果，并能最大程度的延长其使用寿命。所以如果基层出现相对较大的塑性变形累积，这个一般是指在接缝附近的，面层板就会与其脱空，支承条件进一步恶化，进而增加板的应力；与此同时，如果基层材料中还含有一定的细料，将导致出现唧泥以及错台等病害。
3.垫层结构设计
因为水泥混凝土路面的面层刚度大，板体性强，只有良好的扩散荷载能力，传到土基顶面的荷载应力很小，一般不会超过零点零七兆帕。因而对水泥混凝土面层下的垫层强度或承载力要求不是很高，但是因水泥混凝土是脆性材料，其对土基变形的适应能力比较差，所以对其而言，重要的是要求地基提供比较稳定且均匀支承。为提供均匀支承，可以使用以下技术措施：
第一，选择优质的填料，比如，可以选择粗粒土、不易冻胀土等等，与此同时还要合理安排填筑顺序，一般都是把土质质量较差的细粒土放在下层，而上层选择优质的填料进行填筑，可以拌和不同来源和性质的填料，以此避免或减轻冻胀和收缩引起的不均匀变形。
第二，合理控制压实过程的含水量和密实度；对易冻胀土，应该在含水量接近其塑限时按轻型击实标准的压实度要求进行压实，以提供体积变化小而支承均匀的路基。
第三，软弱地基进行加固处理以减少工后沉降量和不均匀沉降量。
结语：
水泥混凝土道桥是城市基础设施中的重要组成部分之一，在进行城市道桥路面结构设计的过程中要严格遵循国家的相关设计规范，并把握水泥混凝土道桥路面结构设计中的要点，确保道桥路面的结构强度及使用寿命。
参考文献：
[1]孟凡华，蔡晓辉.道桥水泥混凝土路面结构设计[J].建材与装饰，2015（39）.
[2]常全军.道桥水泥混凝土路面的结构设计要点[J].建筑工程技术与设计，2017（2）.