廠礦道路特重車水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié)

廠礦道路特重車水泥路面結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié)摘要：某公司修船廠道路配套工程經(jīng)過近兩年的施工在2012年6月順利通過竣工驗(yàn)收，該道路主要為特重車行駛建設(shè)，竣工至今已經(jīng)歷一年多的使用檢驗(yàn)，至筆者發(fā)稿時止，道路使用狀況良好，未發(fā)生斷裂或其它較為明顯的破損，表面狀況也較好。針對當(dāng)前特重車路面設(shè)計資料欠缺以及規(guī)范涉及不足的現(xiàn)狀，筆者對本工程設(shè)計過程予以整理，希望對特重車路面結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行有益的探討。關(guān)鍵詞：特重車；水泥路面結(jié)構(gòu)；設(shè)計Abstract:acompanyShipyardRoadsupportingtheprojectaftertheconstructionofnearlytwoyearsin2012Junesuccessfullypassedthefinalacceptance,themainroadforextraheavyvehicleconstruction,completioninspectionhasusedmorethanayear,untilthepresstime,roadconditionisgood,withoutfractureorotherobviousdamage,surfacebetter.Inviewofthecurrentsituationofextraheavyvehiclepavementdesigndataaswellasthelackofnormsrelatedproblems,theauthorreorganizesthedesignprocessoftheproject,hopeusefultoexploretheextrapavementstructuredesignofcar.Keywords:heavyvehicle;cementpavementstructuredesign;1引言某公司修船廠道路配套工程在2012年6月順利通過竣工驗(yàn)收，該道路主要為特重車行駛建設(shè)，車輛類型為DCY200型軸載車（見圖一），設(shè)計車輛總長度15m、總寬度5.5m，共八軸每軸重310kN，接地輪壓0.9MPa，接地當(dāng)量圓直徑0.48m。（圖一）DCY200型軸載車平面示意圖路面在沒有進(jìn)行整體竣工驗(yàn)收之前因廠區(qū)生產(chǎn)需要部分建成路段（達(dá)到養(yǎng)護(hù)齡期的路段）已投入使用，竣工至今經(jīng)歷一年多的使用檢驗(yàn)，至筆者發(fā)稿時止，道路狀況良好，未發(fā)生斷裂或其它較為明顯的破損，表面狀況也較好。針對當(dāng)前特重車路面設(shè)計資料欠缺，規(guī)范涉及不足的現(xiàn)狀，筆者對本工程路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程予以整理，以期對特重車路面結(jié)構(gòu)設(shè)計做出有益的探討。2路面結(jié)構(gòu)的選擇道路位于修船廠內(nèi)部，除了重載車DCY200夕卜，其它通行的車輛基本為城市常見的普通商務(wù)客車及少量貨車（軸載較低），各種車的交通量均較少。在路面結(jié)構(gòu)類型選取時，考慮到路面結(jié)構(gòu)主要受廠內(nèi)通行的大型重載車輛控制，水泥板塊以其結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定、壽命長、剛度大、能承受重型車反復(fù)碾壓、便于維修、抗水毀能力強(qiáng)且易于清洗路面油污等特性，綜合考慮方便施工及保護(hù)環(huán)境的需要采用水泥路面結(jié)構(gòu)+水泥穩(wěn)定碎石的半剛性基層+碎石墊層的結(jié)構(gòu)組合。根據(jù)廠家提供的特重車基本參數(shù)并綜合考慮水泥路面結(jié)構(gòu)需要，初擬路面結(jié)構(gòu)為：26cmC40水泥混凝土1cm瀝青砂35cm水泥穩(wěn)定碎石（分兩層，底層15cm、頂層20cm，壓實(shí)度97%）20cm碎石墊層土基30MPa3路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算過程3.1概述《廠礦道路設(shè)計規(guī)范（GBJ22-87）》（余同）第4.3.7條中關(guān)于新建水泥混凝土路面的基層頂面當(dāng)量回彈模量計算公式雖有所表達(dá)，但是具體應(yīng)用時發(fā)現(xiàn)一個問題，就是對應(yīng)的圖4.3.7彈性層狀體系精確解圖（圖二）應(yīng)用較不方便，把本工程設(shè)計車輛數(shù)據(jù)及圖解圖所查數(shù)值代入公式4.3.7中可得到新建基層頂面的當(dāng)量回彈模量值，此值明顯的低于同樣的數(shù)據(jù)代入《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范（JTGD40—2002）》中計算得到的214MPa基層頂面當(dāng)量回彈模量值。如何解決該問題呢？經(jīng)分析研究《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范（JTGD40—2002）》后認(rèn)為，本設(shè)計采用的基層、墊層均為常見的結(jié)構(gòu)層，層厚等數(shù)據(jù)也符合《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于基層頂面當(dāng)量回彈模量的計算范圍，兩規(guī)范中基層頂面的當(dāng)量回彈模量理論均是基于相同的彈性層狀理論體系進(jìn)行換算而來，并未涉及到路面結(jié)構(gòu)的計算，同時，考慮《廠礦道路設(shè)計規(guī)范（GBJ22-87）》已有二十多年未予修訂，其理論已遲滯于現(xiàn)有的水泥混凝土路面的發(fā)展，原有理論有一定的時間局限性，分析差值緣由可能和規(guī)范制定時重型壓路機(jī)等施工機(jī)械應(yīng)用較少有關(guān)，故在本次設(shè)計中轉(zhuǎn)而采用《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范（JTGD40—2002）》計算基層頂面的當(dāng)量回彈模量數(shù)值。(圖二)彈性層狀體系精確解圖解3.2計算過程3.2.1抗折疲勞強(qiáng)度計算交通量每日6次，路面結(jié)構(gòu)以310KN為設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)軸載，根據(jù)《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》4.3.3條(4.3.3)設(shè)計年限取30年,輪跡橫向分布系數(shù)取0.5。設(shè)計年限內(nèi)輪跡累積作用次數(shù):(4.3.4)按表4.3.5取水泥砼路面結(jié)構(gòu)的抗折強(qiáng)度5.5MPa，抗折模量33GPa，水泥砼的抗折疲勞強(qiáng)度:(4.3.6)3.2.2荷載應(yīng)力計算汽車為并行的雙軸，每軸310KN，輪壓為0.9MPa，由此計算輪胎輪跡當(dāng)量直徑為48CM。土基回彈模量=30MPa?；鶎禹斆娴漠?dāng)量回彈模量(見《公路水泥路面設(shè)計規(guī)范》)3.2.3由《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》(4.3.9-2)(4.3.9-1)查圖4.3.10(圖三)，得(圖三)行駛重型自卸汽車的水泥混凝土路面設(shè)計荷載應(yīng)力計算取1.05取1.05(4.3.10)3.2.4綜上結(jié)果初擬的路面結(jié)構(gòu)符合要求。3.2.5構(gòu)造措施：為避免開裂、雨水下滲并適當(dāng)儲備強(qiáng)度，距面層頂面100mm處設(shè)置了單層HRB400鋼筋網(wǎng)片牌@150x200(mm)。設(shè)置了瀝青砂防水層，主要是考慮可以減少水滲入基層，同時可以作為調(diào)平層減少板厚差異避免斷裂。(本項(xiàng)嘗試在新版規(guī)范《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTGD40—2011)》頒布之前，規(guī)范頒布之后驗(yàn)證了設(shè)計思路)。將基層適當(dāng)增加了5cm厚度，總造價增加不多，但是有利于分層施工和增加強(qiáng)度儲備。板塊間設(shè)置縱橫縫拉桿增強(qiáng)板塊均勻傳力。在水泥板塊內(nèi)設(shè)加固鋼筋(如：板塊縱向邊緣加固、板角加固、檢查井周邊加固、橫穿過路管線路面加固等，并根據(jù)《上海市公路與城市道路設(shè)計指導(dǎo)意見(試行)》設(shè)置了防沉降井座，用以保護(hù)路面結(jié)構(gòu)。4結(jié)語通過本工程的設(shè)計，我認(rèn)為現(xiàn)行的《廠礦道路設(shè)計規(guī)范(GBJ22-87)》雖未被廢止，但20多年已經(jīng)過去，規(guī)范中許多規(guī)定已經(jīng)不符合現(xiàn)階段設(shè)計需要，尤其是幾何線形和路面結(jié)構(gòu)計算上比較模糊，為設(shè)計人員參照使用帶來了不便，設(shè)計質(zhì)量也難得到保證。因此，設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 建議設(shè)計人員在廠礦道路設(shè)計前認(rèn)真調(diào)查設(shè)計車輛的參數(shù)（大型廠礦內(nèi)部一般都會通行特重車，特別應(yīng)注意轉(zhuǎn)彎半徑、軸載、輪壓及輪胎其它參數(shù)等指標(biāo)），并根據(jù)廠內(nèi)生產(chǎn)情況確定交通量。在幾何線形和道路標(biāo)準(zhǔn)的選定上至少滿足雙重標(biāo)準(zhǔn)（即：《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》、《公路路線設(shè)計規(guī)范》）并兼顧特重車參數(shù)，以盡量確保使用要求。（2） 《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于水泥的強(qiáng)度參數(shù)為計算抗折強(qiáng)度和抗折彈性模量，與公路和市政道路中的規(guī)定不同，因此選擇混凝土標(biāo)號時，應(yīng)注意與商品混凝土公司溝通或進(jìn)行必要的試驗(yàn)，以確定適當(dāng)?shù)乃鄻?biāo)號。（3） 目前，正值交通工程類相關(guān)規(guī)范密集更新階段，在本項(xiàng)目設(shè)計完工至今，已新頒布實(shí)施的規(guī)范主要有《城市道路工程設(shè)計規(guī)范（CJJ37-2012）》、《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計規(guī)范（CJJ169-2012）》、《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范（JTGD40-2011）》，規(guī)范中對土基壓實(shí)度、回彈模量等有一定的調(diào)整，但并沒有關(guān)于特重車