摘要：近年来，经济快速发展，人们的生活水平不断提高，我国的交通事业朝着全面、现代化的方向发展，公路建设形成以提高公路的等级为主，跟进公路维护管养为辅。由于拥有高强度、耐久性好等众多优点，水泥混凝土路面被广泛使用在公路、城市道路的建设中。本文基于现行的国家和行业规范，介绍并探讨路面设计的流程和施工中的问题。
关键词：城市道路；水泥混凝土；路面设计
引言
目前我国道路部分采用的是水泥混凝土路面，在实施路面结构设计的过程中，为了提高道路路面基层稳固性，延长路面耐久性，应当充分借鉴国外水泥混凝土路面设计技术，并结合当前我国道路路面建设实况，来优化水泥混凝土路面结构设计，保障路面结构设计质量，从而延长水泥混凝土路面使用寿命，实现道路工程效益最大化。
1水泥混凝土路面概述
①路面特点，水泥混凝土路面主要铺设水泥混凝土，由于水泥的高强度和高硬度，路面具有强度高，稳定性好，耐久性高，承载能力高的优点，适用于繁重和快速交通的路面。另外，由于水泥路面的平整度和粗糙度良好，与沥青路面相比，在水泥混凝土路面行驶的车辆燃料消耗相对较小，并且路面在潮湿时可以保持足够的平整度，车辆不会滑动，保持高水平的安全行车速度。然而，由于水泥混凝土路面易受高温暴露和高负荷压力的影响，存在易产生裂缝的缺陷。②路面可靠性设计的意义，水泥混凝土路面的可靠性设计是指水泥混凝土路面在一定时间内性能的发挥状况，即是否能在一定时间内满足正常使用要求。在水泥混凝土路面的可靠性设计中，应考虑路面的疲劳强度，路面结构的性能和公路行驶荷载的承载能力。因此，只要这些方面能够满足规范要求，路面设计结果就能满足公路结构的目标可靠性。水泥混凝土路面的设计包括面层、基层、底层等所有的结构。结构的所有问题都表现出相互影响和“延伸”的状态，即当这些结构中的一个有病害时，其他结构还可能在短时间内相继出现病害，直到整个公路被毁坏。因此，如何选择水泥混凝土路面的可靠性设计标准，对于防止路面病害的过早发生，保证公路的正常运行具有重要意义。此外，结构可靠性设计可以保证水泥混凝土路面施工指标最大程度地满足实际要求，从而充分利用资源。
2城市道路水泥混凝土路面设计
2.1路面结构设计之组合设计
在道路水泥混凝土路面结构组合设计过程中，应当注意以下内容：第一，要优化路基设计。当路基发生变形的时候，路面的下卧层将会出现局部脱空状况，混凝土路面层应力会增加，这会直接导致路面断裂。为了规避这一状况，应当采取措施来防止路基不均匀沉降，可利用等厚度法设计混凝土的板厚，然后根据具体的交通量来决定路面的厚度，一般情况来说水泥混凝土路面厚度不可小于十八厘米。第二，要科学设计垫层。在一些环境较为恶劣，气候温度难以把控，湿度不良的道路工程设计中，会增设垫层，以此来改善道路路面的结构，提升路面性能。处于季节性冰冻地区的道路工程路段，应当设置防冻垫层，这可以规避路面返浆风险，有利于提高道路路面的抗冻性；处于路基含水量较大的道路路段，其在设计路面结构的时候，应当设置排水垫层，以巩固路面结构的稳定性；位于软弱地基上的道桥路段，设计路面的时候需要考虑地基不均匀而导致路面变形问题，应当实施有效措施来控制不均匀变形，如果在实施此项措施后仍然会出现路面结构断裂状况，则可以设置半刚性垫层。第三，要注重基层设计。当前道路水泥混凝土路面基层有刚性基层、半刚性基层和柔性基层三种，在选择基层的时候，应当切合实际情况，根据不同路段环境来选择相应的基层。例如，若是交通量大，需要承载过多载荷的路段，应当选择刚性基层。第四，要提高面层设计和路肩设计水平。通常设计速度较高的道路，对水泥混凝土路面的平整性等要求较高，因此应当适当地提高水泥混凝土的参数，保证汽车行驶的舒适性。
在设计的时候要根据实际需求来设计路面的耐久性，以实际参数为依据，来确定路面的厚度。在设计路肩的时候，应当提高路肩路面的承载力，应用水泥混凝土面层，厚度参数值可与行车道保持一致。
2.2平面尺寸、接缝及路肩设计
在确定采用普通混凝土路面后，其主要任务是确定板宽或分幅施工宽度，确定横缝（缩缝）间距，确定设置胀缝的位置和形式及与其他路面相衔接的端部构造形式，确定与桥梁连接的形式，确定拉杆和传力杆的设置方案，选定路肩类型、材料和组合形式。①路面平面形状与尺寸，路面的平面尺寸的选择上，考虑到受力状况的均衡和改善，应最好接近于正方形。大多数情况下，板宽和板长之比在1：1.3以内。②纵缝间距与横缝间距，常用的路面板横向接缝共有3种：胀缝、缩缝和施工缝，为胀缝构造示意图。纵缝可以做成假缝，还有平头接缝的形式，近年来，不少国外流行的形式也传入国内。纵缝通常按车道宽度等其他一些因素确定。高速公路和一级公路（含路缘带），板宽可由车道和路缘带的宽度确定，一般取4-6m。
2.3延伸段长度设计
对于延伸段的长度设计，其合理性与否直接影响无切缝混凝土路面的施工质量，甚至也影响了施工成本。所以，提升无切缝水泥混凝土路面的延伸段施工设计合理性，对于提升工程整体质量具有十分重要的作用。现代研究发现，影响公路混凝土施工的因素包括延性材料的性能、昼夜温差变化等多个方面。对此，在无切缝水泥混凝土施工过程中，施工人员要结合具体的施工环境与条件，对路面的延伸段的伸长长度进行计算设计，从而获得延伸段最适合的长度。在水泥基复合材料选择上，可根据计算的长度及施工环境，选择不同类型的极限拉伸长度纤维，并计算在单轴拉伸状态下获得的最大应变长度。就一般情况而言，延伸段的长度越大，则表明无切缝混凝土路面的变形能力也越强，公路就具有越长的使用寿命。不过由于多方面的因素影响，在工程设计施工中还需要考虑工程的实用性、施工成本等因素，延伸段的设计长度应变为300-450mm。
2.4排水设计
主要任务是与路基排水相衔接和统一，将水泥混凝土路面排水和路基排水有机的统一在一起，考虑路表、中央分隔带、路面结构内部排水等多种排水方式组合在一起的方案，确定沟管孔径和构造尺寸，进行水力验算以验证其是否满足功能要求，并按技术经济性做出决策，具体可参照《公路排水设计规范》（JTG/TD33）。
结语
现如今，我国仍然广泛应用水泥混凝土来进行路面结构设计，这是因为水泥混凝土具有良好的资源优势，而且强度比较大，能够承载更大的交通量，具有较好的耐磨性，能使用较长的时间，养护成本不高。随着经济飞速增长，通行车辆数量逐渐增多，尤其是大型车辆的运行，直接影响了道路水泥混凝土路面的寿命，容易出现裂缝等现象。部分道路在通车后不到五年便受到了破坏，出现路面断裂、加大粗糙度等问题，这加大了道路水泥混凝土养护成本。为提高水泥混凝土路面质量，延长其使用寿命，可从路面结构设计角度来进行有效分析，以强化水泥混凝土路面的耐久性。
参考文献
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