水泥混凝土路面结构设计

表1.2.2 水泥混凝土面层厚度的参考范围
极重
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 低 高速 低 一级 中 低 二级 中 高速 低 一级 中 低 轻 三、四级 中 230~200 高 220~190 三、四级 中 210~180 二级 中
特重
重
面层厚度（mm）
交通荷载等级 公路等级 变异水平等级 面层厚度（mm）
注：① 冻深小或填方路段，或者基、垫层为隔温性能良好的材料，可采用低值；冻深大 或挖方及地下水位高的路段，或者基、垫层为隔温性能稍差的材料，应采用高值； ② 冻深小于0.50m的地区，一般不考虑结构层防冻厚度。
1.5 路肩
铺面材料 路肩面层一般宜选用水泥混凝土，也可用沥青类材料。路肩基
层可用开级配粒料类材料，有利于排除渗入路面结构的水。
起讫桩号
基层切缝 情况
使用状况
原路 面结 构
——
——
使用情况良好， 裂缝少。
结构 一
K576+559 ～ K579+514
基层不切缝
使用情况良好， 有裂缝。 配筋率：0.3，0.4 ，0.5。
结构 二
K579+514 ～ K580+533
350m、320m和330m 混凝土基层切缝间距 分别为5m，8m和 10m。
水泥砼面层 28cm
防水联接层1.5cm
二灰碎石基 层18cm 灰土或固化剂处理路床 20cm
冲击压实处理路床（影响深度80cm）
（2）广西
混凝土下面层280㎜ 改性沥青混凝土或SMA上面层，厚40㎜ 混凝土层表面机械凿毛，或5﹪稀盐酸处理，摩擦系数0.65以上。 设高分子改性沥青粘层，或环氧沥青粘层，或橡胶沥青应力吸收层20 ㎜。 使用3年，整体效果良好，局部路段轻微推移。
其他面层类型选择
适用条件 高速公路 极重、特重交通荷载的高速公路
水泥混凝土的设计强度应采用28天龄期的弯拉强度。各 交通荷载等级要求的水泥混凝土弯拉强度标准值不得低于表 1.2.2的规定 表1.2.2 水泥混凝土弯拉强度标准值
交通荷载等级 水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 极重、特重、重 ≥5.0 ≥6.0 中等 4.5 5.5 轻 4.0 5.0
同结构一
使用情况良好，裂缝少。
结构四
K595+454～ K595+914
基层不切缝
2007年开始每5～12m出现 横向反射裂缝。纵向配筋 率0.4％。
结构 编号
结构形式 5cm改性沥青抗滑表层（SMA-13） +6cm中粒式沥青混凝土（AC-20） +12cm大粒径沥青碎石 +两层18cm水泥稳定碎石 +12cm级配碎石 +18cm生石灰稳定土 （层与层之间设热沥青粘层，基层与面层间设防水封层） 5cm改性沥青抗滑表层（SMA-13） +6cm中粒式沥青混凝土（AC-20） +25cm连续配筋混凝土 +18cm水泥稳定碎石 +12cm级配碎石 +18cm生石灰稳定土 （层与层之间设热沥青粘层，基层与面层间设粘层） 5cm改性沥青抗滑表层 +6cm中粒式沥青混凝土 +10cm大粒径沥青碎石 +25cm水泥混凝土 +18cm水泥稳定碎石 +12cm级配碎石 +18cm生石灰稳定土 （层与层之间设热沥青粘层，基层与面层间设粘层） 5cm改性沥青抗滑表层（SMA-13） +6cm中粒式沥青混凝土（AC-20） +10cm大粒径沥青碎石 +25cm贫混凝土 +18cm水泥稳定碎石 +12cm级配碎石 +18cm生石灰稳定土 （层与层之间设热沥青粘层，基层与面层间设粘层）
钢纤维混凝土面层厚度 按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为0.6%~ 1.0%
复合式路面沥青混凝土上面层的厚度一般不小于60mm。混凝土下面层的
计算厚度，应满足公式的要求。连续配筋混凝土下面层与沥青上面层之间需 设置粘层。 造深度在交工验收时应满足要求。
路面表面处理 须采用拉毛、拉槽、压槽或刻槽等方法筑做表面构造，其构
底基层 承受极重、特重或重交通荷载的路面，基层下须设置底基层。承受
中等或轻交通荷载时，可不设底基层；但基层采用无机结合料稳定类材料， 而上路床由细粒土组成时，须在基层下设置粒料类底基层。
底基层材料 基层采用无机结合料稳定类材料时，其底基层宜选用小于 0.075mm的颗粒含量少于7%的粒料类材料。
1.3 基层、底基层
1.3.1 适宜于各交通荷载等级的基层和底基层类型
交通荷载等级 极重、特重 基层类型 贫混凝土、碾压混凝土 沥青混凝土 重 密级配沥青稳定碎石 水泥稳定碎石 中等、轻 级配碎石 水泥稳定碎石、石灰-粉煤灰稳定 碎石 底基层类型 级配碎石 级配碎石、水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石 级配碎石 未筛分碎石、级配砾石，或不设 未筛分碎石
排水基层 潮湿多雨地区，路基由低透水性细粒土组成的高速和一级公路或
者承受极重或特重交通荷载的二级公路，宜设置由开级配沥青稳定碎石或开 级配水泥稳定碎石组成的排水基层。排水基层下应设置由密级配粒料或水泥 稳定碎石组成的不透水底基层。底基层顶面宜铺设沥青类封层或防水土工织 物。
贫混凝土或碾压混凝土基层 其上应铺设沥青混凝土夹层，层厚不宜小于 40mm。无机结合料稳定碎石基层上应设置封层，封层可采用单层沥青表面 处治或稀浆封层等，层厚不宜小于6mm。 基层、底基层厚度 各种基层和底基层的结构层适宜厚度，按所选集料的 公称最大粒径和压实效果的要求而定，可参照表1.3.2选用。基层或底基层的 设计层厚超出相应材料的适宜层厚范围时，一般须分层铺设和压实。
结构 编号
结构形式 4cm抗滑表层 +4cm中粒式沥青混凝土 +6cm粗粒式沥青混凝土 +15cm二灰碎石 +15cm二灰土 +15cm石灰土 4cm抗滑表层 +5cm中粒式沥青混凝土 +6cm粗粒式沥青混凝土 +2.5cm应力吸收层 +25cm贫混凝土 +20cm水泥稳定碎石 4cm抗滑表层 +5cm中粒式沥青混凝土 +2.5cm 应力吸收层 +25cm贫混凝土 +20cm水泥稳定碎石 4cm抗滑表层 +5cm中粒式沥青混凝土 +10cm大粒径沥青碎石 +25cm贫混凝土 +20cm水泥稳定碎石 4cm抗滑表层 +5cm中粒式沥青混凝土 +25cm连续配筋混凝土 +20cm水泥稳定碎石
1.2 水泥混凝土面层
面层一般采用接缝设置传立杆的普通水泥混凝土。 表1.2.1
面层类型 连续配筋混凝土面层 复合式 面层 密级配沥青混合料上面层 连续配筋混凝土下面层 设传力杆普通混凝土下面 层 碾压混凝土面层 钢纤维混凝土面层 矩形或异形混凝土预制块面层 二级及二级以下公路、服务区停车场 标高受限制路段、收费站、混凝土加铺层、 桥面铺装 二级及二级以下公路桥头引道沉降未稳定段、 服务区停车场
•
1.4 防冻层
表1.4 水泥混凝土路面结构层最小防冻厚度（m）
路基土质 路基干湿类型 中湿路基 低、中、高液限粘土 粉土，粉质低、中液 限粘土 潮湿路基 低、中、高液限粘土 粉土，粉质低、中液 限粘土 0.50~1.00 0.30~0.50 0.40~0.60 0.40~0.60 0.45~0.70 当地最大冰冻深度（m） 1.01~1.50 0.40~0.60 0.50~0.70 0.50~0.70 0.55~0.80 1.51~2.00 0.50~0.70 0.60~0.85 0.60~0.90 0.70~1.00 >2.00 0.60~0.95 0.70~1.10 0.75~1.20 0.80~1.30
底
基
层
土
基
2.2 复合式路面使用
河南、山西、广西、山东、广东等省试验使用
(1) 河南
早期：
碾压混凝土面层 200㎜，沥青上面层 50㎜ 层间洒粘层油，个别接缝试铺土工布 总体良好，是该省使用寿命最长的路面。有反射裂缝，裂缝处 局部推移、松散。
近期：
应力吸收层2cm
改性沥青砼面层 4cm
厚 度 53.5cm
设置纵向集水沟和带孔集水管，并间隔50~100m设置横向排水管。
集水沟位置 路肩采用水泥混凝土面层时，集水沟可设在路肩下，
采用沥青面层时，可设在路肩内侧边缘内。
集水沟尺寸 宽度宜采用300mm。集水沟的深度应能保证集水管管
顶低于排水层底面，并有足够厚度的回填料使集水管不被施工机械压 裂。沟内回填料宜采用与排水基层或垫层相同的透水性材料，或者不 含细料的碎石或砾石粒料。横向排水管不带孔，其孔径与集水管相同。
水泥混凝土路面结构设计
王秉纲 2011.8
1 混凝土路面结构
1.1 交通荷载
表1.1
交通荷载等级 设计车道设计轴载（100kN ）累计作用次数Ne（104） ①
＞1×106
交通荷载分级
特重 1×106 ~2000 重 2000~100 中等 100~3 轻 <3
极重
②
注：①据交通轴载调查和分析； ②承受特重轴载车辆或特种车辆作用的路面，按所选设计轴载计算累计作用次数。
使用情况良好， 裂缝少。
结构 三
K580+533 ～ K582+533
300m贫混凝土基层 切缝，间距30m；其 余不切缝。
使用情况良好， 裂缝少。
2.3 旧水泥路面沥青加铺层
• 沥青加铺层铺筑前应更换破碎板，修补和填封裂缝，压浆填封板底脱空，磨平错 台，清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填 缝料和杂物，并重新封缝。 沥青加铺层可设单层或双层沥青面层，至少有一层采用密级配沥青混合料，并设 置防水调平层，在路面边缘设置内部排水系统。 为加强沥青加铺层与原水泥混凝土面板之间的结合，层间宜撒布改性乳化沥青或 改性沥青，避免产生层间滑移。 根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝传荷能力等合理选用下述减缓反 射裂缝的措施： ——增加沥青加铺层的厚度； ——采用掺加纤维、橡胶沥青等措施提高加铺层沥青混合料的抗裂性能； ——在旧混凝土板顶面或加铺层内设置应力吸收层、聚酯玻纤布或者土工织物夹 层； ——沥青加铺层的下层采用由大粒径沥青碎石、级配碎石组成的裂缝缓解层。 沥青加铺层厚度应与混合料的公称最大粒径相匹配，按减缓反射裂缝的要求确定。 高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm，其他等级公路的最小厚度宜为 80mm。
铺面结构 高速公路和一级公路以及承受极重、特重和重交通荷载等级的
公路，路肩铺面应采用与行车道路面相同的结构层组合和组成材料类型。
路肩混凝土面层与行车道面层应设置拉杆相联，二者的横向缩缝应连通。 行车道混凝土面层宜宽出外侧车道边缘线0.6m 。
1.6 路面排水
纵向集水沟管 路面结构设置排水基层或垫层时，应在其外侧边缘
320
320~280
二级
300~260
中等 三、四 级
280~240
270~230
260~220
高 250~220
中
高 240~210
普通混凝土路面面层厚度 除混凝土预制块面层外，各种混凝土面层的计
算厚度应满足公式计算的要求。面层设计厚度依据计算厚度加6mm磨耗层后， 按10mm向上取整。
时，其厚度为普通混凝土面层厚度的0.75 ~0.65倍。特重或重交通荷载时， 其最小厚度为180mm；中等或轻交通荷载时，其最小厚度为 160mm。
贫混凝土或碾压混凝土基层应铺设沥青混凝土夹层， 层厚不宜小于 40mm。 无机结合料稳定碎石基层应设置封层，可采用单层沥青表面处治等， 层厚不宜小于6mm。
表1.3.2 基层和底基层材料的结构层适宜厚度
材料种类 贫混凝土、碾压混凝土 无机结合料稳定粒料 沥青混凝土（AC） 集料公称最大粒径9.5mm 集料公称最大粒径13.2mm 集料公称最大粒径16mm 集料公称最大粒径19mm 密级配沥青稳定碎石（ATB） 开级配沥青稳定碎石（ATPB） 开级配水泥稳定碎石（CTPB） 级配碎石（优质碎石） 级配碎石（未筛分碎石）、级配砾石或碎砾石 集料公称最大粒径19mm 集料公称最大粒径26.5mm 75~100 100~150 100~200 适宜层厚（mm） 120~200 150~200 25~40 35~65 40~70 50~75
(3) 山西
晋焦高速32km
下面层连续配筋混凝土250㎜，配筋率0.33﹪ 上面层（AC-20）40㎜十（SBR改性SMA-16） 35㎜ 层间洒乳化沥青粘层 使用状况：部分路段约5km推移，其中1km弯道段推移开裂严重， 其原因混凝土表面未处理好，乳化沥青粘层抗剪力不足
（4）山东
2004年和2005年分别修筑复合式路面试验路，其结构和使用状况 如下两表。
起讫桩号基层切缝 情况使源自状况原路面 结构——
——
目前出现许多病害，部分 路段已开始大修。
结构一
K593+914～ K594+414
100m贫混凝土基层 切5条间距20m的缝 ，其余不切缝。
使用情况良好，裂缝少。
结构二
K594+414～ K594+914
同结构一
使用情况良好，裂缝少。
结构三
K594+914～ K595+454
集水沟管坡度 纵坡与路线纵坡宜相同，且不宜小于0.3%。横向排
水管的坡度不宜小于5%。
2 复合式路面
2.1 概况
沥 层 青 砼 面
水 层
泥
砼
面
基
层
优点 ☻承受重交通作用 ☻改善路面平整度 ☻有效利用旧水泥路 面 ☻降低噪声行车舒适 ☻改善公路环境 ☻造价降低 缺点 反射裂缝 沥青面层推移 对路基变形敏感