路面设计原理与方法新版增加章节.doc

第六节 中国交通规划 我国公路、水路交通实现现代化的三个发展阶段目标:第一阶段从“瓶颈”制约、全面紧张走向“两个明显”(即交通运输的紧张状况有明显缓解，对国民经济发展的制约状况有明显改善)，这个目标将于近期达到;第二个阶段从“两个明显”到基本适应国民经济和社会发展的需要，这个目标将在2020年左右达到；第三个阶段从基本适应国民经济和社会发展需要到基本实现交通运输现代化，达到中等发达国家水平，这个目标将在21世纪中叶实现。为实现我国公路、水路交通现代化的目标，其关键是：在2020年前后，要努力完成公路主骨架、水运主通道、港站主枢纽和交通运输支持保障系统即“三主一支持”系统的建设。一、公路主骨架 公路主骨架是根据国家干线公路网规划(简称国道网)，包括首都放射线(表1-2 )、南北纵线(表1-3 )和东西横线(表1-4 )，并考虑其他相关因素确定的。二、高速公路网新规划 高速公路是20世纪30年代在西方发达国家开始出现的专门为汽车交通服务的基础设施。高速公路在运输能力、速度和安全性方面具有突出优势，对实现国土均衡开发、建立统一的市场经济体系、提高现代物流效率和公众生活质量等具有重要作用。目前全世界已有80多个国家和地区拥有高速公路，通车里程超过了23万公里。高速公路不仅是交通现代化的重要标志，也是国家现代化的重要标志。从国家发展战略看，规划建设国家高速公路网有利于加快建设全国统一市场，促进商品和各种要素在全国范围自由流动、充分竞争，对缩小地区差别、增加就业、带动相关产业发展都具有十分重要的作用。这是世界各发达国家经济社会发展的经验总结，是中国全面建设小康社会和实现现代化的迫切需要，也是经济全球化背景下提高国家竞争力的重要条件。从新时期经济社会发展需求看，规划建设国家高速公路网是影响全局的基础性先决条件。21世纪头20年，中国经济总量要翻两番，这样的发展速度势必带动全社会人员、物资流动总量的升级，新型工业化对运输服务效率和质量也提出了更高的要求，特别是汽车化、城镇化和现代物流的快速发展使得制定国家高速公路网规划更显迫切。从高速公路建设的现实需要看，迫切需要统一全面的总体规划指导布局和投奔决策。一方面，中国虽然已有4. 1万多公里的高速公路，但相对于中国广阔的国土、众多的人口和快速增长的交通需求，中国高速公路总量不足，覆盖能力有限，尚未形成网络规模效益；另一方面，由于没有制订全国.统一的高速公路网规划，缺乏对各地高速公路建设进行指导和协调的强有力手段，不利于合理利用交通通道资源，不利于搞好跨区域通道的布局和衔接，无法统一命名和编号，特别是标志的混乱和不规范给使用者带来了许多不便。规划建设国家高速公路网还有利于保证土地资源的合理和集约.利用，有利于国家环境保护和能源节约；同时，对于加强国防以及应对重大自然灾害和突发事件都具有重大意义。总之，随着新时期经济的快速发展，随着生活方式的转变和生活质量的提高，为满足对交通服务越来越高的要求，搞好公共服务，优化跨区域资源的配置和管理，很有必要规划和建设一个统一的国家级高速公路网。近几年交通部和国家发改委组织开展了大量调查、研究和论证工作，并广泛听取了各省、自治区、直辖市，以及国家有关部门和专家的意见建议，进一步修改完善了规划。2004年12月17日，国家高速公路网规划业经国务院审议通过，标志着中国高速公路建设发展进人了一个新的历史时期。国家高速公路网是中国公路网中最高层次的公路通道，服务于国家政治稳定、经济发展、社会进步和国防现代化，体现国家强国富民、安全稳定、科学发展，建立综合运愉体系以及加快公路交通现代化的要求；主要连接大中城市，包括国家和区域性经济中心、交通枢纽、重要对外口岸；承担区域间、省际间以及大中城市间的快速客货运输，提供高效、便捷、安全、舒适、可持续的服务，为应对自然灾害等突发性事件提供快速交通保障。国家高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的大通道，由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”，总规模约8. 5万km，其中：主线6. 8万km，地区环线、联络线等其他路线约1. 7万km。具体是：首都放射线：7条：北京一上海、北京一台北、北京一港澳、北京一昆明、北京一拉萨、北京一乌鲁木齐、北京一哈尔滨。南北纵向线：9条：鹤岗一大连、沈阳一海口、长春一深圳、济南一广州、大庆一广州、二连浩特一广州、包头一茂名、兰州一海口、重庆一昆明。东西横向线：18条：绥芬河一满洲里、辉春一乌兰浩特、丹东一锡林浩特、青岛一银川、青岛一兰州、连云港一霍尔果斯、荣成一乌海、南京一洛阳、上海一西安、上海一成都、上海一重庆、杭州瑞丽、上海昆明、福州一银川、泉州南宁、厦门一成都、汕头一昆明、广州一昆明。此外，规划方案还有：辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线共5条地区性环线、2段并行线和30余段联络线。规划方案的特点和效果如下。(1)充分体现“以人为本”：最大限度地满足人的出行要求，创造出安全、舒适、便捷的交通条件，使用户直接感受到高速公路系统给生产、生活带来的便利。规划方案将连接全国所有的省会级城市、目前城镇人口超过50万的大城市以及城镇人口超过20万的中等城市，覆盖全国10多亿人口；规划方案将实现东部地区平均，30min上高速，中部地区平均1h上高速，西部地区平均2h上高速，从而大大提高全社会的机动性；规划方案将连接国内主要的AAAA级著名旅游城市，为人们旅游、休闲提供快速通道；(2)重点突出“服务经济”：强化高速公路对于国土开发、区域协调以及社会经济发展的促进作用，贯彻国家经济发展战略。规划方案加强了长三角、珠三角、环渤海等经济发达地区之间的联系，使大区域间有3条以上高速通道相连，还特别加强了与香港、澳门的衔接，在三大都市圈内部将形成较完善的城际高速公路网，为进一步加快区域经济一体化和大都市圈的形成，加快东部地区率先实现现代化莫定了基础；规划方案将显著改善和优化西部地区及东北等老工业基地的公路路网结构，提高区域内部及对外运输效率和能力，进一步强化西部地区西陇海兰新线经济带、长江上游经济、南贵昆经济区之间的快速联系，改善东北地区内部及进出关的交通条件，为“以线串点、以点带面”，加快西部大开发和实现东北等老工业基地的振兴奠定坚实基础；规划方案将连接主要的国家一类公路口岸，改善对外联系通道运输条件，更好地服务于外向型经济的发展；规划方案覆盖地区的GDP占到全国总量的85%以上，规划的实施将对促进经济增长、带动相关产业发展、扩大就业等做出重要贡献。(3)着力强调“综合运输”：注重综合运输协调发展，规划路线将连接全国所有重要的交通枢纽城市，包括铁路枢纽50个、航空枢纽67个、公路枢纽140多个和水路枢纽50个，有利于各种运输方式优势互补，形成综合运输大通道和较为完善的集疏运系统。(4)全面服务“可持续发展”：规划的实施将进一步促进国土资源的集约利用、环境保护和能源节约，有效支撑社会经济的可持续发展。据测算，在提供相同路网通行能力条件下，修建高速公路的土地占用量仅为一般公路的40%左右，高速公路比普通公路可减少1/3的汽车尾气排放，交通事故率降低1/3，车辆运行燃油消耗也将有大幅度降低。三、水运主通道按照我国生产力布局和水资源“T”形分布的特点，重点建设贯通东南沿海经济发达地区的海上运输大通道和主要通航河流的内河航道。全国水运主通道总体布局规划是发展“两纵三横”共5条水运主通道。“两纵”是沿海南北主通道，京杭运河淮河主通道；“三横”是长江及其主要支流主通道，西江及其主要文流主通道，黑龙江松花江主通道。除沿海南北主通道外，内河主通道由通航千吨级船队的四级航道组成，共20条河流，总长1. 5万公里左右。这些主通道连接了17个省会和中心城市，24个开放城市，5个经济特区。水运主通道是国家级航道，是全国水运网的主骨架。是国家综合运输大通道的重要组成部分。它是高等级的航运基础设施、先进的运输工具、完善的安全保障及后勤服务系统的综合体。其主要功能是，提供通畅、高效、优质的运输条件，现代化的运输管理，舒适的运输环境和综合性的服务设施。水运主通道建设，以提高航道等级、改善通航条件为重点，同时还要使运输船舶及港口、水运工业、安全监督、通信导航等配套设施与之相适应，各环节同步建设，以形成综合运输能力。“九五”后两年，积极建设沿海南北高效水运主通道，逐步实施对长江口、珠江口深水航道的整治，重点建设长江干流、西江干流、京杭运河(济宁到杭州段)水运主通道，和长江三角洲航道网、珠江三角洲航道网，形成“一纵两横两网”全线贯通的格局。长江口深水航道的建设，将为上海成为国际航运中心创造有利的条件。内河航道的建设，要力争使三级以上内河航道通航里程达到8600km以上；航道质量有所改善；内河航运的优势得以显现。到2010年，全面建成与外贸运输和海上运输相适应的海上南北高效运输大通道。内河航运，重点建设长江干线及其重要支流，进一步完善珠江及京杭运河，初步形成以“一纵三横”为主骨架，包括20条主要内河航道总长约1. 5万km的内河运输主通道，使之成为为沿江工业带经济发展服务的航运体系。结合水资源综合利用工程，渠化航道，提高标准，改善航运条件。四、港站主枢纽重点建设在水运主通道、公路主骨架以及与铁路和航空干线交汇处的水运主枢纽港口、公路主枢纽站场。这些港口和站场，是多种运输方式相衔接的客货集散中心和综合运输组织服务中心。 全国主枢纽港口的布局规划是发展43个主枢纽，其中沿海港日20个，内河港口23个，覆盖了沿海14个开放城市、4个经济特区、海南经济特区的省会以及水运主通道上全部省会城市和大中城市的66%。“九五”后两年，沿海主枢纽港口要加强能源、外贸和重要原材料运输所需要的港口基础设施建设，力争使规划中的沿海和内河主枢纽港有一半左右建成，使我国沿海主枢纽港口布局有明显改善；沿海主枢纽港口码头专业化、大型化的趋势更加明显，增大对国际航线船舶大型化的适应性。2010年前，继续加强煤炭、集装箱、矿石、石油等能源和外贸货物运输所需的沿海和内河主枢纽港建设，形成较完善的、以水运为主的集装箱联合运输系统，既有集装箱枢纽港，又有干线港和支线港，并形成我国集装箱国际枢纽港；建成现代化的以水运为中心的金属矿石、煤炭、石油、粮食等大宗能源、原材料联合运输系统；形成便捷的滚装运输和陆岛交通体系。 全国公路主枢纽站的布局规划是发展45个客货主枢纽站。这45个公路主枢纽站覆盖了全国30个省会城市、人口在100万以上的特大城市的80.6%和工业产值在100亿元以上的城市的73.3%。“九五”期间，起步建设公路主枢纽站。到2010年，全国45个公路主枢纽站基本建成，并完善相应的软硬件配套服务和管理设施。同时建设干线公路场站和支线公路站点，逐步形成以公路主枢纽站为中心、以干线公路站场和支线公路站点为支撑的多层次的公路运输站场体系，基本满足中长途旅客运输及集装箱和零担快件货物运输等的要求。港站主枢纽按规划标准建成后，不仅主枢纽港站的吞吐能力和集疏运能力显著提高，而且所有主枢纽港站还要具有运输组织、中转换装、装卸储存、多式联运、通信信息以及生产、经营、管理和生活辅助服务等项基本功能。这对有效组织运输，压缩客货在港站滞留时间，减少中转环节，发展联合运输，培育和发展统一开放、竞争有序的运输市场等都具有重大意义。 五、交通支持保障系统交通支持保障系统包括车辆船舶、安全监督、通信导航、救助打捞、公安消防、信息服务、交通教育、科技进步等部分。在公路车辆方面，营运客车重点发展适应高速公路和干线长途运输需要的高速、安全、经济、舒适大中型高档客车、卧铺客车及适合农村使用的普通轻型客车和其他专用客车；营运货车大力发展重型车、汽车列车和轻型车，使重型车和汽车列车迅速成为干线长途运输和大宗货物运输的主力车型，并努力提高柴油车的比重；同时重视各种专用车和特种变形车的研制、生产和使用，以提高运输质量和效益。在水运船舶方面，远洋船队以发展大型集装箱船和散货船为重点；沿海船以建设大型、高效的能源运输船队为主，以配备适当的自卸船、滚装船、化学船为辅；内河以加强分节驳顶推船队建设为重点，适度发展江海直达和干支直达船舱。水上客运，在客运量较大的中短途航线上，重点发展高速客船；在旅游资源丰富的中长途航线上，大力发展旅游船;在海湾、陆岛、海峡航线上发展旅客滚装船。在安全监督、通信导航、救助打捞、公安消防、信息服务、交通教育、科技进步等方面，吞吐量在500万吨以上的沿海港口和沿海、内河主航道及其周围水域，建立起不同等级的船舶交通管理系统和完善的船舶报告系统、一航行警告系统、搜巡救助系统和比较完善的航标导航系统。建设完善海上.遇险和安全系统及内河通信系统，形成较为完整的海上救助系统。建设公路运输的通信枢纽和各级交换中心。建设从初级到高级的专业配套、结构合理、多个层次、多种形式、各类教育协调发展的交通教育体系；大力抓好公路、水路交通建设和 运输生产发展的研究开发项目以及软科学项目，促进科技成果向运输生产的转化，推进交通运输决策的科学化和基础设施、装备以及管理方法手段的现代化。上述规划设想实施后，我 国交通支持保障系统的滞后状况将有大的改观。随着公路主骨架、水运主通道和港站主枢纽及交通支持保障系统建设任务的完成，我国公路、水路运输将基本达到畅通、安全、高效的目标，并基本适应经济社会发展的需要。当由于模型并联粘壶，变形在加载瞬时趋向于零；当与弹性体的解相同。对Maxwell模型得：当，与弹性体的解相同；当，由于模型串联粘壶，变形趋向无限大。以上说明采用对应法则进行黏弹性分析是可行的。第五节 移动荷载下弹性层状体系理论解实际汽车总是以一定的速度行驶在路面上，对移动荷载作用下路面结构响应分析一般可以利用积分变换的方法对轴对称弹性动力学平衡微分方程求解，然后利用广义Duhamel积分求解移动荷载下弹性层状体系的响应。轴对称弹性动力.学平衡微分方程求解轴对称弹性动力学平衡微分方程如下：其中：为体积变形；为纵波波速；为横波波速。用位移表示的应力分量为：对式(6-123)中t施以Laplace变换，并注意拉氏变换的微分性质，初始为静止状态时式（1）变为对式(6-126 )中r施以Hankel.积分变换，其中对第一式进行一阶Hankel变换，对第二式进行零阶Hankel变换。根据Hankel变换性质有：的Laplace变换和一阶Hankel变换的Laplace变换和零阶Hankel变换式(6-126)变为：然后对式(6-127)中z施行Laplace变换并注意拉氏变换微分性质式(6-125 )，则上式变为：对(6-124)式中的第三式和第四式施以Laplace和Hankel积分变换得上式为变换域下任一深度处位移与应力值与表面处位移、应力的关系式。只要已知表面处位移与应力的变换域表达式，即可根据式(6-135)求得任一深度处变换域下的位移与应力值。然后通过Hankel与Laplace反变换，可求得在真实时间与坐标下的位移与应力值。二、均布移动垂直荷载下弹性多层体系求解前面推导了轴对称情况下的弹性动力学求解过程，但在轴对称情况下，很难将移动的汽车荷载表示出来，采用广义Duhamel积分式(6-136)中：表示单位均布圆形脉冲荷载作用于原点（0，0，0)时，在t时刻产生的垂直位移响应。所以表示单位均布圆形脉冲荷载于时刻作用于点时，在点处t时刻的垂直位移响应，v表示移动速度。对的积分即表示荷载沿x轴运动过程中点在t时刻的垂直位移响应。其他位移及应力分量也可采用相同的方法求得。据此方法，首先利用前面推导的弹性多层体系公式(6-135 )，求解单直均布圆形脉冲荷载作用于轴对称坐标原点时，各点的位移与应力的响应值。然后将极坐标转化成直角坐标，且将其中的x、t分别用x一v和t一代替代入式(6-136)即可求得垂直移动荷载下，多层弹性体系的理论解。 单位均布垂直圆形脉冲荷载作用于坐标原点时，应力边界条件如下:无限深度处位移边界条件：若为弹性半空间体：将式（6-138）代入式（6-133）得：若为弹性层状体系将式(6-139)中A矩阵换为各层传递矩阵乘积后的相应元素即可。可见表面位移可以用表面应力边界条件表示，然后根据各层的厚度及材料参数，得到任一层的位移与应力。对于求得的变换域下的位移与应力分别进行Hankel与Laplace逆变换式(6-143)为单位均布脉冲荷载作用下任一深度处的解，将式(6-143)代人式(6-136) 并将极坐标转化为直角坐标为:上式即为移动荷载下的弹性层状体系的解表达式，若荷载移动过程中幅值不变，则式(6-144)中的F()用常数代替。 三、计算方法 从式6-143、式6-144可以看出，若想得到真实空间与时间的位移与应力值，必须将变换域中的位移与应力经过Laplace与Hankel反变换，然后再代入广义Duhamel积分关系式。对于Hankel积分反变换，一般采用Guass数值积分方法，简单描述如下：为了达到计算精度，取16点Guass积分，并且采用变积分上限的方式。对于Laplace逆变换，可以采用精度较高的Durbin方法。计仪。提高平整度的技术措施：施工方面:严格控制模板安装和固定标高，防止模板变形。 混凝土拌和及摊铺要均匀。混凝土振捣适当，提浆要均匀、加强抹平。脱水后，应复滚。采用拉结合拉毛，施工时用平直的导梁。减少胀缝和工作缝，缩缝尽量不用压缝。设计方面：采用连续配筋或钢纤维混凝土等类型混凝土路面。减少或取消缩缝。采取优质填缝料。养护方面:加强水泥混凝土路面的养护。防止和及时修补板块的破损和基层的损坏。及时清除路面杂物，保持路面清洁。4.衰面使用品质的相互关系防滑与耐磨:防滑离不开耐磨，降低磨耗的实质性优点是防止脱皮和露骨，防止出现车辙，保证板体强度，延长使用寿命，其最显著的功能是延长表面构造使用寿命，防止形成光面。但防滑不一定耐磨、耐磨也不一定防滑。表面处理与平整度:表面处理工艺与平整度密切相关，根据312国道施工验证，用摊铺机施工一般压槽前平整度是能达到3m直尺间隙小于3mm的高标准要求，压槽后却只能达到5mm的要求。革新表面处理机具：进一步革新表面处理机具，是克服表面使用品质互相矛盾的良好途径，例如表面处理时如采用拉槽，其表面纹理深度较好，可满足防滑要求，如表面处理时用滚槽在混凝土面上直接压纹，又会大大影响其平整度。第四节 普通水泥混凝土混合料配合比设计公路、城市道路水泥混凝土路面和机场道面，面板厚度的计算是以混凝土的抗折强度为依据，与其相应的路面混凝土配合比，也应以混凝土的抗折强度为指标进行设计。公路路面普通混凝土配合比设计适用于滑模摊铺机、轨道摊铺机、三辊轴机组及小型机具四种施工工艺方式。满足这四种施工方式的塑性插入式振捣的各种水泥混凝土路面，包括插传力杆混凝土、钢筋混凝土和钢纤维混凝土路面。一、混凝土配合比设计总的要求、原则和一般步骤路面水泥混凝土应具有设计要求的.强度、耐久性和抗磨性好、质量均匀、离散性小，根据这些质量要求，以及便于施工操作的和易性，采用选定的材料，通过试验和必要的调整来确定混凝土单位体积中各种组成材料的用量。混凝土配合比设计以抗折强度为指标，采用石子用量法或砂率法，在水泥用量和用水量一定的条件下，根据和易性好，坍落度最大或工作度最小进行砂石用量的优选，同时通过抗折强度试验确定配合比，不同于一般混凝土配合比的设计方法。水灰比是决定混凝土强度和耐久性的主要因素，选用水灰比不得超过有关规范规定的最大值。在满足和易性的条件下，应力求最小单位用量，既可节约水泥，降低造价，又可减少混凝土路面铺筑时的温度和收缩裂缝。混凝土应具有与铺筑方法相适应的和易性，以及具有容易达到要求的平整度的易修整性。在施工可能的条件下，尽量采用坍落度小或工作度大的混凝土。 路面混凝土应优先考虑采用优质硅酸盐水泥，减水剂或引气减水剂。二、配合比设计要求普通混凝土路面的配合比设计应满足下列四项技术经济要求：1)弯拉强度各交通等级公路混凝土路面板的28d设计弯拉强度标准值、弯拉弹性模量应符合表10-10的规定。弯拉强度变异系数在无统计数据时，弯拉强度变异系数应按设计取值。如果施工配制弯拉强摩超出设计给定的弯拉强度变异系数上限，则必须改进机械装备和提高施工控制水平。从表10-12中查取最大允许弯拉强度变异系数，有了弯拉强度统计Cv值，且小于表10-12中规定的最大允许变异系数时，可按施工方统计强度变异系数取值，但所取最小变异系数高速、一级公路不得小于0.05；二、三、四级公路不得小于0.10。2)工作性滑模摊铺时，机前混凝土拌和物最佳工作性及允许范围应符合表10-13的规定。轨道摊铺机、三辊轴机组、小型机具定模摊铺的路面混凝土坍落度及最大单位用水量，应满足表10-14的规定。3)耐久性(1)水泥混凝土路面上耐久性含义及所包含的内容满足抗(盐)冻性要求：除了引气外，混凝土本身应有足够的抗冻破坏能力，足够高的弯拉强度，要求低水灰比和较大水泥用量。同时，表面要有足够的抗渗性和防水性，使水分不透进混凝土中，而防水抗渗性混凝土表面必须有足够厚度的水泥砂浆，同样也要求较大水泥用量及低水灰比。满足抗滑性要求:普通混凝土的抗清性不依赖于粗集料，而依靠表面足够低水灰比的水泥浆、砂的硬度及其磨光值。水泥用量少，表面砂浆偏少，很快就露骨，而粗集料没有磨光值要求，极不安全。需要罩面改善抗滑性，普通混凝土对粗集料提出磨光值要求可行否?行不通，面板厚度200-330mm，不可能像沥青路面抗滑表层(50ram)一样来要求这样巨大数量的粗集料均具有高磨光值(PMV)。这样一来，水泥混凝土路面将在大多数地方建设费用过高，或无法找到合格的粗集料来建设。满足抗磨性要求：普通混凝土的抗磨性是抗滑性能保持的前提，抗磨性本身一需要表面高硬度及高强度；二需要表面有一层厚度适宜的全封闭砂浆包裹层；三需要表面不脱层、脱皮，不成坑。这些均要求较大水泥用量及低水灰比，来提高强度，保障表面适当的包裹层厚度、表面硬度及良好表面平整度。满足抗冲击性要求：韧性也要求较大水泥用量及低水灰比。否则：集料未被水泥浆封闭起来，孔隙及尖锐的裂缝尖端多，抗冲击韧性会变差。满足耐疲劳性要求：除了水泥成分中体积不安定的游离氧化钙，碎石尖角具有较大的 影响外，水泥用量低、水灰比较大时，集料未被水泥浆封闭起来，界面孔隙及内部尖锐的裂缝引发尖端多，耐疲劳循环周次会大幅度下降。 满足抗海水、海风、酸雨、硫酸盐等腐蚀环境介质化学侵蚀性，同时要求表面足够高防水抗渗性。这也需要低水灰比及较大胶材总量。 (2)水泥混凝土路面配合比设计的要求 混凝土路面仅仅满足弯拉强度的要求，对其20 -30年使用耐久性和寿命而言是远远不够的。从保证耐久性的观点而言，水泥混凝土路面混凝土配合比设计中水灰比不仅满足弯拉强度要求，它在更大程度上受耐久性控制。为此，水泥混凝土路面配合比设计提出以下几点要求： 各级公路路面混凝土全部要求掺引气剂 混凝土含气量的控制，长期以来，虽有很多研究成果，但实际工程用起来，仍有难度。 引气剂的适宜掺量应通过搅拌机口的拌和物含气量测定反向控制，见表10-15。表中所规定的含气量是搅拌机出口的检测值。国内外所有行业混凝土含气量均依此为控制基准。混凝土路面掺用引气剂，除了提高弯拉强度、工作性和平整度外，仅从耐久性来看，不只是抗(盐)冻性、减小面板伸缩变形、提高抗风化能力，满足耐候性的需要，而且是减少上表面泌水，提高表面的耐磨性和抗海水、海风、酸雨、硫酸盐等腐蚀环境介质的重要措施之。耐久性所要求的最大水(胶)灰比及最小水泥用量(见表10-16)抗各种化学侵蚀性抗海水、海洋大气、酸雨、除冰盐和硫酸盐环境既要求水泥具有.高化学稳定性，通过硅酸盐水泥掺加掺和料来保证，规定不得单独使用硅酸盐水泥，要求混凝土路面掺用粉煤灰、磨细矿渣和硅灰;要求桥面宜掺用高活性的磨细矿渣和硅灰。抗冻性和抗盐冻性要求严寒和寒冷地区，要求配合比确定前，检验抗冻性，要求严寒地区冻融循环次数不小于250次；寒冷地区不宜小于200次。同时，试验路段完成后，宜钻芯检验路面上的气泡间距系数，见表10一17。(3)经济性在满足上述三项技术要求的前提下，配合比应尽可能经济。各级公路混凝土路面最大水泥用量不宜大于4ookg/m粉煤灰时，最大胶材总量不宜大于420kg/m。二、外加剂的使用要求(1)高温天施工时，混凝土拌和物的初凝时间不得小于3h，小于3h应采取缓凝或保塑措施；低温天施工时，终凝时间不得大于10h，二大于10h时亦应采取必要的促凝或早强措施。这是拌和物凝结时间的施工控制要求：在任何气温下，均要求将拌和物的初凝时间控制在施工铺筑所必需的3h，终凝不晚于10h。夏季要求缓凝或保塑;低温施工要求早强；负温施工要求防冻。(2)外加剂应进行适应性检验，掺量应由混凝土试配试验确定。掺用方法应该为稀释的溶液，溶液中的水应从拌和水中扣除。引气剂的适宜掺量可由搅拌机口的拌和物含气量测定进行控制。实际路面和桥面引气混凝土抗冰冻、抗盐冻耐久性的评价宜采用施工规范附录J.1规定的钻芯法，测得的最大平均气泡间距系数不宜超过表10-17的规定。（3)引气剂与高效减水剂或其他外加剂复配在同一水溶液中时，应注意它们的可共溶性，防止外加剂溶液发生絮凝现象。如产生絮凝现象，应分别稀释、分别加入搅拌锅。 (4)处在海水、海风、酸雨、硫酸盐或撒除冰盐锈蚀环境中钢筋、钢纤维混凝土路面和桥面铺装层宜掺阻锈剂。四、配合比参数的计算过程1）水灰比计算和确定2)选取砂率砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类，查表10-18取值，以提高水泥混凝土路面表面抗滑构造为目的时，砂率在表10-18基础上，可增大1%-2%。硬刻槽时，则不必增大砂率。 3)用水量计算由上述水灰比W/C、砂率Sp，和表10-13、 10-14不同摊铺方式适宜的坍落度按下列公式计算单位用水量Wo(砂石料以自然风干状态计)： 单位用水量应取计算值和表10-12或10-13的规定值两者中的小值。若实际单位用水量仅掺弓气剂.不满足所取数值，则应掺用引气(高效)减水剂，三、四级公路也可采用真空脱水工艺。 4)单位水泥用量单位水泥用量应由式(10-14)计算，并取计算值与表10-16规定值两者中的大值。5)砂石料用量砂石料用量可按密度法或体积法计算，密度法可按公式10-16、式10-17进行。令其中钢纤维单位用量F。=0；混凝土假定容重可取2 4002 450kg/m。五、粉煤灰的使用各级公路路面混凝土拌和物中掺粉煤灰时，其配合比计算应按超量取代法进行。代替水泥的粉煤灰最大掺量：I型硅酸盐水泥宜30%；II型硅酸盐水泥宜25%；道路水泥宜20%-30%；普通水泥宜15%-25%；矿渣水泥不得掺粉煤灰。其掺量应根据水泥中原有的混合材料数量和混凝土弯拉强度、耐磨性等要求由试验确定。I, II级粉煤灰的超量系数可按表10-19初选。第五节 钢纤维混凝土配合比设计采用滑模摊铺、轨道摊铺、三辊轴机组及小型机具摊铺钢纤维混凝土路面利用以下方面进行水泥混凝土的配合比设计。一、钢纤维混凝土的配合比设计要求 (1)弯拉强度各交通等级公路钢纤维混凝土路面板的28d设计弯拉强度标准值、弯拉弹性模量Ec应符合表10-10的规定。试配钢纤维混凝土28d弯拉强度的均值 (MPa)，应按式(10-8)计算，但须将式中混凝土各符号替换为钢纤维混凝土。(2)工作性钢纤维混凝土的坍落度取值一般可比对应施工方式表10-14混凝土路面要求值小20mm左右。钢纤维混凝土掺高效减水剂(减水率不小于150)时的单位用水量可按表10-20选用。不掺高效减水剂的钢纤维混凝土单位用水量，此表不适应，不能查此表。(3)耐久性各级公路路面和桥面钢纤维混凝土满足耐久性要求的最大水(胶)灰比和最小水泥用量应符合表10-21的规定。当实际水(胶)灰比不满足此项规定时，应掺减水剂或缓凝高效减水剂等。钢纤维混凝土中严禁采用海水、海砂，不得掺加氯盐及氯盐类早强剂、防冻剂等外加剂。严防氯离子造成钢纤维长期锈蚀。(4)经济性路面和桥面钢纤维混凝土的经济性要求：应在保证行车安全性和钢纤维质量的前提下，选择性能价格比优良的钢纤维，即应优选渗量少，而性能优良(600级以上)具有锚固台外形的钢纤维。(5)钢纤维掺量与板厚表10-22提出了按钢纤维混凝土施工可达到的实际不同掺量分别取不同的折减系数与推荐路面、加铺层和桥面板厚的。要保证钢纤维混凝土路面和桥面开裂后裂而不离，离而不散，钢纤维不得被拉断，即不得超过其规定的600MPa抗拉强度，只有适当增加面板厚度，采用较大的板厚折减系数。二、钢纤维混凝土配合比设计步骤(1)水灰比计算和确定根据普通混凝土设计弯拉强度fcm，由公式（10-8）计算素混凝土试配弯拉强度fc，再根据水泥实测抗折强度fa，由公式(10-9)或式(10-10)计算出普通混凝土基体水灰比。对比普通混凝土基体水灰比、表10-21中满足耐久性要求的最大水灰比，两者当中，取小值。以无钢纤维的普通混凝土弯拉强度来计算，这是国内各行业或地方规范、规程中规定的通行方法；再参照满足耐久性要求的水灰比，两者当中，取小值。(2)钢纤维掺量体积率由钢纤维混凝土板厚设计折减系数(0. 65-0. 75)、钢纤维长径比(30 -100)、端锚外形等按工程使用经验初选钢纤维掺量体积率，或由试验确定。一般钢纤维体积率在0.60%-1.0%之间，板厚折减系数小者，取大值；长径比大者，取较小值；有锚固台者，取较小值。实际工程中，一般是在设计规定范围内，按工程投资承受能力进行钢纤维掺量确定。(3)单位用水量根据路面不同摊铺方式所要求的钢纤维混凝土拌和物坍落度查表10-20，得出单位用水量，或由试验确定。若掺用外加剂时，应按公式(10-12)计入外加剂对单位用水量及水灰比影响。若掺用粉煤灰，应符合水泥混凝土路面施工规范3.1.6条粉煤灰超量取代法的规定，取代水泥部分的粉煤灰与水泥相加，将水灰比转换为水胶比，超量部分代替砂，并折减用砂量。(4)单位水泥用量按公式(10-13)计算钢纤维混凝土的单位水泥用量，由计算得到的单位水泥用量应与表10-21中满足耐久性要求的最小水泥用量作对比，两者当中，取大值。钢纤维混凝土的单位水泥用量一般在360-450kg/m，但不宜大于500 kg/m。(5)钢纤维混凝土砂率一般在38%-50%之间。砂率可按式(10-15)计算，也可参照表10-23选用，然后经试配调整后确定。重要路面、桥面工程应采用正交试验法进行钢纤维混凝土配合比优选。第六节 碾压混凝上配合比设计一、碾压混凝土的配合比设计要求(1)弯拉强度碾压混凝土设计弯拉强度f和弹性模量Ec应符合表10-10规定。碾压混凝土试配弯拉强度C:1可按式(10-19计算(2)工作性碾压混凝土出搅拌