轻交通农村公路水泥混凝土路面结构研究

【摘 要】随着经济的不断发展，我国公路交通建设事业也取得显著成就。近年来，农村地区的公路建设受到了广泛关注，尤其是对于经济较为贫困的农村地区，加强对农村地区公路水泥混凝土路面结构的研究具有十分重要的意义。相对来说，农村地区人口较少，交通流量较小，农村公路受到的关注度少，更应该加强农村公路建设的重视，提高路面结构的稳定性。本文对轻交通农村公路水泥混凝土路面结构进行浅要的研究，旨在促进农村地区公路建设事业的不断发展。

【关键词】轻交通；农村公路；水泥混凝土；路面结构

随着我国对农村地区经济的大力支持，农村公路建设逐渐进入高速发展的阶段。加强农村公路的建设，能够有效促进农村地区与外界的交流，从而拉动农村经济的发展。随着农民的交通需求的不断增加，传统的沥青路面结构因地理环境、造价高、施工技术运用难等问题存在，对山区农村公路发展起不到很好的作用。现阶段，我国大力提倡在农村地区进行水泥混凝土路面的修建，从而延长公路的寿命、减少养护成本，促进农村地区公路建设的持继发展。为此，有必要对轻交通农村地区公路水泥混凝土路面结构进行研究，使水泥混凝土路面结构能够在农村范围内大力推广。

一、轻交通农村公路路面结构现状

现阶段，我国农村地区普遍地形地貌较为复杂，多为山区和丘陵等地带，交通流量较小，而公路等级也相对比较低[1]。由于农村各地经济水平不一，交通流量差异较大，因而公路建设水平也存在较为明显的差距。对于经济条件一般的农村地区而言，交通组成以小型货车、三轮车、摩托车等为主，对路面结构强度需求不是太大。对于经济较为发达农村项目基地而言，重型卡车等车辆经常来往，因而对路面结构强度要求较高。因此，只有充分保障农村公路路面结构稳定性，才能促进农村地区交通的不断发展。

二、轻交通农村公路路面结构研究

1.交通等级的划分

通常来说，轻交通农村公路交通等级较低，交通工具以摩托车、三轮车等为主，通常载重量大约在1-5t左右，而这些车辆通常为单轮组型，因而对路面结构不会造成过大影响[2]。然而，对于少数在20-40t左右载重量的大型车辆而言，会对公路路面产生较大破坏，因而在农村路面结构进行研究设计时，应切实保障路面的结构强度。通常来说，标准轴作用小于3万次按照交通等级来说属于轻交通，轻交通又可以根据作用轴次数的不同进行交通等级的细分，并根据不同的交通等级推路面不同厚度进行计算。

2.农村公路水泥混凝土路面结构组合

在农村公路水泥混凝土路面结构设计过程中，应进行不同的组合，从而充分满足农村地区交通对路面结构的需求。据统计，在轻交通状况下，农村公路建设时一般在基层采用级配碎石或稳定碎石，而有的村道不进行基层设置单单只是利用原有路基进行水泥混凝土的铺筑。在进行农村公路水泥混凝土路面结构组合设置时，应充分采取实事求是的相关原则，对公路进行就地取材。此外，对于靠近水库或湖泊的公路应注意采取相应的防水措施，可以设置防水垫层或进行排水系统的设置。农村公路水泥混凝土路面结构组合如下表1所示。

3.合理确定路面材料参数

通常来说，我国农村地区公路依靠原有路基进行改造，并进行加宽。对于局部湿软凹坑以及相应的加宽部分进行补强处治，而原路基由于受到行车的长期碾压作用，路基保持较高的强度，路基弹性模量也相对较大。据统计，原路基回弹模量大约在55-90MPa范围之内，而新建路面回弹模量范围大约为35-70MPa，为切实保障路面结构的研究和设计，通常取土基回弹模量数值为50MPa。

三、轻交通农村公路水泥混凝土面层厚度计算

1.荷载疲劳应力计算

在进行荷载疲劳应力计算时，应切实按照一定规范进行设计和验算，应对行车荷载及温度梯度对路面层所产生的疲劳应力进行控制，使其数值小于路面厚度设计验算标准[3]。通常来说，疲劳荷载应力就是计算所用的当量应力，荷载疲劳应力的计算公式具体为：

σpr=kr kf kcσps （1）

其中，σps 表示标准轴载在自由板临界荷载产生的应力；kr为应力折减系数，通常来说，取kr数值为1；kf为考虑荷载累计疲劳作用的应力系数；kc表示对偏载、动载等因素综合考虑之后，路面疲劳作用综合系数，通常取kc数值为1。

2.最大荷载应力计算

为有效进行农村公路水泥混凝土面层力学性能分析， 公路最大荷载应力进行计算，通常来说，公式为：

σp，max=kr kc σpm （2）

式中，σpm 表示最重轴载Pm 在临界荷载处所产生的荷载最大应力。据交通调查，最重轴承一般维持在15-30t之间。

3.温度疲劳应力计算

为切实考虑温度变化情况下对路面造成的影响，应进行温度疲劳应力的有关计算。温度疲劳应力计算公式为：

σtr=kt σt，max （3）

式中，σt，max 表示在最大温度梯度时的温度最大应力。在进行温度疲劳应力计算后，应切实确保路面结构能够满足温度应力疲劳要求，同时也有利于减少公路造价，节约成本。

3.水泥混凝土面层厚度计算

在进行应力计算之后，应对水泥混凝土进行有关的面层厚度计算。面层厚度计算时，应切实根据表1组合方案，对面层厚度进行初拟。初拟完成之后，应对所需的最大荷载应力、最大温度应力等进行计算。在这个过程中，应对结构层厚度进行不断调整，从而选择最优组合，使造价成本控制到最低。

4.计算结果浅析

由于水泥混凝土面板宽度存在不同，因而容易造成温度应力系数、面板长度等参数的不同，因而对面板厚度的准确性会造成一定影响。据大量实验研究表明，当标准轴载累计次数达到一定程度时，板宽对厚度造成的影响可以忽略不计。通常来说，标准轴载累计次数和顶面回弹模量等因素都会对板厚造成较大影响。

结语：

本文浅要分析探究了轻交通农村公路水泥混凝土路面结构，希望能为同行提供一点帮助。近年来，农村地区交通事业不断发展，我国也越来越重视农村公路的建设。在农村公路建设过程中，大力推广水泥混凝土路面结构，能够切实保障农村公路路面的稳定性能，减少安全事故的发生。因此，应大力推广水泥混凝土路面结构在农村公路建设中的应用。

参考文献：

[1]杜卫卫，吕竞辉.轻交通农村公路水泥混凝土路面厚度研究[J].公路，2013，（11）：30-36.

[2]殷青英，郭红兵.农村公路水泥混凝土路面平面尺寸的合理划分[J].筑路机械与施工机械化，2012，（7）：52-54.

[3]刘伟达.农村公路小尺寸混凝土路面探讨[J].交通世界（建养机械），2014，（6）：84-87