隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和公路交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，公路運(yùn)輸車輛中大型貨運(yùn)車輛的增加和載貨汽車的超載已成為普遍存在的問題。由于重載和超載，所修建路面達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限，甚至使用初期即出現(xiàn)車轍、坑槽、開裂、沉陷或唧泥、錯臺、斷裂等破壞，路面使用壽命大大縮短，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。
本文針對水泥砼路面適應(yīng)重載交通以及高速公路水泥砼路面亟待解決的問題，借鑒國內(nèi)外研究成果，對宣大重載交通高速公路水泥砼路面實(shí)驗(yàn)路成果進(jìn)行總結(jié)，從合理結(jié)構(gòu)（技術(shù)可行）和造價(jià)（經(jīng)濟(jì)合理）兩方面，提出了適合河北乃至全國的重載交通高速公路水泥砼路面的合理結(jié)構(gòu)。
1、宣大高速公路基本情況
宣大高速公路位于河北西北部的張家口市內(nèi)，起點(diǎn)張家口宣化縣，終點(diǎn)陽原與山西交界，是山西經(jīng)河北向東部輸送煤炭的重要通道。據(jù)調(diào)查，宣大路所通行的交通量為：大型載貨車占近40%；大型載貨車中拖掛車占76%；拖掛車中斯太爾型重型車占80%。斯太爾主車自重11t，標(biāo)準(zhǔn)載重21t；掛車自重5t，標(biāo)準(zhǔn)載重15t，標(biāo)準(zhǔn)車貨總重52t．超載后，實(shí)際車貨總重70—95t。主車前軸為單軸、單輪，軸重11t；后軸為雙軸、雙輪，單軸重22t，輪胎接地壓強(qiáng)1.15~1.2Mpa。全線百余公里以黑色路面為主，其中3期20余公里為水泥砼路面實(shí)驗(yàn)研究路段。
2、實(shí)驗(yàn)研究方案
在廣泛調(diào)研，吸收兄弟省份高速公路建設(shè)水泥混凝土路面的經(jīng)驗(yàn)，充分考慮河北公路路面建設(shè)特點(diǎn)及宣大高速公路重載交通特點(diǎn)，經(jīng)課題組并吸收國內(nèi)知名專家多次討論并以多種計(jì)算方法分析計(jì)算，最后確定實(shí)驗(yàn)路面結(jié)構(gòu)為：
2．1 重車方向（大同至宣化方向）
結(jié)構(gòu)①：33厘米普通水泥混凝土面板+20厘米水泥穩(wěn)定碎石基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層；
結(jié)構(gòu)②：30厘米高強(qiáng)混凝土面板+20厘米水泥穩(wěn)定碎石基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層；
結(jié)構(gòu)③：26厘米鋼纖維混凝土面板+20厘米水泥穩(wěn)定碎石基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層；
結(jié)構(gòu)④：28厘米連續(xù)配筋混凝土面板+20厘米貧混凝土基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層；
結(jié)構(gòu)⑤：26厘米高強(qiáng)混凝土面板+20厘米貧混凝土基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層；
結(jié)構(gòu)⑥：27厘米玻璃纖維混凝土面板+20厘米貧混凝土基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層；
結(jié)構(gòu)⑦：28厘米普通水泥混凝土面板+20厘米貧混凝土基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層。
2．2 輕車方面（宣化至大同方向）
28厘米普通水泥混凝土面板+20厘米水泥穩(wěn)定碎石基層+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫底基層。
3、實(shí)驗(yàn)路使用效果
經(jīng)觀測，實(shí)驗(yàn)路八種路面結(jié)構(gòu)使用效果良好，均能承受這些超大型且超載汽車的通行壓力。但不同結(jié)構(gòu)層之間的效果也有差別。
33厘米普通水泥砼+20厘米水泥碎石+20厘米水泥砂礫、26厘米鋼纖維砼+20厘米水泥碎石+20厘米水泥砂礫結(jié)構(gòu)的路面，使用效果最好，無任何斷板，無錯臺，平整而表面粗糙，接縫處良好。
30厘米高強(qiáng)砼+20厘米水泥碎石+20厘米水泥砂礫結(jié)構(gòu)的路面，除極個別斷板外，其余使用效果與上述兩種結(jié)構(gòu)相同。個別斷板是因?yàn)槭┕べ|(zhì)量問題所致。
28厘米鋼筋砼+20厘米貧砼+20厘米水泥砂礫結(jié)構(gòu)的路面，使用效果較差，部分板出現(xiàn)網(wǎng)狀細(xì)微裂紋。分析原因可能是因?yàn)殇佋O(shè)鋼筋網(wǎng)影響攤鋪機(jī)振搗棒深度，致使整個面板振搗不密實(shí)或上密下疏，有較大的空隙，影響面板砼強(qiáng)度所致。
26厘米高強(qiáng)砼+20厘米貧砼+20厘米水泥砂礫、27厘米玻璃纖維砼+20厘米貧砼+20厘米水泥砂礫、28厘米普通水泥砼+20厘米貧砼+20厘米水泥砂礫結(jié)構(gòu)的路面，使用效果總體較好，無明顯的差異。只是26厘米高強(qiáng)砼+20厘米貧砼+20厘米水泥砂礫結(jié)構(gòu)段為高填方路基（普遍高于4米），由于路基為當(dāng)年施工，沒有穩(wěn)定，鋪筑路面后路基沉降，致使兩段路面（總長20米左右）縱向裂縫、斷板。其他個別斷板大都是施工質(zhì)量不佳所致。
4、造價(jià)分析
4．1 材料價(jià)格
4．2 各結(jié)構(gòu)層造價(jià)分析
4．3 造價(jià)分析
從造價(jià)表數(shù)據(jù)分析，結(jié)構(gòu)層與造價(jià)的關(guān)系呈現(xiàn)明顯的以下三個特點(diǎn)：
①面層用鋼（鋼筋、鋼纖維）的結(jié)構(gòu)造價(jià)最高。造價(jià)最高的是26厘米鋼纖維砼+20厘米水泥穩(wěn)定碎石+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫結(jié)構(gòu)，其次是28厘米鋼筋砼+20厘米貧砼+20厘米水泥穩(wěn)定砂礫結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)橛娩摚ㄤ摻睢摾w維）較多增加了費(fèi)用；
②基層用貧砼的結(jié)構(gòu)造價(jià)普遍高于基層用水泥穩(wěn)定碎石的結(jié)構(gòu)。其原因是貧砼只是在水泥用量上較普通砼少，其他材料用量、人工、機(jī)械臺班等均與普通砼相同，所以材料價(jià)格、施工費(fèi)用明顯高于水泥穩(wěn)定碎石。
③面層用摻其他材料的復(fù)合砼結(jié)構(gòu)造價(jià)高于面層用普通砼或高強(qiáng)砼結(jié)構(gòu)。其原因是摻其他材料增加的費(fèi)用高于由于摻料而減薄的幾厘米砼板節(jié)約的費(fèi)用。
5、適應(yīng)性評價(jià)
研究并初步提出為適應(yīng)重載交通而設(shè)計(jì)的七種路面結(jié)構(gòu)的適用性及經(jīng)濟(jì)比較，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)角度推薦其推廣的價(jià)值和前景。
——連續(xù)配筋鋼筋砼不但用鋼量大、造價(jià)高，而且滑模攤鋪不宜振搗密實(shí)，容易出現(xiàn)病害，不是理想的結(jié)構(gòu)。
——其他結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量容易控制，都能滿足重車行車要求，都可作為重交通道路水泥砼路面的推薦結(jié)構(gòu)加以推廣應(yīng)用。
——按目前的使用效果和初期投資看，20厘米水泥穩(wěn)定碎石不失為一種理想的水泥砼路面基層，而20厘米貧砼作為基層投資偏高。
——摻鋼纖維砼層，由于用鋼纖維量大、造價(jià)高，但從初期使用效果看，使用效果最好，幾乎無病害。可以作為一種承受特重交通的水泥砼路面加以推廣應(yīng)用。
——對一般重交通道路，在路面標(biāo)高和面板厚度不受限制的條件下，宜采用普通水泥砼面板和加粉煤灰的水泥砼面板。摻其他材料制作高強(qiáng)度砼，其性能價(jià)格比不理想。