隨著我國國民經(jīng)濟和公路交通運輸事業(yè)的發(fā)展，公路運輸車輛中大型貨運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，所修建路面達不到設(shè)計使用年限，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驗路成果進行總結(jié)，從合理結(jié)構(gòu)（技術(shù)可行）和造價（經(jīng)濟合理）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)，起點張家口宣化縣，終點陽原與山西交界，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驗研究路段。
2、實驗研究方案
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，充分考慮河北公路路面建設(shè)特點及宣大高速公路重載交通特點，經(jīng)課題組并吸收國內(nèi)知名專家多次討論并以多種計算方法分析計算，最后確定實驗路面結(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、實驗路使用效果
經(jīng)觀測，實驗路八種路面結(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。個別斷板是因為施工質(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。分析原因可能是因為鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)影響攤鋪機振搗棒深度，致使整個面板振搗不密實或上密下疏，有較大的空隙，影響面板砼強度所致。
26厘米高強砼+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、造價分析
4．1 材料價格
4．2 各結(jié)構(gòu)層造價分析
4．3 造價分析
從造價表數(shù)據(jù)分析，結(jié)構(gòu)層與造價的關(guān)系呈現(xiàn)明顯的以下三個特點：
①面層用鋼（鋼筋、鋼纖維）的結(jié)構(gòu)造價最高。造價最高的是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)，主要是因為用鋼（鋼筋、鋼纖維）較多增加了費用；
②基層用貧砼的結(jié)構(gòu)造價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、機械臺班等均與普通砼相同，所以材料價格、施工費用明顯高于水泥穩(wěn)定碎石。
③面層用摻其他材料的復(fù)合砼結(jié)構(gòu)造價高于面層用普通砼或高強砼結(jié)構(gòu)。其原因是摻其他材料增加的費用高于由于摻料而減薄的幾厘米砼板節(jié)約的費用。
5、適應(yīng)性評價
研究并初步提出為適應(yīng)重載交通而設(shè)計的七種路面結(jié)構(gòu)的適用性及經(jīng)濟比較，從技術(shù)、經(jīng)濟角度推薦其推廣的價值和前景。
——連續(xù)配筋鋼筋砼不但用鋼量大、造價高，而且滑模攤鋪不宜振搗密實，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、造價高，但從初期使用效果看，使用效果最好，幾乎無病害?？梢宰鳛橐环N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度砼，其性能價格比不理想。