内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范.doc

《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》

地方标准编制说明

《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术标准》编制组
二〇一六年十二月

目 录
1 项目背景 2
1.1 任务来源 2
1.2 标准起草单位 2
1.3 标准主要起草人 2
1.4 工作过程 2
2 国内外寒冷地区公路水泥混凝土路面施工技术概况 2
2.1严寒地区水泥混凝土路面用高耐久性水泥混凝土材料研究 2
2.2恶劣气候条件下水泥混凝土路面施工工艺与过程控制 2
2.3严寒地区水泥混凝土路面下承层结构、材料与施工控制技术研究 2
3 标准制订的必要性分析 2
4 总则 2

《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》编制说明
1 项目背景
1.1 任务来源
内蒙古地区自西向东呈狭长型，昼夜温差较大，季冻区冰冻与融化作用显著，一般情况下路面早期损坏较其他地区严重。此外，还面临重载交通考验。这些自然环境特点与荷载构成都对水泥混凝土路面的设计与施工提出了很高的要求。因此，为满足严寒地区超重载公路水泥混凝土路面的实际使用要求，以依托白音华至霍林郭勒一级公路水泥混凝土路面开展的并对《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T F30-2014）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40－2011）做出突出贡献的自治区科技进步一等奖课题《严寒地区超重载水泥混凝土路面设计施工关键技术研究》研究成果，及其后依托阿拉善、呼伦贝尔的两个公路服务区场坪的场地硬化工程而开展的《内蒙古公路水泥混凝土路面施工关键技术推广应用研究》课题，在适应恶劣环境的水泥混凝土路面施工技术方向展开针对性研究形成《内蒙古公路水泥混凝土路面设计施工技术指南》研究成果。从内蒙古地区气候分布特点出发，提出路面材料设计与施工控制要求，建立混凝土材料抗冻性能试验与评价方法，改进滑膜摊铺施工工艺以及各结构层的施工控制工艺，从理论和实践上指导包括内蒙古严寒地区极重荷载道路在内的各级公路水泥混凝土路面水泥混凝土路面设计施工技术的推广应用。经总结凝练编制了《内蒙古自治区公路工程水泥混凝土路面施工技术规范（草案）》，以期进一步规范和提升自治区公路工程水泥混凝土路面施工技术。
为此，在《内蒙古公路水泥混凝土路面设计施工技术指南》和《内蒙古自治区公路工程水泥混凝土路面施工技术规范（草案）》的基础上，申报了自治区2015年地方标准制修订项目。区质量技术监督局以《关于下达2015年第一批内蒙古自治区地方标准制修订项目计划的通知（内质监标函〔2015〕161号，2015年6月1日）》批准，由内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司牵头、内蒙古路桥有限责任公司承担，交通运输部公路科学研究所等单位参与，共同编制《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》。
1.2 标准起草单位
1．内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司
内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司成立于2004年8月16日，是经内蒙古自治区人民政府批准组建、特许经营的大型国有独资企业。公司对自治区境内已建成运营并交公司经营的高速、一级、二级公路和公司建设的其它高等级公路的融资、建设、养护、收费、还贷、保护路产、维护路权、开发服务、资本运营进行统一经营管理。公司现有16个部室、3个中心、8个路段分公司、3个公路建设管理分公司以及路桥有限责任公司、服务区分公司、交通文艺工作团、自治区交通运输厅派驻高等级公路路政支队、公司与中石油内蒙古分公司合作的高速石油公司共35个单位和部门。截至2013年底，公司所辖公路总里程达到3975公里，其中高速公路1956公里、一级公路910公里、二级公路1109公里。公司连续六年被自治区交通运输厅考核为“实绩突出单位”，七次荣获“内蒙古百姓口碑金奖单位”称号。
2．内蒙古路桥有限责任公司
内蒙古路桥有限责任公司为内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司所属全资子公司，前身为内蒙古公路工程局，始建于1952年，2012年企业转制后，更名为内蒙古路桥有限责任公司。公司主要承建区内外公路、桥梁、隧道、市政等工程建设项目，具有公路施工总承包一级资质，同时具有路基专业一级、路面专业一级、桥梁专业一级、隧道专业二级，交通工程二级、市政工程三级、房建工程三级资质。企业注册资金8.27亿元，年施工能力50亿元以上。
内蒙古路桥技术力量雄厚，拥有正高级职称34人，副高级职称124人，中级职称296人，科研团队组成近百人。作为内蒙古自治区公路建设的龙头企业，内蒙古路桥施工业绩遍布内蒙古自治区，并延伸到国内多个省区，近年来，公司以科技创新为引领，积极引进四新技术与国内先进技术成果，力争通过技术成果的应用解决施工问题，消除质量隐患。近年来组织开展自治区交通运输科技项目十余项，取得了丰硕的科技成果，公司现有省部级工法12项、实用新型专利5项、发明专利2项，参编交通行业标准3部，主编地方标准2部。
3．交通运输部公路科学研究院
交通运输部公路科学研究院成立于1956年，是交通运输部直属大型综合性公路交通科研机构，主要从事道路工程、桥梁工程、交通工程、智能交通、汽车运用工程、道路运输与物流、公路生态与环境保护工程等领域的科学研究及技术材料与装备开发。设有土木工程和交通运输工程两个国家一级学科硕士学位点，一个博士后科研工作站，拥有一批包括中国工程院院士在内的国内外知名专家。
经多年建设，交通运输部公路科学研究院已形成独具特色的科研创新体系，拥有综合试验能力位居世界前列的公路交通综合试验场和多专业的实验基地；设有包括国家智能交通系统工程技术研究中心、公路养护技术国家工程研究中心和国家环境保护道路交通噪声控制工程技术中心在内的9个研究中心；有桥梁结构安全技术国家工程实验室和6个行业重点实验室；还有国家道路及桥梁质量监督检验中心、国家交通安全设施质量监督检验中心、国家道路与桥梁工程检测设备计量站和6个部级检测中心。中国工程建设标准化协会公路委员会、全国交通工程设施（公路）标准化委员会、全国汽车维修标准化技术委员会、全国智能运输系统标准化技术委员会等标委会秘书处以及国际标准化组织智能交通技术委员会（ISO/TC204）中国秘书处也设在本院。
长期以来，交通运输部公路科学研究院认真贯彻“科技强交”的发展战略，积极发扬“求是创新，力臻卓越”的公路院精神，承担了大量国家、省部级和地方重大科研项目及标准规范的制、修订等工作，目前已发展成为集科研创新与产业开发于一体的交通运输行业规模最大、多领域、跨学科，在国内外具有重要影响力的综合性科研机构。拥有数百项具有自主知识产权、达到国际先进水平的科研成果。改革开放以来，公路院完成各类科研成果1200余项，获国家级奖64项，其中，全国科学大会奖20项，国家科技进步奖41项，国家发明奖3项；省部级二等奖以上成果153项。主持完成各类标准规范的修订近600余项；获得各种工程奖项近百项。与此同时，通过与世界银行、亚洲开发银行、国外知名科研机构和企业广泛合作，国际影响力不断提升，已经成为我国公路交通科技领域对外交流的重要窗口与桥梁。
本项目团队主持或参与科研项目60余项，科研成果获交通部科技进步二等奖一项、三等奖八项，获中国公路学会科学技术三等奖二项。多年来在二级学报、期刊上发表论文200余篇，出版专著3部。同时我所拥有落锤式弯沉仪（FWD）、电液伺服万能材料试验机等先进的试验仪器设备。此外，本项目团队还与国外多家研究机构（如德国慕尼黑工业大学道路研究所等）业务往来密切，可以及时便利的掌握国内外关于该研究方向的最新进展。
1.3 标准主要起草人
张志耕
付 智
郝振华
刘胜军
尹 峰
田 波

1.4 工作过程
项目承担单位在接到标准制定任务后，迅速成立了标准编制组。编制组首先调研并系统分析了国内相关标准，结合国内外相关研究成果，包括国家计委403－01－01项目《滑模摊铺水泥混凝土路面材料与工艺的研究》，交通部重点科技推广项目《水泥混凝土路面滑模施工技术推广》项目，河北省交通厅、交通部公路科学研究所与长安大学2000年进行的《超重载水泥混凝土路面技术研究》课题；2003年交通部公路科学研究所完成的《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30－2003）编制；2005年完成的西部交通建设科技项目《黄土地区路面设计施工技术研究》；2006年交通部公路科学研究所完成的交通部下达的《公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南》等课题，于2015年4月形成了《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》（草案初稿）及编制说明。
2015年4月，在内蒙古自治区交通厅，编制组听取了公路水泥混凝土路面建设领域专家对《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》（草案）提出的修改建议，完善了《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》（草案）。
2015年6月17日内蒙古自治区质量技术监督局以《关于2015年第一批内蒙古自治区地方标准制修订项目计划的通知》（内质监标函〔2015〕161号）下达了《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》地方标准编制任务。
2016年12月13日，内蒙古自治区交通厅组织召开了《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》初审会，相关专家对《规范》的科学性、合理性、实用性和社会经济价值进行了认真评审。初审会后，标准编制组根据各有关方面专家意见进一步修改完善了本规范的文本，最终形成《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》（征求意见初稿）。
2016年12月27日，内蒙古自治区交通厅组织召开了《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》预审会，相关专家对《规范》的规范性、科学性、合理性、实用性和社会经济价值再次进行了认真审定。预审会后，标准编制组根据各有关方面专家意见进一步修改完善和规范了本标准的文本内容，最终形成《内蒙古自治区公路水泥混凝土路面施工技术规范》（征求意见稿）
标准征求意见稿，依据自治区质量技术监督局《关于2015年第一批内蒙古自治区地方标准制修订项目计划的通知》（内质监标函〔2015〕161号）要求，于2016年12月30日报送至自治区质量技术监督局标准化处。
2 国内外寒冷地区公路水泥混凝土路面施工技术概况
2.1严寒地区水泥混凝土路面用高耐久性水泥混凝土材料研究
在常规荷载和一般环境作用下，目前的施工技术基本可以使混凝土路面的耐久性得到较大幅度的改善。但是，在重轴载作用下，路面耐久性病害成因与机理由于有了不同程度的变化。如混凝土路面的抗冻性能，一般采用混凝土材料抗冻试件的冻融循环次数作为混凝土路面的抗冻性能，而在重轴载作用下，路面内的应力可能很高，这使混凝土材料内的缝隙或缺陷扩大，从而加速混凝土的冻融破坏，混凝土冻融破坏的表现形式不仅表现为混凝土表面的脱落、耐磨性降低，而且可能损害到混凝土的材质强度，导致混凝土路面板在荷载作用下早期断裂。另外，在重载作用下，路面板扩散到基层表面的应力增加，对于基层表面的冲刷性增强，传统的基层材料类型是否满足抗冲刷要求，需要进一步验证。而且，荷载的增加加剧了车辆轮胎与路面之间的摩擦，加速了路面表面构造的损坏，传统的路面构造与抗滑性能是否满足要求，是否需要改进，也需要根据矿区重轴载道路的荷载特点进行深入研究。
半个世纪以来，围绕混凝土抗冻性的问题，国内外开展了大量的研究，取得了丰硕的成果。早在二十世纪四、五十年代，Powers就提出了静水压理论和渗透压理论，他认为未冻水被挤出过程中因受到阻碍产生的静水压是混凝土受冻破坏的主要原因。当饱水混凝土的温度低于0℃时，冰就开始在浆体毛细管中形成。由于毛细管中水含有一定浓度的化学物质，并且孔径不同。根据Rault定律和Kelvin定律，冰首先在低浓度孔液中和大孔中形成，随温度的继续降低，逐步向高浓度孔液和小孔发展。因此，毛细孔溶液结冰时往往是冰水共存。另一方面，水结冰伴随着约9％的体积膨胀，它迫使未冻水向外迁移，一旦这种迁移水流受阻，将在毛细孔中形成破坏应力，即静水压。当静水压超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就将开裂破坏。根据静水压理论，当毛细孔中的水结冰后，未冻水被挤出毛细孔向外迁移，在周围的空隙中得到消解，但如果水流迁移路径过长，压力得不到释放，会在毛细孔内形成具有破坏性的内应力，当该压力超过混凝土的抗拉强度时，将导致混凝土破坏。
影响混凝土抗冻性的因素很多，主要有混凝土的含气量、水灰比、水泥品种、矿物掺合料、外加剂以及粗集料品质等。其中含气是最重要的。自20世纪40年代开始，人们普遍认识到通过引气剂在混凝土中引入大量直径约为几十微米的稳定气泡是解决混凝土受冻破坏的最有效方法。大量试验结果与工程实践表明，引气后混凝土的抗冻性成倍提高。其根本原因在于，混凝土引入的大量微小气泡可以起到“安全阀”的作用，有效的卸除结冰产生的静水压。
此外，在冬季严寒降雪量大的地区，为了防止公路上冬季冰雪致滑，保证交通正常运行，最常用的方法就是在路面撒除冰盐（NaCl或CaCl2），因为盐类能降低水的冰点，从而自动融化冰雪。然而各类除冰盐都会引起混凝土路面的严重剥蚀和钢筋锈蚀。随着破坏事例的不断增多，由此造成的经济损失和维修费用的猛增，除冰盐对混凝土的剥蚀破坏引起了公路管理部门和研究人员的重视。这些国家投入大量资金研究盐冻破坏机制、影响因素和预防方法，并都在建设公路时采取了防止除冰盐破坏的各种技术措施。
1986年北美、欧洲、日本等16个国家联合组成技术专家组，对这些国家的约80万座道路桥梁（以1985年计，服务时间为18~29年）进行了细致和全面的现场调查、分析和测试，指出：除冰盐或含盐环境引起的盐冻剥蚀破坏和钢筋锈蚀破坏是桥梁破坏或失效的最主要原因。假如要对这些破坏的桥梁进行修复或更新，其费用要高达500~900美元/m2，远比当年造价高，且发展趋势很不乐观。例如，美国1992年在这方面的维修费用就高达2580亿美元，为当年造价的4倍；英国仅英格兰中环线的11座高架桥，使用12年就破坏严重，维修费用高达1.2亿英磅，为当年造价的6倍。
在我国绝大多数北方省区存在严重的盐冻破坏问题，特别是在城市道路和高等级公路的收费站路段上，冬季下雪后，为维持交通和安全，按公路养护规范的要求，洒除冰盐融雪除冰，结果对水泥混凝土路面、桥面、路缘石、拦水带、急流槽（入水口）等所有混凝土表面结构和构造物造成了极其严重的盐冻损坏。其主要的破损形式是表面砂浆起壳、粉化、剥落或脱落，并随着盐水渗透深度增加，砂浆的成粉酥化向混凝土内部发展，破坏坑穴最深可达10余cm，使路面桥面的平整度彻底损失，无法保证行车安全；其它表面结构的损坏严重影响使用功能和路容美观。另一方面，据目前所知，在水泥混凝土所有的耐久性破损问题当中，盐冻破坏的速度是最快的，比普通冰冻破坏的速度快10倍，刚刚建成的水泥混凝土路面或表面结构物，只要在入冬后头一两场降雪时，洒了除冰盐，表面砂浆就开始剥落破损。
在盐冻破坏机理方面，LITVAN研究认为，因混凝土表面盐的存在导致水分向表面迁移，当这些水结冰时将起到冰塞作用，从而产生破坏压力。BROWEN用CaCL2研究指出，盐导致冰点和结冰量降低，同时化学腐蚀性和吸水性增加，从而导致中低浓度盐溶液引起的破坏最严重。
水泥混凝土路面耐磨性是关系到路面耐久性的一项重要技术指标。而严寒地区重载公路水泥混凝土路面面临着较为严峻的耐磨性问题，尤其是在上坡路段，在路面潮湿情况下混凝土表面微观构造极易磨损，由此会产生很多的安全隐患。国外对于混凝土路面的表面功能（耐磨性）等方面的研究较为透彻，美国采用高强度的混凝土来提高路面混凝土的耐磨性能；瑞典提出用真空吸水工艺提高水泥混凝土表面的耐磨性能，但这种方法不适合于大规模的机械化施工；芬兰对路面混凝土的耐磨性能较为重视，他们的调查研究表明：路面混凝土在三十年的使用中将会有50毫米的磨损，从而提出增加板厚的方法；挪威采用提高路面混凝土强度的方法，来增加其耐磨性能，并使用高强混凝土，使耐磨性能提高了1倍。近年来，芬兰采用滑模摊铺机械修筑双层水泥混凝土路面，其底层类似于碾压混凝土，上层采用高强度混凝土。据悉这种方法既经济又能提高混凝土的耐磨能力。如美国公路局通过试验发现混凝土的耐磨性与混凝土抗压强度和岩石骨料的类型有较大关系，所以他们普遍采用高强度混凝土来改进路面和桥面的抗磨损性能和长期使用性能。
从国内对提高水泥混凝土耐磨性的情况来看，主要是从施工工艺上来考虑，还未从其他一些方面进行研究。特别是针对细砂混凝土的耐磨性研究更加有限。因此，该项目混凝土路面在重载作用条件下的耐磨性能如何成为急需研究的问题。
由于超重载水泥混凝土路面承受很重的交通荷载，路面结构加强的同时，桥梁及桥面结构也必须加强，不允许其过早发生破坏。因此需要对桥面从防裂及补强两个角度进行研究。
纤维混凝土，又称纤维增强混凝土，是以水泥净浆、砂桨或混凝土作基材，以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强材料所形成的水泥基复合材料。由于纤维的乱向分布，使混凝土具有延性大的特征。纤维水泥混凝土桥面铺装在增强、抗裂等方面具有优异的性能，可以大大提高混凝土桥面的抗裂性及抗冲击韧性，抗折强度提高，耐疲劳极限大大增加。使用中可达到裂而不开，开而不离的使用效果。其按所掺纤维种类可分为钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、石棉纤维混凝土、聚丙稀纤维混凝土、天然纤维混凝土等。
纤维加筋材料的应用已有很长的历史，但作为一种典型的复合材料得以大规模研究、开发和利用却仅有几十年的历史。本世纪五、六十年代，钢纤维、玻璃纤维作为人造的水泥混凝土加筋材料开始被深入研究。其中，钢纤维混凝土现已得到较为广泛地应用，而玻璃纤维则因抗碱能力低、在水泥混凝土中耐久性能较差，其应用受到限制。进入80年代，随着材料科学的进步，炭纤维、有机合成纤维、木纤维等新的纤维品种逐渐被开发出来。由于新的纤维品种和传统的钢纤维等相比具有完全不同的性能特点，对水泥混凝土也有独特的改性作用，因而有关研究和利用也受到广泛重视。一些发达国家在纤维混凝土领域的研究重点也从传统的钢纤维、玻璃纤维逐渐转移到这些新型的纤维品种上。
在纤维混凝土增强增韧机理方面。40年代，英国、法国、德国和美国的学者先后发表了纤维提高混凝土耐磨性、抗裂性等方面的论文或专利。但是，由于这些论文和专利对纤维增强机理基本上没有解释或说明、因而限制了这种复合材料在工程结构中的推广应用。1963年美国J.P.Romualdi等人提出了纤维的阻裂机理（或称纤维间距理论），引起了广泛的重视，从而促进了纤维混凝土的发展。该理论建立在线弹性断裂力学的基础上，认为混凝土内部有尺度不同的微裂缝、孔隙和缺陷，在施加外力时，孔、缝部位产生大的应力集中，引起裂缝的扩展，最终导致结构破坏。因此，提高像混凝土一类脆性材料的抗拉强度、减少与缩小其裂缝源的尺度和数量，缓和裂缝尖端应力集中程度，提高抑制裂缝引伸与发展的能力是至关重要的。在脆性基体中掺入纤维后，在复合材料结构形成和受力破坏的过程中，有效地提高了复合材料受力前后阻止裂缝引发与扩展的能力，达到纤维对混凝土增强与增韧的目的。
我国对纤维混凝土基本理论的研究始于70年代。大连理工大学、国防科委、中国建筑科学研究院、东南大学、哈尔滨建筑大学、西安空军工程学院、西南交通大学、浙江水利水电科学研究所和杭州林业水利局等单位对这种新型材料进行了若干基本物理力学性能的试验研究和施工工艺的研究，为实用化创造了条件相继研究了纤维混凝土的配合比、增强机理、物理力学性能等，并使纤维混凝土在实际工程中得以应用。各种纤维混凝土的桥面试验路段从七五期间开始，但多作为修补材料来使用。
与国外的研究水平相比，我国在纤维混凝土的开发和应用方面还有较大差距。现有的技术标准和规程还不能完全满足工程上的需要，仍需继续补充修订。而且钢筋混凝土中复合纤维的材料研究尚处于空白阶段，因此在目前的研究中还需要对纤维品种进行选择，研究各种纤维的复合比例和复合效果、复合纤维混凝土的抗冰冻、抗盐冻及耐磨性能等。此外，以上的结构设计理论和相关的施工技术也需进一步研究。
2.2恶劣气候条件下水泥混凝土路面施工工艺与过程控制
本项目所在地区属于干旱半干旱大陆性气候，年温差大，达到70.8℃，冬季漫长而寒冷，降雪日数为38~44天，最大冻结深度为163cm，冻害特征突出。此外，该地区风况恶劣，年平均风速最低4.6m/s，最大风速可达20.7m/s，11~12月风吹雪严重，甚至影响视程。因此，恶劣的气候条件是影响该工程修筑质量和使用寿命的关键因素。
混凝土路面在昼夜温差大的地区修筑需要注意对路面及时覆盖保温养生，国内在青藏高原的水泥混凝土路面修筑中也遇到了类似的情况。在风速较大时由于混凝土表面水分蒸发量较大，失水快，因此若不采取必要的防风措施混凝土路面将极易出现干缩失水裂缝。本项目这种极端风速条件下的混凝土路面施工技术在国内外很少有现成的经验可以借鉴，成为该地区修筑水泥混凝土路面急需解决的问题。
此外，在混凝土施工工艺研究方面，国内已对滑模摊铺施工、轨道式摊铺施工、三辊轴摊铺施工、小型机具配套施工及碾压混凝土施工进行过研究。研究主要集中在机械选用及配套和施工工艺控制方法上。梁军林等人注意到了三辊轴摊铺施工提浆对混凝土路面使用性能及耐久性的影响，提出了相应工艺控制要求。傅智等人研究引气剂对水泥混凝土弯拉强度及抗冻性的影响。施工管理过程中，注意混凝土强度及变异性，注意路面表面功能的均匀性。在目前的研究中，不同工艺的适用范围、施工工艺的选择、工艺过程对路用性能及耐久性的影响研究方面尚较为欠缺。因此研究水泥混凝土路面施工变异性与控制技术，掌握工艺过程对路面断裂及表面功能的影响规律，通过工艺过程控制，减少水泥混凝土路面性能及参数变异性，达到实现提高水泥混凝土路面材料及结构耐久性的目的，具有重要意义。
2.3严寒地区水泥混凝土路面下承层结构、材料与施工控制技术研究
动荷载作用下土基的响应及相关对土基的要求相关的研究最先起源于铁路路基的研究。利用环境激励与车辆荷载激励，对秦沈客运专线路基振动进行测试，通过频谱分析，得到了车辆荷载作用频率、路基自振频率与车辆荷载作用下路基振动频率，分析了路基振动频率及振动加速度与车辆速度的关系。结果表明，车辆荷载作用下路基振动与路基自振频率与车辆速度密切相关，在一定车辆速度下路基振动加速度达到最大值。为了得出路基基床填土在车辆荷载作用下的动应力大小, 在路基现场埋设了土压力盒传感器。粘性土填筑的路基要产生不可恢复的永久变形，永久变形随车辆荷载的重复作用下，粘性土填筑的路基要产生不可恢复的永久变形，永久变形随车辆的重复作用而积累增加，过大的永久变形是影响高铁和重载铁路对路基永久变形有严格的限制，因此，研究控制路基永久变形的措施是十分重要的。路基填土的永久变形是否随重复加载次数而稳定取决于路基填土的临界动应力与车辆荷载产生的路基动应力。路基填土的临界动应力不仅与填土本身的物理力学性质（如含水量，容重，颗粒级配）有关，而且还与车辆重复荷载的特征有关，如车辆荷载的重复次数、荷载频率和荷载幅值。因此研究控制永久变形的措施，首先应研究车辆荷载对填土永久变形的影响规律。
为了研究路基不均匀沉降对沥青路面受力变形的影响，对半填半挖路基进行弹塑性动力有限元分析，计算出在汽车荷载作用下由于路基土在力学和物理性质上的差异而产生的差异沉降。研究了两种工况(汽车荷载作用产生的差异沉降及汽车荷载和土体固结共同作用产生的差异沉降)对沥青路面受力变形特性的影响，进而得出一种计算沥青路面破坏时临界差异沉降的方法，为实际工程设计、施工提供了理论依据。
认为随着车流量、行车速度和载载重不断增加，交通荷载对路面、路基受力变形特性的影响越来越大。因此，路基、路面设计理论由静态发展为动态体系。文中编制了弹塑性动力有限元程序，探讨了路基中动应力和加速度的衰减规律以及交通荷载引起的路基沉降和永久变形。
针对国道108先的路基路面结构及使用状态进行试验，按广元二期的路面路基实际结构及室内足尺大型动静模型试验。为使边界条件尽量同实际情况一致，模型周围采用沙袋作为柔性挡土墙。通过静力加载和模拟路面承受的竖向交通荷载的重复加载试验，研究路面路基结构在双轮车辆荷载作用下的动静态响应，分析路面路基结构在浸水状态（土层含水量增加）和压实密度降低等不利因素的影响下，路面路基各结构层的动静力学响应特性，如弹性变形、累积下沉、土压应力等的变化规律。
将交通荷载简化为半正弦荷载，假定地基土为硬化型土，运用动态弹塑性有限元程序，分析单次动力加载和循环动力加载条件下道路横截面与软土地基共同变形特性。分析了荷载因素（包括荷载类型、荷载幅值、荷载频率）和路基土参数（包括回弹模量、内聚力、内摩擦角、泊松比、阻尼比）对变形的影响。采用其建立的软土地基动孔压模型，对比分析了不排水有效应立法和总应力计算结果，计算了残余空隙水压力消散所产生的固结沉降，探讨了孔压对道路变形的影响。运用编制的动态弹塑性有限元程序，计算分析了循环动力加载条件下道路横截面与符合地基及软土路基共同变形特性。采用本文建立的符合地基动孔压模型，详细分析孔压、道路结构参数、符合地基和软土地基各参数以及水平荷载对道路变形特性的影响。将交通荷载简化为移动的集中荷载，计算分析单次移动加载和循环移动加载条件下道路纵断面与复合地基共同变形特性，考虑了道路与地基的相互作用，比较全面分析了交通荷载下道路与地基的整体变形特性，对道路工程的建设具有指导意义。
在反复载重试验方面，试验结果显示可由路基土壤三轴反复载重试验下之行为反应而界定出临界应力水准，路基土壤受到高于临界应力水准之反复载重时，塑性应变会迅速累积，而处于不穩定的状态，且回彈模数受反复载重至一定次數后会发生循环软化现象。本研究根据路基土壤三轴反复载重作用下之塑性行为提出多元回归塑性模式，以改善传统模式之缺點，并合理预测路基土壤受到反复载重作用下所产生之塑性变形。
首先简要综述了循环荷载下路基变形的研究现状。然后,基于饱和土体的动力耦合分析理论,研究了平面应变条件下的柔性路面路基变形的数值分析模型和方法,并建立了一个简单的粘弹性动力计算模型来预测路基在循环荷载下的动力反应。该模型可以全面考虑路基材料的剪切模量、阻尼比、孔隙水压力以及永久变形。最后,以一个柔性路面为例,应用本文方法在循环荷载下的路基变形发展进行了分析。
在压实方面国外的施工压实含水量一般为最佳含水量W0＋2％的条件下压实，而我国的要求一般为最佳含水量W0±2％的条件下压实。日本采用控制空隙率的方法控制路基的压实。在上路床的CBR要求方面一般均要求大于10％，也有要求CBR大于15％的情况。
在路基压实方面，执行现行标准不能保证高速公路在使用过程中不产生沉降和变形；其二路基设计强度E0和土基压实施工控制指标——压实度之间没有直接的关系。其三，土基填土越高，下层土体所受自重应力越大，但土基压实度要求却越来越低，违背了路基受力和稳定的客观规律。粘性土击实试验和路基压实常有反弹现象，增大压实功CBR值反倒可能下降。其四，路堑路床换填超过30cm按按压实度0.90控制依据不足。
3 标准制订的必要性分析
本标准针对严寒地区水泥混凝土路面的施工关键技术，研究水泥混凝土路面的气候耐久性及地方性材料在水泥混凝土路面中的适用性，提出滑膜摊铺工艺的改进方法和施工控制方法。本标准的制定可直接应用于内蒙古地区公路建设，以提高路面建设质量及对气候的针对性，有利于内蒙古以及我国北方严寒地区推广使用水泥混凝土路面。目前，我国的公路交通建设发展迅速，通过该项目的研究，可为内蒙古其它地区水泥混凝土路面建设提供经验，大大提高水泥混凝土路面在内蒙古自治区的修筑质量，为该地区的经济发展服务，此外，我国水泥产量占世界首位，在目前经济形势下，提高水泥混凝土路面的质量和耐候性，有利于水泥混凝土路面在全国的推广，符合扩大内需的经济政策。
4 总则
4.1 为适应内蒙古自治区交通运输发展的需要，提高公路水泥混凝土路面工程的施工技术水平，保证施工质量，制定本标准。
4.2 本标准适用于内蒙古自治区等级公路水泥混凝土路面施工，及其他相关领域的水泥混凝土路面施工可以参考。
4.3 水泥混凝土路面施工应建立完备的质量保障体系，加强各工序质量控制，保证工程质量。
4.4 水泥混凝土路面施工应建立健全安全生产管理体系及应急预案，严格执行安全操作规程，保障施工人员职业健康和施工安全。
4.5 水泥混凝土路面施工应建立健全环保保障措施。
4.6 水泥混凝土路面施工宜采用技术可靠、经济合理的新材料、新设备、新工艺和新技术。
4.7 水泥混凝土路面施工应符合国家及行业标准，还应符合本标准的要求。