水泥混凝土路面質(zhì)量控制措施

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水泥混凝土路面作為一種高級剛性路面結(jié)構(gòu)形式，已超過百余年，在世界各地使用極其廣泛。我國水泥混凝土路面已有70余年的歷史，主要于20世紀80年代開始大量使用。通過“七五”、“八五”、“九五”三個五年研究計劃，設計理論和施工水平已達到較高水平。進入90年代后，我國開始采用滑模攤鋪機施工水泥混凝土路面，工程質(zhì)量和工程進度得到較大幅度的提高。

但是，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路運輸總量持續(xù)增長，交通基礎(chǔ)設施建設取得了不斷的突破，交通流量、交通荷載、輪胎壓力不斷增加，道路使用條件越來越惡劣。如何建設表面平整，行車舒適安全的路面，是擺在每一個公路建設者面前的一道難題，也是不斷追求的目標。

一、目前路面現(xiàn)狀

高速公路交通狀況。目前，我國高速公路呈現(xiàn)出交通量大，貨車超軸載特別多，行車速度快的特點。為此，對我國高速公路的建設提出了更高的要求。

高速公路路面現(xiàn)狀。我國高速公路路面主要采用瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面兩種形式，相對來說，水泥混凝土路面給社會的印象較差，導致近年來國內(nèi) 在高等級路面上采用水泥混凝土路面越來越少。為此，筆者跟蹤和分析了國內(nèi)部分省市的水泥路混凝土路面情況，確有許多路面出現(xiàn)了唧泥、斷板、開裂等病害，有 些甚至剛通車就開始修補，質(zhì)量不良狀況特別嚴重，極大的影響了行車的舒適性和安全性，在社會上造成了極大的影響。

二、水泥混凝土路面常見問題及原因

水泥混凝土路面的開裂、斷板、錯臺。我國水泥混凝土路面的開裂、斷板，將直接影響路面的使用性能。路面雨水滲入基層，導致唧泥，并淘空基層，造成錯臺、斷板。路面出現(xiàn)斷板，主要是以下幾種原因：

1．施工期斷板：在滑模攤鋪路面施工時，一般是以下幾方面因素：

日溫差過大或蒸發(fā)量過高。日溫差過大，切縫不及時，溫度應力高于混凝土路面的抵抗拉裂強度，造成斷板。在風速過大，蒸發(fā)量過高時，養(yǎng)護不及時，表面干縮過快，出現(xiàn)收縮裂縫。

基層強度過高，基層裂縫未進行處理，造成基層裂縫反射斷板。

水泥水化熱過高或安定性不良，或兩種水泥混用，也會引發(fā)早期斷板。我國企業(yè)實行集團化，各大廠兼并無數(shù)小廠，改造后掛牌，在原廠供應不及時的情況下采取兩廠同時供應水泥，兩種水泥混用，極易造成路面大面積開裂、斷板。

滑模攤鋪機操作不當或混凝土工作性不適應造成路面拉裂斷板。

2．通車后的錯臺、斷板

通車二年內(nèi)的斷板，一是由于路基未完全沉降穩(wěn)固，路基自然沉降出現(xiàn)斷板。二是基層表面的粗糙度過大，面板收縮時，基層對路面的局部磨擦力過大，使混凝土路面產(chǎn)生過大的拉應力而斷板。

通車二到五年內(nèi)的斷板，則主要是基層穩(wěn)定性不好，不耐沖刷，路面結(jié)構(gòu)橫向排水不暢，唧泥和淘空基層造成斷板。

縮縫未插入傳力桿，重車多次碾壓、顛簸，造成板端出現(xiàn)微小沉降，板與板之間出現(xiàn)錯臺。

路面抗彎拉強度儲備不足，重載車的高速增長是路面斷板的原因之一。

水泥混凝土路面的平整度差，噪音高。相對瀝青混凝土路面來說，水泥混凝土路面的平整度較低，但衰減較慢。但目前我國水泥混凝土路面平整度差，筆者認為主要有以下方面的因素：

1．我國水泥混凝土路面技術(shù)起點低，采用機械代施工程度低，且時間短，造成水泥混凝土路面施工水平相對較低，設計單位、建設單位等對路面的研究重視程度不夠，恣意縮短工期，導致施工單位出現(xiàn)趕工，是造成路面平整度不佳的主要原因之一。

2．施工單位配置人員力量弱，技術(shù)人員對路面攤鋪的認識不深刻，不能根據(jù)不同的施工環(huán)境調(diào)整攤鋪的各個環(huán)節(jié)，而是照搬以往成功的經(jīng)驗。機械操作手文化素質(zhì)低，不能較好地對路面施工的各個環(huán)節(jié)理解透徹，故施工的路面平整度不理想。

3．設計單位對混凝土路面的后期平整度影響因素考慮不周，如路面抗彎拉強度儲備不足，縮縫未插入傳力桿易出現(xiàn)錯臺等。

4． 基層的平整度較差。建設單位、施工單位對基層平整度重視不夠，造成路面厚度不均，收縮不一致，導致路面平整度較差。

5． 路面的設計厚度或施工厚度不足，是影響路面使用壽命的一個原因，出現(xiàn)“短命式”斷板。國外研究人員認為，在一定范圍內(nèi)，每增加1cm厚度，路面使用壽命增加3～5年。

水泥混凝土路面噪音相對瀝青路面較高的原因，主要是路面平整度不佳，路面錯臺、斷板而引起的。其次，我國對路面抗滑構(gòu)造的間距、深度的控制力度不夠，也是 噪音較大的原因之一。我國很多采用軟拉制作的抗滑構(gòu)造就極難滿足規(guī)范要求，硬刻痕的也是縫寬或縫深有出入。另外，在德國、法國等國家采用一次用滑模攤鋪機 濕接濕鋪雙層路面來解決，上層為高強低噪聲細粒式水泥混凝土路面，其噪聲水平與瀝青路面相當。

水泥混凝土路面表面出現(xiàn)空洞、脫皮露骨。水泥混凝土路面脫皮露骨、出現(xiàn)空洞，主要是由以下因素影響的：

1． 材質(zhì)問題。碎石、砂中含泥量過大，或有泥塊，通車后出現(xiàn)坑洞，或表面砂漿強度不夠，出現(xiàn)脫皮露骨。

2．混凝土坍落度控制不好。施工時出現(xiàn)蜂窩麻面，人工采用混凝土或砂漿修補，易出現(xiàn)坑洞或脫皮露骨。

3． 施工時碰上下雨，雨水對未初凝的路面沖刷，出現(xiàn)脫皮露骨現(xiàn)象。

三、進一步提高水泥混凝土路面的施工質(zhì)量

我國許多高速公路及地方道路經(jīng)常出現(xiàn)路面開裂、斷板、唧泥的現(xiàn)象，出現(xiàn)大量的返工。由于水泥混凝土路面修復困難，經(jīng)常出現(xiàn)邊施工邊通車，安全隱患大，經(jīng)濟 損失大，社會影響極壞。如何進一步提高水泥混凝土路面的施工質(zhì)量，減少或杜絕常見病害的發(fā)生，提高行車的舒適性，是每位工程技術(shù)人員十分關(guān)注的問題。筆者 經(jīng)過多年的學習和積累，對如何提高路面的施工質(zhì)量，談談一些見解。

加強水泥混凝土路面混合料原材料的選擇。建好高速公路水泥混凝土路面的基本物質(zhì)條件是路面水泥混凝土原材料要精良，進場前控制好原材料的質(zhì)量相當重要。

水泥主要控制水泥的抗折強度。我國水泥廠家眾多，生產(chǎn)技術(shù)良莠不齊，因此，選擇合格的水泥是保證混凝土強度的首要因素。另外，對水泥的安定性及游離氯化鈣 含量，水泥的細度、干縮率與凝結(jié)時間、水泥的含堿量，以及控制水泥中混合材料的摻量，夏天施工時注意控制水泥的施工溫度。

粉煤灰要采用一、二級灰，主要控制粉煤灰中燒失含碳量和細度等指標。

外加劑的選用是路面混凝土材料科學中的關(guān)鍵。合適的外加劑，一是要滿足適應性要求，二是滿足施工混凝土路面所要求的較低水泥用量下的高抗折強度；三是滿足所用的機械施工方式對可施工性質(zhì)的要求，四是滿足小變形和耐久性要求。

粗集料主要控制其最大粒徑、硬度以及含泥量和粒形。一般選用火成巖和變質(zhì)巖，不使用沉積巖，可以保證巖石的強度，進而保證混凝土的抗彎拉強度。加工則采用反擊式，沖擊式或錘式二級破碎設備，僅用鄂式破碎很難滿足其針片狀含量要求；

細集料主要控制砂中含泥量的要求以及細度模數(shù)?；備佀嗷炷谅访嫔暗募毝饶?shù)為2.0～3.5之間，含泥量應小于2%。

優(yōu)化水泥混凝土配合比設計。水泥混凝土配合比的設計和優(yōu)化是滑模攤鋪路面的關(guān)鍵技術(shù)，配合比設計時除滿足水泥混凝土路面的物理力學指標外，重要的是考慮混凝土的工作性和經(jīng)濟性。因此對以下幾方面的內(nèi)容要特別注意。

1． 減水劑的選用。要配制出高抗彎拉強度、耐久性好的混凝土配合比，就要求混凝土的水灰比較小，因此必須采用高效減水劑，保證混凝土較好的工作性。

2． 礦料級配的組成原則。砂率的選用由于有比較成功的實踐經(jīng)驗，目前的理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)比較成熟，容易選定。但粗集料一般要采用兩級配集料進行摻配，由于粗集料 加工的現(xiàn)狀不理想，確定一個相對合理的摻配系數(shù)是極其重要的。根據(jù)筆者的經(jīng)驗以及查閱相關(guān)資料，粗集料組成為最優(yōu)曲線并略偏粗更有利于路面平整度的控制及 抗彎拉強度的提高。另外，粗集料的含泥量一般不大于1%，砂的含泥量不大于2%，否則將嚴重影響路面的抗折強度和增大干縮變形。

3． 水泥、粉煤灰的路用品質(zhì)要求。在配合比設計前，對水泥的路用品質(zhì)進行檢測，如發(fā)現(xiàn)問題，及時與廠家進行協(xié)商和探討，調(diào)整水泥的組分，確保水泥品質(zhì)的完全合格。粉煤灰則必須達到二級以上，對每車材料必須進行檢測后才能入罐，否則三級以上的粉煤灰對路面的危害極大。

4． 配合比設計的影響因素的綜合協(xié)調(diào)

粗集料的種類和最大粒徑。碎石和礫石均可施工優(yōu)質(zhì)的水泥混凝土路面，但礫石混凝土的最大粒徑不大于20mm，碎石混凝土應不大于30mm。

單位水泥用量。路面混凝土的單位水泥用量不宜過大，過大會使水泥漿量增多，集料之間的嵌鎖力減小，抗折強度提高不明顯。且由于水泥漿量增大會增大干 縮變形，影響路面平整度，易產(chǎn)生開裂，且經(jīng)濟性不好。52.5#水泥用量一般不少于300Kg，不宜大于360Kg。

含氣量。目前，規(guī)范已要求檢測混凝土的含氣量。筆者認為，引氣劑的使用，即有利于路面的抗凍性，也對路面的抗彎拉強度，降低路面剛度，減少變形性能 有較大的改善。因此，在路面中檢測含氣量是路面設計和施工理論上必要的進步。

水泥混凝土路面的施工

1．認真細致地做好試驗路段。攤鋪水泥混凝土路面試驗路段分為試拌和試鋪兩階段，通過試驗路段的試驗應達到下述目的。

試驗段在與施工條件等同的條件下實施，通過在指定工作段先試驗性地組織施工、測算、總結(jié)，得出所有必需的工作參數(shù)和施工經(jīng)驗，用以指導正式生產(chǎn)。

通過試驗段的實施，要確定以下內(nèi)容：

原材料的適用性及水穩(wěn)混合料的和易性及其力學指標。

驗證配合比是否符合規(guī)范要求。

拌合機、運輸車、攤鋪機的適當數(shù)量、工作效率、最佳組合方式，及人員安排的合理性。

攤鋪工藝，松鋪系數(shù)?？v橫接縫的處理方式。

其他技術(shù)指標。各種檢測手段的適用性。

試驗段鋪筑結(jié)束后，由施工單位和監(jiān)理會商試驗結(jié)果，提交試驗總結(jié)報告。

2．水泥混凝土路面的施工。路面試驗段完成后，根據(jù)試驗段取得的成果，用以指導大面積施工。

高等級路面必須采用滑模攤鋪機施工。目前世界上使用的三大主流攤鋪機為：德國的Wirtgen 機型，美國的GOMACO機型和CMI機型。三種攤鋪機各有其優(yōu)缺點及不同的操作原理，但以德國的Wirt?鄄gen機型適應性更廣。但是隨著工程質(zhì)量的 要求越來越高，材料越來越精良，三種攤鋪機在國內(nèi)都做出了優(yōu)質(zhì)高平整度的路面。筆者參與施工的道路，采用GOMACO GP2600型攤鋪機和Wirtgen SP850均做出了平整度較好的路面。

在路面攤鋪前，做好各項準備工作。一是對基層進行清掃、修補。對破損的基層采用高標號的水泥砂漿修補平整密實，對基層裂縫則進行清縫后灌入瀝青并在 表面粘貼不窄于1米寬的單層油氈，防止路面反射裂縫的出現(xiàn)；二是準備好攤鋪機行走的基線，確保基線平滑順適，逐樁檢查板厚，并對板厚不合適的位置進行基線 微調(diào)；三是對脹縫、鋼筋補強位置進行預先標識并提前到位，不因鋼筋的安裝影響攤鋪機的連續(xù)作業(yè)。

路面當日開工前，對材料進行含水量檢測，特別是對砂和小碎石的含水量要特別注意。拌和時注意控制混凝土的拌和質(zhì)量，確?；炷撂涠鹊木鶆?。

根據(jù)天氣情況，如溫度、風速等，對混凝土的出廠坍落度進行微調(diào)，確保機前混合料的均勻，根據(jù)運距的變化，微調(diào)減水劑及水灰比，使混凝土的工作性得到保障

攤鋪機在開工前，應調(diào)整好振動捧，抹平板等的位置，校核攤鋪機的仰角及平面位置等。施工時，控制振搗倉的料位及機前的料位，并控制行進速度，不宜過 快。太快則工人的修邊速度跟不上，拉桿插入的位置不太準確，且機手對前、后的照顧易出現(xiàn)瑕疵，一般以1.0～1.5米/分鐘為宜。另外，根據(jù)施工后的路面 情況，及時調(diào)整攤鋪機的振動頻率。

路面施工后，及時噴灑養(yǎng)護劑，根據(jù)天氣情況確定養(yǎng)護劑的噴灑遍數(shù)、濃度。路面切縫后，采用保濕養(yǎng)護膜或薄膜覆蓋養(yǎng)生。養(yǎng)生28天后，開放交通。

路面縱橫縫的施工。脹縫的設置一般以盡量少為宜。根據(jù)當?shù)氐臏夭顮顩r及施工時的溫度，設置脹縫的位置。結(jié)構(gòu)物附近必須設置。

四、結(jié)語

水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面各有其優(yōu)缺點，應根據(jù)不同的地域、地質(zhì)情況，采用不同的路面形式，將更有利于我國的高速公路的快速健康發(fā)展。要 建設出高質(zhì)量的水泥混凝土路面，需要建設單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位及政府主管部門正確認識其特點，攜手合作，從以下幾方面入手：

1.加強水泥混凝土路面的研究，對其出現(xiàn)的各種問題進行細致的分析，有針對性地一一解決，不諱疾忌醫(yī)。

2.合理確定工期，給予路基自然沉降的時間。不盲目趕工，施工有條不紊更易保證施工質(zhì)量。

3.對我國的交通發(fā)展狀況作出正確的估計，預留足夠的路面強度儲備值。

4.加強施工質(zhì)量的現(xiàn)場控制，提高施工技術(shù)人員、操作人員的技術(shù)素質(zhì)，保證路面的施工質(zhì)量。

5.跟蹤并及時引進各國水泥混凝土路面設計、施工的先進技術(shù)，提高路面的質(zhì)量。