淺談廣西水泥混凝土路面應(yīng)用及施工特點(diǎn)

黃 真

（廣西天等公路管理局，廣西 天等 532800）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，廣西公路交通量增大，重型運(yùn)輸車輛的比重越來(lái)越大，這對(duì)公路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用性能提出了更高的要求。水泥混凝土路面適應(yīng)了這種需求，具有抗壓強(qiáng)度與抗彎拉強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，溫度穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生塑性變形，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)廣西石灰石豐富，可以帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)，水泥混凝土路面在廣西二級(jí)公路上廣泛應(yīng)用。

1 水泥與瀝青路面路用性能比較

1.1 普通瀝青混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題

1.1.1 耐久性差

目前，國(guó)內(nèi)瀝青混凝土路面較長(zhǎng)的使用壽命為8年～12年，普遍短于設(shè)計(jì)使用壽命 15年～20年，而且因自然環(huán)境和運(yùn)行狀況不良，有的路面甚至3年～5年即需要整體翻修改造。

1.1.2 路面的早期破壞嚴(yán)重

有的新路開(kāi)通后短的2年～3年、長(zhǎng)的6年～8年就出現(xiàn)坑槽、開(kāi)裂、車轍、抗滑性能不足等病害而需要維修。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)雖然在公路設(shè)計(jì)、施工、原材料等方面水平上有了很大的提高，但公路路面仍然經(jīng)常發(fā)生不少早期破壞現(xiàn)象。除設(shè)計(jì)和施工方面的原因以外，主要外因是交通量增長(zhǎng)過(guò)快，重載、超載嚴(yán)重，使道路長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；主要內(nèi)因是材料（瀝青、骨料等）性能差，導(dǎo)致路面抵抗拉應(yīng)力（如冷熱、干濕的脹縮應(yīng)力、荷載彎拉與疲勞應(yīng)力、反射裂縫的擴(kuò)張應(yīng)力等）、剪應(yīng)力、滲水和粘結(jié)老化等能力相對(duì)不足。由于上述原因產(chǎn)生的不良后果是令人震驚的，即使采用重交通道路瀝青和規(guī)范規(guī)定的混合骨料及級(jí)配下，路面也難以承受目前道路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀。

1.2 水泥混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題

1.2.1 噪聲大

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展，道路交通噪聲已成為環(huán)境噪聲污染的最重要來(lái)源。由于傳統(tǒng)水泥混凝土路面的噪聲比普通瀝青路面略高，所以很多國(guó)家對(duì)新建道路已經(jīng)明確規(guī)定，禁止使用普通水泥混凝土路面，但道路的表面特征是影響路面噪聲的主要因素，所以通過(guò)改善水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的方法來(lái)降低路面噪聲是一種行之有效的方法。如露石混凝土路面和無(wú)細(xì)集料混凝土。無(wú)細(xì)集料混凝土是用水泥和水作結(jié)合料，將單一粒徑的粗集料粘結(jié)而形成混凝土。如同多孔性瀝青路面一樣，無(wú)細(xì)集料混凝土由開(kāi)級(jí)配的粗集料組成，它的結(jié)構(gòu)不同于通常的密級(jí)配或半密級(jí)配水泥混凝土，而屬于骨架空隙結(jié)構(gòu)的開(kāi)級(jí)配，具有噪聲低、排水快等特點(diǎn)。

1.2.2 路面接縫多

水泥混凝土路面面板上設(shè)有縱向和橫向接縫兩種?？v向接縫是與路線中心線平行的接縫，一般有縱向縮縫和縱向施工縫。橫向接縫是與行車方向垂直的接縫，一般有橫向縮縫、橫向脹縫和橫向施工縫三種。接縫的存在，使混凝土板變得不連續(xù)，荷載的傳遞在接縫處產(chǎn)生相當(dāng)大的變化，尤其是當(dāng)行車荷載剛好作用于接縫處時(shí)，其輪載的作用主要集中于板的兩側(cè)邊緣及傳力桿上，對(duì)板的破壞性極大，當(dāng)輪載反復(fù)作用時(shí)，縫兩側(cè)的板邊緣及傳力桿易遭受破壞。如果接縫處理不好或遭到破壞，就會(huì)發(fā)生接縫處滲水及漏水等，進(jìn)而造成基層部分強(qiáng)度變?nèi)?，?dǎo)致板底應(yīng)力發(fā)生變化，使混凝土板產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)、唧泥，甚至斷板等破壞。

2 水泥混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)

水泥混凝土路面俗稱“白道”，又稱剛性路面，其優(yōu)點(diǎn)是：①水泥混凝土穩(wěn)定性較高，在暴雨及短期浸水條件下，路面可照常通行；②溫度穩(wěn)定性高，無(wú)車轍現(xiàn)象；③水泥混凝土是無(wú)機(jī)膠凝材料，主要水化產(chǎn)物水化硅酸鈣既是其強(qiáng)度的主要來(lái)源，耐老化，又無(wú)污染。但在更長(zhǎng)時(shí)期，會(huì)與所有巖石一樣，產(chǎn)生風(fēng)化現(xiàn)象，水泥石風(fēng)化與瀝青老化相比，時(shí)間長(zhǎng)10倍以上，不構(gòu)成工程問(wèn)題；④平整度的保持期長(zhǎng)；⑤在相同技術(shù)和工藝水平下，水泥路面大修前的使用年限長(zhǎng)。高速公路水泥路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期30年，瀝青路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期15年。我國(guó)目前的基本狀況是超載和重交通路段高速公路瀝青路面可使用5年，水泥路面可使用10年。

3 水泥混凝土路面施工工作

3.1 水泥路面施工準(zhǔn)備工作

（1）按需要備足質(zhì)量合格的425＃硅酸鹽水泥、砂石料、外摻劑等原材料。

（2）在適宜地點(diǎn)設(shè)置砼拌和站，采用有自動(dòng)計(jì)量裝置的拌和機(jī)，并在施工前檢查維修好施工機(jī)具設(shè)備，按配合比準(zhǔn)確配料，嚴(yán)格控制水灰比及拌和時(shí)間進(jìn)行拌和。

（3）提前進(jìn)行原材料試驗(yàn)，開(kāi)工前一個(gè)月完成砼配合比設(shè)計(jì)報(bào)監(jiān)理工程師審批。

（4）在驗(yàn)收合格的基層上進(jìn)行測(cè)量放樣工作，并增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，放出路面邊線支設(shè)模板，定出板塊分塊位置，模板支架應(yīng)牢固不變形。

（5）檢查復(fù)核模板標(biāo)高，平面位置支立是否準(zhǔn)確穩(wěn)固，接頭是否緊密平順，是否前后錯(cuò)位和高低不平等現(xiàn)象。

（6）按設(shè)計(jì)要求安設(shè)鋼筋網(wǎng)片、傳力桿。

3.2 水泥路面層工藝流程

攤鋪前灑水是一個(gè)看似簡(jiǎn)單的工序，往往不被施工人員重視，但如果灑水處理不好會(huì)嚴(yán)重影響路面質(zhì)量。灑水量要根據(jù)基層材料、空氣溫度、濕度、風(fēng)速等諸多因素來(lái)確定灑水量，即保證攤鋪混凝土前基層濕潤(rùn)，而且盡可能灑布均勻，尤其在基層不平整之處禁止有存水現(xiàn)象。從目前施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，大多數(shù)情況下是灑水量不足，因?yàn)榛鶎虞^干，鋪筑后混凝土路面底部產(chǎn)生大量細(xì)小裂紋，有些小裂紋與混凝土本身收縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂紋重疊后使整個(gè)混凝土路面裂紋增多。

自卸車的卸料也是常常不被重視的工序，在施工中經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)梁前堆料過(guò)多使振動(dòng)梁行走困難，有時(shí)布料過(guò)少，路面厚度得不到保證。振動(dòng)梁前這種混凝土忽多忽少現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響混凝土路面的平整度。在施工過(guò)程中大多數(shù)施工者死板地間隔一定距離卸一車料，而忽視了基層不平整的變化，這些變化在客觀上是普遍存在的。我國(guó)目前施工水平不是很高，對(duì)路面基層標(biāo)高和平整度不一致，加大了混凝土路面施工的難度。在實(shí)際施工中，我們可對(duì)基層表面與面層基準(zhǔn)標(biāo)高線隔段實(shí)測(cè)來(lái)決定混凝土的卸料量，這樣會(huì)避免卸料不均的問(wèn)題。

三軸整平機(jī)成套技術(shù)工藝的核心工序是排式振搗和三軸提漿整平及三米刮尺精平工序，其中排式振搗保證了水泥混凝土的密度，三軸提漿整平則為精平奠定了基礎(chǔ)，而通過(guò)三米刮尺精平使得平整度最終達(dá)標(biāo)。但要達(dá)到較好的內(nèi)在質(zhì)量和平整效果，施工中的每一道工序都很重要，哪怕是一個(gè)細(xì)微的細(xì)節(jié)，都可能對(duì)質(zhì)量造成影響。

水泥混凝土的振搗、整平主要靠自排式振搗器和三軸提漿整平機(jī)完成，排式振搗器主要由一排間距為30 cm～40 cm，功率為0.55 kW振動(dòng)棒所構(gòu)成，以機(jī)械自動(dòng)推移前進(jìn)。由于是機(jī)械自動(dòng)操作，從而避免了以往水泥混凝土施工漏振、欠振等人為因素的影響，使振搗效果得到有效的改進(jìn)和保證。振搗時(shí)根據(jù)情況人工進(jìn)行余料處理或補(bǔ)料，確保振搗后水泥混凝土表面平整，并略高于模板頂，由于施工板寬一般為7.5 m或8.5 m，按設(shè)計(jì)必須設(shè)縱向拉桿，為此在排式振搗器桁架上對(duì)應(yīng)縱縫位置設(shè)置一個(gè)拉桿安裝機(jī)，在排式振搗器行進(jìn)的同時(shí)可準(zhǔn)確地埋設(shè)縱向拉桿。

振搗之后，是三軸整平機(jī)提漿整平工序。三軸整平機(jī)有與以往人工施工配備的振動(dòng)梁和人工拖動(dòng)的滾筒式提漿棍等設(shè)備，它主要由三個(gè)軸組成，首軸為振動(dòng)軸，起碾壓、振搗及提漿作用，后兩軸則主要起滾壓、整平作用。它一次攤鋪速度每小時(shí)15 m～30 m，一般一天可攤鋪200 m左右。具體操作時(shí)三軸整平機(jī)應(yīng)來(lái)回滾壓3遍～4遍，期間人工鏟原漿進(jìn)行補(bǔ)平，再進(jìn)行三軸整平。從現(xiàn)場(chǎng)使用的情況來(lái)看，提漿整平的效果較為良好。但僅經(jīng)三軸整平機(jī)整平，還不能達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的平整度要求，它只是為了精平工序創(chuàng)造了一個(gè)較好的基礎(chǔ)條件。其后還要使用大抹板（一般為寬體弧形鋁合金板）多次抹面至水泥混凝土表面無(wú)水后，再采用三米和四米刮尺進(jìn)行2次～3次來(lái)回精平，經(jīng)三米直尺精平后，立即進(jìn)行人工用塑料板批抹面，清除表面氣孔、浮沙、刮尺痕跡等，并按要求抹出一定的粗糙度，且大面平整，避免尖棱突出。最后，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行人工收漿抹面，人工抹面和用三米直尺檢查時(shí)，人均不能踩在水泥混凝土表面上，而應(yīng)站在可移動(dòng)工作橋上操作，以免對(duì)平整度及外觀造成影響，經(jīng)此處理后，使用顛頗儀檢測(cè)平整度一般在1 mm左右，水泥混凝土路面平整度合格率基本在90 %以上。

混凝土的養(yǎng)護(hù)現(xiàn)采用噴養(yǎng)護(hù)劑的辦法進(jìn)行，以防出現(xiàn)早期收縮裂縮，初期養(yǎng)護(hù)在切縫后進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)劑噴灑必須均勻到位，不能少噴和漏噴?；炷燎锌p時(shí)間要特別掌握好，過(guò)早切縫會(huì)造成水泥混凝土中粗集料脫落，過(guò)遲切縫則會(huì)產(chǎn)生早期裂縫甚至斷板，因此切縫時(shí)間應(yīng)控制恰當(dāng)。一般控制在施工溫度和施工后時(shí)間的乘積達(dá)到300 ℃h～400 ℃h時(shí)開(kāi)始進(jìn)行，經(jīng)試切后決定。切縫時(shí)應(yīng)先每5 m放樁，再?gòu)椌€放樣，并采用定向架引導(dǎo)切割機(jī)行走，使切縫順直。

刻紋采用剛性刻槽方式，它解決了以往壓紋拉毛往往過(guò)淺，紋理深度達(dá)不到要求的問(wèn)題。另一方面避免了因在水泥混凝土初凝前后就要壓紋而影響到平整度的問(wèn)題，一般槽縫間距 15 mm～20 mm、槽寬3 mm～5 mm，深3 mm～5 mm，施工時(shí)為保證槽縫的直順，可在刻機(jī)前加一條導(dǎo)輪。

4 結(jié)束語(yǔ)

水泥混凝土路面建設(shè)的今天，只有做好施工前的充分準(zhǔn)備工作，多加注意機(jī)械的性能和特點(diǎn)，運(yùn)用科學(xué)的施工方法，才能保證良好的水泥路面，以全面提高水泥混凝土路面平整度和耐久性，有效地延長(zhǎng)其使用壽命，使我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠得到持續(xù)地發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供必要的前提。

1 《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073－96）

2 郭貴平主編.高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)與養(yǎng)護(hù)機(jī)械.北京：人民交通出版社，2001