市政混凝土路面耐久性淺析

賈英旗

摘要：影響水泥混凝土耐久性的主要因素，要從路面常見的病害問題入手進(jìn)行探討。根據(jù)筆者調(diào)查研究，病害的癥結(jié)點(diǎn)主要集中于施工材料、材料配合比和施工工藝三大方面，并針對這幾個(gè)方面問題提出相應(yīng)建議措施，未盡事宜，需在實(shí)際工程施工中進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

關(guān)鍵詞：市政道路;混凝土路面;耐久性

市政混凝土路面受到材料、配合比、施工工藝和施工環(huán)境等方面因素的影響，耐久性方面出現(xiàn)了裂縫、腐蝕、凍融、碳化等問題。本文將對混凝土路面常見的病害問題進(jìn)行研究，分析路面耐久性的影響因素，并提出提高路面耐久性的具體方法，從而延長市政混凝土道路的使用壽命。

一、市政混凝土路面存在的耐久性問題分析

1.路面常見病害問題

作為一項(xiàng)綜合性的指標(biāo)，市政道路混凝土路面的耐久性需要在抗裂、抗腐、抗凍、抗碳化等方面具有一定的免疫力。如果路面在這一方面缺乏一定的“造詣”，將會(huì)出現(xiàn)以下的病害問題：①路面開裂：裂縫產(chǎn)生的原因很多，因此有不同表現(xiàn)形式，一是混凝土澆筑時(shí)由于泌水、水分蒸發(fā)、顆粒不均勻沉降等原因引起的收縮，二是荷載超過了水泥石強(qiáng)度以及其集料顆粒構(gòu)成的抗折能力，產(chǎn)生疲勞性破壞，因此產(chǎn)生裂縫。②路面腐蝕：在酸雨等的腐蝕作用下，混凝土的成分發(fā)生化學(xué)變化，致使混凝土的表面粉化和脫落，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生到一定程度，混凝土將產(chǎn)生猛烈的體積膨脹，致使混凝土的崩裂。③路面凍融：主要發(fā)生在北方地區(qū)的寒冷季節(jié)，混凝土縫隙中的水凝固之后體積瞬間膨脹，形成靜水壓力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度無法承受靜水壓力產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，就會(huì)出現(xiàn)路面凍融裂縫。④路面碳化：空氣中CO2濃度過高，而混凝土水灰比較大，混凝土內(nèi)的水泥石中含有的Ca（OH） 2就會(huì)與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土的堿度不足，減弱了鋼筋的保護(hù)作用。⑤路面耐磨性減弱：當(dāng)路表面的水灰比過大，某些部位會(huì)呈現(xiàn)強(qiáng)度降低狀態(tài)，這些部位在行車的摩擦下，容易出現(xiàn)磨損問題，并導(dǎo)致路面逐漸被磨損出坑洞。

2.影響耐久性的因素

制約和影響市政混凝土路面耐久性的因素很多，筆者根據(jù)施工實(shí)踐，總結(jié)主要的影響因素如下：①原材料因素：當(dāng)水泥的質(zhì)量不過關(guān)，或者用普通水泥代替道路水泥，將會(huì)削弱混凝土的抗折強(qiáng)度;砂石集料的含泥、含粉量以及級配超標(biāo)，相悖于道路施工需求;混凝土材料的含堿度太高，再加上混凝土稠度的需水量控制不當(dāng)，混凝土的耐磨性和抗縮性等不達(dá)標(biāo)。②配合比因素：水泥和粉煤灰用量超標(biāo)，混凝土的水化溫度居高不降，使得混凝土收縮和變形，路面耐久性自然得不到進(jìn)一步提高;水灰比過高，致使混凝土出現(xiàn)大小不一的孔隙，密實(shí)度較小的混凝土容易出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，路面的耐磨性能無法得到提高;水泥和膠凝質(zhì)料體積太大，無法滿足抗折需求。③施工工藝問題關(guān)系到路面投入使用后的行車舒適和安全性，如果施工工藝不當(dāng)，路面質(zhì)量得不到保證，其密實(shí)性、平整度和穩(wěn)定性將大打折扣，耐久性能也就無法提高。

二、提高市政混凝土路面耐久性的方案

綜合上文提到的市政混凝土路面病害，以及影響路面耐久性的各種因素，筆者結(jié)合不同地區(qū)道路的耐久性要求，總結(jié)以下提高市政混凝土路面耐久性的具體方法：

1.原材料的質(zhì)量控制

原材料品種和質(zhì)量是提高混凝土性能的基礎(chǔ)，在混凝土路面耐久性的控制上，要對以下各種材料的品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制：①水泥，根據(jù)實(shí)際需求，利用琢磨裝置將商品水泥制作成細(xì)度迥異的水泥，并與熟料、石膏、粉煤灰等按照一定比例摻雜配比，摻配投料量要根據(jù)配比要求，并通過表面積的試驗(yàn)，對琢磨的水泥細(xì)度進(jìn)行檢驗(yàn)。②粗集料，根據(jù)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》，要選用硬度高、使用壽命長、表面干凈的粗集料，筆者建議選用經(jīng)過特殊軋制處理的石灰質(zhì)碎石，在控制壓碎程度的基礎(chǔ)上，保證碎石的泥沙和針片狀等含量符合技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以提高粗集料嵌鎖和擠壓力，為混凝土抗折能力的提高奠定基礎(chǔ)。③細(xì)集料，即混凝土內(nèi)的膠凝質(zhì)料，常為水泥砂漿，細(xì)集料的性能指標(biāo)也要根據(jù)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行規(guī)定，以提高混凝土的綜合性能。④外加劑，必須具備減水、引起、控制坍塌落度等功能，因此在外加劑的選擇上，一方面要能夠與施工使用水泥配伍，在選用的時(shí)候，兩者進(jìn)行相容性檢驗(yàn)，利用攪拌機(jī)將適量的水泥、外加劑和水進(jìn)行混合攪拌，檢測外加劑對水泥流動(dòng)度的影響。另一方面根據(jù)減水和引起的效果，確定最佳摻量。

2.配合比的優(yōu)化

水灰比、水泥用量、砂率、外加劑等的配合比，對市政混凝土路面耐久性具有較大的影響，根據(jù)上文提到的配合比問題，筆者提出以下的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：①選擇合適的原材料，這一點(diǎn)在上文原材料選擇方面已經(jīng)詳盡闡述;②準(zhǔn)備工作，一是根據(jù)圖紙方案，全盤了解路面結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度和耐久性要求，確定選用的水泥和砂石標(biāo)準(zhǔn);二是確定澆筑、輸送等施工工藝，并根據(jù)施工工藝需求選配施工設(shè)備;三是選用材料品質(zhì)，控制材料質(zhì)量。③設(shè)計(jì)的基本步驟，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括水灰比（水與水泥的比例關(guān)系）、砂率（砂石的比例關(guān)系）。一方面要根據(jù)配合比要求選用品質(zhì)合適的材料，并檢驗(yàn)材料的質(zhì)量，計(jì)算初步配合比，另一方面通過試驗(yàn)，進(jìn)行材料的攪拌和調(diào)整，得出基本的配合比，最后則是在配合比在施工現(xiàn)場進(jìn)行復(fù)檢，確定最終的施工配合比。④配合比的試配調(diào)整，首先要通過混凝土試拌，檢查工作性能以及坍落程度，確定用水需求量;其次是對混凝土的凝結(jié)等工作性能進(jìn)行觀測，確定外加劑最佳用量和砂率，譬如通過減少外加劑和提高砂率，縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，提高其保水性;再次是通過強(qiáng)度檢驗(yàn)確定最佳水灰比，同步得出膠凝質(zhì)料的需求量;最后是根據(jù)砂率計(jì)算出粗集料和細(xì)集料的用量。

3.施工工藝的提高

3.1施工前的準(zhǔn)備工作：①選擇合適的攪拌地點(diǎn)，既要方便運(yùn)輸，還要有足夠的面積進(jìn)行材料堆放、設(shè)備安置和搭建庫房等。②原材料的選用和配合比設(shè)計(jì)，上文已經(jīng)詳盡闡述。③攤鋪混凝土之前，整修基層的寬度、標(biāo)高、強(qiáng)度、壓實(shí)度和平整度等，并適當(dāng)以水濕潤表面。

3.2路面施工：①將臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)布置于路線兩邊，然后根據(jù)圖紙放出路線中心線和路面邊線并復(fù)核標(biāo)高，在攤鋪混凝土的同時(shí)，還要定時(shí)對測量放樣的中心線和邊線進(jìn)行校正。②基層處理好之后進(jìn)行模板支立，除了要保證模板與路面齊高，還要嚴(yán)格控制平面的位置。因此，模板要緊挨基層，并填充底部與基層的空隙，避免被振動(dòng)梁振動(dòng)走樣。③根據(jù)已經(jīng)確定的配合比，將砂石和水泥等過秤攪拌，攪拌的過程中，要根據(jù)氣候掌控用水量，進(jìn)料后邊攪拌邊加水和控水。④混凝土的運(yùn)輸常用工具為推車、翻斗車和自卸車，如果運(yùn)輸路程較遠(yuǎn)，為縮短攪拌時(shí)間，可采用攪拌運(yùn)輸車，但運(yùn)輸車應(yīng)該做好防止漏漿措施，同時(shí)加蓋帆布防止水分蒸發(fā)。⑤攪拌后的混凝土運(yùn)到澆筑現(xiàn)場后，要先倒到路槽里，人工均勻攪拌，處理離析問題。在攤鋪的時(shí)候利用鐵耙、鏟子、刮子耙散和鋪平。

3.3路面養(yǎng)護(hù)和維修：①用樹脂類、氨脂類、橡膠類等灌封材料填補(bǔ)裂縫，筆者認(rèn)為樹脂類的灌封材料耐熱性、粘合性比較強(qiáng)，比較適用于裂縫填補(bǔ)。②路面板塊的錯(cuò)臺，用壓漿機(jī)進(jìn)行調(diào)整和平順，然后鑿除多余部位。如果錯(cuò)位大于10毫米，低側(cè)用瀝青碎石襯平，或者用水泥砂漿修補(bǔ)薄層。③其他路面病害的處置要在不影響其他路面部位正常使用的前提下，采用合適的方法和材料進(jìn)行修整。

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