浅谈广西水泥混凝土路面应用及施工特点

黄 真

（广西天等公路管理局，广西 天等 532800）

随着我国经济的迅速发展，广西公路交通量增大，重型运输车辆的比重越来越大，这对公路路面结构强度和使用性能提出了更高的要求。水泥混凝土路面适应了这种需求，具有抗压强度与抗弯拉强度高，使用寿命长，温度稳定性好，不易产生塑性变形，养护费用低等优点，同时广西石灰石丰富，可以带动地方经济，水泥混凝土路面在广西二级公路上广泛应用。

1 水泥与沥青路面路用性能比较

1.1 普通沥青混凝土路面普遍存在的技术和质量问题

1.1.1 耐久性差

目前，国内沥青混凝土路面较长的使用寿命为8年～12年，普遍短于设计使用寿命 15年～20年，而且因自然环境和运行状况不良，有的路面甚至3年～5年即需要整体翻修改造。

1.1.2 路面的早期破坏严重

有的新路开通后短的2年～3年、长的6年～8年就出现坑槽、开裂、车辙、抗滑性能不足等病害而需要维修。自20世纪80年代以来，我国虽然在公路设计、施工、原材料等方面水平上有了很大的提高，但公路路面仍然经常发生不少早期破坏现象。除设计和施工方面的原因以外，主要外因是交通量增长过快，重载、超载严重，使道路长期处于超负荷运转状态；主要内因是材料（沥青、骨料等）性能差，导致路面抵抗拉应力（如冷热、干湿的胀缩应力、荷载弯拉与疲劳应力、反射裂缝的扩张应力等）、剪应力、渗水和粘结老化等能力相对不足。由于上述原因产生的不良后果是令人震惊的，即使采用重交通道路沥青和规范规定的混合骨料及级配下，路面也难以承受目前道路运输的现状。

1.2 水泥混凝土路面普遍存在的技术和质量问题

1.2.1 噪声大

随着交通运输事业的不断发展，道路交通噪声已成为环境噪声污染的最重要来源。由于传统水泥混凝土路面的噪声比普通沥青路面略高，所以很多国家对新建道路已经明确规定，禁止使用普通水泥混凝土路面，但道路的表面特征是影响路面噪声的主要因素，所以通过改善水泥混凝土路面结构的方法来降低路面噪声是一种行之有效的方法。如露石混凝土路面和无细集料混凝土。无细集料混凝土是用水泥和水作结合料，将单一粒径的粗集料粘结而形成混凝土。如同多孔性沥青路面一样，无细集料混凝土由开级配的粗集料组成，它的结构不同于通常的密级配或半密级配水泥混凝土，而属于骨架空隙结构的开级配，具有噪声低、排水快等特点。

1.2.2 路面接缝多

水泥混凝土路面面板上设有纵向和横向接缝两种。纵向接缝是与路线中心线平行的接缝，一般有纵向缩缝和纵向施工缝。横向接缝是与行车方向垂直的接缝，一般有横向缩缝、横向胀缝和横向施工缝三种。接缝的存在，使混凝土板变得不连续，荷载的传递在接缝处产生相当大的变化，尤其是当行车荷载刚好作用于接缝处时，其轮载的作用主要集中于板的两侧边缘及传力杆上，对板的破坏性极大，当轮载反复作用时，缝两侧的板边缘及传力杆易遭受破坏。如果接缝处理不好或遭到破坏，就会发生接缝处渗水及漏水等，进而造成基层部分强度变弱，导致板底应力发生变化，使混凝土板产生错台、唧泥，甚至断板等破坏。

2 水泥混凝土路面的优点

水泥混凝土路面俗称“白道”，又称刚性路面，其优点是：①水泥混凝土稳定性较高，在暴雨及短期浸水条件下，路面可照常通行；②温度稳定性高，无车辙现象；③水泥混凝土是无机胶凝材料，主要水化产物水化硅酸钙既是其强度的主要来源，耐老化，又无污染。但在更长时期，会与所有岩石一样，产生风化现象，水泥石风化与沥青老化相比，时间长10倍以上，不构成工程问题；④平整度的保持期长；⑤在相同技术和工艺水平下，水泥路面大修前的使用年限长。高速公路水泥路面的设计基准期30年，沥青路面的设计基准期15年。我国目前的基本状况是超载和重交通路段高速公路沥青路面可使用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 水泥路面施工准备工作

（1）按需要备足质量合格的425＃硅酸盐水泥、砂石料、外掺剂等原材料。

（2）在适宜地点设置砼拌和站，采用有自动计量装置的拌和机，并在施工前检查维修好施工机具设备，按配合比准确配料，严格控制水灰比及拌和时间进行拌和。

（3）提前进行原材料试验，开工前一个月完成砼配合比设计报监理工程师审批。

（4）在验收合格的基层上进行测量放样工作，并增设水准点，放出路面边线支设模板，定出板块分块位置，模板支架应牢固不变形。

（5）检查复核模板标高，平面位置支立是否准确稳固，接头是否紧密平顺，是否前后错位和高低不平等现象。

（6）按设计要求安设钢筋网片、传力杆。

3.2 水泥路面层工艺流程

摊铺前洒水是一个看似简单的工序，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理不好会严重影响路面质量。洒水量要根据基层材料、空气温度、湿度、风速等诸多因素来确定洒水量，即保证摊铺混凝土前基层湿润，而且尽可能洒布均匀，尤其在基层不平整之处禁止有存水现象。从目前施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足，因为基层较干，铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹，有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后使整个混凝土路面裂纹增多。

自卸车的卸料也是常常不被重视的工序，在施工中经常发生振动梁前堆料过多使振动梁行走困难，有时布料过少，路面厚度得不到保证。振动梁前这种混凝土忽多忽少现象会严重影响混凝土路面的平整度。在施工过程中大多数施工者死板地间隔一定距离卸一车料，而忽视了基层不平整的变化，这些变化在客观上是普遍存在的。我国目前施工水平不是很高，对路面基层标高和平整度不一致，加大了混凝土路面施工的难度。在实际施工中，我们可对基层表面与面层基准标高线隔段实测来决定混凝土的卸料量，这样会避免卸料不均的问题。

三轴整平机成套技术工艺的核心工序是排式振捣和三轴提浆整平及三米刮尺精平工序，其中排式振捣保证了水泥混凝土的密度，三轴提浆整平则为精平奠定了基础，而通过三米刮尺精平使得平整度最终达标。但要达到较好的内在质量和平整效果，施工中的每一道工序都很重要，哪怕是一个细微的细节，都可能对质量造成影响。

水泥混凝土的振捣、整平主要靠自排式振捣器和三轴提浆整平机完成，排式振捣器主要由一排间距为30 cm～40 cm，功率为0.55 kW振动棒所构成，以机械自动推移前进。由于是机械自动操作，从而避免了以往水泥混凝土施工漏振、欠振等人为因素的影响，使振捣效果得到有效的改进和保证。振捣时根据情况人工进行余料处理或补料，确保振捣后水泥混凝土表面平整，并略高于模板顶，由于施工板宽一般为7.5 m或8.5 m，按设计必须设纵向拉杆，为此在排式振捣器桁架上对应纵缝位置设置一个拉杆安装机，在排式振捣器行进的同时可准确地埋设纵向拉杆。

振捣之后，是三轴整平机提浆整平工序。三轴整平机有与以往人工施工配备的振动梁和人工拖动的滚筒式提浆棍等设备，它主要由三个轴组成，首轴为振动轴，起碾压、振捣及提浆作用，后两轴则主要起滚压、整平作用。它一次摊铺速度每小时15 m～30 m，一般一天可摊铺200 m左右。具体操作时三轴整平机应来回滚压3遍～4遍，期间人工铲原浆进行补平，再进行三轴整平。从现场使用的情况来看，提浆整平的效果较为良好。但仅经三轴整平机整平，还不能达到规范所规定的平整度要求，它只是为了精平工序创造了一个较好的基础条件。其后还要使用大抹板（一般为宽体弧形铝合金板）多次抹面至水泥混凝土表面无水后，再采用三米和四米刮尺进行2次～3次来回精平，经三米直尺精平后，立即进行人工用塑料板批抹面，清除表面气孔、浮沙、刮尺痕迹等，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，可以适当地进行人工收浆抹面，人工抹面和用三米直尺检查时，人均不能踩在水泥混凝土表面上，而应站在可移动工作桥上操作，以免对平整度及外观造成影响，经此处理后，使用颠颇仪检测平整度一般在1 mm左右，水泥混凝土路面平整度合格率基本在90 %以上。

混凝土的养护现采用喷养护剂的办法进行，以防出现早期收缩裂缩，初期养护在切缝后进行，养护剂喷洒必须均匀到位，不能少喷和漏喷。混凝土切缝时间要特别掌握好，过早切缝会造成水泥混凝土中粗集料脱落，过迟切缝则会产生早期裂缝甚至断板，因此切缝时间应控制恰当。一般控制在施工温度和施工后时间的乘积达到300 ℃h～400 ℃h时开始进行，经试切后决定。切缝时应先每5 m放桩，再弹线放样，并采用定向架引导切割机行走，使切缝顺直。

刻纹采用刚性刻槽方式，它解决了以往压纹拉毛往往过浅，纹理深度达不到要求的问题。另一方面避免了因在水泥混凝土初凝前后就要压纹而影响到平整度的问题，一般槽缝间距 15 mm～20 mm、槽宽3 mm～5 mm，深3 mm～5 mm，施工时为保证槽缝的直顺，可在刻机前加一条导轮。

4 结束语

水泥混凝土路面建设的今天，只有做好施工前的充分准备工作，多加注意机械的性能和特点，运用科学的施工方法，才能保证良好的水泥路面，以全面提高水泥混凝土路面平整度和耐久性，有效地延长其使用寿命，使我国的基础设施建设能够得到持续地发展，为经济建设提供必要的前提。

1 《公路养护技术规范》（JTJ 073－96）

2 郭贵平主编.高等级公路养护技术与养护机械.北京：人民交通出版社，2001