甄慧琼
(河北省平山县交通运输局公路管理站,河北 平山 050400)
随着交通事业的飞速发展,水泥混凝土路面施工技术有了重大突破,许多新技术和新材料得以应用,相应的施工规范也在不断完善,但目前的实际施工过程中,依然存在许多不足之处需要改善。影响水泥混凝土路面质量的因素较多,主要包括设计因素、原材料质量、施工天气以及施工质量等。严格按照规范执行,切实保证施工质量,对于确保水泥混凝土路面质量有着重要意义。
水泥混凝土路面在我国应用广泛,主要得益于其以下几个方面的优点。
(1)力学强度高,耐久性能好。水泥强度高,形成的混凝土路面具有较高的抗压、抗弯和抗变形能力,因此在外界交通荷载的作用下不容易产生变形,使用寿命较长。
(2)强度的增长性。水泥混凝土强度会随着时间的推移不断增强,路面稳定性好,与沥青路面相比,不会出现车辙和老化等现象。
(3)板间平整度高,能提供较大的摩擦力。为了保证水泥混凝土路面的平整性,在施工过程中往往会设置施工缝或伸缩缝,但这些缝宽度较小,对行车影响不大,而且在缝隙之间的板体拥有较强的刚度,在重载交通作用下依然能够保证较好的平整度。除此之外,水泥混凝土路表面粗糙,摩擦力大,在路面潮湿的情况下依然可以保证车辆高速、安全地运行。
(4)建造成本低,后期维护费用少。与沥青路面相比,水泥混凝土路面施工要求较低,相应的建造成本也低,而且在后期不需要进行养护,仅仅在路面发生破坏后对破坏路面进行局部维修即可。
(1)施工期水泥混凝土路面的开裂、断板、错台
水泥混凝土路面出现开裂、断板、错台等现象,会对路面的后期使用造成重大影响。水泥混凝土抗压强度较高,而抗拉强度较低,白天施工气温高或昼夜温差大时,若不及时进行切缝处理,一旦产生的温度应力超过抗拉强度,就有可能产生断板现象;施工过程中风速较大,使得混凝土中水分迅速蒸发,出现干缩裂缝。另外,由于市场管理混乱,部分水泥厂在供应量不能满足使用要求的情况下,从其他厂生产加工,以至于施工过程中出现两种甚至多种水泥混用的情况,极易造成混凝土路面出现大面积的开裂和断板现象。除此之外,摊铺机操作不当或是混凝土级配设计存在问题,也会影响水泥混凝土路面的使用情况。
(2)通车后的错台、断板
水泥混凝土路面通车两年内出现断板现象,主要原因包含两个方面:一是基层表面过于粗糙,水泥混凝土面板发生温缩时与基层的摩擦力过大,产生的拉应力超过了面板材料的抗拉强度;另一种情况是未等路基完全沉降便进行面层施工,当路基继续发生沉降后造成面板断裂。水泥混凝土路面若在通车两年后出现断板情况,往往是由于基层稳定性不足造成的,抗冲刷性差,横向排水受阻,造成断板。错台现象多是由于缩缝中未安装传力杆,在行车荷载反复作用下,板端连接处产生细微形变,逐步积累,产生错台。
(3)路面平整度较差,产生的噪音高
与沥青路面相比而言,水泥混凝土路面不容易产生塑性变形,但其平整度在施工过程中较难掌握。通过对我国水泥混凝土路面的调查研究,发现其主要原因包含以下几个方面。首先,施工技术水平低。与发达国家相比,我国筑路机械行业发展时间短,水平较低,难以适应不断增加的交通量。其次,施工人员素质低。我国从事路面施工工作的人员,平均文化水平偏低,对水泥混凝土路面施工中需要注意的问题认识不够深刻,只是死板地按照陈旧的观念进行操作,生搬硬套以前的成功经验,不能因地制宜地对现场碾压进行质量控制。最后,对施工规范重视度不够。我国赶工期现象较为普遍,为了缩短工期,在不符合规范的天气下进行施工或是提前开放交通,这些情况都会对水泥混凝土路面的后期使用性能产生重大影响。
为了提高水泥混凝土路面的使用性能,应努力做好施工质量控制工作,具体包含两个方面:原材料质量控制和路面施工过程质量控制。
水泥混凝土以水泥浆作为结合料,与拥有一定级配的碎石进行拌和。因此作为水泥混凝土原材料,水泥与石料的性能对路面性能有着较大的影响。
水泥标号、特性的选择应根据铺筑道路的等级、工期、开放交通时间、天气、费用等多个因素进行。从我国目前水泥的使用情况来看,大部分路面采用耐疲劳、干缩小、抗折强度高、耐磨性和抗冻性好的水泥。水泥进场时,应仔细检查水泥检测报告单,观察其性能是否满足使用需求,并称取适量水泥样本进行室内试验,将检测结果与检测报告比对,以检验对方报告的真实性与可靠性,其主要检测指标包括细度、强度、凝结时间、体积安定性等。不同厂家生产的水泥不得混放在一起;使用存放超过3个月或受潮的水泥,必须经过重新检测合格方可使用。
石料强度满足要求是保证混凝土性能要求的前提条件。在石料进场时,需对其密度、压碎值、针片状颗粒含量等指标进行检测,以保证石料的性能达到施工规范技术要求。一般要求针片状颗粒含量不超过15%,粗集料强度超出混凝土强度的1.5倍。石料的级配会影响水泥混凝土的强度,因此需要进行合理的室内试验,以找到合理的级配以便路面铺筑。
水泥混凝土设计应保证合理的配合比,确定最佳水泥含量,既可以保证路面强度达到要求,又可以减少水泥路面的裂缝数量。
强度是衡量水泥混凝土性能最主要的参数,包含抗压强度、抗拉强度、抗折强度和抗剪强度等。我国规范中以抗压强度为主要强度参数进行混凝土配合比设计,并将其作为检验水泥路面的主要力学指标。石料是影响混凝土抗压性能的主要因素,因此应该保证所用石料满足以下几点要求:粗集料强度满足要求,压碎值不大于20%;耐酸性能强,5次浸泡后质量损失小于8%;石料中针片状颗粒比例小于15%。在石料的选择中应遵循细集料用足,粗集料不能过多的原则。
平整度是水泥路面使用质量评价的主要指标。具有较高平整度的水泥路面,行车舒适,噪音小,对经济的带动效果强。另外,平整度高,路面不易出现断板和错台现场,可以大大延长路面的使用寿命。在施工过程中应做好抹面和拉毛环节;严格控制水灰比;根据所选水泥的初凝时间,掌握水泥混凝土的拌和周期。
厚度会对水泥混凝土路面的使用寿命产生较大影响,主要通过强度指标和平整度指标进行控制。水泥面板厚度必须一致,施工过程中要重视模版尺寸的测量,禁止使用变形大、顶面不平顺、缺边少角的模板。
由于水分的蒸发和气温的变化,水泥混凝土面板会发生干缩和温缩,因此必须对面板进行切缝处理。切缝类型主要包括横缝、纵缝和伸缩缝。作为水泥路面的薄弱环节,切缝质量的好坏既会影响道路的使用质量,也会影响到道路的使用寿命,因此必须做好防范措施,在切缝内加设传力杆和连接装置。
[1]GBJ 97—87,水泥混凝土路面施工及验收规范[S].
[2]JTG F30—2003,公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].
[3] 方立坤.浅析水泥混凝土路面施工质量控制[J].科技创业,2011(3):178-179.