市政混凝土路面耐久性浅析

贾英旗

摘要：影响水泥混凝土耐久性的主要因素，要从路面常见的病害问题入手进行探讨。根据笔者调查研究，病害的症结点主要集中于施工材料、材料配合比和施工工艺三大方面，并针对这几个方面问题提出相应建议措施，未尽事宜，需在实际工程施工中进行补充和完善。

关键词：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、施工工艺和施工环境等方面因素的影响，耐久性方面出现了裂缝、腐蚀、冻融、碳化等问题。本文将对混凝土路面常见的病害问题进行研究，分析路面耐久性的影响因素，并提出提高路面耐久性的具体方法，从而延长市政混凝土道路的使用寿命。

一、市政混凝土路面存在的耐久性问题分析

1.路面常见病害问题

作为一项综合性的指标，市政道路混凝土路面的耐久性需要在抗裂、抗腐、抗冻、抗碳化等方面具有一定的免疫力。如果路面在这一方面缺乏一定的“造诣”，将会出现以下的病害问题：①路面开裂：裂缝产生的原因很多，因此有不同表现形式，一是混凝土浇筑时由于泌水、水分蒸发、颗粒不均匀沉降等原因引起的收缩，二是荷载超过了水泥石强度以及其集料颗粒构成的抗折能力，产生疲劳性破坏，因此产生裂缝。②路面腐蚀：在酸雨等的腐蚀作用下，混凝土的成分发生化学变化，致使混凝土的表面粉化和脱落，当化学反应发生到一定程度，混凝土将产生猛烈的体积膨胀，致使混凝土的崩裂。③路面冻融：主要发生在北方地区的寒冷季节，混凝土缝隙中的水凝固之后体积瞬间膨胀，形成静水压力，当混凝土的抗拉强度无法承受静水压力产生的内应力，就会出现路面冻融裂缝。④路面碳化：空气中CO2浓度过高，而混凝土水灰比较大，混凝土内的水泥石中含有的Ca（OH） 2就会与CO2发生化学反应，导致混凝土的碱度不足，减弱了钢筋的保护作用。⑤路面耐磨性减弱：当路表面的水灰比过大，某些部位会呈现强度降低状态，这些部位在行车的摩擦下，容易出现磨损问题，并导致路面逐渐被磨损出坑洞。

2.影响耐久性的因素

制约和影响市政混凝土路面耐久性的因素很多，笔者根据施工实践，总结主要的影响因素如下：①原材料因素：当水泥的质量不过关，或者用普通水泥代替道路水泥，将会削弱混凝土的抗折强度;砂石集料的含泥、含粉量以及级配超标，相悖于道路施工需求;混凝土材料的含碱度太高，再加上混凝土稠度的需水量控制不当，混凝土的耐磨性和抗缩性等不达标。②配合比因素：水泥和粉煤灰用量超标，混凝土的水化温度居高不降，使得混凝土收缩和变形，路面耐久性自然得不到进一步提高;水灰比过高，致使混凝土出现大小不一的孔隙，密实度较小的混凝土容易出现收缩现象，路面的耐磨性能无法得到提高;水泥和胶凝质料体积太大，无法满足抗折需求。③施工工艺问题关系到路面投入使用后的行车舒适和安全性，如果施工工艺不当，路面质量得不到保证，其密实性、平整度和稳定性将大打折扣，耐久性能也就无法提高。

二、提高市政混凝土路面耐久性的方案

综合上文提到的市政混凝土路面病害，以及影响路面耐久性的各种因素，笔者结合不同地区道路的耐久性要求，总结以下提高市政混凝土路面耐久性的具体方法：

1.原材料的质量控制

原材料品种和质量是提高混凝土性能的基础，在混凝土路面耐久性的控制上，要对以下各种材料的品质进行严格控制：①水泥，根据实际需求，利用琢磨装置将商品水泥制作成细度迥异的水泥，并与熟料、石膏、粉煤灰等按照一定比例掺杂配比，掺配投料量要根据配比要求，并通过表面积的试验，对琢磨的水泥细度进行检验。②粗集料，根据《公路水泥混凝土路面施工技术规范》，要选用硬度高、使用寿命长、表面干净的粗集料，笔者建议选用经过特殊轧制处理的石灰质碎石，在控制压碎程度的基础上，保证碎石的泥沙和针片状等含量符合技术规范标准，以提高粗集料嵌锁和挤压力，为混凝土抗折能力的提高奠定基础。③细集料，即混凝土内的胶凝质料，常为水泥砂浆，细集料的性能指标也要根据《公路水泥混凝土路面施工技术规范》进行规定，以提高混凝土的综合性能。④外加剂，必须具备减水、引起、控制坍塌落度等功能，因此在外加剂的选择上，一方面要能够与施工使用水泥配伍，在选用的时候，两者进行相容性检验，利用搅拌机将适量的水泥、外加剂和水进行混合搅拌，检测外加剂对水泥流动度的影响。另一方面根据减水和引起的效果，确定最佳掺量。

2.配合比的优化

水灰比、水泥用量、砂率、外加剂等的配合比，对市政混凝土路面耐久性具有较大的影响，根据上文提到的配合比问题，笔者提出以下的配合比优化设计方法：①选择合适的原材料，这一点在上文原材料选择方面已经详尽阐述;②准备工作，一是根据图纸方案，全盘了解路面结构的混凝土强度和耐久性要求，确定选用的水泥和砂石标准;二是确定浇筑、输送等施工工艺，并根据施工工艺需求选配施工设备;三是选用材料品质，控制材料质量。③设计的基本步骤，设计内容包括水灰比（水与水泥的比例关系）、砂率（砂石的比例关系）。一方面要根据配合比要求选用品质合适的材料，并检验材料的质量，计算初步配合比，另一方面通过试验，进行材料的搅拌和调整，得出基本的配合比，最后则是在配合比在施工现场进行复检，确定最终的施工配合比。④配合比的试配调整，首先要通过混凝土试拌，检查工作性能以及坍落程度，确定用水需求量;其次是对混凝土的凝结等工作性能进行观测，确定外加剂最佳用量和砂率，譬如通过减少外加剂和提高砂率，缩短混凝土的凝结时间，提高其保水性;再次是通过强度检验确定最佳水灰比，同步得出胶凝质料的需求量;最后是根据砂率计算出粗集料和细集料的用量。

3.施工工艺的提高

3.1施工前的准备工作：①选择合适的搅拌地点，既要方便运输，还要有足够的面积进行材料堆放、设备安置和搭建库房等。②原材料的选用和配合比设计，上文已经详尽阐述。③摊铺混凝土之前，整修基层的宽度、标高、强度、压实度和平整度等，并适当以水湿润表面。

3.2路面施工：①将临时水准点布置于路线两边，然后根据图纸放出路线中心线和路面边线并复核标高，在摊铺混凝土的同时，还要定时对测量放样的中心线和边线进行校正。②基层处理好之后进行模板支立，除了要保证模板与路面齐高，还要严格控制平面的位置。因此，模板要紧挨基层，并填充底部与基层的空隙，避免被振动梁振动走样。③根据已经确定的配合比，将砂石和水泥等过秤搅拌，搅拌的过程中，要根据气候掌控用水量，进料后边搅拌边加水和控水。④混凝土的运输常用工具为推车、翻斗车和自卸车，如果运输路程较远，为缩短搅拌时间，可采用搅拌运输车，但运输车应该做好防止漏浆措施，同时加盖帆布防止水分蒸发。⑤搅拌后的混凝土运到浇筑现场后，要先倒到路槽里，人工均匀搅拌，处理离析问题。在摊铺的时候利用铁耙、铲子、刮子耙散和铺平。

3.3路面养护和维修：①用树脂类、氨脂类、橡胶类等灌封材料填补裂缝，笔者认为树脂类的灌封材料耐热性、粘合性比较强，比较适用于裂缝填补。②路面板块的错台，用压浆机进行调整和平顺，然后鑿除多余部位。如果错位大于10毫米，低侧用沥青碎石衬平，或者用水泥砂浆修补薄层。③其他路面病害的处置要在不影响其他路面部位正常使用的前提下，采用合适的方法和材料进行修整。

参考文献：

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