农村水泥混凝土公路施工的质量控制

黄立群　（江西吉安市公路局泰和分局，江西 吉安 343700）



农村水泥混凝土公路施工的质量控制

黄立群（江西吉安市公路局泰和分局，江西 吉安 343700）

水泥混凝土路面的主要优点就是抗压、抗弯、抗磨损性能高，路面的刚度以及扩散荷载能力都非常好，所以广泛用于农村公路施工中。作者针对农村道路水泥混凝土路面施工技术及质量进行深入分析，提出了保证施工质量的一些控制措施，对农村水泥公路建设具有参考意义。

农村水泥公路；混凝土；工程施工；质量控制

0　前言

在公路施工建设中，水泥混凝土路面本身有着诸多优势，随着水泥质量的不断提高、混凝土施工工艺的不断改进，也使得水泥混凝土道路的质量有了大幅度的提高，在我国农村“村村通”公路的建设中，水泥混凝土路面的覆盖范围越来越广。因此，抓好农村水泥混凝土路面施工的质量控制，提高路面行车的舒适性和安全性，延长混凝土路面的使用寿命，使其工程质量达到设计规范要求，满足广大农村群众的出行需求，是农村公路施工人员的重要使命。

1　水泥混凝土路面的主要问题

水泥混凝土路面的主要材料就是水泥、水以及碎石或粒料以一定的配比混合而成的混凝土，水泥混凝土路面的脆性很高，其抗变形能力以及抗弯强度等都远远落后于沥青混凝土，其发生最频繁的病害就是路面开裂，此外还有断板、错台等。一旦出现了开裂问题，则路面的雨水会大量的流入基层，在车辆荷载作用下会使水泥混凝土道路的基层发生唧泥现象，如果雨季长期唧泥，基层就会逐渐的被掏空，导致错台、断板问题的出现。而错台、断板又会加速雨水对基层的损毁，从而产生更大范围的开裂，最终使路面报废。

1.1水泥混凝土路面裂缝

裂缝是水泥混凝土路面最常见、最普遍的质量病害。产生裂缝的原因很多，有水泥混凝土本身原材料的原因，也有基层的质量、施工环境温度及施工工艺等外在原因。简言之就是各种应力的不利组合，其综合作用力超过水泥混凝土本身容许抗拉强度而最终导致裂缝形成。

首先，塑性收缩会使水泥混凝土发生裂缝。水泥在水化过程会使水泥混凝土的体积发生变化，主要是水泥－水体系的体积减少，这种体积的减缩称为水泥混凝土的塑性收缩。在水泥混凝土凝结前，水泥混凝土还处于塑性状态，一方面由于其组成材料密度的不同而发生不均匀的沉降收缩；另一方面水泥和骨料在下沉阶段如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降等作用时，会使该处水泥混凝土产生拉应力和剪应力，其所在部位就会产生沉降裂缝。此外，对于平面积较大的混凝土，其水平方向的收缩比垂直方向的收缩较为困难，也会导致不规则的裂纹。在水泥与水发生反应固化时，水泥水化物的体积会小于水泥和水的体积之和，加上水泥混凝土内部自由水析出，水泥混凝土内部会形成毛细管，毛细管张力会导致水泥混凝土的开裂。还有，若公路的基层未被完全湿润就浇筑水泥混凝土面层，因其中的水分很快被基层吸收，使得水分迅速减少，内部就会出现湿度梯度，加剧出现塑性收缩裂缝。

其次，温度应力产生的裂缝。在水泥混凝土强度增大的这段时间，水泥混凝土里水泥的水化反应是一个放热反应，这种反应将会使水泥混凝土内部温度升高，产生体积膨胀。在通常温度范围内，水泥混凝土温度上升1℃，每米会发生0.01mm的膨胀温度变形，这对大面积水泥混凝土板块是极为不利的。一般水泥混凝土路面板的内部温度增高有时可达40～60℃，这使内部水泥混凝土产生显著的体积膨胀，待水化反应减慢以后，水泥混凝土体积将会收缩，因而引起应力变化而使水泥混凝土出现裂缝。同时，由于水泥混凝土的热传导性能较低，若晚上温度太低或者是施工期间突发降温（包括大雨、大雪）等，都会使路面表层的温度迅速降低，而混凝土内部的温度一时却降不下来，这便会使混凝土内外产生较大的温差。内部膨胀而外部收缩，互相制约，产生很大的拉应力，外部水泥混凝土所受拉应力一旦超过水泥混凝土的极限抗拉强度，板块就会产生裂缝。

此外，原材料的品质和质量不良也会引起裂缝的产生。例如水泥安定性不良、水泥原料中石灰含量相对过多、水泥熟料煅烧不充分、氧化钙和氧化镁以游离状态存在等等，这些容易导致水泥在凝结硬化后继续水化而产生水化产物，造成硬化的混凝土不均匀体积膨胀将使路面出现龟裂、断板等。还有施工用水及骨料，如果其中含有有害杂质，则会对水泥混凝土造成腐蚀，使其强度降低，产生早期裂缝。在自然因素和车辆荷载等综合作用下，这些裂缝会进一步扩展，导致混凝土路面板块断裂。

施工时的人工和机械因素也是导致裂缝的产生原因之一。如水泥混凝土拌合时间短、均匀性差；浇筑期间因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使作业中断，而在浇筑时未按施工缝处理，使新旧水泥结合不良和收缩不一致；养生不及时或养护方法不当；切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，起不到诱导作用等等。如果铺筑面板前，对基层的纵、横向断裂没有进行彻底的修复，导致基层的断裂反射到面层，也会使面层发生断裂。还有基层质量不合格，当其产生非扩展性温缩、干缩裂缝时，也会使面层产生断裂。

1.2路面磨耗层的掉落

进行水泥混凝土道路的施工时，若各项施工操作不够规范，或者是路面的设计强度不符合规定，水泥混凝土路面在长期车辆碾压、遭受到硬物撞击或者是摩擦，则路面的磨耗层会因此而脱落。路面被磨耗最明显的表现方式就是路面产生了露骨麻面等问题。

1.3路面掉角和接缝破损

在整个水泥混凝土道路中，最为薄弱的部分就是接缝区域，在这一区域常常会产生各种类型的病害，主要包括路面掉角、接缝挤碎、拱起、唧泥和板底脱空、错台、填缝料丧失脱落等。路面角长期受到胀、缩缝的影响，如果施工缝填料不够科学合理、填缝料失效，常常会使路表的水顺着缝隙下渗，当板下基层排水不畅，或基层材料细料过多，基层材料耐冲刷性较差时，在车辆荷载反复作用下，真空吸力就会使板勺处产生唧泥，板下被冲刷掏空，造成板角应力集中，从而导致路面板出现掉角。

2　质量控制措施

2.1基层施工质量控制

水泥混凝土面层铺筑在基层上，共同承受车辆荷载作用，因此，设计和施工规范对基层提出了一定的要求，最重要的是以下两个方面。

2.1.1基层压实度

由于农村公路的特点，为充分就近利用建筑材料，路面基层基本上采用级配稳定碎石基层结构，施工过程中如果混合料拌和不均匀，易产生粗细颗粒离析现象，如果碾压机具或碾压工艺不当，必然影响基层的压实效果。所以，要求施工单位必须采用集中拌和的方法进行拌料，经摊铺及整型的混合料应立即在全宽范围内压实，应使用12t以上三轮压路机碾压，每层的压实厚度不应超过15～18cm，并在混合料含水量等于或大于最佳含水量1%左右时立即碾压；直线和不设超高的平曲线段，由边向中碾压，在设超高的平曲线段，由内向外碾压，碾压时均按照先轻后重、先慢后快的原则，一般碾压6～8遍，使表面无明显轮迹，路面的两侧应多压2～3遍，直到满足规范规定要求的压实度为止。

2.1.2基层的表面平整度

基层平整度直接影响到面层厚度，也是预防混凝土路面面板断裂的一个重要因素。如果基层表面凹凸不平，不仅会使面板与基层间的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均匀的片状区，这样在不均匀片状区的边缘部位和摩阻力集中的区域就容易形成断板；另一方面，当基层标高低时，浇筑的混凝土面板就偏厚，而切缝深度又是按正常板厚实施的，这样在混凝土凝固过程中产生的拉应力的作用下，就会在面板相对较薄的部位产生不规则裂缝。因此，要控制好基层的标高，使基层平整度控制在允许偏差规定值范围内。

2.2强化水泥混凝土路面的施工管理

2.2.1严把原材料进场关

材料质量控制是工程质量控制的基础，原材料质量的好坏直接关系到后期的施工和工程质量。由于农村公路的特点，决定了农村公路建设所使用的筑路材料都是由施工单位自行采购，采购的材料可能来自不同的供货商，不同时间批次的原材料，规格质量都有一定的差别，这些给材料管理使用工作造成很大的难度。为此，各相关单位特别是业主、监理人员要严格按配合比设计中的材料要求对外购的水泥、砂石、钢筋等原材料进行必要的试验检验，合格后方可使用。坚决拒绝和清退不符合产地、规格、质量的材料，消除来自原材料的质量隐患。

2.2.2施工过程控制

①基层检验

在浇筑之前对基层表面进行检查，需要检查基层的宽度、表面平整度等是否符合相关的规范和要求。如有问题及时整修，如果路面损害不大，则不需要处理。路面铺筑前，需要保证充足的施工机械数量，还要使作业面保持湿润状态。

②做好测量放样

测量放样是施工的前提和保障，只有对施工场地的情况进行充分的了解和分析才能够进行科学的施工，保证施工质量。放样前要对设计图纸进行仔细了解，设置相应的桩位和中心线等。测量放样过程中加强对放样过程的审核，重点核对施工图纸的分块线。测量放样完成后，要对结果进行复核，定时检查测量工作的漏洞和不足。

③仔细安设模板

水泥混凝土公路施工对模板有特殊的要求，最好使用装卸方便、长度适中的钢模。钢模的长度最好在3m左右，高度应该和面层板保持一致。模板的顶部和混凝土应该保持一致，而模板的底部应该与基层的顶部互相贴合。对模板的低洼处要进行特殊处理，最好使用水泥浆填充、夯实，保证施工质量。模板安装之后仍需对模板进行仔细检查，如检查各连接处的高差是否符合标准，如果不符合标准，需要拆除重装。如果安装正确，则需要加强对它们的保护，在内测涂上一层脱模剂或是沥青，为以后拆卸方便。对于曲线段则需要采用短模板，还要保证模板中点与曲线切点重合。

④混凝土的拌和、运输、摊铺和振捣

水泥混凝土在拌和时应合理控制施工配合比，将水泥、碎石料、中粗砂及水等料进行拌和，人工搅拌会受到人工状态和心理素质以及工作经验的影响，在搅拌过程中容易出现失误，导致混凝土配比、搅拌不合理、不科学。采用强制式搅拌机拌和，同时加强拌和时间的管理，能够取得很好的质量效果。在每天开始拌和前，应按规定取混合料试样检查级配和水泥剂量，按设计要求严格控制塌落度；拌和后要对混凝土的成分配比以及含水量进行必要的检验。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整。

混凝土拌和后要保证其运输安全，由于混凝土的成分复杂，运输的过程中易出现蒸发、离析等现象。如果运输路面不平整，混凝土运输过程中颠簸严重则很容易发生离析。混合料到施工场所后，应立即倒入路槽内，并进行人工搅拌，使之均匀。人工上料时应采用铁锹反扣作业，严禁抛掷，防止混合料离析。人工上料后提手持振动棒对混合料呈梅花状振捣，每处持续时间不少于30s，移动间距不大于500mm，插入深度宜离基层30～50mm，注意板底、内部和边角，不得欠振、漏振。振动棒已完成振实部位，要采用振动板纵横交错全面提浆振实，每处持续振捣时间不少于15s，然后采用三轴整平机振动和提浆整平，纵向拖行往返2～3遍。注意不要过振，以免造成面层砂浆过厚，表面强度不足，行车后易磨损露骨。最后，抹面机压实整面饰面，人工修面，清边整缝、清除粘浆、修补缺边，掉角。

⑤做好接缝处理

混凝土路面一般面积比较大，施工时要分段进行，每个区段完成后，如何衔接成为混凝土路面施工的重点，同时也是薄弱环节。如果接缝工作没有做好将会直接影响到整个工程的施工质量，同时也会影响到公路的后期使用和维护。因此，应特别认真地做好接缝施工。普通水泥混凝土路面每隔500m设置一道胀缝，胀缝应设置补强钢筋支架、胀缝板和传力杆。

⑥切缝和刻槽

路面切缝作业可在混凝土路面浇筑后24h左右进行，当混凝土强度达到设计强度的25%～30%，即可进行切割，以防因温度应力产生不规则裂缝。可先试切一条，观察啃边情况，注意切缝的深度控制，有传力杆缩缝的切缝深度应为1/3～1/4板厚，最浅不得小于70mm，无传力杆缩缝的切缝深度应为1/4～1/5板厚，最浅不得小于60mm，切完后及时灌缝。刻槽施工时间控制在混凝土强度达到40%左右，根据气温变化控制在3～5d左右为宜。刻槽深度控制在3～5mm，宽度3mm，间距12～24mm。

2.3高度重视后期养护管理工作

完成水泥混凝土路面的浇筑后，并不意味着水泥混凝土道路的施工已全部结束，混凝土的养护管理也是极为重要的一项工作。混凝土浇筑完成后，为了保证路面的湿润，要及时使用保湿膜、草、土工布、麻袋等进行覆盖养生。特别要注意前7d的保湿养生，洒水次数和间隔要严格按照规范要求。薄膜防护至少需要2周，一般养生天数为14～21d，待混凝土完全凝固后再撤去薄膜。在养生初期要设置告示牌、警示线等，防止人车通行的震动导致路面的开裂。

养护管理的工作内容不仅包括浇筑结束后的养护，还包括公路使用期间的养护：一是要经常检查接缝情况，及时更换老化或者损坏的填缝材料，确保填缝材料始终处于良好的运行状态；二是注意保持路面的整洁性，确保路面没有石子等尖锐硬物，保护路面的耐磨层。

3　结语

水泥混凝土路面在农村公路中得到普遍采用，其具有强度高、稳定性、耐久性及平整度好等特点，具有较好的经济效益和社会效益。水泥混凝土道路所使用的材料决定了其具有很强的脆性，并且它的变形性能以及抗拉强度也比沥青混凝土要差得多，容易出现开裂等问题。如果水泥混凝土路面施工质量控制不严，将会严重影响行车舒适性和安全性，缩短混凝土路面的使用寿命。因此，在水泥混凝土路面施工中必须加强质量控制，严格按照设计图纸和有关技术规范、标准的要求施工，把施工质量管理贯穿于农村公路建设全过程，确保水泥混凝土路面的质量，不断满足广大农村群众的出行需求，提高人民生活幸福指数。

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U416.216

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1007-7359(2016)03-0206-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.075

黄立群（1973-），男，湖南浏阳人，助理工程师，主要从事公路施工与养护工作。