水泥混凝土路面施工質量控制初探

侴金貴

（內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024000）

水泥混凝土路面施工質量控制初探

侴金貴

（內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024000）

水泥混凝土路面作為高級路面的重要形式之一，愈來愈得到廣泛的應用.水泥混凝土路面具有強度高、經久耐用、養護費用低等優點.然而，就全國水泥混凝土路面使用狀況而言，仍存在許多問題.如原材料問題、施工經驗的不足及養護的不重視，使許多水泥混凝土路面或出現了結構性的損壞，或表現為功能性的缺陷，出現了早期病害等問題，嚴重公路使用質量.

水泥混凝土路面；施工；質量；控制

近幾年，隨著我國公路建設的不斷發展，公道路施工工藝和技術進步也大有發展，對公路工程施工質量也逐步有所重視.影響道路質量的因素很多，有設計方面因素、有建材的品質因素，有施工的因素，而施工質量又與施工人員的責任心、技術素質，以及操作機械、施工工藝等有關.

水泥混凝土路面,是一種高級路面,它不但要求有很高的強度,而且要求有好的平整度、耐磨性和良好的粗糙度.隨著水泥混凝土路面在高等級道路中的普遍應用,為了鋪筑堅實、平整、穩定、耐久而且抗滑性良好的路面結構在施工中必須嚴格控制各施工質量指標.

水泥混凝土路面施工的質量控制是一個系統工程,包括原材料、施工機械、施工管理水平、天氣變化、輔助作業班組工人熟練程度和各類機車手的操作水平等等,它們都會對施工質量產生直接的影響.保證和控制施工質量的根本措施是過程的控制和檢查,《公路水泥混凝土路面施工技術規范》(JTGF30-2003)對施工過程的質量控制、檢查給予了充分的重視,明確了控制、檢測的項次,水泥混凝土路面施工質量只有嚴格按照這些明確的手段和方法進行檢測和控制才能實現本文對水泥混凝土路面的常見質量病害、施工質量影響因素進行分析，提出一些水泥混凝土路面施工質量控制措施.

1 水泥混凝土道路的結構及要求

要控制施工首先要了解水泥混凝土道路的結構，水泥混凝土路面在構成上一般分為路基、墊層、基層和混凝上面板.路基是道路的重要組成部分，它是路面的基礎.因此，路基的密實、均勻、穩定及排水是路基設計、施工時必須妥善處理和解決的問題.在路基水溫狀況不良的路段上，路基與基層之間加設墊層，可改善土基的濕度和溫度狀況，保證混凝上板和基層強度穩定性及抗凍脹能力，擴散由基層傳來的荷載應力，減小土基的應力和變形.在混凝上板下修筑基層，提高基礎的綜合回彈模量，可以保證混凝上路面整體強度、延長路面使用壽命.要求基層應具有足夠的強度和穩定性、斷面正確、表面平整.混凝上面板的彎拉強度應滿足設計要求，表面平整、耐磨、抗滑.表面平整主要是為了行車舒適、耐磨.抗滑主要是為了防止試車打滑，以便行車安全.

2 水泥混凝土路面常見問題

（1）施工期水泥混凝土路面的開裂、斷板、錯臺.

（2）通車后的錯臺、斷板.

（3）水泥混凝土路面的平整度差，噪音高.

（4）水泥混凝土路面表面出現空洞、脫皮露骨.

3 路面質量控制必須依據的質量檢驗規定

3.1 原材料的質量檢驗

水泥混凝土路面原材料的路用品質對路面質量有決定性的影響，這些檢驗項目是控制原材料質量指標要求所必需的.混凝土拌和物的質量直接關系到路面的彎拉強度、平整度等關鍵技術指標.拌和物應均勻一致,有離析、外加劑成團或其他非均質現象的拌和物嚴禁用于路面攤鋪.拌和物的坍落度最大允許偏差為±10mm,拌和坍落度應為最適宜攤鋪的坍落度值和當時氣溫下運輸坍落度損失值之和.

3.2 混凝土路面的質量檢驗

施工單位應隨時對水泥混凝土路面的施工質量進行自檢.當施工監督人員發現異常情況,應加大檢測頻率,找出原因,及時處理.高速公路、一級公路應利用計算機實行動態質量管理,并宜按照規范附錄的規定進行.每臺攪拌樓所生產的拌和物,除應滿足所用施工機械的可攤鋪性外,還應著重控制拌和物的勻質性和各質量參數的穩定性.混凝土路面的平整度、彎拉強度和板厚三大關鍵質量指標的自檢要求應符合相應規定.用3m直尺檢測平整度作為施工過程中質量控制檢測項目,用平整度儀檢測動態平整度作為二級及二級以上公路交工驗收時工程質量的評定依據，平整度應符合規范相關規定.應在面層攤鋪前通過基準線或模板嚴格控制板厚,檢驗標準是行車道橫坡低側面板厚度和厚度平均值兩項指標均應滿足設計厚度允許偏差,同時板厚統計變異系數應符合設計規定.混凝土板厚是保證使用壽命的基本指標，混凝土路面板厚主要靠加強檢測和提高基層平整度來控制.混凝土澆筑以后，在振搗過程中如果發生模板沉陷或傾斜，面板平整度差等現象，說明實際板厚度可能不合格，因此，還要鉆孔取樣，最終確定實際板厚的合格率.

4 施工質量控制措施

如何進一步提高水泥混凝土路面的施工質量，減少或杜絕常見病害的發生，提高行車的舒適性，是每位工程技術人員十分關注的問題.路面質量控制包括：材料的選配，混合料的拌和、攤鋪與碾壓方面的要求.

4.1 嚴格控制路面原材料的質量

水泥混凝上路面結構層是以水泥與水合成的水泥漿為結合料、碎(礫)石為骨料、砂為填充料，經拌和、攤鋪、壓實和養生而成的.由于路面結構層同受到車輪荷載和自然因素的綜合作用，則要求混凝土材料必須具有較高的強度、抗磨性、耐凍性(寒冷地帶)以及盡可能低的膨脹系數和彈性模量.為此，應對路面混凝土及其組成材料提出一定的要求，并確定合適的配合比例.

水泥的質量控制.應考慮道路等級、工期、鋪筑時間、施工方法及經濟性等因素，原則上應采用抗折強度高、耐疲勞、干縮小、耐磨性和抗凍性好的水泥；水泥進場時，應嚴格檢查生產廠家的水泥產品化驗資料(報告單)，并對其品種、標號、包裝、數量、出廠日期等進行檢查，看是否能滿足各項路用指標；在現場進行水泥細度、凝結時間、體積安定性、強度抽檢試驗，特別是安定性指標必須進行抽檢；對施工中所用的水泥必須經該地區有資質的試驗室復驗合格后方可使用；不同標號、廠牌、品種、出廠日期的水泥，不得混合堆放，嚴禁混合使用；出廠期超過三個月或受潮的水泥，必須經過試驗，按其試驗結果決定正常使用或降級使用，已經結塊變質的水泥不得使用；混凝土路面施工中應盡量選用同一廠家在同一時期生產的同一標號水泥.

骨料的質量控制.施工中，水泥混凝土路面的最大粒徑應根據具體施工要求決定，使用碎石時，應采用30mm；使用礫石時，應采用20mm；同時使用優良的級配，嚴格限制針片狀顆粒的含量，粗骨料中薄片狀及長針狀顆粒應控制在15%以內 (細骨料可不加限制)；骨料的強度要符合質量要求，粗骨料的強度應高于混凝土標號的1.5倍，其壓碎值不宜大于20%；嚴格控制集料中的含泥土(石粉)量；礫石料要采取高壓水沖洗等措施，而且不允許露天堆放，砂石料與水泥一樣，在施工現場必須罐裝，不允許有任何污染.

4.2 優化水泥混凝土配合比設計

水泥混凝土配合比的設計和優化是滑模攤鋪路面的關鍵技術，配合比設計時除滿足水泥混凝土路面的物理力學指標外，重要的是考慮混凝土的工作性和經濟性.因此對以下幾方面的內容要特別注意.

減水劑的選用.要配制出高抗彎拉強度、耐久性好的混凝土配合比，就要求混凝土的水灰比較小，因此必須采用高效減水劑，保證混凝土較好的工作性.

礦料級配的組成原則.砂率的選用由于有比較成功的實踐經驗，目前的理論和經驗數據比較成熟，容易選定.但粗集料一般要采用兩級配集料進行摻配，由于粗集料加工的現狀不理想，確定一個相對合理的摻配系數是極其重要的.根據筆者的經驗以及查閱相關資料，粗集料組成為最優曲線并略偏粗更有利于路面平整度的控制及抗彎拉強度的提高.另外，粗集料的含泥量一般不大于1%，砂的含泥量不大于2%，否則將嚴重影響路面的抗折強度和增大干縮變形.

水泥、粉煤灰的路用品質要求.在配合比設計前，對水泥的路用品質進行檢測，如發現問題，及時與廠家進行協商和探討，調整水泥的組分，確保水泥品質的完全合格.粉煤灰則必須達到二級以上，對每車材料必須進行檢測后才能入罐，否則三級以上的粉煤灰對路面的危害極大.

4.3 水泥混凝土路面的施工質量控制

水泥混凝土拌和質量控制直接影響混凝土的內在質量，要預防混凝土路面斷板，就要切實把好施工質量關.混合料的拌和質量控制主要包括配合比控制、材料控制幾方面.

嚴格控制混合料組成配合比，在施工中要經常檢查骨料的級配是否與原試驗級配相符，并及時調整施工配合比.同時還要檢查含泥量，使其不能超標.而在施工中最應注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時又不注意攤鋪的均勻性，在其交界結合處由于收縮率或受熱膨脹率不同，容易形成裂縫和斷板的情況；如果水灰比過大，混合料便偏稀，在其凝固成型時，收縮率就大，一旦縮縫設置和施工仍按正常進行，就會造成縮縫間距相對過長，從而易在較大的收縮應變作用下形成裂縫，如果進一步發展，還可以形成貫通的混凝土路面斷板，因此，在施工中要嚴格把住混合料的配比關，特別是水灰比.

嚴格把住材料關.材料是構成混凝土路面的主體，如果由于施工中管理不嚴，購進材料質量低劣，那么這樣的材料組成的混凝土路面面板的彎拉應力就達不到設計要求，很容易在施工期間產生不規則斷裂，或在使用過程出現更多的病害.混凝土的運輸.為保證混凝土的工作性，在運輸中應考慮蒸發失水和水化失水.混凝土拌和物從攪拌機出料后，送至鋪筑地點進行攤鋪、振搗、做面，直至澆筑完畢的允許最長時間，由試驗室根據水泥初凝時間及施工氣溫確定，若時問超過限值，或者在夏天鋪筑路面時，應使用緩凝劑.混凝土運輸時，車廂底板及四周應密封，以免漏漿，裝載混凝土不要過滿.天熱時為防止砼中水分蒸發，車廂上可以覆蓋帳布.

認真細致地做好試驗路段.攤鋪水泥混凝土路面試驗路段分為試拌和試鋪兩階段，通過試驗路段的試驗應達到下述目的.試驗段在與施工條件等同的條件下實施，通過在指定工作段先試驗性地組織施工、測算、總結，得出所有必需的工作參數和施工經驗，用以指導正式生產.

在路面攤鋪前，做好各項準備工作.一是對基層進行清掃、修補.對破損的基層采用高標號的水泥砂漿修補平整密實，對基層裂縫則進行清縫后灌入瀝青并在表面粘貼不窄于1米寬的單層油氈，防止路面反射裂縫的出現；二是準備好攤鋪機行走的基線，確保基線平滑順適，逐樁檢查板厚，并對板厚不合適的位置進行基線微調；三是對脹縫、鋼筋補強位置進行預先標識并提前到位，不因鋼筋的安裝影響攤鋪機的連續作業.攤鋪時的松散混凝土，應略高過模板頂面.施工時澆筑攤鋪間歇時間不得過長，一般不應超過1h，因故停工在1h以內，可將已搗實的混凝土表面用麻袋蓋上，等恢復工作時將此混凝土耙松，再繼續鋪筑，如停止1h以上時，應作施工縫處理.根據天氣情況，如溫度、風速等，對混凝土的出廠坍落度進行微調，確保機前混合料的均勻，根據運距的變化，微調減水劑及水灰比，使混凝土的工作性得到保障.攤鋪機在開工前，應調整好振動捧，抹平板等的位置，校核攤鋪機的仰角及平面位置等.振搗混凝土混合料時，先用插入式振搗器在模板邊緣角隅等平板振搗器振搗不到之處振一次，同一位置不宜少于20s.插入式振搗器移動間距不宜大于其作用半徑的1.5倍，其至模板的距離不應大于其作用半徑的0.5倍，并應避免碰撞模板和鋼筋..施工時，控制振搗倉的料位及機前的料位，并控制行進速度，不宜過快.太快則工人的修邊速度跟不上，拉桿插入的位置不太準確，且機手對前、后的照顧易出現瑕疵，一般以1.0～1.5米/分鐘為宜.另外，根據施工后的路面情況，及時調整攤鋪機的振動頻率.對不平之處，及時鋪以人工補填找平.補填時應用較細的混合料原漿，牽引繩不可過短，以減少振動梁底部的傾斜，振動梁底面要保持平直.最后再用平直的滾杠進一步滾柔表面，使表面進一步提漿并調勻.路面施工后，及時噴灑養護劑，根據天氣情況（溫度、風速、濕度等）確定養護劑的噴灑遍數、濃度.路面切縫后，采用保濕養護膜或薄膜覆蓋養生.養生28天后，開放交通.

施工縫：縱向施工縫需設置拉桿，模板上預留了圓孔以便穿過拉桿，先把拉桿長度對半大致穩住，混凝土澆筑振搗完后，校正拉桿位置.需要注意的是拉桿位置一定要安放準確.橫向縮縫采用切縫法，合適的切縫時間應控制在混凝土獲得足夠的強度而收縮應力未超出其強度的范圍內時進行，它隨混凝土的組成和性質、施工時的氣候條件等因素而變化，施工人員須根據經驗進行試切后決定.先澆筑脹縫一側混凝土，取走脹縫模板后，再澆另一側混凝土，鋼筋支架澆在混凝土內.壓縫板條使用前應涂廢機油或其它潤滑油，在混凝土振搗后，先抽動一下，而后最遲在終凝前將壓縫板條抽出，抽出時，用木板條壓住兩側混凝土，然后輕輕抽出壓縫板條，再用鐵模板將兩側混凝土抹平整.一般在養護期滿后要及時填封接縫，以防止泥砂等雜物進入縫內，填縫前須將縫內雜物清掃干凈，并在干燥狀態下進行，最好在澆灌填料前先用多孔柔性材料填塞縫底，然后再加填料，其高度夏天與板平齊，冬天稍低于板面.

4.4 提高路面平整度

水泥混凝土路面板的平整度，是使用質量的最重要指標.平整度高的路面，不但可以提高通過能力，提高經濟效益，而且可以減少對面板的沖擊力，從而可以延緩甚至避免錯臺，卿泥、斷裂現象的發生.因而延長路面使用壽命.在水泥混凝土平整度指標的控制上，應做好收水抹面和表面拉毛；應嚴格控制水灰配合比，并要攤鋪均勻；掌握最佳混凝土拌制時間，確保混合料中漿體分布均勻；振動棒的走向及布料厚度要明確控制，不允許把振動棒作為布料工程使用，振搗必須到位，防止漏振、過振；掌握真空脫水時間，避免造成中部和表層已達到塑性強度，邊部和下層卻仍是彈軟狀態，造成剩余水灰比分布不勻情況.

4.5 繪制施工質量管理圖

為便于及時掌握并分析混凝上質量的變化情況，可將質量檢查得到的各種指標，如水泥的標號、混凝上的水灰比、強度等，繪成質量管理圖.這樣可以及時發現問題，對加強混凝上的質量管理工作有很大幫助.質量管理圖一般由樣本平均值管理圖和樣本極差 (即樣本中極大值與極小值之差)管理圖組成.例如，繪制混凝上的強度管理圖時，就是用橫坐標表示按時間順序測得的樣本編號，用縱坐標分別表示樣本強度平均值及樣本極差，繪于圖中.同時按要求繪出管理中心線、上控制界限和下控制界限，作為質量管理的標準.

5 影響路面質量控制的幾個有關質量檢驗方面的實際問題

5.1 試驗段施工

混凝土路面施工依然是一種具有很強“經驗性”的作業，需要實踐的結果來驗證理論和參數的真實現狀.規范提出：“高速公路、一級公路宜在主線路面以外進行試鋪.”通常在準備工作充分的情況下,進行試驗段作業的成功概率極大；另一方面，只有在主線上進行試驗段攤鋪，才體現出實際工程環境一致的真實質量結果，而主線外的作業永遠是“模擬”施工，難有真正的說服力.

5.2 強度

隨著水泥質量的提高,水泥的細度越來越細，這實際上帶來了2個結果.一是可能增大的干縮裂縫；二是混凝土強度被進一步加強.發展路用水泥的原意是為了更好地使水泥適宜于水泥混凝土路面施工，但我們對其的認知程度尚局限于對鐵鋁酸四鈣的取舍上，因為這一活性成份直接影響彎拉強度.在施工過程中，業主、監理和施工單位應從經驗的角度,認真檢測早期強度的發展狀況，對于出現早期強度過高的現象，必須引起警惕，并采取必要措施控制早期強度發展過快的趨勢.

高抗壓強度并不等于高彎拉強度和高耐久性,在面板與基層強度不和諧(模量過大)時，在基層與面板之間的摩阻力過大(約束過大)時，在抗壓強度過高導致混凝土脆性增大時，在攤鋪寬度達到8.0m以上造成內部約束過大時，高抗壓強度均可能導致降低耐久性能的后果.

路面混凝土彎拉強度的檢驗,無論采取哪種方式,均與路面有差異,無差異的是在路面板上切取的完全等同振搗及養護條件下的小梁.規范提出的標準試件、標準制作方式和標準養生條件是所有混凝土材料的基準彎拉強度,這是大家公認的基準強度值.首先保證基準強度不出問題,實際攤鋪混凝土路面板上的真實強度是通過每公里每車道1個巖芯來檢驗的.彎拉強度不足時的返工命令,只能根據路面上每公里每車道加密到取3個巖芯的平均彎拉強度最終決定.

5.3 接縫的檢驗

水泥混凝土路面接縫質量控制 接縫是水泥混凝土路面特有的薄弱環節，它是產生錯臺、卿泥和斷裂病害的主要發源地，是影響路面平整度和傳荷能力的主要因素.接縫施工質量對水泥混凝土路面的使用壽命影響很大，因此，必須引起重視.

縮縫 縮縫分壓縫、割縫2種形式.由于畫線割縫是確保接縫處強度、平整度及接縫順直的有效工藝，不但保持混凝土面板邊角完好無損，線條平直美觀，施工簡易質量好，而且可以連續澆筑，加快施工進度，便于流水作業，又有利于應用真空脫水工藝.所以除一些交通量小的三、四級公路及其他道路上仍采用壓縫形式外，其他絕大部分水泥混凝土路面均廣泛采用割縫形式.提高割縫質量的關鍵是掌握最佳開割時間.過早開割，由于混凝土強度不足，容易引起上層砂漿蹦落，拉起碎石，縫槽不順直；過遲開割將加快刀片磨損，增加造價、延誤工期.特別是晝夜溫差在15℃以上時，如不及時割縫，很容易引起斷板.

結束語

水泥混凝土路面施工中,為保證所鋪設的路面具有較好的質量,除嚴格依照規范的要求外對不同的材料、不同的結構層,必須采取不同而有效的施工方法.總之,嚴格控制各施工環節,是保證路面施工質量的根本.

U416.216

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1673-260X（2010）03-0140-03