淺談水泥路面材料和技術進展與存在的問題

李玉峰

【摘 要】通過具體施工、試驗檢測論述了砼路面存在的問題和處理方法。

【關鍵詞】水泥砼路面；技術進展；問題；解決方案

1 水泥砼在公路工程中的的使用及發(fā)展

水泥砼的發(fā)展自水泥這種材料誕生以來，通過近200多年不斷探索與研究，對其工藝和材料的研究可謂是發(fā)展較快。特別是進入21世紀以來砼為建筑材料的工程結構物以及飛速發(fā)展。

2 路面砼在應用出現(xiàn)的問題

2.1 耐久性

設計使用壽命可達20至30年，且基本無需維護。在實際使用中有些路面在使用不到1至2年就已開始出現(xiàn)砼各種病害，造成這種原因產生的因素不外乎以下幾種因素：

1）在設計中沒有充分考慮交通環(huán)境（交通量增大、超載、路基基層填料、氣候、環(huán)境）

2）材料的選用，特別水泥這種主要材料品種的選用。目標配合比與生產配合比有差距。

3）現(xiàn)場施工工藝不當、機具配置不合理、砼工作坍落度增大、后期養(yǎng)生、開放交通時間過早等因素。

2.2 收縮與開裂

砼路面的收縮與開裂是一對既對立又統(tǒng)一的矛盾。如果降低水灰比，必須增加水泥用量，帶來較多的水化熱產生，加劇砼體的濕度上升進一步加快水化速率。這種滾動效應不僅導致砼在降溫階段產生溫度收縮加大，同時因為強度增長過快伴隨砼的彈性模量提高，使砼的徐變松弛作用減少，產生的彈性拉應力就更是大幅度的增長，使砼面板開裂。反之，水灰比增大，導致砼早期強度降低，砼漿體離析，骨料包裹層不夠，水泥浮漿堆積在面板表層，造成砼面板抗彎拉強度不夠，耐磨性降低，砼徐變加快，強度降低，導致斷板開裂。

2.3 切縫與養(yǎng)生

砼的強度的增長是與溫度、濕度息息相關的，砼路面每一工作段距離較長一次成型，我們在施工過程中往往由于切縫不及時，使砼面板形成強度時，在最大濕度梯度時砼面板的濕度翹曲應力不能夠釋放，抗彎拉應力增大，局部應力失去平衡，導致砼面板裂縫。所以在施工前應對砼拌合物測定初、終凝時間，以施工期間的氣象溫度為參考值，推測切縫時間，使切縫邊緣整齊，切口平滑順直，便于后期灌縫。

2.4 斷板與開裂

1）在設計方面，受長期以來形成的砼強度越高就越安全、耐久性越長的觀念的影響，總是傾向于提高砼面板的抗彎拉強度等級。如以上所述的情況，強度指標的提高意味著砼中所使用的水泥標號的要求提高，單位體積中水泥用量的增加，不單純增大了工程成本，而且加劇了開裂的危險。同時，由于砼早期強度的過快增長，勢必要影響后期強度的發(fā)展，耐久性能降低，在設計中，通常也不考慮溫度應力引起的疲勞約束。在荷載中應力疊加引起整體面板疲勞破壞。

2）在材料方面，同樣存在著砼強度越高越好的誤區(qū)。以骨料的壓碎值、磨耗值、針片狀、級配考慮較多，而對粗、細骨料合成后的堆積密度和空隙率考慮較少，產生“斷級配”的因素、嚴重影響砼拌合物的均質性。

3）在施工方面，雖然機械化施工程度得到提高，機具配套不完善、施工隊伍良莠不齊、在拌合運輸、攤鋪、振搗過程中操作不規(guī)范，導致砼拌合物離析，造成面板成型后的整體性、密實性、均勻性較差，達不到與施工配合比的一致性，使砼面板的抗彎強度也受影響、局部應力增大，導致段板開裂。

4）在試驗檢測方面，現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程已規(guī)定的很詳細，但具體執(zhí)行中偏差與其要求較大，最突出的問題就是標準配合比與施工配合比的差距。如何將目標配合比變成符合工地實際質量動態(tài)控制的生產配合比，這就要求工地試驗人員以目標配合比為基準。根據生產施工現(xiàn)場的諸多不利因素（如高、低溫天氣等）制定不少于三個水灰比的施工配合比，對路面砼工程質量進行整體評價，使砼拌合物的質量達到一個可控狀態(tài)，較為理想。

3 減少與避免開裂、延長水泥路面使用壽命的方法

影響水泥砼路面使用壽命的因素繁多，我們用以下方法解決這些問題。

1）從降低新拌砼的溫度，使其拌合時間延長2～3min，拌合物內溫度控制在25℃以下，以降低水化熱反應所引起的裂縫。

2）采用通用硅酸鹽水泥標號易選42.5級。

3）粗骨料最大粒徑控制在30mm以優(yōu)選碎石。

4）砂石材料級配合成后優(yōu)選連續(xù)級配且接近中值。

5）在砼拌合物中摻入引氣劑（含氣量控制在3～6%）

6）為了減少溫縮產生的裂縫，降低水化熱產生的熱釋放，通過試驗，在保證強度的前提下，用10%～20%的粉煤灰替代水泥用量，這種方法已用在國內外許多重點工程項目得以驗證。

7）控制水灰比，不論在各種砼施工工藝中應嚴格控制水灰比，在工作度達不到施工攤鋪振搗時，可通過試驗摻入高效減水劑，以滿足工作坍落度。

總結以上體會，我們應在施工中以“水灰比定則、集料連續(xù)級配、砂率調選、施工工藝環(huán)節(jié)、外摻劑的選用”上下功夫，在有限的面板厚度內，本著節(jié)省原材料，降低工程成本，增強路面抵抗超載破壞的能力，提高路面的耐久性，降低砼面板抗斷裂、裂縫的不利因素；增強砼面板本身的抗斷裂能力，提高抗彎拉強度，從這些方面的研究和探索著眼，是路面砼材料今后科學發(fā)展的方向。

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[責任編輯：鄧麗麗]