商品砼在公路路面的使用問題

陳學信

(賀州市交通運輸局 廣西賀州 542899)

商品砼在公路路面的使用問題

陳學信

(賀州市交通運輸局 廣西賀州 542899)

為解決公路路面使用商品砼所出現的一些問題，文章對商品砼與路面砼的性能和特點進行了比較分析。結果表明，公路路面使用商品砼存在較大的風險性和不確定性，而且其經濟性較差。在此基礎上，文章對公路路面如何使用商品砼提出了建議。

商品砼；公路路面；強度；耐磨性；經濟性

0 引言

隨著經濟的發展和環境保護要求的提高，商品砼在公路工程的使用越來越廣泛。但是使用商品砼的公路工程常常會出現裂縫較多、早期強度較低等問題，結果不盡如人意[1]。商品砼用于建筑工程的效果良好，為什么用于公路工程就會出現較多的問題呢？根源在于公路工程不同于建筑工程的復雜性和特殊性。由于公路工程使用砼最多的部位通常是路面，所以筆者針對商品砼在公路路面的使用問題進行分析，并且提出相關的建議，以供研究和施工參考。

1 商品砼與路面砼的比較分析

1.1公路路面的要求

眾所周知，公路路面的使用環境和施工條件較為復雜。首先，在公路上行駛的車輛類型眾多，當載重車輛出現超載運輸或突然剎車時，將會導致路面承受的荷載急劇增大，因而公路路面要求較大的強度富余量以免過早損壞。其次，公路路面工程的施工環境比較復雜，強度變異性大，因而公路路面要求較大的強度富余量以便滿足最低強度要求。第三，公路的路面施工對工期要求通常較嚴，而且公路路面往往較早開放車輛通行以便組織交通，所以對早期強度要求較高。第四，在車流量較大的公路上，車輛輪胎對路面產生很大的磨耗，因而公路路面要求足夠的耐磨性。

然而，在某些使用商品砼的公路工程中，發現了商品砼路面的強度富余量小、早期強度偏低、耐磨性不足等問題，顯然與公路路面的要求不符。

1.2商品砼與路面砼的性能比較

為了方便分析，把符合公路的路面技術規范要求的砼稱為路面砼，以區別于商品砼。從材料的角度看，商品砼和路面砼均由水泥、摻合料(以粉煤灰為主)、水、細集料(以河砂為主)、粗集料(以碎石為主)和外加劑組成，兩者的差異主要表現為配合比的不同。而從性能的角度看，商品砼要求相對較高的和易性，而路面砼要求相對較低的和易性，由此導致了兩者的配合比差異。

商品砼從一個長期固定的攪拌站運往各個分散的工地，通常需要特殊的砼攪拌運輸車運輸，所以商品砼對和易性的要求很高。與商品砼不同的是，路面砼對強度和耐磨性的要求較高，從而對和易性有一定的限制。當然，為了保證充分振搗，防止蜂窩麻面等缺陷，路面砼的和易性也不能太低。在一般情況下，商品砼的塌落度通常為150mm～200mm，最小不低于80mm。而路面砼的塌落度控制為20mm～50mm，最大不超過65mm[2]。為了滿足不同的性能要求，商品砼與路面砼在材料的使用上存在顯著的差異。

眾所周知，普通砼的破壞大多發生在粗集料與水泥砂漿的界面上，主要原因是這些界面因為硬化收縮差異和成型泌水而存在較多的微裂縫。如果粗集料偏細，那么粗集料的表面積增大，而且用水量增加，將會導致粗集料與水泥砂漿的界面增多，以及界面的微裂縫增加，從而導致普通砼更容易破壞。理論和實踐表明，級配偏粗的粗集料能夠提高水泥砼的密實度，從而提高抗折強度[3]。因此，為了提高抗折強度的富余度，路面砼往往使用粒徑較大的粗集料，而且對水灰比和砂率有較嚴格的控制，由此必須減少一定的和易性[4]。

與路面砼不同，商品砼通常使用粒徑較小的粗集料，而且水灰比和砂率較大，這主要是因為較小的粗集料和較多的水和砂可以保障和易性，減少攪拌運輸過程中所產生的離析、泌水、泵送堵管等問題。這樣一來，商品砼只能保證設計的抗折強度，但是在建筑工程中已經足夠了。其次，商品砼通常添加較大比例的粉煤灰，以此來增大和易性和延長初凝時間，并且提高經濟效益。不可否認，摻入適量的粉煤灰可以提高路面砼的遠期強度和耐磨性，但是摻量通常不大于水泥用量的12.5%[5]。而在商品砼中，粉煤灰的摻量普遍較大，常用的摻量為水泥用量的30%左右[6]。

2 商品砼在路面使用的若干問題

由于商品砼與路面砼在性能和配合比上存在顯著的差異，使用商品砼的公路路面往往出現如下3個問題：

第一，商品砼企業從生產效率和經濟效益考慮，往往只生產達到設計強度的商品砼。但是，在攪拌、運輸、澆筑、養護的過程中，商品砼的強度往往產生一定的變異性。建筑工程的施工環境比較簡單，強度的變異性小，所以商品砼基本都能達到質量評定標準的要求。而公路工程特別是路面工程的施工環境比較復雜，強度的變異性大，所以商品砼有時無法達到質量評定標準的要求，導致路面工程的驗收難以過關。更重要的是，由于商品砼的強度富余量小，使用商品砼的路面容易在載重車輛(特別是超載車輛)的碾壓下出現過早的損壞。

第二，隨著粉煤灰摻量的增加，商品砼的早期強度逐漸下降，而且發展逐漸變得緩慢。商品砼的這種特性對建筑工程影響不大，對公路工程特別是公路路面工程的影響就很大。因為公路路面往往較早開放交通，早期有大量的載重汽車通行。商品砼的早期強度較低，那么當它用在公路路面的時候，就會在開放交通后容易出現早期損壞，從而影響路面的使用性能和使用壽命。

第三，商品砼的粉煤灰摻量過大，導致細集料和粉煤灰在震搗的過程中容易上浮，而粗集料容易下沉，從而導致路面表面的顆粒偏細，隨之就會出現如下的問題：①路面的耐磨性變差；②路面表面收縮性大，容易出現收縮裂縫；③路面表面出現不均勻收縮，難以保證平整度。其中，后兩個問題導致路面的表面構造存在缺陷，導致路面的耐磨性進一步下降。經驗表明，粉煤灰摻量過大的砼路面在使用一段時間之后，路面的表面構造磨損較快，導致路面抗滑能力下降，從而導致通行能力下降和交通安全隱患。

誠然，如果增大粗集料的粒徑和用量，減少粉煤灰的摻量，商品砼顯然能夠滿足路面砼的技術要求。但是這樣一來，商品砼的和易性就會大幅下降，不能利用砼攪拌運輸車進行遠距離運輸，從而無法供應給遠離商品砼攪拌站的公路路面工地。

上述分析的商品砼路面的3個問題，即強度富余量小、早期強度偏低和耐磨性不足都可以歸結為質量的風險性問題。這一問題無疑是最重大的，因為工程建設永遠是“質量第一”。

除了質量的風險性問題之外，商品砼在公路路面使用時，還面臨著以下3個比較重要的問題：

第一，運輸距離的限制。為了保證路面的施工質量，在施工氣溫為5℃～29℃的條件下，砼的最大運輸時間不得超過1.0h～2.0h。否則，砼的卸車時間接近初凝時間，澆筑時就很難在初凝前完成，從而嚴重地影響砼的強度。按照砼攪拌運輸車的平均行駛速度為30km/h計算，商品砼的最大運輸距離不超過30km～60km。誠然，商品砼可以使用干料運輸的方式，從而增大運輸時間和運輸距離。不過，由于干料運輸的攪拌往往不夠充分，難以保證商品砼的質量，而且經濟效益差，所以商品砼企業的干料攪拌運輸車的數量通常很少，通常無法滿足路面工程的規模要求。因此，在距離商品砼攪拌站30km～60km以外的路面工程，就必須使用自制砼——即施工單位自己攪拌并且自己使用的砼。

第二，供應的不確定性。商品砼企業的生產能力有一定的限度，而且它們的砼攪拌運輸車的數量有限。公路的路面工程通常需要大量的砼，并且要求連續供應。如果出現多個工地同時急需商品砼，商品砼企業就可能顧此失彼，導致路面所需的商品砼供應不足，從而耽誤路面的施工工期和增加各方的費用。即使商品砼的供應能夠滿足公路路面施工的要求，也可能為了趕工而出現材料欠佳、稱量不準或攪拌不夠等問題，從而導致另一種更為嚴重的不確定性，即商品砼質量的不確定性即風險性。

第三，規模的經濟性。商品砼企業要求一定的利潤，同時要求支付商品砼的運輸費用，因而商品砼的額外成本較高。不可否認，使用商品砼可以節約拌合場的租金、砼攪拌站的安拆等費用，從而在不同的程度上抵消商品砼的額外成本。因此，小規模的工程使用商品砼具有經濟效益，但是對于大規模的路面工程來說，拌合場的租金、砼攪拌站的安拆等費用可以分攤得很低，因而使用商品砼反而很不經濟。

一般而言，商品砼企業擁有固定的拌合場，場地寬大而且往往易硬化，可以儲備大量的材料，而且便于控制材料的質量。此外，商品砼企業通常使用大型的機械，而且自動化程度較高，可以保證砼質量的穩定性，減少環境污染。與商品砼相比，施工單位自制砼的拌合場是臨時性的，需要在工地附近尋找，往往很難找到足夠大的場地。當拌合場場地不足時，施工單位可能備料不足，難以控制每批材料的質量，而且難以使用大型的機械，使得自制砼的質量不如商品砼穩定。此外，由于拌合場的臨時性，施工單位較少對拌合場進行場地硬化，一方面可能導致材料含泥量偏大，另一方面導致材料浪費較多。但是，對大規模的路面工程或大型施工企業來說，自制砼的場地可以硬化，機械設備也十分充足，完全可以生產出與商品砼同樣穩定的自制砼，而且強度更好，耐磨性更高，風險性和不確定性更低，經濟性更優。

3 對路面使用商品砼的建議

由于商品砼與路面砼存在顯著的差異，因此公路的路面不能輕率地使用一般的商品砼。在需要使用商品砼的路面工程中，施工單位必須與商品砼企業簽訂具體的合同，要求它們按照公路的設計配合比進行生產，并且預留足夠的強度富余量。在這樣的條件下，為了滿足砼攪拌運輸車對和易性的要求，商品砼必需通過外加劑來提高塌落度，盡量少用粉煤灰、砂和小粒徑的粗集料，結果就會增加單位成本。

對小規模的路面工程來說，如果像商品砼企業那樣征用大型拌合場，使用大型的機械和散裝水泥，以便生產合格的自制砼，顯然是很不經濟的。因此，小規模的路面工程可以使用符合路面砼要求的商品砼，同時需要支付較高的單位成本，以便相對地節約拌合場租金和砼攪拌站安拆費用。

對大規模的路面工程來說，使用商品砼反而是很不經濟的——除非工地距離商品砼攪拌站很近，可以用一般的卡車運輸商品砼。因此，大規模的路面工程應該采用自制砼，以便保證路面的強度和耐磨性，同時提高施工單位的利潤。為了做到這一點，路面工程的業主在勘察設計階段，就應該充分考慮拌合場的位置和臨時用地數量，保證電力的供應，解決自制砼的后顧之憂。此外，施工單位必須按照規范要求做好拌合場的建設，嚴格落實各項文明施工措施，避免在自制砼的生產過程中產生過大的揚塵、噪聲等環境污染問題。與此同時，施工單位必須加強工地試驗室的建設，提高自制砼的試驗檢測水平。

對市政公路工程來說，為了減少對城市環境的污染，一般都要使用商品砼。在這種情況下，施工單位除了要求商品砼企業供應合格的路面砼之外，還應該做好如下幾點：第一，選擇距離施工現場最近的商品砼企業，盡量縮短商品砼的運輸攪拌時間，以便保證砼路面的澆筑質量。第二，對商品砼的備料、稱量、攪拌、運輸和試驗進行全程監控，確保運到路面施工現場的商品砼符合路面的澆筑質量要求。第三，做好路面的施工組織，確保在商品砼初凝前完成路面的澆筑工作。第四，加強商品砼供應合同的管理，避免商品砼企業出現偷工減料、以次充好或隱瞞缺陷等道德問題，從而避免商品砼路面的質量不達標。

4 結語

不可否認，使用商品砼是一種先進而環保的建筑方式。但是，考慮到公路路面使用環境的復雜性和特殊性，商品砼用于公路路面是需要慎重考慮的，必須具體問題具體處理。對于大規模的路面工程來說，自制砼不僅能夠提高質量，還能夠節約成本，顯然是更優的選擇。對于其他路面工程來說，如果必須使用商品砼，則必須對商品砼進行嚴格的控制，盡可能與路面工程的標準要求相一致。

[1] 戚振中，魏義仙.橋梁結構物使用商品混凝土的質量控制[J].建材技術與應用，2006(6)：49-50.

[2] JTG F30-2003 公路水泥混凝土路面施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2003.

[3] 王磊，馬骉，寇軍平.嵌鎖密實水泥混凝土粗集料級配組成設計方法[J].交通運輸工程學報，2011，11(5)：12-17.

[4] 馬燁紅，吳笑梅，樊粵明.提高商品混凝土抗折強度的探討[J].商品混凝土，2006(3)：15-20.

[5] 王春茶.粉煤灰在公路水泥砼路面中的應用[J].福建建材，2006(2)：44-45.

[6] 康新懷，曹國梁，馬飛，等.粉煤灰對商品混凝土性能影響研究[J].中國建材科技，2015，24(6)：59-61.

TheProblemsofUsingCommercialConcreteinHighwayPavement

CHENXuexin

(Bureau of Communication and Transportation of Hezhou Municipality, Hezhou 542899)

To solve some problems appeared in using commercial concrete in highway pavement, the paper compare the performance and the characteristic of commercial concrete and pavement concrete.The results show there are large risk and uncertainty when highway pavement uses commercial concrete, and there is poor economy.Based on this, the paper put forward suggestions to highway pavement how to use commercial concrete.

Commercial Concrete；Highway Pavement；Strength；Wearability；Economy

TU528.52

A

1004-6135(2017)11-0065-03

陳學信(1974.10- )，男，工程師。

E-mail:sea365@163.com

2017-06-21