文/海南公路工程有限公司 周武
水泥混凝土路面由于其剛性及抗彎強度非常高,同時又具有良好的抗疲勞性能,從而得到了廣泛的應用。雖然混凝土道路具有良好的性能,但其使用狀況卻不理想,這主要是由于混凝土道路在施工過程中存在質量問題。在本文中,將總結混凝土道路施工中的質量控制內容。
導致混凝土路面出現裂縫的原因主要有三個:一是硬化之前出現的裂縫是由于混凝土處于塑性狀態時,組成材料的密度各不相同,內部的自由水析出,從而發生了不均勻沉降,導致路面產生收縮裂縫;二是混凝土路面在硬化之后,由于水分快速蒸發,蒸發過程中產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度,從而導致混凝土路面出現裂縫;三是混凝土強度弱,由于材料的選擇不當、混凝土配合比不合理、外加劑的添加等操作都可能會導致裂縫的出現。
路面斷板及錯臺的發生將嚴重影響混凝土道路的使用,斷板、錯臺的出現分為施工中和使用過程中兩種情況,不同情況下的原因也不甚相同。施工過程中混凝土路面斷板、錯臺的主要原因是,在道路施工中,日溫差較大、路面基層強度過高及蒸發量過大,這些問題導致路面的溫度應力高于混凝土的抗拉強度,從而導致混凝土路面的斷裂。而道路使用過程中的斷板及錯臺原因有兩點:一方面是由于混凝土路面基層表面粗糙度過高,面板在收縮過程中,基層與面層之間的摩擦力過大,導致面板的斷裂。另外一方面是由于路基穩固性較差,在自然沉降過程中導致斷板、錯臺。
平整度差、噪聲高會導致道路的使用感較差,對于車輛的磨損也較大,出現該問題的原因包括三點:一是混凝土路面施工中,機械施工水平較低,這是導致混凝土路面不平整、噪聲較大的根本原因;二是施工單位技術水平較低,施工技術人員對混凝土路面攤鋪缺乏深刻認識,路面厚度不均勻、收縮不一導致平整度較差;三是路面的厚度不足,不僅導致路面不平整,同時還會降低路面使用壽命。
路面表面空洞是由于混凝土材質及坍落度較差,路面混凝土振搗不足,或者是在雨天施工等造成的。
對于縫寬小于3mm的裂縫,可以根據斷板的縫寬選擇不同的黏結材料進行修補,其中聚氨酯、聚硫環氧樹脂等材料以其良好的延伸性及耐老化性成為道路斷板修補的主要材料。在修補施工中,也需要根據裂縫產生的時間、通車要求等選擇合適的處理方法。一般混凝土路面裂縫的處理方式有三種:一種是直接灌漿法,適用于非擴展性的裂縫。首先將裂縫清洗干凈,并且在縫隙內涂抹聚氨酯底膠層,將灌漿材料灌入到裂縫內,等固化后即可通車;二是壓注灌漿法,適用于寬度在0.5mm以內的非擴展性表面裂縫。首先同樣是將裂縫處理干凈,將配置好的灌漿材料,通過壓縮空氣的噴嘴或者注射器實施灌漿,灌縫材料固化之后可正常通車;三是擴縫灌注法,適用于縫寬小于3mm的輕微裂縫,在進行擴展灌縫處理時,順著裂縫使用沖擊鉆將裂縫擴展到直徑為1.5cm~2cm的溝槽,溝槽的厚度要保證不超過路面厚度的2/3。接著對溝槽進行清理,并且填滿粒徑為0.3cm左右的小石子,石子也要清潔。之后將配比好的注漿材料灌入到溝槽中,通過加熱固化達到一定強度之后,路面即可正常使用。
若是混凝土路面發生了中等斷裂,則需要根據斷板的損害程度來選擇科學處理方式。對于較窄,但是有輕微剝落的斷板,則應該在斷板處兩側20cm處放樣,按照畫線將路面開鑿,對開鑿的凹槽進行清理,并在凹槽底部使用沖擊鉆沿著道路中心線開孔,安放螺紋鋼筋,最后使用與路面強度相同的混凝土將凹槽填平。而對于斷板縫寬較大的位置,首先開鑿凹槽,在凹槽位置放置鋼筋,之后使用快凝水泥砂漿將孔眼填實,并且在凹槽邊緣澆筑25cm厚的水泥混凝土塊,以防止凹槽的不均勻沉降,等砂漿硬結后澆筑混凝土至與路面平齊。
當道路發生非常嚴重的斷裂、錯臺現象時,需要將整塊路面板進行更換。這種嚴重的斷板、錯臺現象的發生一般都是因為地基軟弱、路基不均勻沉降造成的,因此需要將混凝土面板鑿除后,對基層進行進一步處理,之后對該段路面進行澆筑。一般這種情況都會采取快凝混凝土施工,從而避免對交通的長時間影響。
提高混凝土路面的平整度、降低噪聲、防止路面底部出現空洞問題的主要做法就是加強對混凝土拌和、澆筑及振搗的質量控制,并且對路面進行提漿刮平。作為混凝土路面施工中的關鍵步驟,要派專門的工作人員對混凝土的拌和、澆筑及振搗進行質量控制。
在混凝土拌和過程中,最為主要的就是對配合比進行嚴格控制。在控制混合料的配合比時,要明確理論配合比、實驗配合比及施工配合比三個概念,及三者之間的聯系。當原材料品質相同的情況下,理論配合比、實驗配合比及施工配合比之間的差異主要表現為加水上的差異,而骨料及水泥的烘干質量卻不會隨著水的重量而變化。配合比控制中最為關鍵的就是實驗室配合比,應該要結合項目實際情況以及工程特點,確定原材料之后,監理的監督進行取樣測試,并且供方、需方及監理方見證取樣單的填寫。之后由具有資質的實驗室進行檢驗,并出具相應的配合比報告。監理工程師在對配合比報告進行審查之后,在確認材料能夠滿足施工要求之后,開始路面試驗段的施工。
在攤鋪混凝土之前,需要檢測模板的間隔、高度、支撐穩定性及潤滑度、平整度等內容。一般為了提高混凝土路面的平整度,模板會使用鋼模板,從而減少路面的變形。攤鋪前將混凝土進行重新攪拌,從而防止混合料的離析,當攤鋪到模板附近的時候,用鐵鍬進行插搗,從而使混合料密切攤鋪,避免出現空洞問題。攤鋪過程中,間歇時間不得過長,盡量連續澆筑,若是攤鋪間隔時間超過了1小時,則必須設置施工縫。
在澆筑混凝土的過程中,要用設備進行振搗,一般使用插入式振搗器,尤其是對于模板邊緣等特殊部位,需要多次振搗。但是要注意每處振搗的時間不超過二十秒,并避免振搗器接觸到鋼筋或者傳力桿,震動要均勻而緩慢,前進速度控制在1.2m/min~1.5m/min。通過振搗使得表面泛漿,趕出材料中的氣泡,保證路面混凝土材料更加密實。
對混凝土路面的提漿刮平是提高路面平整度的最后一個內容。首先要將模板頂部的混合料清理干凈,從而保證提漿棒能夠緊貼著模板拖滾,若是在拖滾過程中出現了裸露的石子,可以將提獎棒的一頭固定,另外一頭輕敲幾次,從而使路面平整密實。在施工中要善于使用提漿棒,通過提漿棒的來回滾動,有效提高混凝土路面的平整度。
對于混凝土的拌和、澆筑及振搗的質量控制,不僅僅是解決路面平整度差、噪聲大的對策,同時也是整個混凝土道路施工中應該重點控制的內容。例如混凝土的科學有效振搗能夠有效防止路面底部空洞的出現,這對于提高混凝土路面的質量有著極為關鍵的作用。
在混凝土路面施工中,從設計到施工各個環節都需要進行嚴格的控制。首先要保證混凝土材料質量達到標準,其次就是在施工中采取重點控制的措施,對于容易出現質量問題的環節進行重點管理,例如混凝土拌和、澆筑及振搗等內容。最后若是混凝土路面在使用中出現了裂縫、斷裂等質量問題,則需采取科學的方式對問題進行處治,降低對路面正常使用的影響。