道路水泥混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向

周建悅 劉姝瑤

（揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇揚(yáng)州 225127）

相比于瀝青路面，我國水泥混凝土路面在高等級(jí)公路（高速公路0.19%和一級(jí)公路）約占25%，二級(jí)以下公路約占40%，所占比例幾乎可忽略不計(jì)。其不被認(rèn)可的主要原因，是水泥混凝土路面往往更容易出現(xiàn)問題。在有重載超載車輛通行的道路上，水泥路的早期破損嚴(yán)重，設(shè)計(jì)年限30年的路面可能3年即產(chǎn)生病害；加之在通車路線上水泥路面維修困難，對交通造成很大影響。因此，一方面要提高水泥混凝土的性能要求，另一方面還要探索研究新型的道路水泥混凝土。

1 道路水泥混凝土的定義

道路水泥混凝土是以硅酸鹽水泥或?qū)Ｓ玫缆匪酁槟z結(jié)料，以砂石為骨料，摻入礦物摻合料，少量外加劑和水拌和而成的混合料，經(jīng)澆注或碾壓成型，通過水泥的水化、硬化從而形成具有一定強(qiáng)度，用于鋪筑道路的混凝土。

2 道路水泥混凝土的性能要求

2.1 抗折強(qiáng)度高

表1 不同交通等級(jí)道路水泥混凝土要求

按照表1可知，道路水泥混凝土抗折強(qiáng)度應(yīng)不少于4.5MPa，抗折彈性模量應(yīng)不少于39GPa。

2.2 耐磨性強(qiáng)

由于路面在使用階段要受到成千上萬次行駛車輛的重力作用和沖擊作用，要求路面混凝土的耐磨性必須滿足使用功能。

2.3 脹縮性小

道路水泥混凝土要經(jīng)受大氣變化，特別是在高溫、低溫和雨雪作用下，容易導(dǎo)致熱脹冷縮問題。如果混凝土脹縮過大，則會(huì)大大降低路面質(zhì)量。

2.4 耐久性好

為保證道路水泥混凝土有較好的耐久性和抗凍性，要求其抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa。

3 道路水泥混凝土組成材料的性質(zhì)

混凝土路面除要承受沉的荷載和摩擦、沖擊作用外，還要承受大氣因素如溫度和濕度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮和濕脹干縮對路面產(chǎn)生的應(yīng)力等作用。故混凝土配合比、集料及施工條件也應(yīng)滿足相應(yīng)要求。

（1）道路硅酸鹽水泥。道路硅酸鹽水泥熟料中鋁酸三鈣的含量應(yīng)不大于5.0%，鐵鋁酸四鈣的含量應(yīng)不小于16.0%。相比于普通水泥，道路硅酸鹽水泥熟料中鋁酸三鈣及三氧化硫的含量較低，而硅酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的含量較高。

（2）粗骨料。在任何情況下，軋制粗骨料用的巖漿巖強(qiáng)度不應(yīng)低于80MPa、變質(zhì)巖不應(yīng)低于60MPa、沉積巖不應(yīng)低于30MPa。同時(shí)，為保證混凝土強(qiáng)度特別是抗折強(qiáng)度，混凝土中粗骨料片狀顆粒總量應(yīng)小于45%。

（3）細(xì)骨料。細(xì)骨料宜選用粗砂，砂率應(yīng)在29～33%范圍內(nèi)。砂的含混量應(yīng)小于1%，不能使用細(xì)砂以免影響混凝土的收縮性能。

（4）膨脹劑。摻入適量的膨脹劑，使道路混凝土達(dá)到養(yǎng)生期內(nèi)體積相對穩(wěn)定，在成條澆筑中免去預(yù)切縫工序，待路面有一定的強(qiáng)度后再分塊切縫。既可為施工創(chuàng)造方便條件又可提高路面邊角質(zhì)量，使路面不斷甚至不裂。

4 幾種能滿足混凝土路面性能的道路水泥混凝土

4.1 道路水泥拌制的路面混凝土

道路水泥是專為混凝土路面、橋面、機(jī)場跑道建設(shè)而研制生產(chǎn)。

4.2 纖維混凝土

4.2.1 鋼纖維混凝土

由于鋼纖維的彈性模量高于混凝土10倍以上，鋼纖維混凝土抗彎拉強(qiáng)度、抗疲勞性以及耐久性顯著高于普通混凝土，目前應(yīng)用廣泛。

4.2.2 杜拉纖維增強(qiáng)混凝土

由于杜拉纖維化學(xué)性能非常穩(wěn)定，并經(jīng)過特別的抗紫外線處理，克服了紫外線造成化學(xué)纖維老化的因素，在國際上已廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)工程。杜拉纖維價(jià)格較鋼纖維便宜，摻量少，工程造價(jià)略有提高。

4.3 摻外加劑改性的混凝土

在混凝土路面中采用的外加劑有膨脹劑、減水劑、引氣劑、緩凝劑、速凝劑、染色劑等，最常用的是引氣劑以及減水劑，可改善混凝土性能。

4.4 大摻量粉煤灰混凝土

大摻量粉煤灰混凝土具有早強(qiáng)快強(qiáng)、后期強(qiáng)度發(fā)展幅度大、耐磨性能良好、滲透性低、收縮小等特點(diǎn)。粉煤灰摻入混凝土中，可提高混凝土粘聚性，利于施工，改善混凝土路面板攤鋪質(zhì)量，延長道路的使用壽命，降低工程造價(jià)，并可節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。

5 總結(jié)

在我國的公路建設(shè)中尤其是在貨車普遍超載的交通現(xiàn)狀下，道路水泥混凝土能表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益，可降低工程造價(jià)，減輕后期養(yǎng)護(hù)任務(wù)。因此，要抓好施工質(zhì)量并根據(jù)路用性能及環(huán)境的要求選擇合適的道路水泥混凝土類型，同時(shí)應(yīng)開發(fā)新的外加劑和摻和料，研究新的施工工藝，優(yōu)化道路水泥混凝土性能。那么，道路水泥混凝土就能充分發(fā)揮作用，我國的水泥路面的發(fā)展也將帶來可觀的效益。