如何改善水泥混凝土路面舒適性

安世錄

【摘要】改善水泥混凝土路面舒適性在提高公路運營效果和水泥混凝土路面的應(yīng)用范圍上有很大的影響作用。本文首先介紹平整度、噪聲、抗滑性能三個影響水泥混凝土路面舒適性因素，再從以上三個角度出發(fā)，提出提高舒適性的對策。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土；舒適性；平整度；噪聲；抗滑性能

0.引言

水泥混凝土路面也叫剛性路面和白色路面，是一種剛度較大、擴散荷載應(yīng)力能力強、穩(wěn)定性好、使用壽命長的路面結(jié)構(gòu)的高級路面，在我國的應(yīng)用范圍極為廣泛[1]。與其他路面相比水泥混凝土路面很多優(yōu)點，但是水泥混凝土路面也有很多缺點，對公路的舒適度產(chǎn)生極大的影響，致使水泥混凝土路面無法發(fā)揮原有的優(yōu)勢。隨著人們對公路的舒適度要求的提高，改善水泥混凝土路面的舒適性成為水泥混凝土路面建設(shè)中亟需解決的問題。本文就改善水泥混凝土路年舒適性措施談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1.改善水泥混凝土路面舒適性的意義

改善水泥混凝土路面舒適性的意義有2個，一是改善公路運營效果。水泥混凝土路面的舒適性不高會降低行車速度，加劇車輛顛簸程度，加速車輛損壞程度，影響行車安全和行車運營成本。車輛顛簸程度提高又會作用于公路路面，增加車輪對路面的沖擊作用，加劇路面損壞程度，進(jìn)一步降低路面的舒適性，并增加養(yǎng)護公路路面的難度和成本。二是提高水泥混凝土路面的應(yīng)用范圍[2]。我國具有豐富的水泥資源可以應(yīng)用于公路建設(shè)，如果水泥混凝土路面的舒適性較差，并且嚴(yán)重影響行車安全和公路使用壽命，增加運營成本，會嚴(yán)重影響水泥公路路面的應(yīng)用程度，尤其是在高級公路建設(shè)中的應(yīng)用，導(dǎo)致大量的水泥資源得不到有效利用。如果使用其它材料代替水泥混凝土路面，又會增加公路建設(shè)成本和施工難度，因而改善水泥混凝土路面的舒適度有利于我國水泥資源的利用，降低水泥混凝土路面建設(shè)施工成本和難度。

2.影響水泥混凝土路面舒適性的因素分析

2.1路面平整度

路面平整度越差，行駛車輛顛簸程度越高，駕駛?cè)藛T的舒適感受也越差。導(dǎo)致水泥混凝土路面平整度較差的原因有較多。一是路堤處理不當(dāng)。如果路堤填料質(zhì)量及壓實質(zhì)量控制不當(dāng)，坡面及新舊路基的結(jié)合部處理不妥當(dāng)，填方與挖方結(jié)合部位處理不妥當(dāng)，排水設(shè)施不完善等因素都會導(dǎo)致路基變形，影響路面不平整。二是路面材料使用質(zhì)量及比例設(shè)計不當(dāng)；三是路面施工工藝控制不規(guī)范，造成路面不平整。如水灰比控制不嚴(yán)、計量偏差較大、振搗不實或不均勻、橫板設(shè)置方式不科學(xué)等等。

2.2噪聲

車輛在水泥混凝土路面形勢產(chǎn)生噪聲的過程和原因復(fù)雜，除了車輛自身原因外，還存在車輛與路面、水泥混凝土路面材料、路面設(shè)計等多個因素可能引起噪聲。首先，車輛與路面共同形成的噪聲多來源于摩擦，車輛行駛過程中路面與輪胎相互摩擦產(chǎn)生摩擦力。摩擦力以相反的運動方向作用于輪胎表面，導(dǎo)致輪胎表面產(chǎn)生張弛振動，并發(fā)出噪聲。路面與車輛摩擦力越大，振動越大，噪聲也越大。其次，路面材料。水泥混凝土路面屬于剛性材料，剛性材料吸收噪音的能力較差?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，孔隙率低于8%的密實路表面反射噪聲的性能極高，聲阻抗趨近于無限大[3]。最后，施工工藝。由于施工方法以及集料粒徑大，導(dǎo)致水泥混凝土路面的粗造程度高，增加輪胎變形的幾率，從而提高輪胎產(chǎn)生的噪音量。

2.3抗滑性能

水泥混凝土路面的抗滑性能不僅影響路面的舒適度，也影響公路的安全性能。有研究對事故危險和道路摩擦系數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：改善水泥混凝土路面抗滑性能可以減少公路發(fā)生交通事故的可能性。大量的研究結(jié)果表明，影響公路路面的抗滑性能的主要因素有材料、路面濕度以及路面裝飾工藝。水泥混凝土路面雖然使用了抗滑性能更好的粗集料，但是公路施工過程中的振搗操作不規(guī)范，易使粗集料振到面板底部，公路表面為抗滑性能較差的細(xì)集料和砂漿，導(dǎo)致水泥混凝土路面的抗滑性能不高。路面濕度越大，路面抗滑性能越低。在潮濕情況下，水泥混凝土路面的摩擦力更小，車輛在此類路面行駛更容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。振搗成型后，為提高公路抗滑性能，還需對公路表面進(jìn)行整飾，不同整飾工藝可達(dá)到不同的抗滑效果。水泥混凝土路面刻槽的效果最佳，拉槽次之，裸露式和嵌屑式整飾工藝的抗滑效果不佳。而施工人員為降低施工難度和施工成本，常常采用拉槽整飾工藝，而非抗滑效果更強的刻槽。

3.改善水泥混凝土路面舒適性的對策

3.1改善路面平整度對策

施工階段，施工人員要控制好面層質(zhì)量，盡量選擇質(zhì)量更好的原材料，精確控制配合比和攤鋪均勻程度、粗集料和細(xì)集料分離程度，做好振搗工作，避免出現(xiàn)接縫不平整；控制原材料，選擇強度高、耐磨和抗凍性能更好的硅酸鹽水泥。從經(jīng)濟可行性和現(xiàn)場實際情況制定科學(xué)的混凝土配合比設(shè)計比例；控制模板安裝質(zhì)量，使用校正后的鋼模，依據(jù)科學(xué)設(shè)計的方式安裝模板，嚴(yán)格控制模板安裝質(zhì)量，確保模板的實際位置與設(shè)計方案之間的誤差在正常范圍內(nèi)，控制攪拌質(zhì)量和運輸混合料的運距及時間。攪拌過程中應(yīng)著重控制水灰比，做好水的控制以及坍落度控制。運輸需控制運輸距離，保持平穩(wěn)性。針對已經(jīng)振搗成型的混凝土面板，處理表面不平整區(qū)域可采用人工填補較細(xì)的混合料原漿找平。首先使用人工刮尺找出不平整部位，并來回刮動，找平表面。使用人工刮尺整平后，進(jìn)行兩次人工模面，待水泥混凝土適當(dāng)干結(jié)后再進(jìn)行機械抹面。

3.2改善噪聲的對策

⑴多孔混凝土降噪。使用最大粒徑的間斷級配碎石和直徑低于1mm的沙石組成骨架-孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙率越高，越能高度吸收頻帶寬的噪聲。同時多孔混凝土可以將縫隙內(nèi)的空氣壓縮并排出，可以降低空氣泵與輪胎振動產(chǎn)生的噪聲。另外，多孔混凝土功通過提高排水性能和抗滑性能降低高壓水流噪聲[4]。

⑵改性混凝土。在水泥混凝土內(nèi)加入顆粒橡膠或者其它高聚合物分子材料改性水泥膠結(jié)料和混凝土結(jié)構(gòu)，提高混凝土柔性，達(dá)到降低和減少噪聲的效果。

⑶采用縱向整平技術(shù)。公路路面的防滑槽式構(gòu)造類似于波普，構(gòu)造波長的減少或波幅增加可以減小輪胎振動效果，產(chǎn)生吸收噪聲的多孔性表面，從而提高降噪效果。

3.3改善抗滑性能的對策

⑴提高水泥混凝土路面材料的耐磨性能，這是提升路面抗滑性能以及持久抗滑的基本保障。首先可以選擇硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥；然后，控制水灰比。根據(jù)振搗能力、混合料組成和集料組成類型和比例，確定最佳水灰比；采用真空脫水工藝，使流動性混凝土成型，再使其變成干硬性混凝土路面。

⑵優(yōu)化施工工藝。一是使用滾槽法，使混凝土路面出現(xiàn)規(guī)則且深度統(tǒng)一的溝槽，該方法形成的溝槽的抗滑性能較短；二是使用掃毛法，最后一次抹面結(jié)束后使用掃帚依據(jù)橫向拉掃，形成均勻的紋理路面。三是刻槽法，選擇正確的刻槽形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)公路需求合理選擇矩形、梯形或者非標(biāo)準(zhǔn)形的刻槽形狀，從刻槽形狀性能來看，梯形擾動比小、排水方便，梯形刻槽的性能更優(yōu)，但是刻槽難度更大。刻槽結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇需要綜合槽寬、槽走向、槽深和槽間距四個要素的關(guān)系。

4.結(jié)束語

舒適度是駕駛員在形式過程中對路面的整體感覺，要讓駕駛員的駕駛過程享受高的舒適度，必須從選擇材料、選擇合適的施工藝、控制施工質(zhì)量三個方面入手，提高施工質(zhì)量，從而提高路面舒適度。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇玉敏.簡述水泥混凝土路面病害處理方法[J]. 科技與企業(yè)，2013，（04）.

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[3]李吉虎.淺談水泥混凝土路面平整度施工控制[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（17）.

[4]錢芳.水泥混凝土路面病害成因分析及處治方法[J]. 安徽地質(zhì)，2013，（03）.