淺談水泥路面材料和技術(shù)進(jìn)展與存在的問題

李玉峰

【摘 要】通過具體施工、試驗(yàn)檢測論述了砼路面存在的問題和處理方法。

【關(guān)鍵詞】水泥砼路面；技術(shù)進(jìn)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(jìn)入21世紀(jì)以來砼為建筑材料的工程結(jié)構(gòu)物以及飛速發(fā)展。

2 路面砼在應(yīng)用出現(xiàn)的問題

2.1 耐久性

設(shè)計(jì)使用壽命可達(dá)20至30年，且基本無需維護(hù)。在實(shí)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(chǎn)生的因素不外乎以下幾種因素：

1）在設(shè)計(jì)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(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比有差距。

3）現(xiàn)場施工工藝不當(dāng)、機(jī)具配置不合理、砼工作坍落度增大、后期養(yǎng)生、開放交通時(shí)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(chǎn)生，加劇砼體的濕度上升進(jìn)一步加快水化速率。這種滾動(dòng)效應(yīng)不僅導(dǎo)致砼在降溫階段產(chǎn)生溫度收縮加大，同時(shí)因?yàn)閺?qiáng)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(chǎn)生的彈性拉應(yīng)力就更是大幅度的增長，使砼面板開裂。反之，水灰比增大，導(dǎo)致砼早期強(qiáng)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(qiáng)度不夠，耐磨性降低，砼徐變加快，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致斷板開裂。

2.3 切縫與養(yǎng)生

砼的強(qiáng)度的增長是與溫度、濕度息息相關(guān)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(shí)，使砼面板形成強(qiáng)度時(shí)，在最大濕度梯度時(shí)砼面板的濕度翹曲應(yīng)力不能夠釋放，抗彎拉應(yīng)力增大，局部應(yīng)力失去平衡，導(dǎo)致砼面板裂縫。所以在施工前應(yīng)對砼拌合物測定初、終凝時(shí)間，以施工期間的氣象溫度為參考值，推測切縫時(shí)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(shè)計(jì)方面，受長期以來形成的砼強(qiáng)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(qiáng)度等級(jí)。如以上所述的情況，強(qiáng)度指標(biāo)的提高意味著砼中所使用的水泥標(biāo)號(hào)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(xiǎn)。同時(shí)，由于砼早期強(qiáng)度的過快增長，勢必要影響后期強(qiáng)度的發(fā)展，耐久性能降低，在設(shè)計(jì)中，通常也不考慮溫度應(yīng)力引起的疲勞約束。在荷載中應(yīng)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(qiáng)度越高越好的誤區(qū)。以骨料的壓碎值、磨耗值、針片狀、級(jí)配考慮較多，而對粗、細(xì)骨料合成后的堆積密度和空隙率考慮較少，產(chǎn)生“斷級(jí)配”的因素、嚴(yán)重影響砼拌合物的均質(zhì)性。

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

4）在試驗(yàn)檢測方面，現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程已規(guī)定的很詳細(xì)，但具體執(zhí)行中偏差與其要求較大，最突出的問題就是標(biāo)準(zhǔn)配合比與施工配合比的差距。如何將目標(biāo)配合比變成符合工地實(shí)際質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制的生產(chǎn)配合比，這就要求工地試驗(yàn)人員以目標(biāo)配合比為基準(zhǔn)。根據(jù)生產(chǎn)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(gè)水灰比的施工配合比，對路面砼工程質(zhì)量進(jìn)行整體評價(jià)，使砼拌合物的質(zhì)量達(dá)到一個(gè)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(shí)間延長2～3min，拌合物內(nèi)溫度控制在25℃以下，以降低水化熱反應(yīng)所引起的裂縫。

2）采用通用硅酸鹽水泥標(biāo)號(hào)易選42.5級(jí)。

3）粗骨料最大粒徑控制在30mm以優(yōu)選碎石。

4）砂石材料級(jí)配合成后優(yōu)選連續(xù)級(jí)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(chǎn)生的裂縫，降低水化熱產(chǎn)生的熱釋放，通過試驗(yàn)，在保證強(qiáng)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(nèi)外許多重點(diǎn)工程項(xiàng)目得以驗(yàn)證。

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

總結(jié)以上體會(huì)，我們應(yīng)在施工中以“水灰比定則、集料連續(xù)級(jí)配、砂率調(diào)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(nèi)，本著節(jié)省原材料，降低工程成本，增強(qiáng)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(qiáng)砼面板本身的抗斷裂能力，提高抗彎拉強(qiáng)度，從這些方面的研究和探索著眼，是路面砼材料今后科學(xué)發(fā)展的方向。

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[責(zé)任編輯：鄧麗麗]