淺談廣西水泥混凝土路面應用及施工特點

黃 真

（廣西天等公路管理局，廣西 天等 532800）

隨著我國經濟的迅速發展，廣西公路交通量增大，重型運輸車輛的比重越來越大，這對公路路面結構強度和使用性能提出了更高的要求。水泥混凝土路面適應了這種需求，具有抗壓強度與抗彎拉強度高，使用壽命長，溫度穩定性好，不易產生塑性變形，養護費用低等優點，同時廣西石灰石豐富，可以帶動地方經濟，水泥混凝土路面在廣西二級公路上廣泛應用。

1 水泥與瀝青路面路用性能比較

1.1 普通瀝青混凝土路面普遍存在的技術和質量問題

1.1.1 耐久性差

目前，國內瀝青混凝土路面較長的使用壽命為8年～12年，普遍短于設計使用壽命 15年～20年，而且因自然環境和運行狀況不良，有的路面甚至3年～5年即需要整體翻修改造。

1.1.2 路面的早期破壞嚴重

有的新路開通后短的2年～3年、長的6年～8年就出現坑槽、開裂、車轍、抗滑性能不足等病害而需要維修。自20世紀80年代以來，我國雖然在公路設計、施工、原材料等方面水平上有了很大的提高，但公路路面仍然經常發生不少早期破壞現象。除設計和施工方面的原因以外，主要外因是交通量增長過快，重載、超載嚴重，使道路長期處于超負荷運轉狀態；主要內因是材料（瀝青、骨料等）性能差，導致路面抵抗拉應力（如冷熱、干濕的脹縮應力、荷載彎拉與疲勞應力、反射裂縫的擴張應力等）、剪應力、滲水和粘結老化等能力相對不足。由于上述原因產生的不良后果是令人震驚的，即使采用重交通道路瀝青和規范規定的混合骨料及級配下，路面也難以承受目前道路運輸的現狀。

1.2 水泥混凝土路面普遍存在的技術和質量問題

1.2.1 噪聲大

隨著交通運輸事業的不斷發展，道路交通噪聲已成為環境噪聲污染的最重要來源。由于傳統水泥混凝土路面的噪聲比普通瀝青路面略高，所以很多國家對新建道路已經明確規定，禁止使用普通水泥混凝土路面，但道路的表面特征是影響路面噪聲的主要因素，所以通過改善水泥混凝土路面結構的方法來降低路面噪聲是一種行之有效的方法。如露石混凝土路面和無細集料混凝土。無細集料混凝土是用水泥和水作結合料，將單一粒徑的粗集料粘結而形成混凝土。如同多孔性瀝青路面一樣，無細集料混凝土由開級配的粗集料組成，它的結構不同于通常的密級配或半密級配水泥混凝土，而屬于骨架空隙結構的開級配，具有噪聲低、排水快等特點。

1.2.2 路面接縫多

水泥混凝土路面面板上設有縱向和橫向接縫兩種。縱向接縫是與路線中心線平行的接縫，一般有縱向縮縫和縱向施工縫。橫向接縫是與行車方向垂直的接縫，一般有橫向縮縫、橫向脹縫和橫向施工縫三種。接縫的存在，使混凝土板變得不連續，荷載的傳遞在接縫處產生相當大的變化，尤其是當行車荷載剛好作用于接縫處時，其輪載的作用主要集中于板的兩側邊緣及傳力桿上，對板的破壞性極大，當輪載反復作用時，縫兩側的板邊緣及傳力桿易遭受破壞。如果接縫處理不好或遭到破壞，就會發生接縫處滲水及漏水等，進而造成基層部分強度變弱，導致板底應力發生變化，使混凝土板產生錯臺、唧泥，甚至斷板等破壞。

2 水泥混凝土路面的優點

水泥混凝土路面俗稱“白道”，又稱剛性路面，其優點是：①水泥混凝土穩定性較高，在暴雨及短期浸水條件下，路面可照常通行；②溫度穩定性高，無車轍現象；③水泥混凝土是無機膠凝材料，主要水化產物水化硅酸鈣既是其強度的主要來源，耐老化，又無污染。但在更長時期，會與所有巖石一樣，產生風化現象，水泥石風化與瀝青老化相比，時間長10倍以上，不構成工程問題；④平整度的保持期長；⑤在相同技術和工藝水平下，水泥路面大修前的使用年限長。高速公路水泥路面的設計基準期30年，瀝青路面的設計基準期15年。我國目前的基本狀況是超載和重交通路段高速公路瀝青路面可使用5年，水泥路面可使用10年。

3 水泥混凝土路面施工工作

3.1 水泥路面施工準備工作

（1）按需要備足質量合格的425＃硅酸鹽水泥、砂石料、外摻劑等原材料。

（2）在適宜地點設置砼拌和站，采用有自動計量裝置的拌和機，并在施工前檢查維修好施工機具設備，按配合比準確配料，嚴格控制水灰比及拌和時間進行拌和。

（3）提前進行原材料試驗，開工前一個月完成砼配合比設計報監理工程師審批。

（4）在驗收合格的基層上進行測量放樣工作，并增設水準點，放出路面邊線支設模板，定出板塊分塊位置，模板支架應牢固不變形。

（5）檢查復核模板標高，平面位置支立是否準確穩固，接頭是否緊密平順，是否前后錯位和高低不平等現象。

（6）按設計要求安設鋼筋網片、傳力桿。

3.2 水泥路面層工藝流程

攤鋪前灑水是一個看似簡單的工序，往往不被施工人員重視，但如果灑水處理不好會嚴重影響路面質量。灑水量要根據基層材料、空氣溫度、濕度、風速等諸多因素來確定灑水量，即保證攤鋪混凝土前基層濕潤，而且盡可能灑布均勻，尤其在基層不平整之處禁止有存水現象。從目前施工現場來看，大多數情況下是灑水量不足，因為基層較干，鋪筑后混凝土路面底部產生大量細小裂紋，有些小裂紋與混凝土本身收縮應力產生的裂紋重疊后使整個混凝土路面裂紋增多。

自卸車的卸料也是常常不被重視的工序，在施工中經常發生振動梁前堆料過多使振動梁行走困難，有時布料過少，路面厚度得不到保證。振動梁前這種混凝土忽多忽少現象會嚴重影響混凝土路面的平整度。在施工過程中大多數施工者死板地間隔一定距離卸一車料，而忽視了基層不平整的變化，這些變化在客觀上是普遍存在的。我國目前施工水平不是很高，對路面基層標高和平整度不一致，加大了混凝土路面施工的難度。在實際施工中，我們可對基層表面與面層基準標高線隔段實測來決定混凝土的卸料量，這樣會避免卸料不均的問題。

三軸整平機成套技術工藝的核心工序是排式振搗和三軸提漿整平及三米刮尺精平工序，其中排式振搗保證了水泥混凝土的密度，三軸提漿整平則為精平奠定了基礎，而通過三米刮尺精平使得平整度最終達標。但要達到較好的內在質量和平整效果，施工中的每一道工序都很重要，哪怕是一個細微的細節，都可能對質量造成影響。

水泥混凝土的振搗、整平主要靠自排式振搗器和三軸提漿整平機完成，排式振搗器主要由一排間距為30 cm～40 cm，功率為0.55 kW振動棒所構成，以機械自動推移前進。由于是機械自動操作，從而避免了以往水泥混凝土施工漏振、欠振等人為因素的影響，使振搗效果得到有效的改進和保證。振搗時根據情況人工進行余料處理或補料，確保振搗后水泥混凝土表面平整，并略高于模板頂，由于施工板寬一般為7.5 m或8.5 m，按設計必須設縱向拉桿，為此在排式振搗器桁架上對應縱縫位置設置一個拉桿安裝機，在排式振搗器行進的同時可準確地埋設縱向拉桿。

振搗之后，是三軸整平機提漿整平工序。三軸整平機有與以往人工施工配備的振動梁和人工拖動的滾筒式提漿棍等設備，它主要由三個軸組成，首軸為振動軸，起碾壓、振搗及提漿作用，后兩軸則主要起滾壓、整平作用。它一次攤鋪速度每小時15 m～30 m，一般一天可攤鋪200 m左右。具體操作時三軸整平機應來回滾壓3遍～4遍，期間人工鏟原漿進行補平，再進行三軸整平。從現場使用的情況來看，提漿整平的效果較為良好。但僅經三軸整平機整平，還不能達到規范所規定的平整度要求，它只是為了精平工序創造了一個較好的基礎條件。其后還要使用大抹板（一般為寬體弧形鋁合金板）多次抹面至水泥混凝土表面無水后，再采用三米和四米刮尺進行2次～3次來回精平，經三米直尺精平后，立即進行人工用塑料板批抹面，清除表面氣孔、浮沙、刮尺痕跡等，并按要求抹出一定的粗糙度，且大面平整，避免尖棱突出。最后，可以適當地進行人工收漿抹面，人工抹面和用三米直尺檢查時，人均不能踩在水泥混凝土表面上，而應站在可移動工作橋上操作，以免對平整度及外觀造成影響，經此處理后，使用顛頗儀檢測平整度一般在1 mm左右，水泥混凝土路面平整度合格率基本在90 %以上。

混凝土的養護現采用噴養護劑的辦法進行，以防出現早期收縮裂縮，初期養護在切縫后進行，養護劑噴灑必須均勻到位，不能少噴和漏噴。混凝土切縫時間要特別掌握好，過早切縫會造成水泥混凝土中粗集料脫落，過遲切縫則會產生早期裂縫甚至斷板，因此切縫時間應控制恰當。一般控制在施工溫度和施工后時間的乘積達到300 ℃h～400 ℃h時開始進行，經試切后決定。切縫時應先每5 m放樁，再彈線放樣，并采用定向架引導切割機行走，使切縫順直。

刻紋采用剛性刻槽方式，它解決了以往壓紋拉毛往往過淺，紋理深度達不到要求的問題。另一方面避免了因在水泥混凝土初凝前后就要壓紋而影響到平整度的問題，一般槽縫間距 15 mm～20 mm、槽寬3 mm～5 mm，深3 mm～5 mm，施工時為保證槽縫的直順，可在刻機前加一條導輪。

4 結束語

水泥混凝土路面建設的今天，只有做好施工前的充分準備工作，多加注意機械的性能和特點，運用科學的施工方法，才能保證良好的水泥路面，以全面提高水泥混凝土路面平整度和耐久性，有效地延長其使用壽命，使我國的基礎設施建設能夠得到持續地發展，為經濟建設提供必要的前提。

1 《公路養護技術規范》（JTJ 073－96）

2 郭貴平主編.高等級公路養護技術與養護機械.北京：人民交通出版社，2001