路面水泥混凝土質(zhì)量與施工控制

梁同信，張彩哲，張麗莎

（華通混凝土有限公司，河北 滄州061000）

水泥混凝土路面，又稱為剛性路面、白色路面或混凝土路面。按組成材料的不同，可分為：素混凝土路面、鋼筋混凝土路面、預(yù)制混凝土路面、預(yù)應(yīng)力混凝土路面、鋼纖維混凝土路面等。

水泥混凝土路面具有較高的抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊等力學(xué)性能。不怕日曬雨淋、不怕嚴(yán)寒酷暑、經(jīng)得起干濕與凍融循環(huán)的良好穩(wěn)定性和耐久性，具有板體剛性大、荷載應(yīng)力分布均勻、板面厚度較薄、易鋪筑與整修的優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于各種道路。

在實(shí)際施工過(guò)程中由于施工隊(duì)伍的水平參差不齊，對(duì)路面混凝土的性能要求不了解，造成了很多混凝土路面通車(chē)后不久就出現(xiàn)了起皮、泛砂、耐久性差等通病，影響了道路的使用功能。要避免以上情況發(fā)生，做出質(zhì)量過(guò)硬的混凝土路面，則需要從材料選擇、混凝土生產(chǎn)、施工過(guò)程、養(yǎng)護(hù)等各方面做到有效控制。

1 材料要求

道路混凝土的組成材料與普通混凝土基本相同，但對(duì)材料質(zhì)量要求有一定的差別。道路混凝土組成材料包括：水泥、細(xì)骨料、粗骨料、摻合料、外加劑等。

1.1 水泥

混凝土的質(zhì)量很大程度上取決于水泥的質(zhì)量，對(duì)于路面用水泥應(yīng)優(yōu)先選用抗拉強(qiáng)度高、干縮性小、耐磨性強(qiáng)、抗凍性好的水泥。主要采用道路硅酸鹽水泥、也可采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；建議強(qiáng)度為：高等級(jí)路面與飛機(jī)場(chǎng)跑道所用的水泥不小于52.5MPa，其余不小于42.5MPa。施工中根據(jù)實(shí)際情況還可對(duì)水泥的技術(shù)指標(biāo)作具體要求。

1.2 細(xì)骨料

混凝土中0.16～5mm 范圍的骨料稱為細(xì)骨料，包括天然砂（河砂、海砂或山砂）、人工砂等。

優(yōu)質(zhì)混凝土用砂應(yīng)有較高的密度和較小的比表面積，這樣既可以保證良好的工作性，又保證硬化后的混凝土具有較好的強(qiáng)度和耐久性，還可以達(dá)到節(jié)約材料的目的。為提高混凝土的耐磨性，小于0.080mm 的顆粒不應(yīng)超過(guò)3%。道路混凝土所用砂的細(xì)度模數(shù)一般控制在2.6～2.8 之間。

細(xì)骨料含泥量應(yīng)不大于3%，不宜含有泥塊，硫化物及硫酸鹽含量（折算為SO3）不得大于1%，比色法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量，顏色不深于標(biāo)準(zhǔn)色，不得含有石灰、煤渣、草根等雜物。

1.3 粗骨料

為保證混凝土具有足夠的強(qiáng)度、良好的抗滑性、耐磨性及耐久性，配制道路混凝土的粗骨料多采用質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、耐久、級(jí)配良好的碎石或卵石。最大粒徑最好控制在40mm 以下。還應(yīng)符合路面混凝土用碎（卵）石的質(zhì)量要求及級(jí)配要求。

1.4 摻合料

道路混凝土在摻加粉煤灰時(shí)，應(yīng)使用符合標(biāo)準(zhǔn)的I、II 級(jí)干排灰或磨細(xì)灰；使用硅灰或磨細(xì)礦渣時(shí)，使用前應(yīng)經(jīng)試配檢驗(yàn)，確保路面的混凝土彎拉強(qiáng)度、工作性、耐磨性、抗凍性等技術(shù)指標(biāo)。摻合料的摻量應(yīng)由試驗(yàn)確定。

1.5 外加劑

為了改善道路混凝土的技術(shù)性能，有時(shí)在混凝土的制備過(guò)程中必須加入一定量的外加劑。在配制混凝土的過(guò)程中，常用的外加劑有減水劑、調(diào)凝劑與改變混凝土含氣量的外加劑。需要摻加何種外加劑及摻量要根據(jù)施工中的具體情況確定。

2 工作性要求

為保證施工質(zhì)量，對(duì)混凝土的工作性也有具體要求。工作性（和易性）主要包括：坍落度、保水性、粘聚性、密實(shí)性等。

3 配合比設(shè)計(jì)

路面混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)按抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為：《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F30—2003。28d 抗彎拉配制強(qiáng)度均值為fc：

式中 fc——配制28d 彎拉強(qiáng)度的均值，MPa；

fr——設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa；

s——彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)樣本的標(biāo)準(zhǔn)差，MPa；

t——保證率系數(shù)，應(yīng)按表1 確定。

Cυ——彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)，應(yīng)按統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在表4.1.2-2（見(jiàn)文中表2）的規(guī)定范圍內(nèi)取值；在無(wú)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)取值；如果施工配制彎拉強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)給定的彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)上限，則必須改進(jìn)機(jī)械裝備和提高施工控制水平。

4 混凝土生產(chǎn)中細(xì)節(jié)控制

混凝土試配與生產(chǎn)中應(yīng)充分考慮以下因素：

（1）試配中摻合料的摻量應(yīng)充分考慮。不能只考慮降低料的下部，膠體與骨料粘結(jié)面積減少，使粘結(jié)力減小，這也會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。混凝土坍落度越大則硬化后的收縮性越大，裂縫的可能性也就越大，從而影響了混凝土質(zhì)量。

（3）嚴(yán)格控制砂中的泥塊含量。混凝土中的泥塊經(jīng)振搗后會(huì)上浮到表面，道路經(jīng)通車(chē)使用后會(huì)形成蜂窩，影響混凝土外觀與質(zhì)量。

（4）摻加緩凝成分的路面混凝土要充分考慮天氣（氣溫、溫差、風(fēng)速、陰雨等等）因素的影響，合理調(diào)整凝結(jié)時(shí)間（特別是春秋季節(jié)氣溫變化大，空氣濕度小，且風(fēng)力較大）。避免混凝土因凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)皮硬心軟的現(xiàn)象，最終造成表層龜裂、平整度欠佳的缺陷。

表1 保證率系數(shù)t

表2 彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)取值

圖1 坍落度控制

5 施工中的細(xì)節(jié)控制

（1）混凝土路面施工基層多為水穩(wěn)基層或白灰土基層。水穩(wěn)基層施工中應(yīng)清除表面雜物并使基層濕潤(rùn)后再施工；白灰土基層中不應(yīng)有未消解的白灰塊，不應(yīng)有未碾壓成型的灰土，且宜灑水濕潤(rùn)后施工，避免施工后灰塊膨脹或下層混凝土失水過(guò)多，形成鼓包或收縮裂縫。

（2）嚴(yán)禁向混凝土罐車(chē)內(nèi)加水調(diào)整坍落度。工地施工隊(duì)伍為了省力與追求施工進(jìn)度，有時(shí)會(huì)向混凝土罐車(chē)內(nèi)加水調(diào)整坍落度，這樣向混凝土中亂加水嚴(yán)重?fù)p害了混凝土質(zhì)量，造成拌合物水灰比差異、強(qiáng)度不均，造成質(zhì)量隱患。

（3）施工時(shí)混凝土應(yīng)振搗均勻密實(shí)，避免過(guò)振。以充分保證混凝土硬化后質(zhì)量的穩(wěn)定性。振搗不密實(shí)，混凝土在硬化過(guò)程中，水分逐漸蒸發(fā)，在混凝土內(nèi)部形成空隙，水分越多，生產(chǎn)成本，而忽視摻合料的摻加對(duì)混凝土質(zhì)量的影響，在滿足施工的前提下，摻合料少摻或不摻為宜。

（2）控制好混凝土施工坍落度（見(jiàn)圖1）。路面施工混凝土坍落度越小越好，即使因施工條件限制要求坍落度較大時(shí)，施工坍落度也不宜大于100mm。坍落度過(guò)大會(huì)造成施工振搗后拌合物分層離析，低密度構(gòu)成材料上浮，造成表層水灰比變大，強(qiáng)度降低；易產(chǎn)生裂縫、脫皮、泛砂現(xiàn)象（見(jiàn)圖2），影響施工混凝土質(zhì)量。坍落度大時(shí)，多余的游離水分往往先附著在骨空隙越多，從而降低了混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。

（4）抹面時(shí)嚴(yán)禁向混凝土表面灑水。表面灑水雖然有利于施工，但是會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的表層水灰比，造成表層強(qiáng)度降低，道路使用后易產(chǎn)生脫皮、龜裂、泛砂等現(xiàn)象。

（5）做好冬季施工混凝土路面的保溫工作，避免路面受凍。

圖2 表面泛砂現(xiàn)象

6 養(yǎng)護(hù)控制

混凝土路面的強(qiáng)度及耐久性與養(yǎng)護(hù)的到位與否有直接的關(guān)系。路面的表面修整完畢后，應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在混凝土養(yǎng)護(hù)初期，為保證混凝土正常水化，應(yīng)采取措施避免陽(yáng)光照射，防止水分蒸發(fā)和風(fēng)干。混凝土板面的泌水消失后，可噴灑養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)，但必須噴灑均勻、到位，養(yǎng)護(hù)劑噴灑量要足夠。也可以采取灑水濕養(yǎng)，即用濕草簾或麻袋等覆蓋在混凝土板表面，每天灑水至少2～3 次。保證混凝土路面處于濕潤(rùn)狀態(tài)，并特別注意接縫等路面薄弱處的養(yǎng)護(hù)。

養(yǎng)護(hù)時(shí)間：養(yǎng)護(hù)時(shí)間要保證混凝土抗彎拉強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa以上，具體時(shí)間根據(jù)季節(jié)氣溫等環(huán)境因素或同條件試塊強(qiáng)度確定。

圖3 切縫時(shí)間偏晚形成的非預(yù)定裂縫

7 切縫控制

橫向縮縫在混凝土硬化后，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)用切縫機(jī)進(jìn)行切割。切割過(guò)早混凝土強(qiáng)度不足，會(huì)使骨料從砂漿中脫落，而不能切出整齊的縫；切縫過(guò)晚，不僅使切割造成困難，而且會(huì)使混凝土板在非預(yù)定位置出現(xiàn)早期裂縫（見(jiàn)圖3）。適時(shí)的切縫時(shí)間，應(yīng)控制在混凝土有足夠的強(qiáng)度，而收縮應(yīng)力尚未超出其強(qiáng)度范圍時(shí)，它隨混凝土的組成性質(zhì)、施工氣候條件等因素而變化。

實(shí)踐表明：適時(shí)的切縫時(shí)間，一般可掌握在施工溫度與施工后時(shí)間的乘積為200～300℃·h，或混凝土的抗壓強(qiáng)度為5.0～8.0MPa 時(shí)比較合適。切縫方法以調(diào)深調(diào)速的切縫機(jī)鋸切效果好。為減少早期裂縫，切縫可采用“跳倉(cāng)法”，即每隔幾塊板切一道縫，然后再逐塊切割。切縫深度一般為板厚的1/3，如果切縫太淺會(huì)引起不規(guī)則斷板。

8 結(jié)束語(yǔ)

總之，影響路面混凝土質(zhì)量的因素很多。混凝土出廠質(zhì)量、施工單位的施工水平、氣候因素的影響等都會(huì)最終影響混凝土路面的質(zhì)量。要做出質(zhì)量過(guò)硬的混凝土路面，需要各方相互溝通，密切合作，充分利用各種有利因素，避免不利因素的影響，才能做出質(zhì)量過(guò)硬的混凝土路面。

[1] GTJ F30-2003.公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].