本站原创【摘 要 】 随着社会经济的日益发展,水泥混凝土路面因具有很大的刚性和良好的抗疲劳性能,得到了日益广泛的运用,但从道路的使用情况来看,效果并不理想.本文分析了公路水泥混凝土路面常见的质量问题及其原因,提出其质量控制的办法.
【关 键 词 】公路水泥混凝土路面；问题,质量控制
【分类号】：U416.1
引言
随着现代交通发展对路面质量提出了更高的要求,水泥混凝土路面由于其刚度大、强度高、耐磨特性好、整体性与稳定性优良等特点成为高等级公路经常采用的路面结构,得到了广泛的运用.然而,大交通、高负荷也给路面带来了严重的冲击,自然灾害如水害和冻害也给路面的耐久性带来的严峻的考验,公路水泥混凝土路面常常在使用过程中出现各种问题,既影响了公路的使用性能,也降低了路面的使用寿命.因此,为了提高公路水泥混凝土的使用性能和寿命,更好地满足现代交通的需求,必须采取科学合理的技术措施,保证公路路面的质量.
一、水泥混凝土路面常见问题及原因
1.1水泥混凝土路面的开裂、断板、错台
出现这种问题的主要原因主要由以下几种：
1.1.1施工期的断板
在公路的施工期,由于日温差过大、蒸发量过高或基层强度过高等原因使得温度应力高于混凝土路面的抵抗拉裂强度,造成短板,或基层裂缝未进行处理,造成基层裂缝反射断板.
1.1.2通车后的错台、断板
通车2年内后的错台、断板一方面是因为基层表面的粗糙度过高,面板收缩时,基层对路面的局部摩擦力过大,使混凝土路面产生过大的拉应力而断板；另一方面是因为路基没有完全稳固造成的路基自然沉降出现的断板.
通车2年～5年内的断板,主要原因是基层稳定型不好,耐冲刷度差,使路面结构横向排水不畅,唧泥和淘空基层造成断板.
1.2水泥混凝土路面的平整度差,噪声高
1.2.1我国的水泥混凝土路面采用的机械式施工程度低,时间短,因此施工水平相对较低,这是造成路面平整度差,噪声高的主要原因.
1.2.2施工单位技术力量弱,技术人员对路面摊铺的认识不深刻,基层的平整度较差造成路面厚度不均,收缩不一致,导致路面平整度较差.
1.2.3路面的设计厚度或施工厚度不足,这不仅影响到路面的平整度,也降低了路面的使用寿命.
1.3水泥混凝土路面表面出现空洞、脱皮露骨
材质问题、混凝土坍落度控制不好以及施工时的下雨天气都是造成水泥混凝土路面表面出现空洞、脱皮露骨的重要原因.
1.4裂缝
1.4.1硬化前的裂缝
此时,混凝土还处在塑性的状态,一般在抹面层会出现裂缝,这是因为组成材料的密度不同从而发生沉降,内部自由水析出,产生沉降收缩裂缝.
1.4.2硬化后的裂缝
硬化后,因水分蒸发,干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度,从而使混凝土产生裂缝；昼夜温差大,切割不及时,温度应力产生裂缝；基层裂缝处理不及时,产生反射裂缝；材料不良产生的裂缝.
1.5混凝土强度弱
混凝土强度弱有多方面的原因,主要是因为材料选用不当、材料配比不准确、外加剂对混凝土的影响和施工操作不规范等原因.
二、加强公路水泥混凝土路面质量控制的办法
2.1水泥混凝土路面原材料选用的质量控制
原材料的质量是公路水泥混凝土路面质量的直接影响因素,原材料的质量关系到路面混凝土弯拉强度抗断强度,因此,对主要原材料的质量控制必须严格要求.
2.1.1水泥的技术要求
在路面使用的水泥品种中,旋窑道路硅酸盐水泥是专门为路面混凝土生产的特种水泥,因此,在公路水泥混凝土路面中,应优先选择道路硅酸盐水泥,另外,还有旋窑硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥也都是可选择的优质水泥.
2.1.2路面用粗细集料等级
公路水泥混凝土路面的弯拉强度主要由路面用粗细集料等级来决定的,在公路混凝土路面中,粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石,二级公路及有抗盐冻要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料级别不低于二级；无抗盐冻要求的三、四级公路混凝土路面可使用粗集料.路面混凝土细集料应采用质地坚硬、 耐久、洁净的天然砂,的细度模数应在2.0-3.5之间, 砂中硅含量不应低于25%.
2.1.3水
饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水.
2.2优化水泥混凝土配合比设计
2.2.1减水剂的选用
在配置混凝土的配合比时,要采用高效减水剂,从而保证混凝土的高抗弯拉强度和耐久性.
2.2.2矿料级配的组成原则
确定一个相对合理的掺配系数,选定合理的砂率,粗集料一般要采用两级配集料进行掺配.
2.2.3水泥、粉煤灰的路用品质要求
在设计配合比前,检测水泥的录用品质,保证其完全合格,对粉煤灰来说,其品质要到达二级以上,对材料进行检测并确定其合格后,才能够入罐.
水泥混凝土配合比的确定和施工控制直接影响到水泥混凝土的工程质量,在实验室要做好基准配合比,选择优质的外加剂和最佳掺量,检验各种混凝土的拌合物,确保其满足施工规定.根据检验参数及时进行调整,以保证水泥混凝土的配合比科学合理.水泥混凝土配合比确定后,要进行配合比试拌检验,应根据砂石料含水量、拌合物实测容量、坍落度、含气量及其材料的损失,调整单位用水量、砂率和外加剂的掺量等.在调整时,不能变动水灰比,不能减少水泥的用量,满足混凝土路面不同的摊铺施工方式和工作性.试拌调整完毕拌合物的有关参数后,进行试验路段的铺筑.
2.3板厚度的控制 板厚度的控制要从基层施工时的跟踪测量控制入手,保证桩钉在用手控制时要直,水准测量靠桩钉进行,保证其高精度,钢模板和基层间的空隙要填实,避免振捣作业时出现漏浆的问题.
2.4合理选择基层
为降低建设成本,设计人员往往就地取材,选择含细粒土较多的基层类型,这种基层的基层整体性差,抗冲击能力差,纵向板间没有缝间连接,在重载的反复作用下,容易出现板底脱空,造成面板断裂.因此,要提高公路水泥混凝土路面的质量,就必须加强路面基层强度,选择合理的基层.
2.5施工工序管理
2.5.1工序质量标准
工序质量包括设计值和允许偏差,是工序管理的依据.设计图纸、说明书和承包合同规定设计值,允许偏差有国家规定.在工序管理中,还要注意到施工单位的质量指标计划值.
2.5.2工序能力分析
工序能力是指工序处于稳定状态时的施工情况,工序能力大小应符合产品的质量标准,工序的稳定性利用频数分布图、直方图以及工序能力图、控制图等方法来判断工序是否处稳定状态.
2.5.3工序质量控制
工序质量控制贯穿在整个工程的施工过程中,是利用控制图来对工序的加工质量进行控制,通过控制硬性产品质量的因素来保证工程产品的质量水平.为了对工艺过程进行有效的控制,应该让各工序的参数稳定在一个范围内或一个数值上.
2.6水泥混凝土路面施工
2.6.1做好试验路段工作
在指定路段进行试验性的组织施工、测算和总结,得出所需的工作参数和施工经验,从而指导正式的施工工程.
2.6.2水泥混凝土路面的施工
随着工程质量要求的提高和材料的精良,为保证优质高平整的路面,要求选用滑模摊铺机,目前,国内主要使用的是：德国的WIRTGEN机型,美国的GOMACO机型和CMI机型.这三种机型的使用效果都比较好.
在路面摊铺前,一方面要对基层进行清扫和修补；另一方面准备好摊铺机行走的路线,保证基线的平滑,检查板厚,在板厚不合适的位置调整基线；最后,要胀缝、钢筋补强位置进行预先标识并提前到位,避免影响摊铺机的工作.
2.6.3对材料进行含水量检测,控制混凝土的拌和质量,以保证混凝土均匀的坍落度.
2.6.4由于天气情况会影响混凝土的质量,因此,应根据天气情况,调整混凝土的出厂坍落度,保证机前混凝土的均匀.
2.6.5摊铺机在开工前,应调整好振动捧,抹平板等的位置,校核摊铺机的仰角及平面位置等.
2.6.6路面施工后,及时喷洒养护剂,根据不同的天气情况调整养护剂的喷洒次数和浓度.路面切缝后,采用保湿养护膜或薄膜覆盖养生.养生2-8天后,开放交通.
2.7 施工质量控制
2.7.1 模板安装
因模板安装时很难做到模板顶高和模板接头处无误差,又因模板的失稳、变形及模顶的磨损都会影响混凝土面层的平整度.因此,当用机械摊铺混凝土时必须采用钢模,因为钢模不但刚度较好,而且易于支设稳固,模顶平整光洁,使用周期长.模板按预先标定的位置安放在基层上,两侧用铁钎打入基层以固定位置.模板顶面用水准仪检查其标高,不符合时应及时予以调整.
2.7.2 传力杆安设
当两侧模板安装好以后,即在需要设置传力杆的胀缝或缩缝位置上安设传力杆.混凝土板连续浇筑时设置胀缝传力杆的作法,一般是在嵌缝板上预留圆孔以便传力杆穿过,嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条,其旁边再放一块胀缝模板,按传力杆杆径和间距,在胀缝模板下部挖成倒 U形槽,使传力杆由此通过.
2.7.3 混凝土混合料的制备
混凝土混合料的制备首先要做好配合比设计的试配,确定合理的水灰比、砂石比及水泥用量,特别要严格控制用水量.每天开始拌和前,应测定砂石材料的含水量,以调整拌制时的实际用水量,要坚持称量配料,每半天检查混合料的坍落度 2 次,要控制好拌合时间,以保证材料的均匀和水灰比准确.
2.7.4 摊铺和振捣
混合料摊铺时,应拌和不均匀,摊铺时应考虑混凝土振捣后的沉降量,虚高可高出设计厚度约 10%,使振实后的面层标高同设计相符.在振捣时,首先应用平板振捣器振实,凡振捣不到之处,可用插入式振捣器进行振实,要防止振捣过度,避免产生分层离析.拖振时,振动梁速度不宜过快,每分钟 1 m 左右即可,拖振过程中,多余的混合料将随着振捣梁的拖移而刮去,低陷处则应随时补足.同时应注意检查振动梁有无变形.当摊铺或振捣混合料时,不要碰撞模板和传力杆,以免其移动变化.
三、结语
为保证公路水泥混凝土路面的质量,促进我国交通运输业的发展,业内外人士应根据常年的工作经验,发挥创新能力,寻找科学有效的措施,解决路面出现的各种质量问题,要从设计阶段、施工阶段就开始对路面质量进行控制,减少路面质量问题的出现,从而保证路面的质量.