市政混凝土路面耐久性问题研究

韩冬青

摘要：市政混凝土路面受到材料、配合比、施工工艺和施工环境等方面因素的影响，耐久性方面出现了裂缝、腐蚀、冻融、碳化等问题。本文将对混凝土路面常见的病害问题进行研究，分析路面耐久性的影响因素，并提出提高路面耐久性的具体方法，从而延长市政混凝土道路的使用寿命。

关键词：市政道路 混凝土路面 耐久性

Abstract: the concrete pavement materials, mixing ratio by, construction technology and construction environment factors, durability aspect appeared crack, corrosion, freeze-thaw and carbonation, etc. This paper will be of concrete pavement of common diseases, analysis the influence factors of road surface durability, and put forward the concrete method of improve the durability, concrete so as to extend the service life of the road.

Keywords: municipal road durability of concrete pavement

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号

1.市政混凝土路面存在的耐久性问题分析

1.1路面常见病害问题

作为一项综合性的指标，市政道路混凝土路面的耐久性需要在抗裂、抗腐、抗冻、抗碳化等方面具有一定的免疫力。如果路面在这一方面缺乏一定的“造诣”，将会出现以下的病害问题：①路面开裂：裂缝产生的原因很多，因此有不同表现形式，一是混凝土浇筑时由于泌水、水分蒸发、颗粒不均匀沉降等原因引起的收缩，二是荷载超过了水泥石强度以及其集料颗粒构成的抗折能力，产生疲劳性破坏，因此产生裂缝。②路面腐蚀：在酸雨等的腐蚀作用下，混凝土的成分发生化学变化，致使混凝土的表面粉化和脱落，当化学反应发生到一定程度，混凝土将产生猛烈的体积膨胀，致使混凝土的崩裂。③路面冻融：主要发生在北方地区的寒冷季节，混凝土缝隙中的水凝固之后体积瞬间膨胀，形成静水压力，当混凝土的抗拉强度无法承受静水压力产生的内应力，就会出现路面冻融裂缝。④路面碳化：空气中CO₂浓度过高，而混凝土水灰比较大，混凝土内的水泥石中含有的Ca(OH)2就会与CO₂发生化学反应，导致混凝土的碱度不足，减弱了钢筋的保护作用。⑤路面耐磨性减弱：当路表面的水灰比过大，某些部位会呈现强度降低状态，这些部位在行车的摩擦下，容易出现磨损问题，并导致路面逐渐被磨损出坑洞。

1.2影响耐久性的因素

制约和影响市政混凝土路面耐久性的因素很多，笔者根据施工实践，总结主要的影响因素如下：①原材料因素：当水泥的质量不过关，或者用普通水泥代替道路水泥，将会削弱混凝土的抗折强度；砂石集料的含泥、含粉量以及级配超标，相悖于道路施工需求；混凝土材料的含碱度太高，再加上混凝土稠度的需水量控制不当，混凝土的耐磨性和抗缩性等不达标。②配合比因素：水泥和粉煤灰用量超标，混凝土的水化温度居高不降，使得混凝土收缩和变形，路面耐久性自然得不到进一步提高；水灰比过高，致使混凝土出现大小不一的孔隙，密实度较小的混凝土容易出现收缩现象，路面的耐磨性能无法得到提高；水泥和胶凝质料体积太大，无法满足抗折需求。③施工工艺问题关系到路面投入使用后的行车舒适和安全性，如果施工工艺不当，路面质量得不到保证，其密实性、平整度和稳定性将大打折扣，耐久性能也就无法提高。

2.提高市政混凝土路面耐久性的方案

综合上文提到的市政混凝土路面病害，以及影响路面耐久性的各种因素，笔者结合不同地区道路的耐久性要求，总结以下提高市政混凝土路面耐久性的具体方法：

2.1原材料的质量控制

原材料品种和质量是提高混凝土性能的基础，在混凝土路面耐久性的控制上，要对以下各种材料的品质进行严格控制：①水泥，根据实际需求，利用琢磨装置将商品水泥制作成细度迥异的水泥，并与熟料、石膏、粉煤灰等按照一定比例掺杂配比，掺配投料量要根据配比要求，并通过表面积的试验，对琢磨的水泥细度进行检验。②粗集料，根据《公路水泥混凝土路面施工技术规范》，要选用硬度高、使用寿命长、表面干净的粗集料，笔者建议选用经过特殊轧制处理的石灰质碎石，在控制压碎程度的基础上，保证碎石的泥沙和针片状等含量符合技术规范标准，以提高粗集料嵌锁和挤压力，为混凝土抗折能力的提高奠定基础。③细集料，即混凝土内的胶凝质料，常为水泥砂浆，细集料的性能指标也要根据《公路水泥混凝土路面施工技术规范》进行规定，以提高混凝土的综合性能。④外加剂，必须具备减水、引起、控制坍塌落度等功能，因此在外加剂的选择上，一方面要能够与施工使用水泥配伍，在选用的时候，两者进行相容性检验，利用搅拌机将适量的水泥、外加剂和水进行混合搅拌，检测外加剂对水泥流动度的影响。另一方面根据减水和引起的效果，确定最佳掺量。

2.2配合比的优化

水灰比、水泥用量、砂率、外加剂等的配合比，对市政混凝土路面耐久性具有较大的影响，根据上文提到的配合比问题，笔者提出以下的配合比优化设计方法：①选择合适的原材料，这一点在上文原材料选择方面已经详尽阐述；②准备工作，一是根据图纸方案，全盘了解路面结构的混凝土强度和耐久性要求，确定选用的水泥和砂石标准；二是确定浇筑、输送等施工工艺，并根据施工工艺需求选配施工设备；三是选用材料品质，控制材料质量。③设计的基本步骤，设计内容包括水灰比（水与水泥的比例关系）、砂率（砂石的比例关系）。一方面要根据配合比要求选用品质合适的材料，并检验材料的质量，计算初步配合比，另一方面通过试验，进行材料的搅拌和调整，得出基本的配合比，最后则是在配合比在施工现场进行复检，确定最终的施工配合比。④配合比的试配调整，首先要通过混凝土试拌，检查工作性能以及坍落程度，确定用水需求量；其次是对混凝土的凝结等工作性能进行观测，确定外加剂最佳用量和砂率，譬如通过减少外加剂和提高砂率，缩短混凝土的凝结时间，提高其保水性；再次是通过强度检验确定最佳水灰比，同步得出胶凝质料的需求量；最后是根据砂率计算出粗集料和细集料的用量。

2.3施工工艺的提高

1）施工前的准备工作：①选择合适的搅拌地点，既要方便运输，还要有足够的面积进行材料堆放、设备安置和搭建库房等。②原材料的选用和配合比设计，上文已经详尽阐述。③摊铺混凝土之前，整修基层的宽度、标高、强度、压实度和平整度等，并适当以水湿润表面。

2）路面施工：①将临时水准点布置于路线两边，然后根据图纸放出路线中心线和路面边线并复核标高，在摊铺混凝土的同时，还要定时对测量放样的中心线和边线进行校正。②基层处理好之后进行模板支立，除了要保证模板与路面齐高，还要严格控制平面的位置。因此，模板要紧挨基层，并填充底部与基层的空隙，避免被振动梁振动走样。③根据已经确定的配合比，将砂石和水泥等过秤搅拌，搅拌的过程中，要根据气候掌控用水量，进料后边搅拌边加水和控水。④混凝土的运输常用工具为推车、翻斗车和自卸车，如果运输路程较远，为缩短搅拌时间，可采用搅拌运输车，但运输车应该做好防止漏浆措施，同时加盖帆布防止水分蒸发。⑤搅拌后的混凝土运到浇筑现场后，要先倒到路槽里，人工均匀搅拌，处理离析问题。在摊铺的时候利用铁耙、铲子、刮子耙散和铺平。

3)路面养护和维修：①用树脂类、氨脂类、橡胶类等灌封材料填补裂缝，笔者认为树脂类的灌封材料耐热性、粘合性比较强，比较适用于裂缝填补。②路面板块的错台，用压浆机进行调整和平顺，然后凿除多余部位。如果错位大于10毫米，低侧用沥青碎石衬平，或者用水泥砂浆修补薄层。③其他路面病害的处置要在不影响其他路面部位正常使用的前提下，采用合适的方法和材料进行修整。

3.结束语

综上所述，影响水泥混凝土耐久性的主要因素，要从路面常见的病害问题入手进行探讨。根据笔者调查研究，病害的症结点主要集中于施工材料、材料配合比和施工工艺三大方面，并针对这几个方面问题提出相应建议措施，未尽事宜，需在实际工程施工中进行补充和完善。

参考文献

[1]战高峰，阮炯正，董伟智.水泥混凝土路面耐久性设计研究[J].公路交通科技，2011年17期：10-12.

[2]关磊，李建才，李文轩.路面用碾压混凝土配合比设计的研究[J].混凝土，2000年6期：42-59.

[3]傅智，李红.论长寿命水泥混凝土路面的整体结构优化[J].公路，2008年10期：67-74.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。