水泥混凝土路面施工工艺的研究

陈英昊

（长安大学 公路学院，陕西 西安 710000）

1 引言

水泥混凝土路面建造费用比沥青路面节省一倍左右，在相同设计、施工水平下水泥路面到大修的使用年限比沥青路面要长一倍.而且水泥混凝土路面还具有刚度大、承载能力强、耐久性及耐高温性能好、抗弯拉强度高、耐候性优良、耐腐蚀性强、有利于夜间行车以及粗集料磨光值和磨耗值的要求低等优点.在保证良好的设计、施工水平下，同时考虑经济等因素，水泥混凝土路面是高级路面的不二选择.同时，水泥混凝土路面同样有在日光下晃眼、修复比较困难、修复周期长影响道路通畅等缺点.因此，在选择以混凝土为主要材料做面层的路面，如何保证施工工艺即使混凝土路面具有良好的使用性能，是确保公路工程质量的重中之重.

2 面层的分类以及材料的选择

2.1 水泥混凝土面层分类

常用的混凝土面层主要有普通混凝土面层、钢筋混凝土面层，此外，还有连续配筋混凝土面层、预应力混凝土面层、装配式混凝土面层、在混凝土中掺入钢纤维的水泥混凝土面层.在重负荷载路段为使施工快捷常采用碾压混凝土面层.

2.2 面层材料的选择

2.2.1 水泥

在工程开工之前，需要做预配，对于混凝土中水泥的品种强度的选择，需要考虑混凝土的强度、所处的环境以及使用的部位等因素.选用水泥时应考虑混凝土结构强度、混凝土耐久性以及使用环境等综合性因素对混凝土性能影响.对于C25以下的混凝土，根据需要一般采用P32.5级普通硅酸盐水泥或R42.5级复合硅酸盐水泥；对于C30以上的混凝土，根据需要一般采用P42.5级普通硅酸盐水泥.在选用水泥时，要看相应的检验证明.

2.2.2 粉煤灰和其他掺合料

将粉煤灰和其他矿渣等废弃物用于混凝土路面建设，一方面减少环境污染，另一方面变废为宝节约了社会资源.路面和桥面混凝土中可使用硅灰或磨细矿渣.在使用前，应明确掺合料总量及其成分中 CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3所占比例及烧失量指标等，为合理设计混凝土配合比提供重要依据.

2.2.3 粗集料

对于混凝土集料来说，粗集料指粒径大于4.75mm的级配碎石.粗集料要考虑颗粒级配、压碎值、洛杉矶磨耗率、针片状颗粒含量、硫化物及硫酸盐含量、含泥量等指标，要符合规范要求.粗集料粒径的最大值不得超过路面截面尺寸的四分之一，且不能大于钢筋最小净距的四分之三.同时碎石粒径一般不能大于31.5mm，砾石粒径应小于等于19.0mm，碎砾石的最大公称粒径不大于26.5mm.尽量使配置的粗集料偏于碱性，实验表明碱性粗集料较中性粗集料性质稳定，而中性粗集料较酸性粗集料性质稳定，使用碱性粗集料能有效的延长路面使用寿命.此外，粗集料对混凝土抗折强度有很大的影响.高等级公路路面使用的粗集料级别应不低于Ⅱ级，其他路面根据情况可用Ⅲ级粗集料.对有抗（盐）冻要求的路面，应提高粗集料级别以保证路面使用寿命.

2.2.4 细集料

在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂、机制砂或者两者的混合砂.细集料成分也可以包括胶凝材料水泥、煤灰、矿粉等.细集料要考虑含泥量、堆积密度、表观密度、集料空隙率、云母含量、轻物质含量、SO3含量、有机物含量、坚固性等指标，要符合规范要求.在混凝土施工中，使用细度模数在1.6到3.7之间的砂，且级配应符合规范要求.在条件允许的条件下，优选细度模数在2.5到2.8之间的中砂，能有效提高混凝土路面的抗弯拉强度以及耐久性.与粗集料中要求相仿，高等级路面使用的细集料级别应不低于Ⅱ级，其他路面根据情况可用Ⅲ级细集料.对有抗（盐）性要求的路面，应提高细集料级别来保证路面的使用寿命.

2.2.5 水

混凝土路面用水一般采用自来水和可饮用河水，禁用海水和鱼塘水.若为其他水质或者对水质有疑问，可化验硫酸盐含量、PH值以及含盐量等指标.并且水中不应含有油污、泥和其他有害杂质.水的PH应不小于4.

2.2.6 外加剂

所谓混凝土外加剂，是为了改良混凝土的性能而掺加的物质.用于混凝土的外加剂主要包括：减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、阻锈剂、防冻剂等.对于减水剂，要根据外界环境不同选择不同的减水剂，如高温采用缓凝减水剂，低温时采用早强减水剂，其目的都是减少拌和用水量.引气剂能改善混凝土路面施工的和易性，主要是通过适量的引气改善混凝土内部的结构，提高抗冻抗渗等耐久性能.所以在有抗冻（盐）要求的地区，必须使用引气剂；在高等级公路中也应使用引气剂，使用剂量应符合相关规范.海港码头、道路以及使用海砂或其他含氯材料的钢筋混凝土应使用阻锈剂，阻锈剂能有效的抑制或减轻混凝土中钢筋的腐蚀.

2.2.7 钢筋和钢筋网

路面中所用钢筋网及传力杆、拉杆等钢筋应符合相关规范及规定的要求.单层钢筋网应在面板顶下部1/3—1/2处安装.双层钢筋网底部保护层厚度应不小于30mm，顶部保护层厚度应不小于50mm.布设钢筋焊接网能有效的提高工程质量、提高抗震抗裂性能，同时还具有节省钢筋用量以及加快施工速度的优点.在路面钝角交角处也应布置角隅钢筋以增强边角抗裂能力.

2.2.9 接缝材料

要选择抗变形能力强、变形后易恢复、耐久性良好的胀缝板.胀缝板的材料主要有木材类、塑料泡沫类、纤维类三大类，对高等级公路应采用沥青纤维板或塑料泡沫板，对低等级公路可采用各种胀缝板.填缝料应具有良好的弹性、粘结性和耐久性等性能.目前常用的填缝料有常温施工式和加温施工式两种，常温施工式填缝料主要有聚(氨)酯、硅树脂类，氯丁橡胶泥类，沥青橡胶类等.加温施工式填缝料主要有沥青玛蹄脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类等.对于密封防水要求较高的路面，应使用环氧树脂等防水嵌缝材料.

3 水泥混凝土的路面施工

水泥混凝土的路面构造包括：土基和基层、混凝土面板、排水系统和接缝构造以及局部设筋等.

3.1 施工准备工作

（1）选择混凝土拌和场地.

（2）进行材料试验和混凝土配合比设计.

（3）基层的检查与整修.

特别注意的是，在混凝土摊铺前，应根据材料、环境等因素在基层表面进行洒水处理，避免基层吸收混凝土底部的水分.而洒水工作往往不被重视，导致影响路面质量，通常会出现洒水量不足的问题.

3.2 施工过程与施工技术

路面施工的各个过程，必须严格按照规范规格和既定程序进行施工，这样才能保证施工质量和设计要求.

3.2.1 模板的安装

模板要有足够的强度，符合平整、顺直、光滑的原则.应先安装两侧的模板，安装时应保证边线对齐.要不断的校核平整以及对齐程度，在模板内侧则应涂有润滑剂，如肥皂水、润滑油等，以便于拆卸模板.

3.2.2 传力杆与拉杆的设置

拉杆与传力杆一般均设在混凝土路面板块与板块之间，板块尺寸一般为6—8m，传力杆一般为纵向使用，拉杆为横向使用.拉杆与传力杆没有本质区别，都是为防止变形破坏，主动释放应力所设置.同样都需要板块之间要完全贯通分开.拉杆可以设为两端均死连，不必设套管；传力杆则一端设套管，可以自由伸缩.

3.2.3 混凝土的拌和和摊铺

可以选择在工地现场拌和，也可以在工厂制备混合料再由车辆运送到工地.拌和好的混合料，直接由运输工具倒入已经完成模板安装的路槽中，再由人工或机器补均匀，要特别注意防止出现离析现象.考虑后面的振捣过程产生的沉降，摊铺时应比设计高度高一些，高出高度视材料而定.

3.2.4 振捣及整平

混合料摊铺均匀后，采用混凝土振捣器进行振捣，可选平板式振捣器或插入式振捣器.振捣时应注意不能碰到侧模板和钢筋，直到表面不再冒水泥浆和气泡为止.振捣完后，使用滚杠进行整平，最后再用抹刀磨平表面的痕迹.

3.2.5 养生与接缝

养生要在整平后及时进行，一般采用湿养生的方法，即在完成的混凝土表面覆盖土工布、养生膜等，也可使用塑料薄膜养生法，条件不允许时也可以使用草料等进行覆盖，养生期间必须保持覆盖物底部湿润.在养生开始的第2~3天左右，要及时筑做接缝.对于横向胀缝，应设置在设计板长处，垂直路中线方向等间距布置，特种交通公路应设置传力杆，还应设置在临近桥梁或其他固定的构造物处，或在与其他道路相交处设置；对于纵缝，则是在一次铺筑宽度大于面板宽度时设置，可设置拉杆，对施工不连续，暂时停止施工时应设置施工缝，常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力杆，保证纵向整体性.

4 结束语

在我国经济体制逐步完善的大环境下，随着快递等行业的迅速发展，高速公路以及各级公路正发挥着越来越重要的作用.在交通压力增大的条件下，只有保证施工的质量，才能使道路寿命延长.我们应及时总结相关经验，并开展更加深入的研究，总结出一套从设计到施工乃至于管理的系统理论，从根本上提高我国路面的整体质量，从而收获更好的经济效益.

〔1〕张新天,罗晓辉.道路工程[M].北京：中国水利水电出版社,2001.286－288

〔2〕邓学钧.路基路面工程 [M].北京：人民交通出版社,2000.396－398.