浅谈水泥路面材料和技术进展与存在的问题

李玉峰

【摘 要】通过具体施工、试验检测论述了砼路面存在的问题和处理方法。

【关键词】水泥砼路面；技术进展；问题；解决方案

1 水泥砼在公路工程中的的使用及发展

水泥砼的发展自水泥这种材料诞生以来，通过近200多年不断探索与研究，对其工艺和材料的研究可谓是发展较快。特别是进入21世纪以来砼为建筑材料的工程结构物以及飞速发展。

2 路面砼在应用出现的问题

2.1 耐久性

设计使用寿命可达20至30年，且基本无需维护。在实际使用中有些路面在使用不到1至2年就已开始出现砼各种病害，造成这种原因产生的因素不外乎以下几种因素：

1）在设计中没有充分考虑交通环境（交通量增大、超载、路基基层填料、气候、环境）

2）材料的选用，特别水泥这种主要材料品种的选用。目标配合比与生产配合比有差距。

3）现场施工工艺不当、机具配置不合理、砼工作坍落度增大、后期养生、开放交通时间过早等因素。

2.2 收缩与开裂

砼路面的收缩与开裂是一对既对立又统一的矛盾。如果降低水灰比，必须增加水泥用量，带来较多的水化热产生，加剧砼体的湿度上升进一步加快水化速率。这种滚动效应不仅导致砼在降温阶段产生温度收缩加大，同时因为强度增长过快伴随砼的弹性模量提高，使砼的徐变松弛作用减少，产生的弹性拉应力就更是大幅度的增长，使砼面板开裂。反之，水灰比增大，导致砼早期强度降低，砼浆体离析，骨料包裹层不够，水泥浮浆堆积在面板表层，造成砼面板抗弯拉强度不够，耐磨性降低，砼徐变加快，强度降低，导致断板开裂。

2.3 切缝与养生

砼的强度的增长是与温度、湿度息息相关的，砼路面每一工作段距离较长一次成型，我们在施工过程中往往由于切缝不及时，使砼面板形成强度时，在最大湿度梯度时砼面板的湿度翘曲应力不能够释放，抗弯拉应力增大，局部应力失去平衡，导致砼面板裂缝。所以在施工前应对砼拌合物测定初、终凝时间，以施工期间的气象温度为参考值，推测切缝时间，使切缝边缘整齐，切口平滑顺直，便于后期灌缝。

2.4 断板与开裂

1）在设计方面，受长期以来形成的砼强度越高就越安全、耐久性越长的观念的影响，总是倾向于提高砼面板的抗弯拉强度等级。如以上所述的情况，强度指标的提高意味着砼中所使用的水泥标号的要求提高，单位体积中水泥用量的增加，不单纯增大了工程成本，而且加剧了开裂的危险。同时，由于砼早期强度的过快增长，势必要影响后期强度的发展，耐久性能降低，在设计中，通常也不考虑温度应力引起的疲劳约束。在荷载中应力叠加引起整体面板疲劳破坏。

2）在材料方面，同样存在着砼强度越高越好的误区。以骨料的压碎值、磨耗值、针片状、级配考虑较多，而对粗、细骨料合成后的堆积密度和空隙率考虑较少，产生“断级配”的因素、严重影响砼拌合物的均质性。

3）在施工方面，虽然机械化施工程度得到提高，机具配套不完善、施工队伍良莠不齐、在拌合运输、摊铺、振捣过程中操作不规范，导致砼拌合物离析，造成面板成型后的整体性、密实性、均匀性较差，达不到与施工配合比的一致性，使砼面板的抗弯强度也受影响、局部应力增大，导致段板开裂。

4）在试验检测方面，现行规范、规程已规定的很详细，但具体执行中偏差与其要求较大，最突出的问题就是标准配合比与施工配合比的差距。如何将目标配合比变成符合工地实际质量动态控制的生产配合比，这就要求工地试验人员以目标配合比为基准。根据生产施工现场的诸多不利因素（如高、低温天气等）制定不少于三个水灰比的施工配合比，对路面砼工程质量进行整体评价，使砼拌合物的质量达到一个可控状态，较为理想。

3 减少与避免开裂、延长水泥路面使用寿命的方法

影响水泥砼路面使用寿命的因素繁多，我们用以下方法解决这些问题。

1）从降低新拌砼的温度，使其拌合时间延长2～3min，拌合物内温度控制在25℃以下，以降低水化热反应所引起的裂缝。

2）采用通用硅酸盐水泥标号易选42.5级。

3）粗骨料最大粒径控制在30mm以优选碎石。

4）砂石材料级配合成后优选连续级配且接近中值。

5）在砼拌合物中掺入引气剂（含气量控制在3～6%）

6）为了减少温缩产生的裂缝，降低水化热产生的热释放，通过试验，在保证强度的前提下，用10%～20%的粉煤灰替代水泥用量，这种方法已用在国内外许多重点工程项目得以验证。

7）控制水灰比，不论在各种砼施工工艺中应严格控制水灰比，在工作度达不到施工摊铺振捣时，可通过试验掺入高效减水剂，以满足工作坍落度。

总结以上体会，我们应在施工中以“水灰比定则、集料连续级配、砂率调选、施工工艺环节、外掺剂的选用”上下功夫，在有限的面板厚度内，本着节省原材料，降低工程成本，增强路面抵抗超载破坏的能力，提高路面的耐久性，降低砼面板抗断裂、裂缝的不利因素；增强砼面板本身的抗断裂能力，提高抗弯拉强度，从这些方面的研究和探索着眼，是路面砼材料今后科学发展的方向。

【参考文献】

[1]袁建常.科技视野，2012（22）[J].

[2]彭春元.广州大学学报，2001（08）[J].

[3]JGJ55-2011 普通混凝土配合比设计规程[S].中国建筑工业出版社，2011.

[责任编辑：邓丽丽]