道路水泥混凝土的应用现状及发展方向

周建悦 刘姝瑶

（扬州大学建筑科学与工程学院 江苏扬州 225127）

相比于沥青路面，我国水泥混凝土路面在高等级公路（高速公路0.19%和一级公路）约占25%，二级以下公路约占40%，所占比例几乎可忽略不计。其不被认可的主要原因，是水泥混凝土路面往往更容易出现问题。在有重载超载车辆通行的道路上，水泥路的早期破损严重，设计年限30年的路面可能3年即产生病害；加之在通车路线上水泥路面维修困难，对交通造成很大影响。因此，一方面要提高水泥混凝土的性能要求，另一方面还要探索研究新型的道路水泥混凝土。

1 道路水泥混凝土的定义

道路水泥混凝土是以硅酸盐水泥或专用道路水泥为胶结料，以砂石为骨料，掺入矿物掺合料，少量外加剂和水拌和而成的混合料，经浇注或碾压成型，通过水泥的水化、硬化从而形成具有一定强度，用于铺筑道路的混凝土。

2 道路水泥混凝土的性能要求

2.1 抗折强度高

表1 不同交通等级道路水泥混凝土要求

按照表1可知，道路水泥混凝土抗折强度应不少于4.5MPa，抗折弹性模量应不少于39GPa。

2.2 耐磨性强

由于路面在使用阶段要受到成千上万次行驶车辆的重力作用和冲击作用，要求路面混凝土的耐磨性必须满足使用功能。

2.3 胀缩性小

道路水泥混凝土要经受大气变化，特别是在高温、低温和雨雪作用下，容易导致热胀冷缩问题。如果混凝土胀缩过大，则会大大降低路面质量。

2.4 耐久性好

为保证道路水泥混凝土有较好的耐久性和抗冻性，要求其抗压强度不应低于30MPa。

3 道路水泥混凝土组成材料的性质

混凝土路面除要承受沉的荷载和摩擦、冲击作用外，还要承受大气因素如温度和湿度变化产生的热胀冷缩和湿胀干缩对路面产生的应力等作用。故混凝土配合比、集料及施工条件也应满足相应要求。

（1）道路硅酸盐水泥。道路硅酸盐水泥熟料中铝酸三钙的含量应不大于5.0%，铁铝酸四钙的含量应不小于16.0%。相比于普通水泥，道路硅酸盐水泥熟料中铝酸三钙及三氧化硫的含量较低，而硅酸三钙和铁铝酸四钙的含量较高。

（2）粗骨料。在任何情况下，轧制粗骨料用的岩浆岩强度不应低于80MPa、变质岩不应低于60MPa、沉积岩不应低于30MPa。同时，为保证混凝土强度特别是抗折强度，混凝土中粗骨料片状颗粒总量应小于45%。

（3）细骨料。细骨料宜选用粗砂，砂率应在29～33%范围内。砂的含混量应小于1%，不能使用细砂以免影响混凝土的收缩性能。

（4）膨胀剂。掺入适量的膨胀剂，使道路混凝土达到养生期内体积相对稳定，在成条浇筑中免去预切缝工序，待路面有一定的强度后再分块切缝。既可为施工创造方便条件又可提高路面边角质量，使路面不断甚至不裂。

4 几种能满足混凝土路面性能的道路水泥混凝土

4.1 道路水泥拌制的路面混凝土

道路水泥是专为混凝土路面、桥面、机场跑道建设而研制生产。

4.2 纤维混凝土

4.2.1 钢纤维混凝土

由于钢纤维的弹性模量高于混凝土10倍以上，钢纤维混凝土抗弯拉强度、抗疲劳性以及耐久性显著高于普通混凝土，目前应用广泛。

4.2.2 杜拉纤维增强混凝土

由于杜拉纤维化学性能非常稳定，并经过特别的抗紫外线处理，克服了紫外线造成化学纤维老化的因素，在国际上已广泛应用于混凝土结构工程。杜拉纤维价格较钢纤维便宜，掺量少，工程造价略有提高。

4.3 掺外加剂改性的混凝土

在混凝土路面中采用的外加剂有膨胀剂、减水剂、引气剂、缓凝剂、速凝剂、染色剂等，最常用的是引气剂以及减水剂，可改善混凝土性能。

4.4 大掺量粉煤灰混凝土

大掺量粉煤灰混凝土具有早强快强、后期强度发展幅度大、耐磨性能良好、渗透性低、收缩小等特点。粉煤灰掺入混凝土中，可提高混凝土粘聚性，利于施工，改善混凝土路面板摊铺质量，延长道路的使用寿命，降低工程造价，并可节约能源，保护环境。

5 总结

在我国的公路建设中尤其是在货车普遍超载的交通现状下，道路水泥混凝土能表现出较好的经济效益，社会效益和环境效益，可降低工程造价，减轻后期养护任务。因此，要抓好施工质量并根据路用性能及环境的要求选择合适的道路水泥混凝土类型，同时应开发新的外加剂和掺和料，研究新的施工工艺，优化道路水泥混凝土性能。那么，道路水泥混凝土就能充分发挥作用，我国的水泥路面的发展也将带来可观的效益。