水泥砼路面施工质量影响因素及控制措施

来源:用户上传      作者: 刘国玉 房维一

　　摘要：目前，我国公路、市政道路、厂区道路，大部分采用水泥混凝土路面。水泥混凝土路面，是以水泥浆为胶凝材料，以粗细骨料为强度刚架形成强度的一种高级路面。其具有刚度大、强度高、耐磨特性好、整体性与稳定性优等特点。本文结合实践经验总结了遣成水泥混凝土路面破坏的因素，并探讨了一些控制措施、
　　关键词：水泥混凝土　路面　因素　质量控制
　　
　　近年来，采用水泥砼路面的公路建设发展很快，但在使用中发现，由于一些路基通病引起了砼路面的破损，不仅影响了砼路面的美观、行车平稳和舒适性，而且不易修复，影响了水泥砼路面的使用寿命。
　　
　　一、水泥砼路面施工破坏因素
　　
　　1.1　路基施工
　　1.1.1　材料使用不当
　　公路路基施工规范规定，在通常情况下，不能被压实到规定的密实度和不能形成稳走填方的材料不能用于路基填筑。
　　1.1.2　软基处理不当
　　在软土地段路基填筑前，应该首先探明地基承载力，然后采取合理的软基处理有案和施工工艺。软基处理方案一般有：淤回填土方、石方、上石混合料或砂砾，袋装砂井，塑料排水板，土工布，上工格栅或以上两种方案的组合等，但是施工时，往往是由于取的软基处方案或施工工艺不合理或施工时未认真按要求处理或处理不完善等；这样给路基的稳定性造成了隐患，使成形的路基沉陷或滑移等，最终影响路面砼板。
　　1.1.3　土石方填筑未按规范要求
　　往往在施工过程中，(1)施工单位未严格按规范要求的每层填料松铺厚度控制，有时填料的松铺厚度达60-80cm，这样路基填方的密实度很难达到规范要求的低限值，(2)路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够，有的部分在路基填筑完成时，才发现填筑宽度不够，为达到路基的有效宽度，施工单位往往没有按规范要求挖台阶分层填筑压实至路基要求的宽度，而是将一些松散的土倾倒在边坡上，用人工摊铺拍实；这样补上来的路基部分远未达到密实度的要求，造成路基滑坡、层层冲涮。(3)路基填筑每层的填料未用平地机或其它平整仇械进行整平或整平效果不好，使低凹的地方达不到密实度要求且大量积水，(4)路基施工敖程中没有按要求做成一定的横坡度；路基施工临时排水系统未做或不畅通，从而使大量的积水渗入下层路基、严重影响路基质量；(5)路基石方或土石混合料填筑时，石头块径过大，使填石路堤或填土石混合料路堤密实度达不到规范的要求。由于以上施工方面的原因，对路基的稳定性造成一走的影响。
　　
　　1.2　路面施工
　　1.2.1　集料控制不好
　　路面基层一般有底基层和面基层。底基层为级配砂砾集料，面基层为水泥稳定类集料。路面开始施工前要求路槽应清理干净，标高应严格控制，否则，会影响基层的设计厚度。底基层集料细长及扁平的颗粒不得超过20％。且不得含有粘土块、腐殖质等有害物质；集料必须有良好的级配，级配曲线应接近圆滑并居中。0.5mm以下的集料其塑性指数应小于4％，液限指数应小于25％；松铺好的集料在压实时，其含水量应比最佳含水量稍高。
　　1.2.2　施工未达到设计要求
　　水泥砼面层往往施工的厚度未达到设计要求，主要原因是：基层施工标高控制不严所引起，粗集料不具有良好的级配，细长及扁平的颗粒含量太高；细集料和粗集料中含泥量过高，降低了混合料的粘结度；所用水泥质量不稳定或已过期；水泥砼在浇筑过程中未完全振捣密实，蜂窝麻面较严重，这样势必影响砼板本身的质量，而造成损坏。
　　1.2.3　结构层防水或排水未进行有效的处理
　　往往路面板遭到破坏，人们想到的总是路基、路面基层施工质量或台背回填质量或水泥砼板本身的浇筑质量等，而未足够重视结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害。
　　
　　二、路面施工质量控制措施
　　
　　　引起混凝土路面裂缝的原因及其预防措施，主要有如下几个方面。
　　1、强度偏低的预防办法：
　　1)严格控制原材料质量。水泥、碎石、砂、水等原材料在使用前必须按《规范》规定，进行一系列的试验与检验，不符合技术要求的、不合格的不得使用。
　　2)进行配合比设计、并正确投料。
　　3)粗、细骨料要根据筛分试验数据，结合《规范》控制级配合理。
　　4)严格控制混凝土路面各工序的施工工序质量，尤其要注意“振捣密实”。虽然密实度对强度的影响，笔者还没有掌握两者之间准确的数学关系，但笔者在施工过程中发现，在同样的施工条件下，振捣密实处出现的裂缝与邻板不振捣或只用平板式振动器振捣所产生裂缝相差甚远。
　　5)加强养护，防止在混凝土路面强度未达到设计强度时，开放交通。
　　
　　2、基层强度与刚度不足。
　　混凝土路面基层是为保证路面的整体强度，防止唧泥和错台，延长混凝土路面使用寿命的重要结构层。具有调节路面板与土基之间的关系，使路面整体结构比较经济、合理的功能。
　　一般地，基层的作用主要有：
　　1)调节路面板与土基之间的受力状态，使土基在规定的路面使用年限内，不发生过大的积累变形，以便使路面板在均匀坚实稳定支承的基础上保证其正常的使用寿命。车轮荷载通过路面板对其支承体――地基(土基、垫层或基层)的作用不论是单位压力还是作用频率，在各个部位是不相同的。
　　2)基层的另一个作用是缓和或降低水、湿度对土基的影响，防止唧泥现象。所谓唧泥，是指在混凝土板的接缝、裂缝或边缘部位的土和水的混合物，在轮载的反复作用下，产生强制性位移，导致路面板失去均匀支承而产生破坏。
　　3)基层还具有良好的承载、扩载作用，提高路面的整体结构强度，改善路面板的工作条件，同时改善施工条件，保证面层厚度均匀和保护碾压平整的土基或垫层，有利于提高路面施工质量。
　　
　　3、土基的稳定性差、不均匀。
　　刚性路面之下土基承受的应力比较小，一般不会超过0.05MPa，因此混凝土路面无需对土基的强度提出过高的要求。然而，土基的稳定性差或不均匀时，在轮载的反复作用下，以及在周围水温变化的影响下，会出现较大的不均匀变形，仍将导致混凝土路面使用品质的下降和路面板的损坏、断裂。土并非理想的强性体，在受力时具有非线性变形的特征。因此，在施工中，要特别注意路基的均匀压实，在路基排水不良地段增加垫层，以排除或隔断地下水对基层的影响，给混凝土路面创造良好的工作环境。
　　
　　4、温度应力。
　　水泥混凝土路面直接暴露在大气中，一年四季大气温度周期性的变化及每一天白昼黑夜气温的变化，使得混凝土路面的温度也随之产生周期性的变化，使混凝土路面产生收缩与膨胀等变形。尤其是带状结构的道路，温度变化引起的路面纵向变形更为突出。一旦路面因温度变化所产生的变形受到约束，不能自由伸缩，路面将产生巨大的温度内应力，同时，混凝土路面的表面同大气直接接触，直接受到外界温度的影响，而且热量向路面内部传导仍需一定的时间。因此，沿着路面的厚度方向温度并不是均匀的，而是存在一定的温差。同样，在晚间，大气温度下降，混凝土路面表面散热快，内部散热慢，也一样会出现同一截面温度不一致、不均匀。因此，水泥混凝土路面的温度应力主要有二类：一类是温度不均匀上升或下降时引起板的热胀冷缩而在板内产生热压应力或收缩应力；另一类是由板截面上温度不一致引起的翘曲应力。当温度内应力超过容许范围，路面板即产生裂缝或被挤碎而破坏。
　　温度应力引起的混凝土路面的裂缝，一般在施工的第二天便能发现，因为混凝土的早期强度低。实际上，荷载应力的最大值与温度翘曲应力的最大值在板面的同一位置、同一时刻产生的机率并不高。因此，可采用较大的强度折减验算路面板的强度。经验算，缩缝间距4―6米时，均能满足要求，

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