高速公路水泥混凝土路面质量问题研究

　　摘要：当前水泥混凝土路面在高速公路建设中的应用比较普遍，本文对影响水泥混凝土强度的原因进行较全面的分析，并对混凝土路面存在的质量问题进行了比较全面的评述。 

　　关键词：水泥混凝土；强度；质量；探讨 
　　 
　　1影响混凝土强度的一些原因 
　　 
　　选用材料不当 

　　骨料中针片状石子含量过高。针片状石子在混凝土中易出现架空现象，空隙率较大，受压易折断，从而影响混凝土强度。 

　　选用较细的砂、且杂质含量过高。根据规范规定：砂的细度模数应在2.5以上，含泥量不超过3%。 

　　水泥随意掺合使用。因不同水泥中混合物质量及掺量都不同，掺合后将使水泥性能发生变化，标号降低，从而影响混凝土的强度。 

　　粗骨料采用砾石。砾石因表面光滑、无棱角，与水泥砂浆的粘结不够好，使混凝土强度降低。应采用机轧碎石作骨料。 

　　 砂、石材料内含有杂质。根据规范规定：粗骨料含泥量不超过1%，砂含泥量不超过3%。砂、石材料内杂质的含量对路面塑性收缩开裂和干缩变形影响很大。 

　　对粗骨料最大粒径控制不严。根据规范规定：水泥混凝土路面最大集料粒径为40毫米。但在施工中往往控制不严。从《公路》杂志上的一篇文章研究表明，大粒径集料的混凝土弯拉强度相对偏小。 

　　外加剂对混凝土强度的影响 

　　在掺有早强剂或速凝剂的混凝土中，因水泥短期内水化、硬化，使水泥颗粒表面生成一层硬亮，阻碍了水泥进一步水化，导致后期强度偏低。 

　　配合比控制不严以及计量不准确 

　　水灰比的问题。混凝土中的拌合水分自由水和化合水两部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆为自由水，它是为了满足操作的要求。自由水在混凝土硬化过程中逐渐蒸发，使混凝土内部形成空隙。如水灰比偏大，使混凝土密实度降低，强度也就降低；但水灰比偏小时，因和易性差，影响施工操作，也难以振捣密实，使混凝土强度降低。因此要严格控制水灰比。 

　　计量不准确。混凝土的配合比是根据混凝土强度、耐久性、耐磨性、和易性来确定的。根据规定计量误差：水泥1％，粗骨料3％，水1％，外加剂2％。同时计量不准确也影响砂石材料的级配，没有一个好的级配，混凝土的密实度就难以保证。新规范中作出了明确规定：水泥混凝土路面、大桥特大桥、隧道等有大体积混凝土施工的工程应采用拌和站并必须配置一定数量的自动计量设备，禁止用体积法计量。 

　　施工操作不规范 

　　砂石材料含水率的测定 

　　砂石材料的含水量是随气候变化而变化的。施工中住往根据设计而不考虑这一因素，从而使水灰比失去控制。事实上，在施工现场要在每班开工前及天气变化时，对砂石材料进行含水量的测定，及时对水灰比进行调整。 

　　标高控制不严，使混凝土板块厚薄不均，造成混凝土强度不匀，在混凝土板块厚薄不均界面，在外力作用下及收缩时产生拉应力，易产生裂缝，影响混凝土的使用质量。 

　　振捣不密实。从现场取芯的芯样上，往往会发现芯样气孔较多。这是混凝土振捣不密实的表现，混凝土有足够的弯拉强度，来自于它的密实度。 

　　随意向混凝土中加水。这种行为与水灰比过大的情况类似。随意加水会使混凝土中自由水份增加，随着水份蒸发，使混凝土内空隙增大。 

　　养护不及时。混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护，会影响混凝土水化作用的正常进行和水化物的生成，从而影响混凝土的强度。 

　　 一盘中多余的混凝土在浇筑间歇摊在基层上面。对于在工作间歇遇到一盘多余的混凝土摊铺在基层上的做法，这是不允许的。但在工作中确实也碰到过，特别是在低等级公路的混凝土浇筑中较为多。 

　　很显然，加了这一薄层使面层厚度减少，且薄层未经振捣结构强度低，由于这一薄层的存在势必影响面层的强度。 
　　 
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　　2混凝土存在的一些质量问题 
　　 
　　路面外观颜色差异 

　　根据《公路》杂志文章介绍：当用肉眼能看出混凝土路面存在颜色差异时，配料中误差水泥>7%、用水量>10%、集料>10%，由于计量不准造成色泽差异，且对混凝土强度有严重影响。 

　　路面起砂磨损和露骨 

　　路面磨损甚至露骨除了与砂石材料中的含泥量及砂偏细等有关外，还与水泥有关。在成渝高速公路白市驿混凝土改造过程中，1#隧道与2#隧道之间的水泥混凝土浇筑，由于水泥稠度指标达不到，保水性较差，泌水较为严重，最后路面起砂磨损现象很严重。在1#隧道内的混凝土采用不同的水泥浇筑，且通车时间更早却没有起砂磨损现象。 

　　在旧路改造时，由于路面接坡没有处理好造成磨损露骨 

　　因接坡没有处理好，在车辆运行过程中，将旧路上的泥土、砂、石子等带到浇筑好的路面上，在车轮的不断作用下，便路面造成磨损最后露骨。 

　　一般规定：混凝土路面浇筑单向长度不得小于1公里。 

　　根据经验：接坡用混凝土进行处理(长度约15米)，可减缓上面这种情况的产生。 

　　路面浇筑中，提浆机如使用过多，由于提浆机振动频率大，使面层砂浆过厚，也易造成起砂和露骨。 

　　面层出现小坑洞 

　　这是因为砂石材料中混进小泥块或杂质而引起的。为了避免以上这种情况的产生，具体操作时因注意：对加工好的碎石进行过筛，防石粉结块及增加含泥量；对堆料场进行硬化处理，防止直接堆在耕地上，以免装料时底层泥土混入。 

　　断边、缺角现象 

　　混凝土路面板角、板边部分应力易于集中，因振捣不良等原因，容易发生裂缝：在外力作用下也易发生断边、缺角现象；如接坡太低，在车轮作用下，易使混凝土板角断裂或使板边啃掉。 

　　表面压纹不均匀 

　　由于路面施工平整度差、压纹时间掌握不好等原因，导致压纹深度不均匀。目前，采用先拉毛后割缝的施工工艺，对行车安全较好。 

　　侧面蜂窝、麻面 

　　振捣不实、振捣不够使混凝土内气泡未能上浮而粘着模板，或模板上粘着水泥砂浆末刷洗干净使板面粗糙，在漏振及漏浆的情况下出现蜂窝和麻面。 

　　脱皮 

　　在施工中，因混凝土面板受雨水侵袭导致水泥浆流失，然后采用水泥浆粉刷补救，或是混凝土坍落度大及水泥保水性差使面板泌水严重，或用干水泥补撒吸水等都会产生脱皮。 

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　　灌缝问题 

　　灌缝材料质量欠佳及漏灌 

　　灌缝材料质量欠佳造成温度高时被车轮撕裂，温度低时自行脆裂；漏灌及灌缝不良会造成雨水下渗，影响路面的使用质量。 

　　灌缝不及时、切缝深度不足及灌缝时缝内湿度太大 

　　灌缝不及时会使泥砂等杂质进入缝内，切缝深度不足及灌缝时缝内湿度太大，都会影响灌缝质量，灌缝必须在缝槽干燥的状态下进行。目前，灌缝料质量较好的有改性沥青、聚氨脂等 

　　车轮、脚印及刮刀印痕 

　　这些人为因素造成混凝土外观出现的质量问题，只有通过加强施工现场的管理，才能使其得到有效控制。 

　　纵缝拉开 

　　纵缝拉开的原因主要是中央拉杆没有按规范设置，这在低等级公路建设中容易出现；在高等级公路建设中，双车道混凝土一次性浇筑的路面中缝拉杆设置较易疏忽，操作人员比较随意，既不拉线，也不对布设距离进行丈量，这都会给以后路面的使用质量留下隐患。 

　　拼板时混凝土跑到邻板上 

　　拼板时，由于操作不当，会使混凝土跑到邻板上，影响中缝的美观，并使面板平整度受到影响，实际施工中，可用宽约5厘米、长3．5米的钢板条靠在板边，以防砂浆跑到浇好的面板上。 

　　线型不顺 

　　立模不到位、放样不准确或者模板变型造成中缝、边线不顺。 

　　泥、错台现象 

　　泥现象的产生是基层中有可悬浮的细粒松散土，在路面上雨水渗入及车辆荷载的重复作用下，使基层破坏甚至脱空，使面板出现喞泥、错台甚至断裂。对基层的施工及适用范围，已在《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95交通版）中作了明确规定。 

　　平整度欠佳 

　　平整度不佳的主要原因是抹面操作人员掌握不好形成的，另外平板振捣梁也有一定的关系。一般采用铝合金大尺，横跨模板上来回抹平几次，然后转90度再抹平，使平整度得到有效控制。 

　　结束语 

　　总之，要抓好高速公路混凝土路面的质量，除路基质量要保证外，必须严格控制材料质量，加强试验检测，做到准确计量，及时对配合比作出合理的设计，严格控制水灰比；同时，必须规范操作行为，按规范施工，加强养护工作；另外，积极探索和改进施工工艺，以提高混凝土路面的整体质量。 
　　 
　　参考资料 

　　[1]《水泥混凝土路面施工及验收规范》（GBG97-87交通版）； 

　　[2]《公路》杂志1998年第六期； 

　　[3]《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95交通版）。