樊慶文

近年來(lái),重軸載、大噸位運(yùn)煤車(chē)輛成為我省二級(jí)公路運(yùn)輸?shù)囊淮筇攸c(diǎn)。為了保證公路服務(wù)質(zhì)量和使用年限,從設(shè)計(jì)到施工每個(gè)環(huán)節(jié)都將影響到水泥混凝土路面的使用質(zhì)量。

1 存在的問(wèn)題

1.1 設(shè)計(jì)方面

1)地帶類(lèi)型確定不當(dāng),土基模量取值偏小,導(dǎo)致部分混凝土板因土基強(qiáng)度不足發(fā)生斷裂。2)交通量預(yù)估偏差較大,且常低于實(shí)際交通量,重載車(chē)輛比例增大,超載嚴(yán)重,從而使路面的使用壽命低于設(shè)計(jì)使用年限。

1.2 施工方面

1)忽視了路基穩(wěn)定對(duì)路面整體強(qiáng)度的影響,造成混凝土板在短期內(nèi)即出現(xiàn)大面積斷裂。2)面板切縫時(shí)間掌握不當(dāng),混凝土初期養(yǎng)生不好。3)不注意基層的平整度,造成混凝土板厚薄不均,既影響路面質(zhì)量又不經(jīng)濟(jì)。4)混凝土成型方法不當(dāng),造成強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。5)管理人員缺乏路面施工基本知識(shí),不重視路用混凝土對(duì)組成材料的基本要求,這是導(dǎo)致路面質(zhì)量差的主要原因。

2 提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性

2.1 正確確定路基地帶類(lèi)型,認(rèn)真解決排水問(wèn)題

設(shè)計(jì)路面,一般要求路基處于干燥或中濕狀態(tài),季節(jié)性冰凍地區(qū)防凍層的設(shè)置,其厚度也與路基干濕有關(guān),土基回彈模量值的確定,更是根據(jù)土基干濕類(lèi)型來(lái)選定。排水不良造成路基、路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足導(dǎo)致混凝土路面破壞屢見(jiàn)不鮮。為此:1)必須進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的水文、地質(zhì)調(diào)查,判明水文地質(zhì)條件及其對(duì)路基的影響。2)考慮不同季節(jié)地下水位的變化情況。3)在挖方地帶,應(yīng)考慮挖方深度對(duì)路基干濕類(lèi)型的影響。路基的干濕類(lèi)型易受地表積水的潛流作用,使原來(lái)干燥的路段由于積水而變成潮濕路段,引起土基強(qiáng)度下降,路基下沉,導(dǎo)致路面破壞。因此,設(shè)計(jì)時(shí)一定要認(rèn)真考慮這一問(wèn)題。4)在路基基本完成后,應(yīng)實(shí)測(cè)土基回彈模量,重新核實(shí)路基地帶類(lèi)型。5)按照規(guī)范規(guī)定,對(duì)可能危害路基穩(wěn)定的地面水和地下水設(shè)計(jì)一個(gè)完整的排水系統(tǒng),使水迅速排出路基范圍以外,確保路基穩(wěn)定。

2.2 交通量的統(tǒng)計(jì)

1)目前在一些運(yùn)煤路線上的運(yùn)輸車(chē)輛中,軸重超過(guò)30 t的車(chē)輛比例逐年增大,且有大量的雙后軸車(chē)輛。因此,如果對(duì)各種軸載,特別是重軸載不能進(jìn)行精確的統(tǒng)計(jì),將造成交通量設(shè)計(jì)參數(shù)的偏差。2)對(duì)超載車(chē)的預(yù)估不足也是交通量統(tǒng)計(jì)的一個(gè)缺陷。我省的運(yùn)輸車(chē)輛主要是運(yùn)煤車(chē)輛,普遍超載,采用超載與空載平均方法計(jì)算,也導(dǎo)致預(yù)估交通量偏低。因此要加強(qiáng)交通量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性,就必須考慮上述兩個(gè)因素,為此,應(yīng)做到以下幾點(diǎn):a.在設(shè)計(jì)重要公路或等級(jí)較高的公路路面時(shí),應(yīng)全面調(diào)查該地區(qū)的交通運(yùn)輸情況,特別是對(duì)交通量增長(zhǎng)情況要合理估算,不可僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。b.在道路設(shè)計(jì)前,交通量的觀察應(yīng)以軸載為準(zhǔn),特別是對(duì)一些重載車(chē),應(yīng)盡量精確統(tǒng)計(jì)其軸載。c.空車(chē)與超載車(chē)區(qū)別對(duì)待,分別統(tǒng)計(jì)。3)混凝土組成設(shè)計(jì)。a.骨料級(jí)配。提高混凝土的強(qiáng)度,增大水泥漿與骨料結(jié)合面是一有效途徑,應(yīng)從過(guò)去的骨架型改為懸浮型。為使骨料形成懸浮結(jié)構(gòu),最適當(dāng)?shù)姆椒ň褪窃黾庸橇现? cm～2 cm顆粒含量,減少3 cm～4 cm顆粒含量,滿(mǎn)足路用混凝土對(duì)其抗折、抗壓強(qiáng)度的要求。b.砂率。砂率表示混凝土拌合物中細(xì)集料的含量。砂率也是提高界面面積,改善懸浮結(jié)構(gòu)的重要因素,提高砂率亦可以有效的提高混凝土抗離析的能力和保水性能,減少路表干縮裂縫。因此我們?cè)谶M(jìn)行水泥混凝土路面配合比設(shè)計(jì)時(shí),不僅應(yīng)考慮水灰比,骨料級(jí)配,也應(yīng)當(dāng)選擇最佳砂率,這樣才能設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足路面設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的混凝土配合比。4)砂的細(xì)度模數(shù)。當(dāng)砂的含泥量符合規(guī)范要求時(shí),適當(dāng)降低砂的細(xì)度,增加砂中0.16 mm顆粒含量,可以增加界面面積,同樣可以提高混凝土的抗折強(qiáng)度。

3 施工過(guò)程中的問(wèn)題

3.1 路基強(qiáng)度

好多人認(rèn)為,混凝土路面有較厚的板分散荷載,作用于路基上的力很小,故對(duì)路基的壓實(shí)度、穩(wěn)定性要求有所放松。眾所周知,由于混凝土板是通過(guò)基層支撐在路基上的剛性板,當(dāng)路基由于壓實(shí)度不足產(chǎn)生變形時(shí),路基支撐部分脫空,混凝土板應(yīng)力重新分布,使應(yīng)力集中,導(dǎo)致混凝土板的破壞。因此,要保證混凝土路面的質(zhì)量,必須保證路面面板有一個(gè)均勻的支撐,故提高路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性是十分重要的。根據(jù)幾年來(lái)我省修建水泥混凝土路面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),路基壓實(shí)度的控制必須嚴(yán)格執(zhí)行重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)填方路基,路床底面0 cm～80 cm范圍內(nèi)應(yīng)大于 95%;80 cm以下要達(dá)到94%;而對(duì)零填及挖方地段,不僅要求路槽底面0 cm～30 cm內(nèi)大于95%,且應(yīng)對(duì)路槽底面以下土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查。對(duì)軟弱的下臥層路段(含濕陷性黃土),應(yīng)采取翻土或重錘夯實(shí),使0 cm～80 cm內(nèi)的土基壓實(shí)度均達(dá)到95%以上。為了保證路基強(qiáng)度,施工中當(dāng)路基工程基本完工后,應(yīng)進(jìn)行一次路基綜合調(diào)查,核實(shí)路基地帶類(lèi)型與土基回彈彎沉與原設(shè)計(jì)是否相符。

3.2 基層平整度

由于一些施工單位對(duì)基層平整度不夠重視,造成混凝土板厚度不均,據(jù)近幾年施工現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),混凝土板最厚的地方比設(shè)計(jì)厚度多4 cm～5 cm,而最薄的地方比設(shè)計(jì)板厚少5 cm～6 cm,前者造成工程上的浪費(fèi),后者導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降。為使施工中混凝土板厚不出現(xiàn)較大偏差,使混凝土板放在一個(gè)平整的基層上,在路面基層施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)正確確定材料松容重和涂鋪厚度。由于一些細(xì)粒料(如石灰和粉煤灰)的松干容重是隨含水量變化而變化,施工前應(yīng)測(cè)定其在不同含水量下的松干容重,并繪制含水量和容重的關(guān)系曲線。施工時(shí)先測(cè)定材料的含水量,根據(jù)含水量確定其容重,并按此計(jì)算體積配合比或虛鋪厚度。2)基層的整平在壓實(shí)前進(jìn)行,即在第一次穩(wěn)壓后應(yīng)在基層的標(biāo)高平整度處進(jìn)行一次認(rèn)真的檢查,發(fā)生問(wèn)題及時(shí)糾正,堅(jiān)決杜絕貼補(bǔ),這樣可以防止在壓實(shí)成型后因挖補(bǔ)整平造成基層強(qiáng)度下降。

3.3 混凝土板施工

1)每批水泥使用前必須做安定性試驗(yàn)(每30 t一批),凡未經(jīng)檢驗(yàn)或查出安定性不合格的水泥禁止使用。2)嚴(yán)格遵照混凝土配合比設(shè)計(jì)。一些施工單位在拌制混凝土?xí)r,只控制水泥、砂、石用量,致使拌出的混凝土和易性差別很大,且強(qiáng)度離散更大,為扭轉(zhuǎn)這一局面,在拌和混凝土?xí)r必須做到:a.嚴(yán)格控制水灰比。必須明確影響混凝土強(qiáng)度的主要因素是水灰比,而不是水泥用量,因此,在拌和混凝土?xí)r,不僅堅(jiān)決杜絕憑“經(jīng)驗(yàn)”加水,還必須做到每作業(yè)班至少三次取樣測(cè)定砂、石材料含水量,并按其含水量的變化調(diào)整加水量及砂、石用量,使水灰比及和易性均符合設(shè)計(jì)要求。b.砂、石規(guī)格、質(zhì)量必須符合規(guī)定。如前所述,影響混凝土抗折強(qiáng)度不僅是水灰比、骨料級(jí)配,而且質(zhì)量對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響亦很大,特別是碎石級(jí)配往往容易被施工人員忽視,因而造成失誤。如某單位,在混凝土路面施工中,只注意了材料配比數(shù)量的準(zhǔn)確性,但對(duì)碎石級(jí)配不做控制,結(jié)果導(dǎo)致30組混凝土試件雖抗壓強(qiáng)度均大于設(shè)計(jì)(30 MPa),但有相當(dāng)一部分試件抗折強(qiáng)度小于設(shè)計(jì)(4.5 MPa)。因此,在混凝土路面施工中必須嚴(yán)格控制骨料規(guī)格。3)減水劑?；炷涟韬衔镏屑尤胍欢〝?shù)量的減水劑能提高混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和節(jié)約水泥。所以,在混凝土路面施工中正確使用減水劑對(duì)改善混凝土的物理力學(xué)性能,提高混凝土路面使用壽命是大有好處的,特別是在水泥價(jià)格較高的情況下,使用減水劑對(duì)降低工程造價(jià)也是十分可取的。4)加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù),掌握最佳切縫時(shí)間。我省氣候干燥,風(fēng)大,晝夜溫差大,混凝土表面水分極易蒸發(fā),造成不少路段產(chǎn)生大量裂縫。為此,在施工中采取及時(shí)用塑料布覆蓋,避免混凝土表層水分過(guò)早蒸發(fā),可以有效的防止干縮裂縫的產(chǎn)生,不少施工單位采用后,收到了良好的效果。具體做法是:當(dāng)混凝土面板成型后,及早拉毛,然后馬上用塑料布覆蓋,這對(duì)提高面板初期強(qiáng)度也有好處。混凝土面板橫向縮縫在我省采用的是切縫法,但由于切縫時(shí)間掌握不當(dāng),面板在切縫前因干縮而引起板橫向斷裂的現(xiàn)象在我省路面施工中常有發(fā)生。解決的關(guān)鍵是把握最佳切縫時(shí)間,路面施工規(guī)范規(guī)定,當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度25%～30%時(shí),進(jìn)行切縫,這在一般情況下是良好的。但我省風(fēng)大,日溫差大,混凝土收縮快,切縫時(shí)間應(yīng)按實(shí)際情況掌握,以防止由于收縮和溫度翹曲應(yīng)力而將板拉斷。根據(jù)幾年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),最好在強(qiáng)度達(dá)到4 MPa～6 MPa時(shí)切縫。即在夏季切縫時(shí)間8 h～10 h,秋夏切縫時(shí)間14 h～16 h為宜。如對(duì)切縫時(shí)間難以掌握,施工中每隔20 m預(yù)壓一條縮縫,給混凝土收縮提供余地,以后再切剩余的縫,也可防止混凝土板因干縮而產(chǎn)生橫向斷裂。

綜上所述,如果能從上述的諸多方面加以注意并努力改善的話,一定能取得良好效果,并提高工程質(zhì)量。

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[2]山西公路局.公路工程八大通病分析與防治[M].北京:人民交通出版社,2007.

[3]徐培華,王安玲.公路工程混合料配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2005.

[4]JTG D40-2003,公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]JTG F30-2003,公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[6]JTG F10-2006,公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].