黃立群　（江西吉安市公路局泰和分局，江西 吉安 343700）

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農(nóng)村水泥混凝土公路施工的質(zhì)量控制

黃立群（江西吉安市公路局泰和分局，江西 吉安 343700）

水泥混凝土路面的主要優(yōu)點(diǎn)就是抗壓、抗彎、抗磨損性能高，路面的剛度以及擴(kuò)散荷載能力都非常好，所以廣泛用于農(nóng)村公路施工中。作者針對(duì)農(nóng)村道路水泥混凝土路面施工技術(shù)及質(zhì)量進(jìn)行深入分析，提出了保證施工質(zhì)量的一些控制措施，對(duì)農(nóng)村水泥公路建設(shè)具有參考意義。

農(nóng)村水泥公路；混凝土；工程施工；質(zhì)量控制

0　前言

在公路施工建設(shè)中，水泥混凝土路面本身有著諸多優(yōu)勢(shì)，隨著水泥質(zhì)量的不斷提高、混凝土施工工藝的不斷改進(jìn)，也使得水泥混凝土道路的質(zhì)量有了大幅度的提高，在我國(guó)農(nóng)村“村村通”公路的建設(shè)中，水泥混凝土路面的覆蓋范圍越來越廣。因此，抓好農(nóng)村水泥混凝土路面施工的質(zhì)量控制，提高路面行車的舒適性和安全性，延長(zhǎng)混凝土路面的使用壽命，使其工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，滿足廣大農(nóng)村群眾的出行需求，是農(nóng)村公路施工人員的重要使命。

1　水泥混凝土路面的主要問題

水泥混凝土路面的主要材料就是水泥、水以及碎石或粒料以一定的配比混合而成的混凝土，水泥混凝土路面的脆性很高，其抗變形能力以及抗彎強(qiáng)度等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于瀝青混凝土，其發(fā)生最頻繁的病害就是路面開裂，此外還有斷板、錯(cuò)臺(tái)等。一旦出現(xiàn)了開裂問題，則路面的雨水會(huì)大量的流入基層，在車輛荷載作用下會(huì)使水泥混凝土道路的基層發(fā)生唧泥現(xiàn)象，如果雨季長(zhǎng)期唧泥，基層就會(huì)逐漸的被掏空，導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)、斷板問題的出現(xiàn)。而錯(cuò)臺(tái)、斷板又會(huì)加速雨水對(duì)基層的損毀，從而產(chǎn)生更大范圍的開裂，最終使路面報(bào)廢。

1.1水泥混凝土路面裂縫

裂縫是水泥混凝土路面最常見、最普遍的質(zhì)量病害。產(chǎn)生裂縫的原因很多，有水泥混凝土本身原材料的原因，也有基層的質(zhì)量、施工環(huán)境溫度及施工工藝等外在原因。簡(jiǎn)言之就是各種應(yīng)力的不利組合，其綜合作用力超過水泥混凝土本身容許抗拉強(qiáng)度而最終導(dǎo)致裂縫形成。

首先，塑性收縮會(huì)使水泥混凝土發(fā)生裂縫。水泥在水化過程會(huì)使水泥混凝土的體積發(fā)生變化，主要是水泥－水體系的體積減少，這種體積的減縮稱為水泥混凝土的塑性收縮。在水泥混凝土凝結(jié)前，水泥混凝土還處于塑性狀態(tài)，一方面由于其組成材料密度的不同而發(fā)生不均勻的沉降收縮；另一方面水泥和骨料在下沉階段如受到鋼筋和其它埋件的局部阻礙、模板移動(dòng)、基礎(chǔ)沉降等作用時(shí)，會(huì)使該處水泥混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，其所在部位就會(huì)產(chǎn)生沉降裂縫。此外，對(duì)于平面積較大的混凝土，其水平方向的收縮比垂直方向的收縮較為困難，也會(huì)導(dǎo)致不規(guī)則的裂紋。在水泥與水發(fā)生反應(yīng)固化時(shí)，水泥水化物的體積會(huì)小于水泥和水的體積之和，加上水泥混凝土內(nèi)部自由水析出，水泥混凝土內(nèi)部會(huì)形成毛細(xì)管，毛細(xì)管張力會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土的開裂。還有，若公路的基層未被完全濕潤(rùn)就澆筑水泥混凝土面層，因其中的水分很快被基層吸收，使得水分迅速減少，內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)濕度梯度，加劇出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

其次，溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。在水泥混凝土強(qiáng)度增大的這段時(shí)間，水泥混凝土里水泥的水化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，這種反應(yīng)將會(huì)使水泥混凝土內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生體積膨脹。在通常溫度范圍內(nèi)，水泥混凝土溫度上升1℃，每米會(huì)發(fā)生0.01mm的膨脹溫度變形，這對(duì)大面積水泥混凝土板塊是極為不利的。一般水泥混凝土路面板的內(nèi)部溫度增高有時(shí)可達(dá)40～60℃，這使內(nèi)部水泥混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，待水化反應(yīng)減慢以后，水泥混凝土體積將會(huì)收縮，因而引起應(yīng)力變化而使水泥混凝土出現(xiàn)裂縫。同時(shí)，由于水泥混凝土的熱傳導(dǎo)性能較低，若晚上溫度太低或者是施工期間突發(fā)降溫（包括大雨、大雪）等，都會(huì)使路面表層的溫度迅速降低，而混凝土內(nèi)部的溫度一時(shí)卻降不下來，這便會(huì)使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差。內(nèi)部膨脹而外部收縮，互相制約，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，外部水泥混凝土所受拉應(yīng)力一旦超過水泥混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，板塊就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

此外，原材料的品質(zhì)和質(zhì)量不良也會(huì)引起裂縫的產(chǎn)生。例如水泥安定性不良、水泥原料中石灰含量相對(duì)過多、水泥熟料煅燒不充分、氧化鈣和氧化鎂以游離狀態(tài)存在等等，這些容易導(dǎo)致水泥在凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生水化產(chǎn)物，造成硬化的混凝土不均勻體積膨脹將使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。還有施工用水及骨料，如果其中含有有害雜質(zhì)，則會(huì)對(duì)水泥混凝土造成腐蝕，使其強(qiáng)度降低，產(chǎn)生早期裂縫。在自然因素和車輛荷載等綜合作用下，這些裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，導(dǎo)致混凝土路面板塊斷裂。

施工時(shí)的人工和機(jī)械因素也是導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生原因之一。如水泥混凝土拌合時(shí)間短、均勻性差；澆筑期間因停電、機(jī)械故障、運(yùn)輸不暢、氣候突變、停料等原因使作業(yè)中斷，而在澆筑時(shí)未按施工縫處理，使新舊水泥結(jié)合不良和收縮不一致；養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)；切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足，起不到誘導(dǎo)作用等等。如果鋪筑面板前，對(duì)基層的縱、橫向斷裂沒有進(jìn)行徹底的修復(fù)，導(dǎo)致基層的斷裂反射到面層，也會(huì)使面層發(fā)生斷裂。還有基層質(zhì)量不合格，當(dāng)其產(chǎn)生非擴(kuò)展性溫縮、干縮裂縫時(shí)，也會(huì)使面層產(chǎn)生斷裂。

1.2路面磨耗層的掉落

進(jìn)行水泥混凝土道路的施工時(shí)，若各項(xiàng)施工操作不夠規(guī)范，或者是路面的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不符合規(guī)定，水泥混凝土路面在長(zhǎng)期車輛碾壓、遭受到硬物撞擊或者是摩擦，則路面的磨耗層會(huì)因此而脫落。路面被磨耗最明顯的表現(xiàn)方式就是路面產(chǎn)生了露骨麻面等問題。

1.3路面掉角和接縫破損

在整個(gè)水泥混凝土道路中，最為薄弱的部分就是接縫區(qū)域，在這一區(qū)域常常會(huì)產(chǎn)生各種類型的病害，主要包括路面掉角、接縫擠碎、拱起、唧泥和板底脫空、錯(cuò)臺(tái)、填縫料喪失脫落等。路面角長(zhǎng)期受到脹、縮縫的影響，如果施工縫填料不夠科學(xué)合理、填縫料失效，常常會(huì)使路表的水順著縫隙下滲，當(dāng)板下基層排水不暢，或基層材料細(xì)料過多，基層材料耐沖刷性較差時(shí)，在車輛荷載反復(fù)作用下，真空吸力就會(huì)使板勺處產(chǎn)生唧泥，板下被沖刷掏空，造成板角應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致路面板出現(xiàn)掉角。

2　質(zhì)量控制措施

2.1基層施工質(zhì)量控制

水泥混凝土面層鋪筑在基層上，共同承受車輛荷載作用，因此，設(shè)計(jì)和施工規(guī)范對(duì)基層提出了一定的要求，最重要的是以下兩個(gè)方面。

2.1.1基層壓實(shí)度

由于農(nóng)村公路的特點(diǎn)，為充分就近利用建筑材料，路面基層基本上采用級(jí)配穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)，施工過程中如果混合料拌和不均勻，易產(chǎn)生粗細(xì)顆粒離析現(xiàn)象，如果碾壓機(jī)具或碾壓工藝不當(dāng)，必然影響基層的壓實(shí)效果。所以，要求施工單位必須采用集中拌和的方法進(jìn)行拌料，經(jīng)攤鋪及整型的混合料應(yīng)立即在全寬范圍內(nèi)壓實(shí)，應(yīng)使用12t以上三輪壓路機(jī)碾壓，每層的壓實(shí)厚度不應(yīng)超過15～18cm，并在混合料含水量等于或大于最佳含水量1%左右時(shí)立即碾壓；直線和不設(shè)超高的平曲線段，由邊向中碾壓，在設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)向外碾壓，碾壓時(shí)均按照先輕后重、先慢后快的原則，一般碾壓6～8遍，使表面無明顯輪跡，路面的兩側(cè)應(yīng)多壓2～3遍，直到滿足規(guī)范規(guī)定要求的壓實(shí)度為止。

2.1.2基層的表面平整度

基層平整度直接影響到面層厚度，也是預(yù)防混凝土路面面板斷裂的一個(gè)重要因素。如果基層表面凹凸不平，不僅會(huì)使面板與基層間的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均勻的片狀區(qū)，這樣在不均勻片狀區(qū)的邊緣部位和摩阻力集中的區(qū)域就容易形成斷板；另一方面，當(dāng)基層標(biāo)高低時(shí)，澆筑的混凝土面板就偏厚，而切縫深度又是按正常板厚實(shí)施的，這樣在混凝土凝固過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力的作用下，就會(huì)在面板相對(duì)較薄的部位產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。因此，要控制好基層的標(biāo)高，使基層平整度控制在允許偏差規(guī)定值范圍內(nèi)。

2.2強(qiáng)化水泥混凝土路面的施工管理

2.2.1嚴(yán)把原材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)

材料質(zhì)量控制是工程質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，原材料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到后期的施工和工程質(zhì)量。由于農(nóng)村公路的特點(diǎn)，決定了農(nóng)村公路建設(shè)所使用的筑路材料都是由施工單位自行采購(gòu)，采購(gòu)的材料可能來自不同的供貨商，不同時(shí)間批次的原材料，規(guī)格質(zhì)量都有一定的差別，這些給材料管理使用工作造成很大的難度。為此，各相關(guān)單位特別是業(yè)主、監(jiān)理人員要嚴(yán)格按配合比設(shè)計(jì)中的材料要求對(duì)外購(gòu)的水泥、砂石、鋼筋等原材料進(jìn)行必要的試驗(yàn)檢驗(yàn)，合格后方可使用。堅(jiān)決拒絕和清退不符合產(chǎn)地、規(guī)格、質(zhì)量的材料，消除來自原材料的質(zhì)量隱患。

2.2.2施工過程控制

①基層檢驗(yàn)

在澆筑之前對(duì)基層表面進(jìn)行檢查，需要檢查基層的寬度、表面平整度等是否符合相關(guān)的規(guī)范和要求。如有問題及時(shí)整修，如果路面損害不大，則不需要處理。路面鋪筑前，需要保證充足的施工機(jī)械數(shù)量，還要使作業(yè)面保持濕潤(rùn)狀態(tài)。

②做好測(cè)量放樣

測(cè)量放樣是施工的前提和保障，只有對(duì)施工場(chǎng)地的情況進(jìn)行充分的了解和分析才能夠進(jìn)行科學(xué)的施工，保證施工質(zhì)量。放樣前要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)了解，設(shè)置相應(yīng)的樁位和中心線等。測(cè)量放樣過程中加強(qiáng)對(duì)放樣過程的審核，重點(diǎn)核對(duì)施工圖紙的分塊線。測(cè)量放樣完成后，要對(duì)結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，定時(shí)檢查測(cè)量工作的漏洞和不足。

③仔細(xì)安設(shè)模板

水泥混凝土公路施工對(duì)模板有特殊的要求，最好使用裝卸方便、長(zhǎng)度適中的鋼模。鋼模的長(zhǎng)度最好在3m左右，高度應(yīng)該和面層板保持一致。模板的頂部和混凝土應(yīng)該保持一致，而模板的底部應(yīng)該與基層的頂部互相貼合。對(duì)模板的低洼處要進(jìn)行特殊處理，最好使用水泥漿填充、夯實(shí)，保證施工質(zhì)量。模板安裝之后仍需對(duì)模板進(jìn)行仔細(xì)檢查，如檢查各連接處的高差是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)，需要拆除重裝。如果安裝正確，則需要加強(qiáng)對(duì)它們的保護(hù)，在內(nèi)測(cè)涂上一層脫模劑或是瀝青，為以后拆卸方便。對(duì)于曲線段則需要采用短模板，還要保證模板中點(diǎn)與曲線切點(diǎn)重合。

④混凝土的拌和、運(yùn)輸、攤鋪和振搗

水泥混凝土在拌和時(shí)應(yīng)合理控制施工配合比，將水泥、碎石料、中粗砂及水等料進(jìn)行拌和，人工攪拌會(huì)受到人工狀態(tài)和心理素質(zhì)以及工作經(jīng)驗(yàn)的影響，在攪拌過程中容易出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致混凝土配比、攪拌不合理、不科學(xué)。采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和，同時(shí)加強(qiáng)拌和時(shí)間的管理，能夠取得很好的質(zhì)量效果。在每天開始拌和前，應(yīng)按規(guī)定取混合料試樣檢查級(jí)配和水泥劑量，按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制塌落度；拌和后要對(duì)混凝土的成分配比以及含水量進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。高溫作業(yè)時(shí)，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，要按溫度變化及時(shí)調(diào)整。

混凝土拌和后要保證其運(yùn)輸安全，由于混凝土的成分復(fù)雜，運(yùn)輸?shù)倪^程中易出現(xiàn)蒸發(fā)、離析等現(xiàn)象。如果運(yùn)輸路面不平整，混凝土運(yùn)輸過程中顛簸嚴(yán)重則很容易發(fā)生離析?；旌狭系绞┕?chǎng)所后，應(yīng)立即倒入路槽內(nèi)，并進(jìn)行人工攪拌，使之均勻。人工上料時(shí)應(yīng)采用鐵鍬反扣作業(yè)，嚴(yán)禁拋擲，防止混合料離析。人工上料后提手持振動(dòng)棒對(duì)混合料呈梅花狀振搗，每處持續(xù)時(shí)間不少于30s，移動(dòng)間距不大于500mm，插入深度宜離基層30～50mm，注意板底、內(nèi)部和邊角，不得欠振、漏振。振動(dòng)棒已完成振實(shí)部位，要采用振動(dòng)板縱橫交錯(cuò)全面提漿振實(shí)，每處持續(xù)振搗時(shí)間不少于15s，然后采用三軸整平機(jī)振動(dòng)和提漿整平，縱向拖行往返2～3遍。注意不要過振，以免造成面層砂漿過厚，表面強(qiáng)度不足，行車后易磨損露骨。最后，抹面機(jī)壓實(shí)整面飾面，人工修面，清邊整縫、清除粘漿、修補(bǔ)缺邊，掉角。

⑤做好接縫處理

混凝土路面一般面積比較大，施工時(shí)要分段進(jìn)行，每個(gè)區(qū)段完成后，如何銜接成為混凝土路面施工的重點(diǎn)，同時(shí)也是薄弱環(huán)節(jié)。如果接縫工作沒有做好將會(huì)直接影響到整個(gè)工程的施工質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)影響到公路的后期使用和維護(hù)。因此，應(yīng)特別認(rèn)真地做好接縫施工。普通水泥混凝土路面每隔500m設(shè)置一道脹縫，脹縫應(yīng)設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋支架、脹縫板和傳力桿。

⑥切縫和刻槽

路面切縫作業(yè)可在混凝土路面澆筑后24h左右進(jìn)行，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%～30%，即可進(jìn)行切割，以防因溫度應(yīng)力產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。可先試切一條，觀察啃邊情況，注意切縫的深度控制，有傳力桿縮縫的切縫深度應(yīng)為1/3～1/4板厚，最淺不得小于70mm，無傳力桿縮縫的切縫深度應(yīng)為1/4～1/5板厚，最淺不得小于60mm，切完后及時(shí)灌縫?？滩凼┕r(shí)間控制在混凝土強(qiáng)度達(dá)到40%左右，根據(jù)氣溫變化控制在3～5d左右為宜?？滩凵疃瓤刂圃?～5mm，寬度3mm，間距12～24mm。

2.3高度重視后期養(yǎng)護(hù)管理工作

完成水泥混凝土路面的澆筑后，并不意味著水泥混凝土道路的施工已全部結(jié)束，混凝土的養(yǎng)護(hù)管理也是極為重要的一項(xiàng)工作?；炷翝仓瓿珊?，為了保證路面的濕潤(rùn)，要及時(shí)使用保濕膜、草、土工布、麻袋等進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生。特別要注意前7d的保濕養(yǎng)生，灑水次數(shù)和間隔要嚴(yán)格按照規(guī)范要求。薄膜防護(hù)至少需要2周，一般養(yǎng)生天數(shù)為14～21d，待混凝土完全凝固后再撤去薄膜。在養(yǎng)生初期要設(shè)置告示牌、警示線等，防止人車通行的震動(dòng)導(dǎo)致路面的開裂。

養(yǎng)護(hù)管理的工作內(nèi)容不僅包括澆筑結(jié)束后的養(yǎng)護(hù)，還包括公路使用期間的養(yǎng)護(hù)：一是要經(jīng)常檢查接縫情況，及時(shí)更換老化或者損壞的填縫材料，確保填縫材料始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)；二是注意保持路面的整潔性，確保路面沒有石子等尖銳硬物，保護(hù)路面的耐磨層。

3　結(jié)語

水泥混凝土路面在農(nóng)村公路中得到普遍采用，其具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性、耐久性及平整度好等特點(diǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。水泥混凝土道路所使用的材料決定了其具有很強(qiáng)的脆性，并且它的變形性能以及抗拉強(qiáng)度也比瀝青混凝土要差得多，容易出現(xiàn)開裂等問題。如果水泥混凝土路面施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，將會(huì)嚴(yán)重影響行車舒適性和安全性，縮短混凝土路面的使用壽命。因此，在水泥混凝土路面施工中必須加強(qiáng)質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求施工，把施工質(zhì)量管理貫穿于農(nóng)村公路建設(shè)全過程，確保水泥混凝土路面的質(zhì)量，不斷滿足廣大農(nóng)村群眾的出行需求，提高人民生活幸福指數(shù)。

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U416.216

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1007-7359(2016)03-0206-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.075

黃立群（1973-），男，湖南瀏陽人，助理工程師，主要從事公路施工與養(yǎng)護(hù)工作。