(河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院， 河南 平頂山 467000)

0 引言

隨著國家的進(jìn)步，交通事業(yè)飛速發(fā)展，我國高速公路總里程已經(jīng)突破了13萬公里，公路總里程457.73公里，但是需要養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)維修的就有446.56公里占總里程的97.6%，這些公路中水泥混凝土路面所占的的比例是最大的。這些水泥混凝土路面中出現(xiàn)路面斷裂，結(jié)構(gòu)受損情況的不占少數(shù)，雖然造成這種情況的原因有許多，造成這些原因的情況也很多。在這些造成路面損壞的情況中有一部分是因?yàn)檫^渡層發(fā)生了破壞而使路面發(fā)生破壞。過渡層很薄，但是一旦過渡層被破壞，水泥混凝土?xí)S著過渡層破碎的裂縫向路面蔓延，最終導(dǎo)致整個(gè)的路面的破壞。

1 過渡層的產(chǎn)生與性質(zhì)

如今我國的公路事業(yè)高速發(fā)展，特別是黨中央提出了一帶一路這個(gè)偉大的戰(zhàn)略思想之后，道路行業(yè)又一次走向了春天。但是，在工程施工中最重要的不應(yīng)該是修建了多少路，而是修建的路是否可以滿足國家的要求，是否可以讓人們使用的時(shí)間更久，使用的更加舒適。因此本文對影響路面質(zhì)量的其中一個(gè)因素‘過渡層’進(jìn)行了分析。

1.1 過渡層的產(chǎn)生

在鋪設(shè)水泥混凝土路面時(shí)，由于路基存在一定的空隙，在施工人員進(jìn)行水泥混凝土澆筑時(shí)由于水泥混凝土存在自重導(dǎo)致一部分水泥進(jìn)入到路基的孔隙之中。慢慢的，水泥混凝土發(fā)生固化，從而在路面與路基之間形成了這樣一層薄薄的，易碎的結(jié)構(gòu)。硬化后的水泥混凝土是一種典型的水泥基復(fù)合材料。這個(gè)薄層是一個(gè)富水區(qū)域，厚度大約20-100um，該區(qū)域的W/C高，孔隙大，結(jié)晶顆粒大。有時(shí)漿體-骨料邊界存在裂縫，孔隙率隨著離骨料表面距離增大而降低，約是靠近骨料的表面，產(chǎn)生的空隙也就越多。而這層結(jié)構(gòu)就是對水泥混凝土路面存在極大殺傷了的過渡層。這層極為特殊的結(jié)構(gòu)的性質(zhì)也極為特殊，它既和水泥混凝土路面的性質(zhì)不一樣，又與路基的性質(zhì)不一樣，就是因?yàn)檫@個(gè)極為特殊的結(jié)構(gòu)層的出現(xiàn)導(dǎo)致了整個(gè)水泥混凝土路面不能在工程師為它預(yù)期的使用壽命之內(nèi)完成自己的使命。因?yàn)檫^渡層內(nèi)膠凝材料粒子堆積密度較低，從而在界面出現(xiàn)了一種效應(yīng)‘邊壁效應(yīng)’，因?yàn)檫@個(gè)過渡區(qū)的孔隙率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地基的孔隙率，形成了極易破損的缺陷部位。因此在水泥混凝土施工中認(rèn)為過渡層是水泥混凝土最為脆弱的連接部位，

1.2 過渡層的性質(zhì)

過渡層被認(rèn)為是水泥混凝土路面最為薄弱的環(huán)節(jié)，它的結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度比較低，在受到外界因素的影響下，這個(gè)極為薄弱的區(qū)域非常容易出現(xiàn)破壞，產(chǎn)生裂紋。裂紋極易發(fā)生擴(kuò)散，從而影響了整個(gè)混凝土路面的整體強(qiáng)度。過渡層對水泥混凝土路面產(chǎn)生的影響還有許多，他可以降低交界面的粘結(jié)強(qiáng)度，從而從一定強(qiáng)度上降低了水泥混凝土路面的抗拉強(qiáng)度，由于水泥混凝土是一種抗壓不抗拉的建筑材料，因此，這種影響對水泥混凝土路面是致命的；在集料成分比例不變時(shí)，界面的厚度越大會導(dǎo)致水泥混凝土的彈性模量下降，并且骨料的體積分?jǐn)?shù)越大會使過渡層的彈性模量影響越為強(qiáng)烈；因?yàn)檫^渡層存在疏松多孔的性質(zhì)，過渡層的這一性質(zhì)在一定程度上影響了水泥混凝土的擴(kuò)散性和滲透性，不止這些，過渡層的高空隙率還會存留對水泥混凝土有害的物質(zhì)，從而加速了水泥混凝土的損壞。

2 過渡層的破壞原因

2.1 水泥混凝土的自身收縮

水泥混凝土自身存在一個(gè)特性，在水泥混凝土發(fā)生硬化時(shí)，水泥混凝土的整體會發(fā)生收縮，因?yàn)榘l(fā)生了這種收縮使得整個(gè)水泥混凝土路面產(chǎn)生了很大的拉應(yīng)力，由于水泥混凝土的抗拉性能有限，當(dāng)這種力達(dá)到極限時(shí)勢必會對路面產(chǎn)生破壞，將會從水泥混凝土的表面發(fā)生開裂，裂縫會隨著力的增大而增大，當(dāng)裂縫徹底貫穿整個(gè)水泥混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，巨大的拉應(yīng)力瞬間爆發(fā)，這種巨大的力會將過渡層破壞。

2.2 溫度變化的影響

水泥混凝土是一種會隨著溫度的變化體積發(fā)生變化的建筑材料，這種變化在水泥混凝土路面上由為明顯，在外界溫度發(fā)生均勻降低的時(shí)候，水泥混凝土?xí)a(chǎn)生收縮的內(nèi)力，這種收縮力是十分巨大的，由于路基的在低溫下的收縮遠(yuǎn)沒有水泥混凝土強(qiáng)烈，因此在巨大收縮力的影響下會將過渡層徹底的破壞；不止低溫會對過渡層發(fā)生破壞，溫度升高也會發(fā)生這種破壞，水泥混凝土?xí)S著溫度的上升發(fā)生膨脹，當(dāng)水泥混凝土路面的上表面溫度升高的比下表面高時(shí)，水泥混凝土板會向上發(fā)生突起，反之，會向下發(fā)生突起，水泥混凝土路面的這種變形會使水泥混凝土路面與路基發(fā)生分離，從而發(fā)生過渡層的破壞。

水泥混凝土這種材料本身存在的一些性質(zhì)造成了水泥混凝土路面易出現(xiàn)破損，斷面等現(xiàn)象。但是這種情況在一定程度上是可以避免的，水泥混凝土存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，應(yīng)對這種現(xiàn)象我們可以設(shè)置分隔縫，以減小熱脹冷縮對水泥混凝土造成的損失。

3 過渡層的強(qiáng)化和改善

3.1 降低水膠比

水泥混凝土的水膠比與水泥混凝土的性質(zhì)緊密相關(guān)，水泥混凝土的水膠比越低界面處的水膠比越低，孔隙率也就越低。不止這些水膠比的降低提高了水泥混凝土的強(qiáng)度模量，從而降低了過渡層的破壞幾率。

3.2 摻加礦物摻合料和高效外加劑

在水泥混凝土中加入一些外加劑可以提高水泥混凝土的各方面性能，在水泥混凝土中可以加入礦物摻合料例如：SF，這些礦物摻有一部分可以與水泥發(fā)生反應(yīng)，從而提高了水泥混凝土的強(qiáng)度，還有一些沒有參加反應(yīng)的可以成為那些界面空隙的填充物，這些都有利于過渡層的改善；選用有效的外加劑同樣可以改善水泥混凝土的性能，摻入高效的外加劑例如：減水劑。

不止這些可以改善水泥混凝土的性能，選用優(yōu)良的骨料也可以改善這種情況，可以選用吸水的骨料，這樣就可以降低骨料周圍水泥混凝土的水膠比，通過這種方法就可以改善不利因素，選用水硬活性的骨料也可以做到這些，這種骨料可以在界面處發(fā)生水化反應(yīng)，借用這個(gè)特性從而改善了過渡層存在的問題。同樣，改善混凝土的及制作工藝在一定程度上也可以改善界面的性質(zhì)。

3.3 路基與水泥混凝土層之間放置保護(hù)

在水泥混凝土與路基交界處可以放置一些材料來防止水泥混凝土路面發(fā)生破壞，在交界處可以鋪設(shè)塑料膜，瀝青等物質(zhì)來防止因過渡層發(fā)生破壞而給水泥混凝土路面帶來的損害。但是這種施工方法并不是隨便使用的，必須對接觸面進(jìn)行一系列的檢查，設(shè)計(jì)。例如要做到接觸面的干凈，整潔以保證可以讓水泥混凝土路面與路基可以光滑接觸。

4 結(jié)語

改善過渡層的方式有許多種，例如：為了應(yīng)對水泥混凝土本身的熱脹冷縮性質(zhì)可以設(shè)置分隔縫；可以從水泥混凝土的配置上做更改，調(diào)節(jié)水膠比；添加礦物摻合料，添加添加劑，更換骨料；在水泥混凝土與路基之間設(shè)置保護(hù)層等方法。如今過渡層對水泥混凝土路面的破壞是可以預(yù)防的，方法總比問題多，大膽設(shè)想，小心求證，這正是工程人的特點(diǎn)，也凸顯了工程人不怕任何技術(shù)難題的昂揚(yáng)斗志。

[1]谷建義,何小兵,楊慶國,趙朝華,黃鋒. 水泥混凝土路面中過渡層的聯(lián)結(jié)與破壞[J]. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2014,10(05):86-88.

[2]易志堅(jiān). 路面層間破壞分析與設(shè)置隔離層的水泥混凝土路面新結(jié)構(gòu)研究[D].重慶大學(xué),2011.

[3]吳國雄. 水泥混凝土路面開裂機(jī)理及破壞過程研究[D].西南交通大學(xué),2003.