水泥混凝土路面的新技術應用

1、水泥混凝土路面的新技術應用 摘要：改革開放以來，我國公路建設事業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是高速公路建設，從無到有，現(xiàn)已建成8700km。特別是近幾年隨著工程質量不斷提高，為公路運輸提供了安 全、舒適的服務。我國秉著優(yōu)先發(fā)展公路的戰(zhàn)略，公路建設技術已經取得巨大的突破。隨著經濟的發(fā)展、綜合國力增強，我國的建筑材料、設備、建筑技術都有了較快發(fā)展。特別是電子計算技術的廣泛應用，為廣大工程技術人員提供了方便、快捷的計算分析手段。更重要的是我國的經濟政策為公路事業(yè)發(fā)展提供多元化的籌資渠道，保證了建設資金來源。關鍵詞：水泥混泥土 路基 泥混泥土 路面路床 貧混泥土 滑膜混泥土 鋼纖維混土 改革開放以后，我國公路交通量

2、增大，重型運輸車輛的比重越來越大，這對公路路面結構強度和使用性能提出了更高的要求，而水泥混凝土路面則是有強度高、穩(wěn)定性好、耐水性好、使用壽命長、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點。因此，近年來水泥混凝土路面在高等級公路中占了一席之地，隨之而來的是新材料、新技術在水泥混凝土路面施工中不斷推廣和應用。 一、路基進行沉降觀測。高速公路水泥混凝土路面的早期斷板破壞絕大多數(shù)情況下，是由于路基不穩(wěn)定、沉降過大造成的。為了防止這種現(xiàn)象，我們首先應對高速公路水泥混凝土路面路基進行全線沉降觀測，對沉降較大的路段進行了施工圖階段的細化補強設計，計算出攤鋪永久性水泥混凝土路面的不均勻沉降界限值，從而有效保證了高速公路水泥混凝土路面路

3、基質量和穩(wěn)定性，延長了水泥混凝土路面的使用壽命。 二、泥混凝土路面路床穩(wěn)定新技術。根據水泥混凝土路面比瀝青路面對路基穩(wěn)定更敏感的特性，要求高等級公路水泥混凝土路面的路基填筑提高一級壓實標準。對于粒徑在壤土以下的粒料土、沙土等采用重型壓路機強行擊實；對于塑性能指數(shù)較高的粘性土，使用路床石灰改善土穩(wěn)定技術。 在多段高速公路采用了提高壓實標準和重型壓路機壓實措施，并使用路床石灰改善土穩(wěn)定技術，強有力地保證了高速公路水泥混凝土路面路基或基層質量和穩(wěn)定性，大大地延長了水泥混凝土路面的使用壽命。路基改善土技術是針對壓實度達不到要求的高塑性粘土、軟基土或路基填挖頻繁路段采用的技術，一方面提高軟土路基強度、承

4、載力及穩(wěn)定性；另一方面，路床改善土相當于增加一層堅實的底基層，對提高水泥混凝土路面使用壽命將起到巨大作用。 三、貧混凝土基層滑模攤鋪技術。使用貧混凝土基層滑模攤鋪技術，并對貧混凝土基層的原材料、配合比、上基層的鋪筑及質量驗收提出了明確的技術要求，擴展了國內外認為最抗水沖刷、強度最高、使用壽命最長的新型基層類型及其施工技術和質量驗收控制標準。它的重大意義將在我國未來高速公路建設和養(yǎng)護中逐步顯示出來。我們希望將來我國高速公路基層能夠使用50年以上無需翻修，僅翻修面層。 四、滑動封閉層新技術。使用上基層表面瀝青表處或稀漿滑動封閉層新技術的主要優(yōu)點在于，有利于防止斷板；有利于防止半剛性基層長期水沖刷破

5、壞；有利于基層養(yǎng)生；有利于防止施工期間運輸車輪壓壞或碾松基層表面；有利于基層越冬防護。不過，采用瀝青滑動封閉層后為了防止脹縫隆起，應將脹縫板寬度增大5mm。5、 高彎拉強度路面滑?；炷?。使用高彎拉強度水泥混凝土路面滑模攤鋪技術，主要采用了高性能道路混凝土摻外加劑和粉煤灰的“雙摻技術”，用于超重載交通減薄板厚，并增強了面板對斷裂的抵抗能力，提高了路面對超重軸載破損的安全儲備。目前我國使用高性能道路混凝土技術滑模攤鋪的路面實測平均彎拉強度在6.57.5Mpa之間，這是迄今為止，我們在國際上各種文獻中未見的高彎拉強度，居于國際領先水平。6、 高平整度水泥路面滑模攤鋪技術。目前我國高速公路和一級公路

6、滑模攤鋪水泥混凝土路面的靜態(tài)3m直尺平整度不大于3mm的普通達到90以上；總體動態(tài)平整度基本上在1.0左右，最好的水泥混凝土路面一個標段已經達到0.76左右，最好6km單副路面已達到0.45，比驗收標準規(guī)定的1.5小得多。這些數(shù)據表明，我國高平整度的水泥混凝土路面已經與國際先進水平相當；同時，表明我國滑模攤鋪水泥混凝土路面的平整度還有進一步提高的潛力；最終，我國滑模板攤鋪水泥混凝土路面的平整度將與瀝青路面相當。 七、水泥混凝土路面裂縫控制技術。進一步掌握了滑模攤鋪水泥混凝土路面裂縫控制技術。首先是防止施工期間的塑性收縮裂縫；其次是使用初期的防止溫差、濕差裂縫和斷板；更重要的是提出了消除縱向裂縫

7、的施工技術及控制指標。應該講，防止水泥混凝土路面開裂任重道遠，目前，真正掌握該項技術的人員并不多，實際工作如不小心，仍然有開裂和斷板現(xiàn)象。主要解決開裂斷板的技術措施有：在刮風天，防止塑性收縮開裂，使用抗裂的混凝土配合比，并提早噴灑養(yǎng)生劑加強養(yǎng)生措施施工；使用瀝青滑動封閉層，降低上基層表面對面板的年溫差、季節(jié)濕差收縮裂縫及斷板；加深所有插拉桿和傳力桿接縫的切縫深度(13-14)h，并提早其切縫時間，防止縱向斷裂。 八、水泥混凝土路面抗凍、抗鹽凍研究。在國內首次研究并使用了水泥混凝土路面抗凍及抗鹽凍性滑模攤鋪技術(1998年黑龍江、吉林)，明確提出了混凝土路面含氣量、氣泡間距檢測方法和標準，為解決

8、我國北方地區(qū)水泥混凝土路面表層冰凍及鹽凍脫層，提供了有效技術措施，表明我國北方也可以建設不脫層的優(yōu)質水泥混凝土路面。 目前，此項內容尚需要將黑龍江等省直接采用歐盟的抗鹽凍試驗方法，通過研究制定為我國的標準試驗方法。另外，急需進行水泥混凝土路面抗鹽凍機理和防治措施的研究。 九、鋼纖維混凝土材料在舊混凝土路面修補工程中的應用。隨著國民經濟建設和公路交通事業(yè)的飛速發(fā)展，城市道路和國道干線公路上的車輛荷載及密度越來越大，行駛速度越來越快，致使路面的損壞也日趨嚴重起來。特別是對損壞的水泥混凝土路面而言，它不僅翻修投資大，且施工周期較長，嚴重影響交通暢通及行車安全。如用普通水泥混凝土修復路面雖有強度高，板

9、塊性好，有一定的抗磨性及承受氣象作用的耐久性好等特點，但它的最大缺陷是脆性大、易開裂、抗溫性差，路面板塊容易受彎折而產生斷裂，所以就要求路面面板應有足夠的抗彎、抗拉強度和厚度。用鋼纖維混凝土修筑路面，就是意將鋼纖維均勻地分散于基體混凝土中（與混凝土一起攪拌），并通過分散的鋼纖維，減小因荷載在基體混凝土引起的細裂縫端部的應力集中，從而控制混凝土裂縫的擴展，提高整個復合材料的抗裂性。同時由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界面粘結力，因而可將外力傳到抗拉強度大、延伸率高的纖維上面，使鋼纖維混凝土作為一個均勻的整體抵抗外力的作用，顯著提高了混凝土原有的抗拉、抗彎強度和斷裂延伸率。特別是提高了混凝土

10、的韌性和抗沖擊性。實踐證明，采用鋼纖維混凝土這一新型高強復合材料對路面修理，既可提高路面的抗裂性、抗彎曲、耐沖擊和耐疲勞性，而且可改善路面的使用性能，延長使用壽命從而減少老路開挖，對節(jié)省工程造價等具有重要的經濟效益和社會效益；為提高道路補強與改造提供了良好的途徑。 下面介紹一下鋼纖維混泥土的基本技術參數(shù)： 1、鋼纖維混凝土材料： 鋼纖維混凝土就是在一般普通混凝土中摻配一定數(shù)量的短而細的鋼纖維所組成的一種新型高強復合材料。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的產生，不但具有普通混凝土的優(yōu)良性能，而且具有良好的抗折、抗沖擊、抗疲勞以及收縮率小、韌性好、耐磨耗能力強等特性?？墒孤访婧穸葴p薄50以上，縮縫間距

11、可增至15m30m，不用設脹縫和縱縫。鋼纖維混凝土用鋼纖維類型有圓直型、熔抽型和剪切型鋼纖維。其長度分為各種不同規(guī)格，最佳長徑比為4070，截面直徑在04mm07mm范圍內，抗拉強度不低于380MPa。在施工時鋼纖維在混凝土中的摻入量為1020（體積比），但最大摻量不宜超過20。水泥采用425525普通硅酸鹽水泥，以保證混合料具有較高的強度和耐磨性能。鋼纖維混凝土用的粗骨料最大粒徑為鋼纖維長度的23。不宜大于20mm。細集料采用中粗砂，平均粒徑035mm045mm，松裝密度137g/cm3。砂率采用4550。 2、鋼纖維混凝土配合比： 鋼纖維混凝土混合料配合比的要求首先應使路面厚度減薄，其次是

12、保證鋼纖維混凝土有較高的抗彎強度，以滿足結構設計對強度等級的要求即抗壓強度與抗折強度，以及施工的和易性。鋼纖維混凝土配合比設計基本按以下步驟進行。 （1）根據強度設計值以及施工配制強度提高系數(shù)，確定試配抗壓強度與抗折強度；鋼纖維混凝土抗折強度設計值的確定：fftmftm（1atmPfLf/df）式中fftm鋼纖維混凝土抗折強度設計值；ftm與鋼纖維混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折強度設計值；atm鋼纖維對抗折強度的影響系數(shù)（試驗確定）；Pf鋼纖維體積率；Lf/df鋼纖維長徑比。 （2）根據試配抗壓強度計算水灰比； （3）根據試配抗壓強度，確定鋼纖維體積率，一般澆筑成型

13、的結構范圍在0520之間； （4）按照施工要求的稠度確定單位體積用水量； （5）確定砂率； （6）計算混合材料用量，確定試配配合比； （7）按照試配配合比進行拌合物性能試驗，調整單位體積用水量和砂率，確定強度試驗用基準配合比； （8）根據強度試驗結果調整水灰比和鋼纖維體積率，確定施工配合比。 為防止鋼纖維混凝土在攪拌時纖維結團，在施工時每拌一次的攪拌量不宜大于攪拌機額定攪拌量的80。采用滾動式攪拌機拌和，在攪拌混凝土過程中必須保證鋼纖維均勻分布。為保證混凝土混合料的攪拌質量，采用先干后濕的拌和工藝。投料順序及攪拌時間為：粗集料鋼纖維（干拌1min）細集料水泥（干拌1min），其中鋼纖維在拌和時

14、分三次加入拌和機中，邊拌邊加入鋼纖維，再倒入黃砂、水泥，待全部料投入后重拌2min3min，最后加足水濕拌1min?？倲嚢钑r間不超過6min，超攪拌會引起濕纖維結團。按此程序拌出的混合料均勻。尚若在拌和中，先加水泥和粗、細集料，后加鋼纖維則容易結成團。而且纖維團越滾越緊，難以分開，一旦發(fā)現(xiàn)有纖維結團，就必須剔除掉，以防止因此而影響混凝土的質量。3、鋼纖維混凝土澆搗： 鋼纖維混凝土澆搗與普通混凝土一樣，澆筑和振搗是施工中的重要環(huán)節(jié)，直接影響鋼纖維混凝土的整體性和致密性。不同之處就是其流動性較差，在邊角處容易產生蜂窩，因此，邊角部分可先用搗棒搗實。板角采用插入式振動器振搗，然后用夯梁板來回整平。在混凝土面層抹平過程中，因鋼纖維直徑較粗而易冒出路面，影響到行車安全，故在施工時需注意清除。 隨著我國經濟發(fā)展，材料、機械、設備工業(yè)相應發(fā)展，這為我國修建高等級公路和高速公路提供了有力保障。再加上廣大道路建設者的精心設計和施工，使我國建路水平已躍身于世界先進行列。我國幅員遼闊，經濟發(fā)展水平參差不齊，經濟上總體水平不高，公路發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般道路與高速公路，這類道路仍以預應力混凝土結構為主