水泥混凝土路面的新技術(shù)應(yīng)用

1、水泥混凝土路面的新技術(shù)應(yīng)用 摘要：改革開放以來，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是高速公路建設(shè)，從無到有，現(xiàn)已建成8700km。特別是近幾年隨著工程質(zhì)量不斷提高，為公路運(yùn)輸提供了安 全、舒適的服務(wù)。我國(guó)秉著優(yōu)先發(fā)展公路的戰(zhàn)略，公路建設(shè)技術(shù)已經(jīng)取得巨大的突破。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、綜合國(guó)力增強(qiáng)，我國(guó)的建筑材料、設(shè)備、建筑技術(shù)都有了較快發(fā)展。特別是電子計(jì)算技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為廣大工程技術(shù)人員提供了方便、快捷的計(jì)算分析手段。更重要的是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)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(shè)資金來源。關(guān)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(guó)公路交通量

2、增大，重型運(yùn)輸車輛的比重越來越大，這對(duì)公路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐水性好、使用壽命長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來水泥混凝土路面在高等級(jí)公路中占了一席之地，隨之而來的是新材料、新技術(shù)在水泥混凝土路面施工中不斷推廣和應(yīng)用。 一、路基進(jìn)行沉降觀測(cè)。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(yīng)對(duì)高速公路水泥混凝土路面路基進(jìn)行全線沉降觀測(cè)，對(duì)沉降較大的路段進(jìn)行了施工圖階段的細(xì)化補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，計(jì)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(zhì)量和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)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(shù)。根據(jù)水泥混凝土路面比瀝青路面對(duì)路基穩(wěn)定更敏感的特性，要求高等級(jí)公路水泥混凝土路面的路基填筑提高一級(jí)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于粒徑在壤土以下的粒料土、沙土等采用重型壓路機(jī)強(qiáng)行擊實(shí)；對(duì)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(shù)。 在多段高速公路采用了提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和重型壓路機(jī)壓實(shí)措施，并使用路床石灰改善土穩(wěn)定技術(shù)，強(qiáng)有力地保證了高速公路水泥混凝土路面路基或基層質(zhì)量和穩(wěn)定性，大大地延長(zhǎng)了水泥混凝土路面的使用壽命。路基改善土技術(shù)是針對(duì)壓實(shí)度達(dá)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(shù)，一方面提高軟土路基強(qiáng)度、承

4、載力及穩(wěn)定性；另一方面，路床改善土相當(dāng)于增加一層堅(jiān)實(shí)的底基層，對(duì)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(shù)。使用貧混凝土基層滑模攤鋪技術(shù)，并對(duì)貧混凝土基層的原材料、配合比、上基層的鋪筑及質(zhì)量驗(yàn)收提出了明確的技術(shù)要求，擴(kuò)展了國(guó)內(nèi)外認(rèn)為最抗水沖刷、強(qiáng)度最高、使用壽命最長(zhǎng)的新型基層類型及其施工技術(shù)和質(zhì)量驗(yàn)收控制標(biāo)準(zhǔn)。它的重大意義將在我國(guó)未來高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中逐步顯示出來。我們希望將來我國(guó)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(dòng)封閉層新技術(shù)。使用上基層表面瀝青表處或稀漿滑動(dòng)封閉層新技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于，有利于防止斷板；有利于防止半剛性基層長(zhǎng)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(yùn)輸車輪壓壞或碾松基層表面；有利于基層越冬防護(hù)。不過，采用瀝青滑動(dòng)封閉層后為了防止脹縫隆起，應(yīng)將脹縫板寬度增大5mm。5、 高彎拉強(qiáng)度路面滑?；炷痢Ｊ褂酶邚澙瓘?qiáng)度水泥混凝土路面滑模攤鋪技術(shù)，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(shù)”，用于超重載交通減薄板厚，并增強(qiáng)了面板對(duì)斷裂的抵抗能力，提高了路面對(duì)超重軸載破損的安全儲(chǔ)備。目前我國(guó)使用高性能道路混凝土技術(shù)滑模攤鋪的路面實(shí)測(cè)平均彎拉強(qiáng)度在6.57.5Mpa之間，這是迄今為止，我們?cè)趪?guó)際上各種文獻(xiàn)中未見的高彎拉強(qiáng)度，居于國(guó)際領(lǐng)先水平。6、 高平整度水泥路面滑模攤鋪技術(shù)。目前我國(guó)高速公路和一級(jí)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(dá)到90以上；總體動(dòng)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(gè)標(biāo)段已經(jīng)達(dá)到0.76左右，最好6km單副路面已達(dá)到0.45，比驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.5小得多。這些數(shù)據(jù)表明，我國(guó)高平整度的水泥混凝土路面已經(jīng)與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)；同時(shí)，表明我國(guó)滑模攤鋪水泥混凝土路面的平整度還有進(jìn)一步提高的潛力；最終，我國(guó)滑模板攤鋪水泥混凝土路面的平整度將與瀝青路面相當(dāng)。 七、水泥混凝土路面裂縫控制技術(shù)。進(jìn)一步掌握了滑模攤鋪水泥混凝土路面裂縫控制技術(shù)。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(shù)及控制指標(biāo)。應(yīng)該講，防止水泥混凝土路面開裂任重道遠(yuǎn)，目前，真正掌握該項(xiàng)技術(shù)的人員并不多，實(shí)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(shù)措施有：在刮風(fēng)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(qiáng)養(yǎng)生措施施工；使用瀝青滑動(dòng)封閉層，降低上基層表面對(duì)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(shí)間，防止縱向斷裂。 八、水泥混凝土路面抗凍、抗鹽凍研究。在國(guó)內(nèi)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(shù)(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(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，為解決

8、我國(guó)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(shù)措施，表明我國(guó)北方也可以建設(shè)不脫層的優(yōu)質(zhì)水泥混凝土路面。 目前，此項(xiàng)內(nèi)容尚需要將黑龍江等省直接采用歐盟的抗鹽凍試驗(yàn)方法，通過研究制定為我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。另外，急需進(jìn)行水泥混凝土路面抗鹽凍機(jī)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(bǔ)工程中的應(yīng)用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和公路交通事業(yè)的飛速發(fā)展，城市道路和國(guó)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(yán)重起來。特別是對(duì)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(zhǎng)，嚴(yán)重影響交通暢通及行車安全。如用普通水泥混凝土修復(fù)路面雖有強(qiáng)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(diǎn)，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(chǎn)生斷裂，所以就要求路面面板應(yīng)有足夠的抗彎、抗拉強(qiáng)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(xì)裂縫端部的應(yīng)力集中，從而控制混凝土裂縫的擴(kuò)展，提高整個(gè)復(fù)合材料的抗裂性。同時(shí)由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界面粘結(jié)力，因而可將外力傳到抗拉強(qiáng)度大、延伸率高的纖維上面，使鋼纖維混凝土作為一個(gè)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(qiáng)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(shí)踐證明，采用鋼纖維混凝土這一新型高強(qiáng)復(fù)合材料對(duì)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(zhǎng)使用壽命從而減少老路開挖，對(duì)節(jié)省工程造價(jià)等具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；為提高道路補(bǔ)強(qiáng)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(shù)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(xì)的鋼纖維所組成的一種新型高強(qiáng)復(fù)合材料。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的產(chǎn)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(qiáng)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(shè)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(zhǎng)度分為各種不同規(guī)格，最佳長(zhǎng)徑比為4070，截面直徑在04mm07mm范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度不低于380MPa。在施工時(shí)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(qiáng)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(zhǎng)度的23。不宜大于20mm。細(xì)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(yīng)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(qiáng)度，以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)強(qiáng)度等級(jí)的要求即抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度，以及施工的和易性。鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)基本按以下步驟進(jìn)行。 （1）根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以及施工配制強(qiáng)度提高系數(shù)，確定試配抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度；鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定：fftmftm（1atmPfLf/df）式中fftm鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值；atm鋼纖維對(duì)抗折強(qiáng)度的影響系數(shù)（試驗(yàn)確定）；Pf鋼纖維體積率；Lf/df鋼纖維長(zhǎng)徑比。 （2）根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度計(jì)算水灰比； （3）根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度，確定鋼纖維體積率，一般澆筑成型

13、的結(jié)構(gòu)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(jì)算混合材料用量，確定試配配合比； （7）按照試配配合比進(jìn)行拌合物性能試驗(yàn)，調(diào)整單位體積用水量和砂率，確定強(qiáng)度試驗(yàn)用基準(zhǔn)配合比； （8）根據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果調(diào)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(shí)纖維結(jié)團(tuán)，在施工時(shí)每拌一次的攪拌量不宜大于攪拌機(jī)額定攪拌量的80。采用滾動(dòng)式攪拌機(jī)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(zhì)量，采用先干后濕的拌和工藝。投料順序及攪拌時(shí)間為：粗集料鋼纖維（干拌1min）細(xì)集料水泥（干拌1min），其中鋼纖維在拌和時(shí)

14、分三次加入拌和機(jī)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(shí)間不超過6min，超攪拌會(huì)引起濕纖維結(jié)團(tuán)。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(xì)集料，后加鋼纖維則容易結(jié)成團(tuán)。而且纖維團(tuán)越滾越緊，難以分開，一旦發(fā)現(xiàn)有纖維結(jié)團(tuán)，就必須剔除掉，以防止因此而影響混凝土的質(zhì)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(dòng)性較差，在邊角處容易產(chǎn)生蜂窩，因此，邊角部分可先用搗棒搗實(shí)。板角采用插入式振動(dòng)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(shí)需注意清除。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，材料、機(jī)械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展，這為我國(guó)修建高等級(jí)公路和高速公路提供了有力保障。再加上廣大道路建設(shè)者的精心設(shè)計(jì)和施工，使我國(guó)建路水平已躍身于世界先進(jìn)行列。我國(guó)幅員遼闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊，經(jīng)濟(jì)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(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主