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水泥化学组成及强度对道路混凝土的影响
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如何提高农村公路混凝土路面质量
　　关键词：提高砼路面；质量；方法和措施
　　摘要: 本文主要论述了混凝土路面形成过程中，在各个环节如
何提高其路面质量的方法和措施。
　　路面水泥混凝土指满足路面摊铺工作性、弯拉强度、表面功能、耐久性及经济性等要求的水泥混凝土材料。水泥混凝土路面以其承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用低等优点，目前越来越广泛地被采用。然而，由于混凝土路面造价较高，维修困难，故水泥混凝土路面所体现的优点都以施工质量有保障为前提。质量达不到要求，如混凝土强度低，面层厚度不足等等，都会大大地减少设计使用寿命，造成不应有的经济损失和不良的社会影响。如何保证水泥混凝土路面施工质量，是摆在公路建设者面前的一个严峻课题。因此，从工程实践出发探讨一下水泥混凝土路面工程如何遵照规范、标准, 加强施工质量管理和控制有重要意义。
　　一、保证水泥混凝土材料质量
　　（一）保证水泥质量
　　保证水泥混凝土道路的质量，要从三方面进行考虑：首先应该保证水泥混凝土道路的抗拉强度；其次，应该保证水泥混凝土的抗压强度；最后，应该保证水泥混凝土道路的抗剪强度。混凝土材料的优势在于混凝土材料的抗压强度较大，一般情况下不易受到压缩破坏，而水凝混凝土道路的抗剪强度和抗拉强度不容易保证，这部分强度主要由水泥的胶结作用所承受，所以必须保证水泥材料的质量，保证水泥混凝土道路的抗剪强度和抗拉强度。根据有关规定，对于公路、城市道路、矿区道路水泥应该选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号应该比低于425，对于一般道路，没有特殊要求的情况下，水泥材料的选取要求可以降低，但是水泥标号也应该不低于325，在有特殊要求的情况，对于一些特殊道路，水泥混凝土材料的搅拌过程应该十分充分，水泥标号也应该不低于425，这样才可以综合保证水泥混凝土道路的抗拉强度、抗压强度和抗剪强度。
　　（二）保证粗细集料的质量
　　对于砂的选取，水泥混凝土道路的砂应采用质地坚硬、耐久洁净的天然砂、机制砂或混合砂。在一般情况，细度模数应该大于2.5，在特殊情况不能满足细度模数大于2.5的要求时，可以有一些杂物混入，但是混入的百分比应该小于3%。对于粗集料选取，卵石最大公称粒径不宜大于19.0mm； 碎卵石最大公称粒径不宜大于26.5mm；碎石最大公称粒径不宜大于31.5mm。应选用质地坚硬、耐久洁净的碎石。尽量保证所选用的碎石和砾石是岩浆岩或者变质岩，没有经过风化作用的沉积岩也可以，尽量避免选用石灰岩和已经风化的沉积岩。
　　（三）水材料的质量
　　在水泥混凝土材料进行搅拌和养护的过程中需要加入适量的水，水的选取要求水清洁，酸碱适中，以饮用水为最佳。
　　二、水泥混凝土配合比设计
　　混凝土的配合比应根据设计的混凝土强度等级、耐久性、坍落度的要求,按照普通混凝土配合比设计规程，经过试配确定。路面混凝土强度要求一般不小于C20。在混凝土配合比设计时,要以混凝土的抗折强度为主要指标,为节约水泥、减少混凝土收缩率建议使用干硬性混凝土。影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比,在相同配合比的情况下水泥强度等级越高,混凝土的强度等级也越高。水灰比越大,混凝土的强度越低,增加用水量,坍落度增加,但混凝土的强度下降。配合比设计时,水灰比要控制在0.5以下(一般为:0.46~0.48);砂率在满足混凝土浇捣所要求和易性前提下尽量取低值(26%~28%)。水泥用量是工程质量得以保证的关键,单位水泥用量一般为330~360kg/m3。施工时混凝土必须采用强制式搅拌机拌和。
　　（一）水灰比
　　有关水灰比、水泥品种、外加剂、粗集料级配等因素对路面混凝土性能影响的试验表明，无论28d抗折强度还是抗压强度，上述因素的主次为：水灰比一水泥品种一外加剂一粗集料级配。由此可见，水灰比对路面强度的影响是很大的。水灰比过大，多余水在硬化后的混凝土中形成气孔，减小了混凝土抵抗荷载作用的有效断面，在孔隙周围产生应力集中。水灰比愈小，水泥混凝土的强度也愈高，因此在满足和易性要求的前提下，应尽可能采用小的水灰比。此外，路面混凝土水灰比大小还应考虑道路等级、气候因素等。
　　（二）砂率
　　其大小主要影响混凝土的稠度，在水灰比低时这种影响表现得比较迟钝，但砂率的改变会使混凝土的空隙率和集料的总表面积有显著改变，直接影响硬化混凝土的品质。砂率过大，在水泥浆用量不变的情况下，会使混凝土的水泥浆显得过少，成型的路面表现砂浆层过厚，对耐磨耗、减少收缩不利。另外，从混凝土抗断裂的角度考虑，砂浆也不宜过大。试验表明，混凝土的抗裂能力随粗集料的增加而增加，因此在正常砂率的基础上，适当减少砂率，增加粗集料用量，对提高路面混凝土的抗折性能是必要的。
　　（三）集灰比
　　对混凝土强度的影响在混凝土强度较高时表现得较明显，当水灰比相同时，混凝土随集灰比的增长呈增长趋势，这与集料数量增大、集料吸收的水分量增大、实际水灰比变小有关，与混凝土内部孔隙总体积减少有关，还与较高标号混凝土水泥用量较大有关。在适当增大集灰比后，水泥胶结作用和集料的连锁作用得到了充分的发挥。
　　三、水泥混凝土路面的施工
　　开工前，建设单位应组织设计、施工、监理单位进行技术交底。施工单位应根据设计图纸、合同文件、摊铺方式、机械设备、施工条件等确定混凝土路面施工工艺流程、施工方案，进行详细的施工组织设计。对技术人员进行专业培训。施工过程中严格进行质量控制，拌合厂的设置应满足相应要求，设置在摊铺路段的中间位置，内部布置应满足使用要求。施工前必须对机械设备、测量仪器、基准线或模板、机具工具及各种试验仪器等进行全面地检查、调试、校核、标定、维修和保养。面板铺筑前，应对基层进行全面的破损检查，如有损坏应采取有效措施及时彻底修复。
　　四、混凝土的拌和及运输
　　混凝土的拌和质量取决于精确的配比和搅拌控制。在实际工作还应考虑气温、湿度、风等因素对拌和物中水分挥发的影响。其控制要点如下： 第一，在拌和前，根据现场各砂、石料本身的含水量将试验配合比换算成现场配合比，确定出合理可靠的配比，并保证严格按此配比拌和。 第二，根据拌合物的粘聚性、均质性及强度稳定性试拌确定最佳拌和时间。一般情况下，单立轴式拌和机总拌和试件为80-120s，全部原材料到齐后的最短纯拌和试件不宜短于40s。 第三，在出料口及时抽检坍塌度，并据此调整水的用量，确保每一盘料性质稳定。混凝土运输时，应根据运距远近及混合料允许运输时间选择运输工具。运送时要控制以下几点，运距尽量不要太远，运送器具不渗漏，工作结束时表面要清洗，必要时要清洗彻底，并涂上废机油保持表面光滑，运送时间不能超出混凝土的初凝时间，高温季节或阴雨天应用薄模覆盖。
　　五、混凝土的摊铺
　　对于半硬性混凝土现场拌一次性摊铺容许达到的混凝土路面板最大厚度为22-24M，超过一次性摊铺最大厚度时，应分层摊铺和振实，下层厚度略高于上层厚度且时间间隔不超过30分钟。浇注过程要保证混凝土的整体性，混合料不能离析或结团。施工中应控制以下几点：
　　1.混凝土由高处下落的高度不得超过2m，超过时应采取措施，保证不发生离析。
　　2.局部边角、端头模板部位需人工用锨端运混凝土，严禁抛掷，应采用扣锨轻放、仔细作业、紧贴模板，以避免边角部位因振实不足引起的蜂窝及麻面。
　　3.浇注时要连续不断，以防因时间间隔而形成的断层。浇注期间应随时检查支架、模板、钢筋和预埋件的稳定情况，发现有变化应及时采取措施恢复原状。
　　4.混凝土初凝后，模板不得振动，拆模时间以控制在24小时左右为宜。过早拆模，混凝土强度太低，造成混凝土的损坏。
　　六、混凝土的振实
　　混凝土的振实是混凝土质量的重要保证之一，振实工作是一项要求严格、细致的工作。在工作中应尽量使用经验丰富、技术娴熟的人员规范操作。震捣器具应保证具有平板震捣器、插入震捣器、震动梁、抹平机、滚杆等。震捣时主要控制以下几点： 第一，对于分层铺筑混凝土，插入式振捣器振捣应插至前一层混凝土，以保证两层铺筑良好的衔接。抽出时应缓慢提出，以免产生空洞，插入深度应离基层3-5cm，移动间距不得超过有效震动半径的1.5倍,对于边角地带应加强振捣以防蜂窝、麻点的产生。振捣时间不低于30s，达到表面泛浆、粗集料不再下沉、表面不再有气泡冒出为宜。第二，平板振捣在同一位置停留时间，一般以10s-15s，行走时重叠10-20M，保证有足够的水泥浆提出混凝土面。
　　七、水泥混凝土路面养生及开放交通
　　混凝土路面铺筑完成或软作抗滑构造完毕后应立即开始养生。宜使用保湿膜、土工毡、麻袋、草帘等覆盖物保湿养生并及时洒水，保持混凝土表面始终处于潮湿状态，并由此确定每天的洒水遍数。养生时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定，不宜小于设计弯拉强度的80%，应特别注意前7d的保湿（温）养生。面板达到设计弯拉强度后，方可开放交通。
　　总之,道路最终的成品质量是一个综合性的问题,质量的好坏是各种因素的综合反映。但最主要的是严格把关,上一道工序不合格,不得进入下一道工序施工。由于水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、耐久性强、稳定性好、养护费用低等优点得到了广泛的应用。水泥混凝土道路施工阶段质量控制是一项重要工作,需要各方面的配合,工程技术人员应做好各施工过程的质量预检与控制,确保施工质量达到设计要求。
　　参考文献
　　[1] JTG F30-2003
公路水泥混凝土路面施工技术规范
　　[2] JTG D40-2006
公路水泥混凝土路面设计规范
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