路面质量控制

主题： 路面质量控制

水泥混凝土路面质量控制措施

摘 要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

关键词„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

一、 目前路面现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

二、 水泥混凝土路面常见问题及原因„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

三、 进一步提高水泥混凝土路面的施工质量„„„„„„„„„„„„„„„„9

四、 结语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14

【摘 要】文章针对目前水泥混凝土路面出现的常见问题，在分析原因后，采取有效措施提高水泥混凝土的质量。

【关键词】水泥混凝土路面；问题；质量控制；措施

序

水泥混凝土路面是以水泥混凝土板作面层的路面，是高速公路上最重要的路表结构层，其质量的好坏直接影响高速公路的行使舒适性、服务水平及其使用寿命，同时水泥混凝土路面质量也反映了高速公路建设中的设计、施工、监理和工程管理综合水平，在高速公路建设中具有举足轻重的作用。水泥混凝土路面作为一种高级刚性路面结构形式，已超过百余年，在世界各地使用极其广泛。我国水泥混凝土路面已有70余年的历史，主要于20世纪80年代开始大量使用。通过“七五”、“八五”、“九五”三个五年研究计划，设计理论和施工水平已达到较高水平。进入90年代后，我国开始采用滑模摊铺机施工水泥混凝土路面，工程质量和工程进度得到较大幅度的提高。但是，随着我国国民经济的快速发展，公路运输总量持续增长，交通基础设施建设取得了不断的突破，交通流量、交通荷载、轮胎压力不断增加，道路使用条件越来越恶劣。如何建设表面平整，行车舒适安全的路面，是摆在每一个公路建设者面前的一道难题，也是不断追求的目标。

一、目前路面现状

（一）高速公路交通状况。目前，我国高速公路呈现出交通量大，货车超轴载特别多，行车速度快的特点。为此，对我国高速公路的建设提出了更高的要求。

（二）高速公路路面现状。我国高速公路路面主要采用沥青混凝土路面和水泥混凝土路面两种形式，相对来说，水泥混凝土路面给社会的印象较差，导致近年来国内在高等级路面上采用水泥混凝土路面越来越少。为此，笔者跟踪和分析了国内部分省市的水泥路混凝土路面情况，确有许多路面出现了唧泥、断板、开裂等病害，有些甚至刚通车就开始修补，质量不良状况特别严重，极大的影响了行车的舒适性和安全性，在社会上造成了极大的影响。

二。水泥混凝土路面常见问题及原因

水泥砼路面产生质量问题的原因除路基本身质量欠缺而影响到路面质量外，主要还有路面施工不规范及组成材料不合格的问题。其质量病害的主要问题有：

（一）水泥混凝土路面的开裂、断板、错台。我国水泥混凝土路面的开裂、断板，将直接影响路面的使用性能。路面雨水渗入基层，导致唧泥，并淘空基层，造成错台、断板。路面出现断板，主要是以下几种原因：

1．施工期断板：在滑模摊铺路面施工时，一般是以下几方面因素：

（1）日温差过大或蒸发量过高。日温差过大，切缝不及时，温度应力高于混凝土路面的抵抗拉裂强度，造成断板。在风速过大，蒸发量过高时，养护不及时，表面干缩过快，出现收缩裂缝。

（2）基层强度过高，基层裂缝未进行处理，造成基层裂缝反射断板。

（3）水泥水化热过高或安定性不良，或两种水泥混用，也会引发早期断板。我国企业实行集团化，各大厂兼并无数小厂，改造后挂牌，在原厂供应不及时的情况下采取两厂同时供应水泥，两种水泥混用，极易造成路面大面积开裂、断板。

（4）滑模摊铺机操作不当或混凝土工作性不适应造成路面拉裂断板。

2．通车后的错台、断板

（1）通车二年内的断板，一是由于路基未完全沉降稳固，路基自然沉降出现断板。二是基层表面的粗糙度过大，面板收缩时，基层对路面的局部磨擦力过大，使混凝土路面产生过大的拉应力而断板。

（2）通车二到五年内的断板，则主要是基层稳定性不好，不耐冲刷，路面结构横向排水不畅，唧泥和淘空基层造成断板。

（3）缩缝未插入传力杆，重车多次碾压、颠簸，造成板端出现微小沉降，板与板之间出现错台。

（4）路面抗弯拉强度储备不足，重载车的高速增长是路面断板的原因之一。

（二）水泥混凝土路面的平整度差，噪音高。相对沥青混凝土路面来说，水泥混凝土路面的平整度较低，但衰减较慢。但目前我国水泥混凝土路面平整度差，我认为主要有以下方面的因素：

1．我国水泥混凝土路面技术起点低，采用机械代施工程度低，且时间短，造成水泥混凝土路面施工水平相对较低，设计单位、建设单位等对路面的研究重视程度不够，恣意缩短工期，导致施工单位出现赶工，是造成路面平整度不佳的主要原因之一。

2．施工单位配置人员力量弱，技术人员对路面摊铺的认识不深刻，不能根据不同的施工环境调整摊铺的各个环节，而是照搬以往成功的经验。机械操作手文化素质低，不能较好地对路面施工的各个环节理解透彻，故施工的路面平整度不理想。

3．设计单位对混凝土路面的后期平整度影响因素考虑不周，如路面抗弯拉强度储备不足，缩缝未插入传力杆易出现错台等。

4． 基层的平整度较差。建设单位、施工单位对基层平整度重视不够，造成路面厚度不均，收缩不一致，导致路面平整度较差。

5． 路面的设计厚度或施工厚度不足，是影响路面使用寿命的一个原因，出现“短命式”断板。国外研究人员认为，在一定范围内，每增加1cm 厚度，路面使用寿命增加3～5年。 水泥混凝土路面噪音相对沥青路面较高的原因，主要是路面平整度不佳，路面错台、断板而引起的。其次，我国对路面抗滑构造的间距、深度的控制力度不够，也是噪音较大的原因之

一。我国很多采用软拉制作的抗滑构造就极难满足规范要求，硬刻痕的也是缝宽或缝深有出入。另外，在德国、法国等国家采用一次用滑模摊铺机湿接湿铺双层路面来解决，上层为高强低噪声细粒式水泥混凝土路面，其噪声水平与沥青路面相当。

（三）水泥混凝土路面表面出现空洞、脱皮露骨。水泥混凝土路面脱皮露骨、出现空洞，主要是由以下因素影响的：

1． 材质问题。碎石、砂中含泥量过大，或有泥块，通车后出现坑洞，或表面砂浆强度不够，出现脱皮露骨。

2．混凝土坍落度控制不好。施工时出现蜂窝麻面，人工采用混凝土或砂浆修补，易出现坑洞或脱皮露骨。

3． 施工时碰上下雨，雨水对未初凝的路面冲刷，出现脱皮露骨现象。

（四）裂缝

产生裂继的原因很多，从时间上可分硬化前和硬化后两个过程。

1．在硬化前，砼还处于塑性状态，由于组成材料的密度不同而发生沉降，内部自由水析出， 引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层。但在干燥的基层上浇筑砼面层时，因段中的水份很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。

为防止沉降裂缝的发生，可采取以下措施：

（ 1）、砼浇筑后，尚未出现析水前，防强风吹拂和烈日曝晒。

（ 2）、及时养护，防止砼表面水份蒸发而干燥。

（3）、在浇筑砼前，应将基层浇湿。

（4 ）、采用二次抹面，以减少表面收缩裂纹。

（5）、避开高温气候施工。因在高温天气下，水泥水化作用加快，内部水化热不易及时散开，而产生温度裂缝，同时因水份蒸发加快，使砼迅速干燥而收缩，易产生收缩裂缝。

2．硬化后，由于施工及材料的问题而产生裂缝

（1、）干缩裂缝

因水份蒸发，使干缩产生的拉应力大于砼的抗拉强度，使砼产生裂缝。它的特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小，与发丝相似。 引起干缩裂缝的因素主要有：

①水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。水泥中的铝酸三钙水化时需大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。

②砼中的用水量对于缩值有很大的影响，当用水量增加一定百分数时，干缩值成倍增加。 ③骨料的大小和级配也对干缩值有密切关系。级配良好时，空隙率小，砂浆含量减少，收缩值相对减少。对使用偏细砂时，会使砼收缩值增大。含泥量大的情况与使用偏细砂类似。

（2）由于温度应力而产生的裂缝

这主要是因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0．01毫米，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。

一般在20?40米范围内应设置伸缩缝，以防断裂。

（3）基层原因而产生的反射裂缝

由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。

目前，水泥混凝土路面基层采用的结构形式以水泥碎(砾) 石稳定基层为主。因温度应力及其它因素的影响，基层浇筑好后，在一定范围内会自然断裂，如在基层上人为地设置一些伸缩缝为使上下缝对齐，会增加不少施工难度。我市21省道龙游一诸葛公路改建工程中，基层裂缝一般100米内不超过5条，以二层油毛毡来处理，油毛毡宽度为50厘米，从施工效果来看比土工布处理理想。

（4）、由于材料不良引起的裂缝

① 水泥安定性不良引起的裂缝

水泥熟料如锻烧不充分，会产生较多的游离氧化钙，因它的水化过程很慢，导致水泥己凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀的体积变化不均匀现象，使路面出现龟裂、断板等。还有氧化镁及石膏的后果与氧化钙类似。

为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应加强检验，并选用低碱性水泥。

②因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使砼板块断裂

水泥拌合后不久，便产生变硬，尔后又变软，逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝”。这是因为拌合物温度过高，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使砼拌合物的和易性变差，且影响后期强度。另外，内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土裂开。

因此，为防止混凝土发生假凝现象，要控制泥凝土的拌合物的温度。

③水及砂中有害杂质对水泥砼有腐蚀作用

有害杂质与砼产生反应生成易溶于水的物质，使砼被腐蚀，强度降低，在车辆荷载的不断作用下，遭到破坏。

根据规定：对砂、石材料的试验检测每料场要做一次，海水一般情况下不能作拌合用水。 ④砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应，使砼结构遭到破坏

集料中的活性二氧化硅与水泥中碱性氧化物水解后生成的氢氧化钠和氢氧化钾会产生化学反应，并在集料表面生成一种碱?? 硅酸凝胶体，这种凝胶体吸水后体积产生膨胀，使砼结构破坏，出现较深的网裂，这就是“碱?? 骨料”反应。

a 、新出厂的水泥不能立即使用，因新出厂的水泥温度较高，且游离氧化钙等还没有完全消解。

b 、采用低碱水泥和非活性集料。

c 、严格控制砼振捣时间，即要振捣密实又要避免过振，过振导致离析，使表面砂浆过厚，易产生收缩裂缝。

（五）、影响砼强度的一些原因

1、选用材料不当

(1)骨料中针片状石子含量过高

针片状石子在砼中易出现架空现象，空隙率较大，受压易折断，从而影响砼强度。

(2)选用较细的砂、且杂质含量高

根据规定：砂的细度模数应在2.5以上，含泥量不超过3%。

(3)水泥随意掺合使用

因不同水泥中混合材质量及掺量都不同，掺合后将使水泥性能发生变化，标号降低，而影响砼强度。

(4)粗骨料采用砾石

砾石因表面光滑、无棱角，与水泥砂浆的粘结不够好，使砼强度降低。应采用机轧碎石作骨料。

(5)砂、石材料内含杂质不符要求

根据规范规定：粗骨料含泥量不超过1％，砂含泥量不超过3％。砂、石材料内杂质的含量对路面塑性收缩开裂和干缩变形影响很大。

(6)对粗骨料最大粒径控制不严

根据规范规定：水泥砼路面最大集料粒径为40毫米。但在施工中往往控制不严。从1998年第六期《公路》杂志上的一篇文章研究表明，大粒径集料的砼弯拉强度相对偏小。

2、外加剂对混凝土强度的影响

在掺有早强剂或速凝剂的混凝土中，因水泥短期内水化、硬化，使水泥颗粒表面生成一层硬亮，阻碍了水泥进一步水化，致后期强度偏低。

3、配合比控制不严及计量不准确

(1)水灰比的问题

砼中的拌合水分自由水和化合水两部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆为自由水，它是为了满足操作的要求。自由水在砼硬化过程中逐渐蒸发，使砼内部形成空隙。如水灰比偏大，使砼密实度降低，强度也就降低：但水灰比偏小时，因和易性差，影响施工操作，也难以振捣密实，使砼强度降低。因此要严格控制水灰比。

(2)计量不准确

砼配合比是根据砼的强度、耐久性、耐磨性、和易性来确定。根据规定计量误差：水泥1％，粗骨料3％，水1％，外加剂2％。同时计量不准确也影响砂石材料的级配，没有一个好的级配，砼的密实度就难以保证。在我省的三大质量通病治理及省厅质监站有关文件中对此作了明确规定：水泥混凝土路面、大桥特大桥、隧道等有大体积混凝土施工的工程应采用拌和站并必须配置一定数量的自动计量设备，禁止用体积法计量。

4、施工操作不规范

(1)砂石材料含水率的测定

砂石材料的合水量是随气候变化而变化的。施工中住往根据设计而不考虑这一因素，从而使水灰比失去控制。事实上，在施工现场要在每班开工前及天气变化时，对砂石材料进行含水量的测定，及时对水灰比进行调整。

(2)标高控制不严，使砼板块厚薄不均，造成砼强度不匀，在砼板块厚薄不均界面，在外力作用下及收缩时产生拉应力，易产生裂缝，影响砼使用质量。

(3)振捣不密实

从现场取芯的芯样上，往往会发现芯样气孔较多。这是砼振捣不密实的表现，砼有足够的弯拉强度，来自于它的密实度。

(4)随意向砼中加水

这种行为与水灰比过大的情况类似。随意加水会使砼中自由水份增加，随着水份蒸发，使砼内空隙增大。

(5)养护不及时

混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护，会影响砼水化作用的正常进行和水化物的生成，从而影响砼的强度。

(6)一盘中多余的砼在浇筑间歇摊在基层上面

对于在工作间歇遇到一盘多余的硅摊铺在基层上的做法，这是不允许的。但在工作中确实也碰到过，特别是在低等级公路的砼浇筑中较为多。

很显然，加了这一薄层使面层厚度减少，且薄层未经振捣结构强度低，由于这一薄层的存在势必影响面层的强度。

（六）、从外观看砼存在的一些质量问题

1、路面外观颜色差异

根据《公路》杂志1998年第六期中文章介绍：当用肉眼能看出砼路面存在颜色差异时，配料中误差水泥>7％、用水量>10％、集料>10％，由于计量不难造成色泽差异，且对砼强度有严重影响。

2、路面起砂磨损和露骨

(1)路面磨损甚至露骨除了与砂石材料中的含泥量及砂偏细等有关外，还与水泥有关。在21省道龙游一诸葛公路改造过程中，试验路段的水泥砼浇筑，由于水泥稠度指标达不到，保水性较差，泌水较为严重，最后路面起砂磨损现象很严重。同一路段的另外半幅用不同的水泥浇筑，且通车时间更早却没有起砂磨损的现象。

(2)由于老路改造，因路面接坡没有处理好造成磨损露骨

因接坡没有处理好，在车辆运行过程中，将老路上的泥土、砂、石子等带到浇筑好的路面上，在车轮的不断作用下，便路面造成磨损最后露骨。这在接坡附近的几块面板表现比较严重。320国道常山? 玉山段公路改造工程，是我市第一个粗骨科全部采用机轧的工程，被浇筑内在质量较好，但由于接坡太多，使路面磨损露骨较为严重，最后凿除重浇。

一般规定：砼路面浇筑单向长度不得小于1公里。

根据经验：接坡用砼进行处理(长度约15米) ，可减缓上面这种情况的产生。

(3)路面浇筑中，提浆机如使用过多，由于提浆机振动频率大，使面层砂浆过厚，也易造成起砂和露骨。

3、面层出现小坑洞

这是因为砂石材料中混进小泥块或杂质而引起的。为了避免以上这种情况的产生，具体操作时因注意：

(1)对加工好的碎石进行过筛，防石粉结块及增加含泥量。

(2)对堆料场进行硬化处理，防止直接堆在耕地上，以免装料时底层泥土混入。

4、断边、缺角现象

砼路面板角、板边部分应力易于集中，因振捣不良等原因，容易发生裂缝：在外力作用下也易发生断边、缺角现象；如接坡太低，在车轮作用下，易使砼板角断裂或使板边啃掉。

5、表面压纹不均匀

由于路面施工平整度及压纹时间掌握不好等原因，导致压纹深度不均匀。

目前，采用先拉毛后割纹的施工工艺，对行车安全较好。

6、侧面蜂窝、麻面

振捣不实及振捣不够使砼内气泡未能上浮而粘着模板，或模板上粘着水泥砂浆末刷洗干净使板面粗糙、麻面：漏振及漏浆产生蜂窝。

7、脱皮

在施工中，因砼面板受雨水侵袭使水泥浆流失，而后用水泥浆粉刷补救；或是砼坍落度大及水泥保水性差使面板泌水严重，或用干水泥补撒吸水；都会产生脱皮。

8、灌缝问题

(1)灌缝材料质量欠佳及漏灌

灌缝材料质量欠佳造成温度高时被车轮撕裂，温度低时脆裂；漏灌及灌缝不良会造成雨水下渗，影响路面使用质量。

(2)灌缝不及时、切缝深度不足及灌缝时缝内湿度太大

灌缝不及时会使泥砂等杂质进入缝内，切缝深度不足及灌缝时缝内湿度太大，都会影响灌缝质量，灌缝必须在缝槽干燥的状态下进行。

目前，灌缝料质量较好的有改性沥青、聚氨脂等

9、车轮、脚印及刮刀印痕

这些都是人为造成的砼外观质量问题，只有加强现场管理，才能得到有效控制。

10、纵缝拉开

纵缝拉开的原因主要是中央拉杆没有按规范设置，这在低等级公路建设中容易出现；在高等级公路建设中，双车道砼一次性浇筑的路面中缝拉杆设置较易疏忽，操作人员比较随意，即不拉线，对布设距离也不进行丈量的现象较多。这都会给以后路面的使用质量留下隐患。

11、拼板时砼跑到邻板上

拼板时，由于操作不当，会使砼跑到邻板上，影响中缝的美观，并使面板平整度受到影响，实际施工中，可用宽约5厘米、长3．5米的钢板条靠在板边，以防砂浆跑到浇好的面板上。

12、线型不顺

立模不到位、放样不准或者模板变型造成中缝、边线不顺。

13、? 泥、错台现象

? 泥现象的产生是基层中有可悬浮的细粒松散土，在路面上雨水渗入及车辆荷载的重复作用下，使基层破坏甚至脱空，使面板出现? 泥、错台甚至断裂。对基层的施工及适用范围，已在《公路路面基层施工技术规范》中作了规定。

14、平整度欠佳

平整度不佳的主要原因是抹面操作人员掌握不好形成的，另外平板振捣梁也有一定的关系。一般采用铝合金大尺，横跨模板上来回抹平几次，然后转90度再抹平，使平整度得到有效控制。

要搞好砼路面的质量，除路基质量要保证外，必须严格控制材料质量，加强试验检测，准确计量，及时对配合比作出合理的设计，严格控制水灰比；同时，必须规范操作行为，按规范施工，加强养护工作；另外，积极探索和改进施工工艺，以提高砼路面的质量

三、进一步提高水泥混凝土路面的施工质量

我国许多高速公路及地方道路经常出现路面开裂、断板、唧泥的现象，出现大量的返工。由于水泥混凝土路面修复困难，经常出现边施工边通车，安全隐患大，经济损失大，社会影响极坏。如何进一步提高水泥混凝土路面的施工质量，减少或杜绝常见病害的发生，提高行车的舒适性，是每位工程技术人员十分关注的问题。笔者经过多年的学习和积累，对如何提高路面的施工质量，谈谈一些见解。

（一）加强水泥混凝土路面混合料原材料的选择。建好高速公路水泥混凝土路面的基本物质条件是路面水泥混凝土原材料要精良，进场前控制好原材料的质量相当重要。

水泥主要控制水泥的抗折强度。我国水泥厂家众多，生产技术良莠不齐，因此，选择合格的水泥是保证混凝土强度的首要因素。另外，对水泥的安定性及游离氯化钙含量，水泥的细度、干缩率与凝结时间、水泥的含碱量，以及控制水泥中混合材料的掺量，夏天施工时注意控制水泥的施工温度。

粉煤灰要采用一、二级灰，主要控制粉煤灰中烧失含碳量和细度等指标。

外加剂的选用是路面混凝土材料科学中的关键。合适的外加剂，一是要满足适应性要求，二是满足施工混凝土路面所要求的较低水泥用量下的高抗折强度；三是满足所用的机械施工方式对可施工性质的要求，四是满足小变形和耐久性要求。

粗集料主要控制其最大粒径、硬度以及含泥量和粒形。一般选用火成岩和变质岩，不使用沉积岩，可以保证岩石的强度，进而保证混凝土的抗弯拉强度。加工则采用反击式，冲击式或锤式二级破碎设备，仅用鄂式破碎很难满足其针片状含量要求；

细集料主要控制砂中含泥量的要求以及细度模数。滑模摊铺水泥混凝土路面砂的细度模数为2.0～3.5之间，含泥量应小于2%。

（二）优化水泥混凝土配合比设计。水泥混凝土配合比的设计和优化是滑模摊铺路面的关键技术，配合比设计时除满足水泥混凝土路面的物理力学指标外，重要的是考虑混凝土的工作性和经济性。因此对以下几方面的内容要特别注意。

1． 减水剂的选用。要配制出高抗弯拉强度、耐久性好的混凝土配合比，就要求混凝土的水灰比较小，因此必须采用高效减水剂，保证混凝土较好的工作性。

2． 矿料级配的组成原则。砂率的选用由于有比较成功的实践经验，目前的理论和经验数据比较成熟，容易选定。但粗集料一般要采用两级配集料进行掺配，由于粗集料加工的现状不理想，确定一个相对合理的掺配系数是极其重要的。根据笔者的经验以及查阅相关资料，粗集料组成为最优曲线并略偏粗更有利于路面平整度的控制及抗弯拉强度的提高。另外，粗集料的含泥量一般不大于1%，砂的含泥量不大于2%，否则将严重影响路面的抗折强度和增大干缩变形。

3． 水泥、粉煤灰的路用品质要求。在配合比设计前，对水泥的路用品质进行检测，如发现问题，及时与厂家进行协商和探讨，调整水泥的组分，确保水泥品质的完全合格。粉煤灰则必须达到二级以上，对每车材料必须进行检测后才能入罐，否则三级以上的粉煤灰对路面的危害极大。

4． 配合比设计的影响因素的综合协调

（1）粗集料的种类和最大粒径。碎石和砾石均可施工优质的水泥混凝土路面，但砾石混凝土的最大粒径不大于20mm ，碎石混凝土应不大于30mm 。

（2）单位水泥用量。路面混凝土的单位水泥用量不宜过大，过大会使水泥浆量增多，集料之间的嵌锁力减小，抗折强度提高不明显。且由于水泥浆量增大会增大干缩变形，影响路面平整度，易产生开裂，且经济性不好。52.5#水泥用量一般不少于300Kg ，不宜大于360Kg 。

（3）含气量。目前，规范已要求检测混凝土的含气量。笔者认为，引气剂的使用，即有利于路面的抗冻性，也对路面的抗弯拉强度，降低路面刚度，减少变形性能有较大的改善。因此，在路面中检测含气量是路面设计和施工理论上必要的进步。

（三）水泥混凝土路面的设计：设计是任何工程建设的龙头和核心， 施工只是实现和贯彻设计师设计思想的实际步骤，设计工作的重要性在于：设计上不完备或不切实际，即使施工质量再好也会出问题。所以应高度重视高速公路水泥混凝土路面的设计质量。并建立健全有权威的设计建立机构和制度，来保证设计质量。

设计中应着重注意以下几个主要问题：

1、公路水泥混凝土路面板厚和基层结构

高速公路由于交通量大、轴载超重和设计车速很高，破坏力比一般公路大6～10倍，按照我国《公路水泥混凝土路面设计规范 (JTJ012? 94)》设计的高速公路水泥混凝土路面的面板结构偏薄， 板厚基本在24"--26cm 之间，很少有28cm 厚的高速公路水泥混凝土路面板。从水泥混凝土路面的早期破坏来看，无疑达不到30：W--的设计使用寿命。现行设计规范与前一个水泥混凝土路面设计规范相比，增加考虑了温度疲劳应力，仅对其相应设计参数做了偏小的调整，设计出的路面板厚仅增加了1cm 。另一方面，我国现行设计规范比较偏重于应力分析而缺乏实际工程实测的验证资料，带有较大的理论色彩，而工程观测和经验36积累不足，与现实施工技术水平有所脱节。特别是没有考虑路面平整度不佳，长期使用出现错台后的车轮冲击荷载。因而在绝大多数情况下，设计的面板厚度不足以抵抗高速公路上巨大的破坏力。已有不少专家提出，在我国高速公路水泥混凝土路面设计上，面板偏薄、结构偏弱是主要问题。

2、水泥混凝土路面的结构形式

水泥混凝土刚性路面与沥青柔性路面相比，有一个明显弱点，就是对路基、基层稳固支撑的要求很高，如若在设计上不注意根据路基轴载大小、填挖变化、填挖高度、软基等条件变换水泥混凝土路面的结构形式，就会造成高速公路水泥混凝土路面过早出现三大病害：断板、错台、和接缝破坏。我国目前这样的情况较多见，无论地理、地质、水文环境如何，也不管土质及路基高度变化，填挖变换和软基情况怎样，一个素混凝土路面标准设计断面设计图管几十甚至上百公里高速公路，怎能不出问题? 因此，必须注重以下几个问题，根据条件加厚路面总结构厚度及变换水泥混凝土路面的结构形式。应根据具体情况，细化每一种特殊条件下的路面结构设计。

（1）．按照车辆超轴载情况，加厚垫层、基层和路面总设计厚度，在超轴载较多较大的高速公路水泥混凝土路面上，必须每条缩缝增设传力杆。改善传荷能力、消灭错台，降低对基层抗冲刷性的苛刻要求，改变现有素水泥混凝土路面为全缩缝带传力杆的高速公路加强水泥混凝土路面。并将设传力杆的水泥混凝土路面发展为我国高速公路水泥混凝土路面的主导结构形式。设计厚度过大的水泥混凝土路面可以考虑提高设计抗折强度0．5~1MPa， 使用更高抗折强度的混凝土，以减少混凝土材料消耗。在厚度和抗折强度不能提高的情况下，在超轴载混凝土路面上，也可以考虑缩短面板设计长度不大于4．5来减小板内荷载应力。

（2）．在软基路段、桥头、下挖路段和填挖交换频繁的路基上，局部使用钢筋混凝土路面补强设计。按双向配筋率6%设计的钢筋网混凝土路面增加的工程造价并不大，仅10%左右，但对不良支撑部位保持路面不发生断板破坏有很大好处。经计算在同样条件下，使用钢纤维混凝土路面，将提高造价一倍左右，钢纤维混凝土路面由于造价昂贵，发达国家也仅使用在局部修补的路面上，大面积使用，经济上有困难。

（3）．对软基和桥背填土进行认真处置的基础上，如果可预见沉降变形仍过大，采用钢筋混凝土路面可能脱空的部位，可采用砌块路面或摊铺机施工过后，切成4～8小块板或薄层沥青混凝土的过渡路面形式，待沉降稳定后，再施工永久混凝土路面板。

3、桥面铺装层和桥头搭板设计

在滑模机械施工的高速公路上，应采用滑模摊铺机连续摊铺钢筋混凝土桥面铺装层和桥头双层钢筋混凝土搭板，薄搭板还应设计钢筋混凝土枕梁和肋梁。将原钢筋混凝土桥面铺装层的混凝土强度由25MPa 提高到40MPa ，铺装厚度应在12~20cm 之间；取消桥面和路面交界段的不规则异形板，将不规则板全部做成桥头双层钢筋混凝土搭板，将钢筋混凝土搭板与路面结合处的胀缝支架与钢筋网架相焊接；在双层钢筋混凝土搭板与路面连接纵向，宜设计不少于10m 的单层钢筋混凝土过渡板，再接素混凝土板。加强搭板与桥面板之间桥背上部接缝， 当梁跨度大于10m ，采用桥梁伸缩缝；当梁跨度≤1On1，应采用角钢或槽钢加强该接缝， 并用C40钢纤维混凝土填筑，以改善抗冲击破坏的能力。

4、路面渗透排水和防冻层等垫层设计

在路基上基层下，南方多雨水地区，应考虑设计最薄15cm 厚的渗透排水砂砾垫层； 北方严寒地区应综合考虑设计排水和防冻垫层。排水垫层应按双向反滤设计，并保证切断上升毛细管水分，应先垫砂，再铺碎石，最后填隙找平。排水垫层应设计至路坡脚，以利于排除渗透水份。

5、水泥混凝土路面基层及横断面

在我国高速公路上，依然在使用不抗冲刷的石灰土基层，横断面的设计经常使用两黑一白(两侧是沥青路肩，下面是压实度不良的粘土，行车道是水泥混凝土路面) 的渗透水分的蓄水槽结构。经调查，这种结构的路面是断板、错台及接缝破坏最多、破坏速度最快的路面。如挖开路肩，板下水份大量流淌，行车时，层间水会向外喷射，因此宜不使用。如无砂石料非使用不可，一定要考虑渗透排水，用透水砂砾或碎石填筑沥青路肩下部；或者设计渗水、排水的路槽。并在一定距离内将渗透水引导排出。

在高速公路水泥稳定基层中，从抗冲刷的角度讲，水泥用量不得低于4%。这是国际上水泥混凝土路面工程界有定论的。我国在不少高速公路基层中还有不少使用3%的水泥稳定砂砾或碎石基层，下面未设垫层，这种路面的抗冲刷性令人担忧。

6、水泥混凝土路面弯道上的排水

高速公路水泥混凝土路面的弯道上排水，必须在下基层中设计排水管沟， 不允许全部采用路表明排水，这在路面排水设计规范中有明确的规定，但不少地方没有按此执行，或没有完

全按排水设计规范做。在降雨强度很大时，全部两幅路面上的雨水都向最低的弯道内侧流动，水深有时可达10cm~l5cm，严重影响高速行车安全。

（四）水泥混凝土路面的施工

1．认真细致地做好试验路段。摊铺水泥混凝土路面试验路段分为试拌和试铺两阶段，通过试验路段的试验应达到下述目的。

试验段在与施工条件等同的条件下实施，通过在指定工作段先试验性地组织施工、测算、总结，得出所有必需的工作参数和施工经验，用以指导正式生产。

通过试验段的实施，要确定以下内容：

原材料的适用性及水稳混合料的和易性及其力学指标。

验证配合比（水泥用量、矿料级配）是否符合规范要求。

拌合机、运输车、摊铺机的适当数量、工作效率、最佳组合方式，及人员安排的合理性。 摊铺工艺，松铺系数。纵横接缝的处理方式。

其他技术指标。各种检测手段的适用性。

试验段铺筑结束后，由施工单位和监理会商试验结果，提交试验总结报告。

2．水泥混凝土路面的施工。路面试验段完成后，根据试验段取得的成果，用以指导大面积施工。

（1）高等级路面必须采用滑模摊铺机施工。目前世界上使用的三大主流摊铺机为：德国的Wirtgen 机型，美国的GOMACO 机型和CMI 机型。三种摊铺机各有其优缺点及不同的操作原理，但以德国的Wirt? 鄄gen 机型适应性更广。但是随着工程质量的要求越来越高，材料越来越精良，三种摊铺机在国内都做出了优质高平整度的路面。笔者参与施工的道路，采用GOMACO GP2600型摊铺机和Wirtgen SP850均做出了平整度较好的路面。

（2）在路面摊铺前，做好各项准备工作。一是对基层进行清扫、修补。对破损的基层采用高标号的水泥砂浆修补平整密实，对基层裂缝则进行清缝后灌入沥青并在表面粘贴不窄于1米宽的单层油毡，防止路面反射裂缝的出现；二是准备好摊铺机行走的基线，确保基线平滑顺适，逐桩检查板厚，并对板厚不合适的位置进行基线微调；三是对胀缝、钢筋补强位置进行预先标识并提前到位，不因钢筋的安装影响摊铺机的连续作业。

（3）路面当日开工前，对材料进行含水量检测，特别是对砂和小碎石的含水量要特别注意。拌和时注意控制混凝土的拌和质量，确保混凝土坍落度的均匀。

（4）根据天气情况，如温度、风速等，对混凝土的出厂坍落度进行微调，确保机前混合料的均匀，根据运距的变化，微调减水剂及水灰比，使混凝土的工作性得到保障

（5）摊铺机在开工前，应调整好振动捧，抹平板等的位置，校核摊铺机的仰角及平面位置等。施工时，控制振捣仓的料位及机前的料位，并控制行进速度，不宜过快。太快则工人的修边速度跟不上，拉杆插入的位置不太准确，且机手对前、后的照顾易出现瑕疵，一般以1.0～1.5米/分钟为宜。另外，根据施工后的路面情况，及时调整摊铺机的振动频率。

（6）路面施工后，及时喷洒养护剂，根据天气情况（温度、风速、湿度等）确定养护剂的喷洒遍数、浓度。路面切缝后，采用保湿养护膜或薄膜覆盖养生。养生28天后，开放交通。

（7）路面纵横缝的施工。胀缝的设置一般以尽量少为宜。根据当地的温差状况及施工时的温度，设置胀缝的位置。结构物附近必须设置。

四、结语

我认为，水泥混凝土路面与沥青混凝土路面各有其优缺点，应根据不同的地域、地质情况，采用不同的路面形式，将更有利于我国的高速公路的快速健康发展。要建设出高质量的水泥混凝土路面，需要建设单位、设计单位、施工单位、监理单位及政府主管部门正确认识其特点，携手合作，从以下几方面入手：

1. 加强水泥混凝土路面的研究，对其出现的各种问题进行细致的分析，有针对性地一一解决，不讳疾忌医。

2. 合理确定工期，给予路基自然沉降的时间。不盲目赶工，施工有条不紊更易保证施工质量。

3. 对我国的交通发展状况作出正确的估计，预留足够的路面强度储备值。

4. 加强施工质量的现场控制，提高施工技术人员、操作人员的技术素质，保证路面的施工质量。

5. 跟踪并及时引进各国水泥混凝土路面设计、施工的先进技术，提高路面的质量。

【参考文献】

[1]傅智．水泥混凝土路面滑模施工技术[M]．北京：人民交通出版社，2000，（7）．

[2]公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30-2003）．