施工期间影响寒区水泥混凝土路面耐久性的因素研究

时间：2024-05-17

王伟明（黑龙江省审计厅，黑龙江　哈尔滨　150001）

王伟明
（黑龙江省审计厅，黑龙江哈尔滨150001）

摘要：路基路面施工是保证路面使用寿命，提高路面耐久性的重要环节之一。正确的施工组织方法和技术方法不仅是保证道路工程质量的关键，也是节约造价，提高工程经济性的主要措施。路基路面施工是一个系统工程，它要求施工方与勘查设计方、监理方配合沟通，做好施工全过程的协调、控制、计划、管理、监督等工作，保证工期、质量、成本方面的目标得以高效有序地完成。

关键词：寒区；水泥混凝土路面；耐久性；施工期

广义的施工技术因素应当包括施工前的准备工作、施工和施工完毕后的养生工作3个方面。

1. 施工前的准备工作

路基路面施工前的准备工作，是保证施工顺利进行的前提，是组织施工的第一步，它主要包括组织准备、技术准备和物质准备3个方面。

组织准备工作的主要内容是建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，确立施工各项目标等。

路基路面工程施工前，应当做好技术准备工作。要求施工单位应当全面熟悉设计文件，做好技术交底，并在此基础上进行施工现场勘查，仔细核对设计文件，充分掌握施工对象的特点和要求，若是发现问题还应及时分析上报予以解决。同时，还应做好场地清理，搭建临时工程，进行施工放样和施工测量等工作。

除了组织准备和技术准备，物质准备也很重要，它为工程开工提供了物质基础，例如原材料、机械的购置、试件的加工、储存等工作。

2. 施工

施工过程繁杂众多，又可细分为许多小块，此处选择对水泥混凝土耐久性影响最大的3个过程进行分析，分别是配合比的设计与换算、路基压实、路面混凝土施工。

（a）配合比的设计与换算

配合比的设计和控制是控制工程质量的重要环节，若是配合比不当或失控，即使原材料相同，也常常会造成路面磨损、麻面、断板等早期破损现象。应首先确定混凝土强度等级，然后计算混凝土应控制的配置强度；混凝土除了应满足强度要求，还应满足耐久性要求。应根据水泥混凝土路面所处的环境或设计要求的抗冻等级和抗渗等级确定混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，以使配置的混凝土满足耐久性要求。耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量见表1。

按设计的配合比计算出各原材料的用量之后，还应对原材料的基本技术数据进行测定，如水泥的品种、标号、密度、生产日期，砂、石的品种、最大粒径、含水率，外加剂的品种、适宜剂量等。

实验室基准配合比确定之后，并不是直接用于施工，还应对配合比进行调整和验证。按配合比配制的混凝土拌合物，应检验其含气量、坍落度、振动黏度系数、拌合物容重等指标。在满足拌合物各项指标及工作性的前提下，应按标准试验以及养生方法制作若干试件，并测定其7d或28d的弯拉强度、抗压强度、抗冻性、耐磨性、干缩性等。只有当试件实验合格之后，才能将配合比用于具体施工。

然而，并不是直接将实验室标准配合比用于具体施工，因为水泥、砂、石等材料在现场堆放过程中会有水分进入，从而改变了砂、石的含水率。所以，在进行现场施工前以及施工过程中，应及时测定砂、石等材料的含水率，并将实验室配合比换算为施工配合比，然后才能用于施工配料。

（b）路基压实

路基施工破坏了土体的自然状态，致使土体结构松散，强度和稳定性都有一定程度的降低，虽经回填但仍不能回复原有状态。只有通过压实的方法才能使土颗粒重新组合，密实度提高，透水性降低，毛细水上升高度减少，从而防止了水分浸入导致的土基软化和冻胀引起的不均匀沉降。

表1耐久性要求的最大水灰（胶）比和最小水泥用量

影响路基压实的因素分为内因和外因。

内因即土的类别和含水量，一般而言，黏性土孔隙比和含水量较大，土颗粒间的空隙较小，水分和空气难以排出，不易压实。而砂类土孔隙比和含水量较小，土颗粒间的空隙较大，有利于水分和空气的排出，易于压实。

含水量是影响压实效果的决定性因素。当土中含有适量的自由水时，能在压实过程中起到润滑作用，含水量太小则不足以产生润滑作用，土颗粒移动需要克服较大的相对摩擦阻力，难以压实；若含水量过大又会使土体处于饱和状态，而水又是不可压缩的，施加的压实功一部分被水所承受，则土体不可能被压实。土体的最佳含水量可通过试验测得，它是一定压实功下能使土体获得最大干密度的含水量。

外因即压实功能，包括压实功、铺土厚度、压实机械、压实方法和碾压遍数等。在一定的范围内，土体压实度会随着压实功的增加而增加，但当压实功增加到一定程度后，即使再增大压实功，土体密实度增加也很少，最佳压实功应是既能保证压实又使压实功耗最小的压实功；铺土过厚，需要增大压实功，铺土过薄，又要增加压实遍数。同理。最佳铺土厚度应是既能保证压实，又使压实功耗最小的铺土厚度；压实机械和压实方法的选择应当具体问题具体分析，表2是适用于以重锤击实验为标准的路基压实度要求。

表2路基压实度（重型）标准

表3混凝土拌合物出料到运输、铺筑完毕允许最长时间

（c）路面混凝土施工

路面混凝土施工应当包括混凝土的搅拌、运输、摊铺、振捣、整修和锯缝等工艺过程。

水泥混凝土搅拌前应先根据所需生产能力选定搅拌机械的型号和数量，要充分考虑搅拌机械的进料容量、搅拌时间、投料方式等。在寒区，还应格外考虑搅拌时的温度和拌合物的凝结时间。路用混凝土常采用路拌法或集中厂拌。

应根据施工进度、运量、运距路况等条件合理选配拌合物的运输车型和车辆数量，必须确保新拌水泥混凝土在规定时间内运达摊铺现场，并保证拌合物在运输过程中不会发生凝结、离析、砂浆分离、泌水坍落度改变等现象，如滚筒式混凝土搅拌运输车就能边搅拌边运输，泵送混凝土施工可同时实现混凝土的水平和垂直运输，功效高、劳动强度低，适合推广使用。

混凝土拌合物的摊铺应均匀、持续，要使水泥混凝土按设定的摊铺厚度均匀地充满模板，做到不过铺，不漏铺，不偏铺。道路工程常用的铺筑设备有滑模机械、三辊轴机、轨道摊铺机等。表3是混凝土拌合物从出料到运输、铺筑完毕允许的最长时间。

振捣的目的是使水泥混凝土拌合物充分密实，振捣时间不宜过短，以免振捣不实不均，也不宜过长，以免产生离析或破坏骨料，水泥混凝土路面的麻面、露骨、孔洞等病害都与振捣不均不密实有关。常用的振捣设备包括振捣棒、振动台、附着式振动器等，在振捣过程中，振动时间、间隔距离等都应符合相关振动设备的要求。

混凝土在振捣完毕后还应进行整修工作，以使水泥混凝土表面保持路拱准确、平整度符合要求。在表面整修之前应当做好整缝、清除砂浆等工作。

当混凝土硬化并具有足够强度承受锯缝设备时，便可进行锯缝，锯缝完毕后应将锯渣和碎屑清理干净。