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农村公路建设中混凝土路面施工质量控制探讨

2014-10-21王春礼

建筑工程技术与设计 2014年35期
关键词:水泥混凝土农村公路建设

王春礼

摘要:农村公路通向千家万户,是一项民心工程,事关地方经济发展的大局,必须确保工程质量。要保证水泥混凝土路面的质量,一些问题要引起有关单位高度重视。

关键词:农村公路 水泥混凝土 建设

1 前言

农村公路建设面广量大,点多线长,稍有不慎,设计、施工和养护等环节都有可能出现问题。根据近两年来参加农村公路建设工作的实践和体会,提出搞好水泥混凝土路面建设应注意的几个问题。

2 充分重视半刚性基层的作用

水泥混凝土是一种刚性路面,采用疲劳应力理论,以抗折强度作为控制指标。试验和研究证明,水泥混凝土本身作为主要承重层,提高基层的强度,对于降低混凝土面层的应力或者减薄面层的厚度,影响很小。因此,在工程建设过程中,水泥板下面基层的作用常常被轻视或忽视。以农村四级路建设为例,一些地方针对老路为砂石路、路况较好的实际情况,对路面进行整修后,直接铺水泥混凝土面层。从眼前来说,可以节约一些投资,但无形中留下一些质量隐患。从长远使用来看,不做半刚性基层的做法实际上是得不偿失。因此,在农村水泥路建设过程中,我们要充分认识半刚性基层的重要作用。

2.1 为水泥板提供强度均匀的支承

通过水泥混凝土路面传到基层的荷载应力很小。但是,水泥混凝板底面基层强度不均匀,强度弱的地方容易发生变形,甚至会下沉,造成面层与基层之间局部脱空,面层应力急剧增加,从而导致面板断裂。即使不会导致面板断裂,受支承层强度不均匀的影响,水泥板没有良好的受力状态,也会减少使用寿命。农村四级路老路多数为泥灰结碎石路面,普通存在强度不均匀的现象,不铺二灰结石等半刚性基层,直接以老路作为支承层,无法满足水泥板长期使用受力的要求。

2.2 减轻冲刷唧泥的危害

泥灰结碎石的耐冲刷能力远远低于二灰结石等半刚性基层。当泥灰结碎石顶面滞留从水泥板渗下来的水时,在行车荷载作用下,滞留水形成有压水在水泥板底和接缝处高速流动,对基层顶面反复冲刷,基层材料中的细颗粒被拖曳离开结构体,并从水泥板接缝处带出,形成唧泥现象,随着细颗粒不断带出,板底形成脱空,接缝两侧产生错台。当水泥混凝土路面与基层之间脱空量及范围较大时,水泥混凝土路面板犹如悬臂板,荷载应力大幅度增加,水泥板极易发生断裂。

交通繁重程度是影响基层受冲刷的程度以及唧泥、错台出现的可能性和程度的主要因素。因此,水泥混凝土设计规范要求必须根据交通等级来选用合适的基层。农村四级路绝大多数为中等或轻交通,应选用水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料作为基层。

2.3 保证水泥板厚度均匀

在荷载作用下,厚度不等的连接处,水泥板的荷载应力容易发生突变,对水泥板使用具有很大的危害性。农村四级公路水泥板厚度不均匀,甚至是相差很大,究其原因,主要是没做半刚性基层。大多数砂石路高低不平整,起伏较大,存在偏拱和反拱的现象,即使对老路进行整修,也很难找平,而且会出现与老路结合不好的问题。受此影响,施工单位铺设水泥板路边厚度达到设计要求,其余部分厚度出现不同程度的偏差。

3 严格控制水泥混凝土强度的离散性

农村公路建设以来,一部分建筑类施工企业承担水泥路的施工,甚至少数包工头通过挂靠某个企业取得施工权,因缺乏管理经验和技术力量,施工能力较低,很容易造成水泥混凝土强度离散性大的问题。要解决这个问题,主要抓好以下几个方面:

3.1 材料级配要准确

水泥混凝土路面开工前,试验室根据施工单位提供的各种材料进行配合比设计,施工單位按照试验室提供的配合比进行施工。但是,由于施工单位没有固定的运输车辆,所购材料由不同的厂家生产,致使碎石等材料规格改变,与原先报到试验室的材料有很大的送别,却仍然采用原先的配合比进行施工。混凝土材料级配达不到要求,质量也随之出现差异。根据工地的实际情况,及时调整材料的配合比,无论是人力,还是物力,都无法实现。因此,必须加强对施工单位材料收购工作的管理和检查检测的力度,要求施工单位只准使用指定厂家生产的材料,避免材料混杂使用,保证材料级配准确。

3.2 配料要精确

受条件制约和项目多等因素的影响,农村水泥路多数采用小型机具施工,为减少配料上人为因素的影响,要求使用强制式拌和机。但是,大多数施工单位使用的强制式拌和机没有配置计量设备,仍然使用人工上料,人工加水,所加材料和水的质量具有很大的随意性,用量不精确,误差较大。尤其是在水泥使用上,少数单位为了获取更多的利益,克扣水泥用量,使用水泥品种杂乱,甚至是以次充好、以劣充优。为保证配料精确,要求施工单位必须配置自动计量设备,禁止人工上料。

3.3 防止材料离析和振捣不密实

材料离析和振捣不密实,对强度的影响较大。在施工中,要严格控制运输距离和车辆的行驶速度,车辆起步和停车应平稳。车辆装料前,应清净箱壁,洒水润壁。装料时,车辆应挪动车位,卸料落差不大于2米。应使用熟练振捣操作工,每车道使用2根振捣棒,沿横断面连续振捣密实。振捣棒在每一处持续时间,以表面不再冒气泡和泛水泥浆为限,不宜过振,也不宜少于30秒,移动间距不大于50厘米。振捣棒应轻插慢提,插如深度离基层3~5厘米。

3.4 严格控制砂的细度模数

在水泥混凝土混合料坍落度、粗集料最大粒径、水灰比等其他条件一定的前提下,若使用粗砂,则单位用水量可适当减少,砂率则适当增加,采用细砂则反之。使用粗砂拌制的混凝土的主要问题是泌水较严重,静态平整度不佳;使用细砂拌制混凝土,由于细砂比表面积大,需水量大,水灰比较高,农村公路施工又不具备使用高效减水剂、降低水灰比的条件,其强度很难满足要求,更重要的是,路面的抗滑性能低。因此,砂的细度模数应在2~3.5之间。

4 科学合理地确定水泥板的厚度

严格地说,水泥板的厚度要根据路线设计基准期内标准轴载累计作用的次数,综合考虑基层和水泥混凝土弯拉强性模量等诸多因素进行计算。

交通量、路基状况等条件不同,所计算出的水泥板的厚度是不同的。农村公路尤其是镇村四级公路面广量大,按照标准和设计程序计算每条路水泥板的厚度也是不现实的。对水泥板的厚度,《公路水泥混凝土路面设计规范》依据交通等级推荐了范围:在中等交通条件下,三级、四级路为20-24cm;轻交通为 22cm,虽未明确最低厚度,但是要求钢纤维混凝土面层的最小厚度为14cm。按照钢纤维混凝土面层厚度通常是普通混凝土面层厚度的0.65~0.75倍推算,普通水泥混凝土的最小厚度应该为18~21cm。

通过近几年工作实践,结合规范要求,笔者认为,农村公路采用水泥混凝土路面时,应分两种不同情况,确定水泥板的厚度:一是做二灰结石基层。二级、三级公路板厚不宜小于20cm,四级路板厚不小于18cm;二是不做二灰结石基层,主要是指四级公路。原老路为沥青路面或砂石路面的四级公路,当强度满足要求,即路面弯沉值≤130(0.01mm),在对坑塘修补整平后,可直接铺筑20cm水泥混凝土路面。这样,既能满足长远使用要求,又节省投资,对经济欠发达的地区来说,可以减轻配套资金筹集压力,顺利完成农村公路建设任务。需要强调的是,选择水泥板的厚度不能脱离道路所处的环境和交通情况,对承担繁重交通运输的镇村四级路,建议水泥板的厚度不小于22cm。

参考文献

[1] 邓学钧,张登良.路基路面工程.人民交通出版社,2001.9

[2] 农村公路建设指导意见.江苏省交通厅农村公路建设管理办公室,2004.8

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