陈学信

(贺州市交通运输局 广西贺州 542899)

商品砼在公路路面的使用问题

陈学信

(贺州市交通运输局 广西贺州 542899)

为解决公路路面使用商品砼所出现的一些问题，文章对商品砼与路面砼的性能和特点进行了比较分析。结果表明，公路路面使用商品砼存在较大的风险性和不确定性，而且其经济性较差。在此基础上，文章对公路路面如何使用商品砼提出了建议。

商品砼；公路路面；强度；耐磨性；经济性

0 引言

随着经济的发展和环境保护要求的提高，商品砼在公路工程的使用越来越广泛。但是使用商品砼的公路工程常常会出现裂缝较多、早期强度较低等问题，结果不尽如人意[1]。商品砼用于建筑工程的效果良好，为什么用于公路工程就会出现较多的问题呢？根源在于公路工程不同于建筑工程的复杂性和特殊性。由于公路工程使用砼最多的部位通常是路面，所以笔者针对商品砼在公路路面的使用问题进行分析，并且提出相关的建议，以供研究和施工参考。

1 商品砼与路面砼的比较分析

1.1公路路面的要求

众所周知，公路路面的使用环境和施工条件较为复杂。首先，在公路上行驶的车辆类型众多，当载重车辆出现超载运输或突然刹车时，将会导致路面承受的荷载急剧增大，因而公路路面要求较大的强度富余量以免过早损坏。其次，公路路面工程的施工环境比较复杂，强度变异性大，因而公路路面要求较大的强度富余量以便满足最低强度要求。第三，公路的路面施工对工期要求通常较严，而且公路路面往往较早开放车辆通行以便组织交通，所以对早期强度要求较高。第四，在车流量较大的公路上，车辆轮胎对路面产生很大的磨耗，因而公路路面要求足够的耐磨性。

然而，在某些使用商品砼的公路工程中，发现了商品砼路面的强度富余量小、早期强度偏低、耐磨性不足等问题，显然与公路路面的要求不符。

1.2商品砼与路面砼的性能比较

为了方便分析，把符合公路的路面技术规范要求的砼称为路面砼，以区别于商品砼。从材料的角度看，商品砼和路面砼均由水泥、掺合料(以粉煤灰为主)、水、细集料(以河砂为主)、粗集料(以碎石为主)和外加剂组成，两者的差异主要表现为配合比的不同。而从性能的角度看，商品砼要求相对较高的和易性，而路面砼要求相对较低的和易性，由此导致了两者的配合比差异。

商品砼从一个长期固定的搅拌站运往各个分散的工地，通常需要特殊的砼搅拌运输车运输，所以商品砼对和易性的要求很高。与商品砼不同的是，路面砼对强度和耐磨性的要求较高，从而对和易性有一定的限制。当然，为了保证充分振捣，防止蜂窝麻面等缺陷，路面砼的和易性也不能太低。在一般情况下，商品砼的塌落度通常为150mm～200mm，最小不低于80mm。而路面砼的塌落度控制为20mm～50mm，最大不超过65mm[2]。为了满足不同的性能要求，商品砼与路面砼在材料的使用上存在显著的差异。

众所周知，普通砼的破坏大多发生在粗集料与水泥砂浆的界面上，主要原因是这些界面因为硬化收缩差异和成型泌水而存在较多的微裂缝。如果粗集料偏细，那么粗集料的表面积增大，而且用水量增加，将会导致粗集料与水泥砂浆的界面增多，以及界面的微裂缝增加，从而导致普通砼更容易破坏。理论和实践表明，级配偏粗的粗集料能够提高水泥砼的密实度，从而提高抗折强度[3]。因此，为了提高抗折强度的富余度，路面砼往往使用粒径较大的粗集料，而且对水灰比和砂率有较严格的控制，由此必须减少一定的和易性[4]。

与路面砼不同，商品砼通常使用粒径较小的粗集料，而且水灰比和砂率较大，这主要是因为较小的粗集料和较多的水和砂可以保障和易性，减少搅拌运输过程中所产生的离析、泌水、泵送堵管等问题。这样一来，商品砼只能保证设计的抗折强度，但是在建筑工程中已经足够了。其次，商品砼通常添加较大比例的粉煤灰，以此来增大和易性和延长初凝时间，并且提高经济效益。不可否认，掺入适量的粉煤灰可以提高路面砼的远期强度和耐磨性，但是掺量通常不大于水泥用量的12.5%[5]。而在商品砼中，粉煤灰的掺量普遍较大，常用的掺量为水泥用量的30%左右[6]。

2 商品砼在路面使用的若干问题

由于商品砼与路面砼在性能和配合比上存在显著的差异，使用商品砼的公路路面往往出现如下3个问题：

第一，商品砼企业从生产效率和经济效益考虑，往往只生产达到设计强度的商品砼。但是，在搅拌、运输、浇筑、养护的过程中，商品砼的强度往往产生一定的变异性。建筑工程的施工环境比较简单，强度的变异性小，所以商品砼基本都能达到质量评定标准的要求。而公路工程特别是路面工程的施工环境比较复杂，强度的变异性大，所以商品砼有时无法达到质量评定标准的要求，导致路面工程的验收难以过关。更重要的是，由于商品砼的强度富余量小，使用商品砼的路面容易在载重车辆(特别是超载车辆)的碾压下出现过早的损坏。

第二，随着粉煤灰掺量的增加，商品砼的早期强度逐渐下降，而且发展逐渐变得缓慢。商品砼的这种特性对建筑工程影响不大，对公路工程特别是公路路面工程的影响就很大。因为公路路面往往较早开放交通，早期有大量的载重汽车通行。商品砼的早期强度较低，那么当它用在公路路面的时候，就会在开放交通后容易出现早期损坏，从而影响路面的使用性能和使用寿命。

第三，商品砼的粉煤灰掺量过大，导致细集料和粉煤灰在震捣的过程中容易上浮，而粗集料容易下沉，从而导致路面表面的颗粒偏细，随之就会出现如下的问题：①路面的耐磨性变差；②路面表面收缩性大，容易出现收缩裂缝；③路面表面出现不均匀收缩，难以保证平整度。其中，后两个问题导致路面的表面构造存在缺陷，导致路面的耐磨性进一步下降。经验表明，粉煤灰掺量过大的砼路面在使用一段时间之后，路面的表面构造磨损较快，导致路面抗滑能力下降，从而导致通行能力下降和交通安全隐患。

诚然，如果增大粗集料的粒径和用量，减少粉煤灰的掺量，商品砼显然能够满足路面砼的技术要求。但是这样一来，商品砼的和易性就会大幅下降，不能利用砼搅拌运输车进行远距离运输，从而无法供应给远离商品砼搅拌站的公路路面工地。

上述分析的商品砼路面的3个问题，即强度富余量小、早期强度偏低和耐磨性不足都可以归结为质量的风险性问题。这一问题无疑是最重大的，因为工程建设永远是“质量第一”。

除了质量的风险性问题之外，商品砼在公路路面使用时，还面临着以下3个比较重要的问题：

第一，运输距离的限制。为了保证路面的施工质量，在施工气温为5℃～29℃的条件下，砼的最大运输时间不得超过1.0h～2.0h。否则，砼的卸车时间接近初凝时间，浇筑时就很难在初凝前完成，从而严重地影响砼的强度。按照砼搅拌运输车的平均行驶速度为30km/h计算，商品砼的最大运输距离不超过30km～60km。诚然，商品砼可以使用干料运输的方式，从而增大运输时间和运输距离。不过，由于干料运输的搅拌往往不够充分，难以保证商品砼的质量，而且经济效益差，所以商品砼企业的干料搅拌运输车的数量通常很少，通常无法满足路面工程的规模要求。因此，在距离商品砼搅拌站30km～60km以外的路面工程，就必须使用自制砼——即施工单位自己搅拌并且自己使用的砼。

第二，供应的不确定性。商品砼企业的生产能力有一定的限度，而且它们的砼搅拌运输车的数量有限。公路的路面工程通常需要大量的砼，并且要求连续供应。如果出现多个工地同时急需商品砼，商品砼企业就可能顾此失彼，导致路面所需的商品砼供应不足，从而耽误路面的施工工期和增加各方的费用。即使商品砼的供应能够满足公路路面施工的要求，也可能为了赶工而出现材料欠佳、称量不准或搅拌不够等问题，从而导致另一种更为严重的不确定性，即商品砼质量的不确定性即风险性。

第三，规模的经济性。商品砼企业要求一定的利润，同时要求支付商品砼的运输费用，因而商品砼的额外成本较高。不可否认，使用商品砼可以节约拌合场的租金、砼搅拌站的安拆等费用，从而在不同的程度上抵消商品砼的额外成本。因此，小规模的工程使用商品砼具有经济效益，但是对于大规模的路面工程来说，拌合场的租金、砼搅拌站的安拆等费用可以分摊得很低，因而使用商品砼反而很不经济。

一般而言，商品砼企业拥有固定的拌合场，场地宽大而且往往易硬化，可以储备大量的材料，而且便于控制材料的质量。此外，商品砼企业通常使用大型的机械，而且自动化程度较高，可以保证砼质量的稳定性，减少环境污染。与商品砼相比，施工单位自制砼的拌合场是临时性的，需要在工地附近寻找，往往很难找到足够大的场地。当拌合场场地不足时，施工单位可能备料不足，难以控制每批材料的质量，而且难以使用大型的机械，使得自制砼的质量不如商品砼稳定。此外，由于拌合场的临时性，施工单位较少对拌合场进行场地硬化，一方面可能导致材料含泥量偏大，另一方面导致材料浪费较多。但是，对大规模的路面工程或大型施工企业来说，自制砼的场地可以硬化，机械设备也十分充足，完全可以生产出与商品砼同样稳定的自制砼，而且强度更好，耐磨性更高，风险性和不确定性更低，经济性更优。

3 对路面使用商品砼的建议

由于商品砼与路面砼存在显著的差异，因此公路的路面不能轻率地使用一般的商品砼。在需要使用商品砼的路面工程中，施工单位必须与商品砼企业签订具体的合同，要求它们按照公路的设计配合比进行生产，并且预留足够的强度富余量。在这样的条件下，为了满足砼搅拌运输车对和易性的要求，商品砼必需通过外加剂来提高塌落度，尽量少用粉煤灰、砂和小粒径的粗集料，结果就会增加单位成本。

对小规模的路面工程来说，如果像商品砼企业那样征用大型拌合场，使用大型的机械和散装水泥，以便生产合格的自制砼，显然是很不经济的。因此，小规模的路面工程可以使用符合路面砼要求的商品砼，同时需要支付较高的单位成本，以便相对地节约拌合场租金和砼搅拌站安拆费用。

对大规模的路面工程来说，使用商品砼反而是很不经济的——除非工地距离商品砼搅拌站很近，可以用一般的卡车运输商品砼。因此，大规模的路面工程应该采用自制砼，以便保证路面的强度和耐磨性，同时提高施工单位的利润。为了做到这一点，路面工程的业主在勘察设计阶段，就应该充分考虑拌合场的位置和临时用地数量，保证电力的供应，解决自制砼的后顾之忧。此外，施工单位必须按照规范要求做好拌合场的建设，严格落实各项文明施工措施，避免在自制砼的生产过程中产生过大的扬尘、噪声等环境污染问题。与此同时，施工单位必须加强工地试验室的建设，提高自制砼的试验检测水平。

对市政公路工程来说，为了减少对城市环境的污染，一般都要使用商品砼。在这种情况下，施工单位除了要求商品砼企业供应合格的路面砼之外，还应该做好如下几点：第一，选择距离施工现场最近的商品砼企业，尽量缩短商品砼的运输搅拌时间，以便保证砼路面的浇筑质量。第二，对商品砼的备料、称量、搅拌、运输和试验进行全程监控，确保运到路面施工现场的商品砼符合路面的浇筑质量要求。第三，做好路面的施工组织，确保在商品砼初凝前完成路面的浇筑工作。第四，加强商品砼供应合同的管理，避免商品砼企业出现偷工减料、以次充好或隐瞒缺陷等道德问题，从而避免商品砼路面的质量不达标。

4 结语

不可否认，使用商品砼是一种先进而环保的建筑方式。但是，考虑到公路路面使用环境的复杂性和特殊性，商品砼用于公路路面是需要慎重考虑的，必须具体问题具体处理。对于大规模的路面工程来说，自制砼不仅能够提高质量，还能够节约成本，显然是更优的选择。对于其他路面工程来说，如果必须使用商品砼，则必须对商品砼进行严格的控制，尽可能与路面工程的标准要求相一致。

[1] 戚振中，魏义仙.桥梁结构物使用商品混凝土的质量控制[J].建材技术与应用，2006(6)：49-50.

[2] JTG F30-2003 公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2003.

[3] 王磊，马骉，寇军平.嵌锁密实水泥混凝土粗集料级配组成设计方法[J].交通运输工程学报，2011，11(5)：12-17.

[4] 马烨红，吴笑梅，樊粤明.提高商品混凝土抗折强度的探讨[J].商品混凝土，2006(3)：15-20.

[5] 王春茶.粉煤灰在公路水泥砼路面中的应用[J].福建建材，2006(2)：44-45.

[6] 康新怀，曹国梁，马飞，等.粉煤灰对商品混凝土性能影响研究[J].中国建材科技，2015，24(6)：59-61.

TheProblemsofUsingCommercialConcreteinHighwayPavement

CHENXuexin

(Bureau of Communication and Transportation of Hezhou Municipality, Hezhou 542899)

To solve some problems appeared in using commercial concrete in highway pavement, the paper compare the performance and the characteristic of commercial concrete and pavement concrete.The results show there are large risk and uncertainty when highway pavement uses commercial concrete, and there is poor economy.Based on this, the paper put forward suggestions to highway pavement how to use commercial concrete.

Commercial Concrete；Highway Pavement；Strength；Wearability；Economy

TU528.52

A

1004-6135(2017)11-0065-03

陈学信(1974.10- )，男，工程师。

E-mail:sea365@163.com

2017-06-21