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當前交通公路工程施工技術條件下,采用水泥混凝土材料作為公路路面面板的鋪筑工藝,以其剛度大、穩定性強、承載擴散能力好的技術特征被廣泛應用于城鎮道路的建設開發中。相對于交通設施的自身特點來說,公路以其狹長蔓延的存在形式長期處于自然氣候環境變化影響之中,加強公路路面結構的優化設計及施工質量控制,是保障公路交通服務性能的重要措施。隨著當前經濟發展的多元化,交通運輸車輛荷載趨向重型化發展,加大了水泥混凝土路面的交通流量及行車密度,往往會造成路面結構性能的破壞。針對影響水泥混凝土路面結構性能的因素進行分析,有利于今后的公路建設施工中提高路面施工性能。
1.水泥混凝土路面結構組成
1.1 面層:面層是位于整個公路路面最上層的構筑層,它直接承受路面行車荷載的垂直性壓力,水平作用力,同時也不同程度的受到自然雨雪和氣候變化條件影響,是最能直接有效反應路面性能的公路結構層。水泥混凝土路面的面層通常由普通水泥混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土等混凝土板體構成。應該具有較高的結構強度、剛度、平整度、穩定性、耐磨抗滲性以及良好的抗滑性和抗凍性。
1.2 基層:基層是位于路面面層與墊層或路基之間的承重構筑層,根據施工需要,公路基層有時可分為上基層與底基層兩部分。路面基層設計應具有足夠均勻的承載力、抗沖刷、抗變形能力和較大剛度,要具有良好的整體性及水穩性。水泥混凝土路面基層通常采用各種混合型穩定土來夯筑壓實,防止或減輕板底脫空和錯臺等病害,與墊層共同作用控制路基不均勻凍脹或體積變形對混凝土面層產生的不利影響,承受并向土基和墊層擴散來自于面層傳遞的車輛荷載應力。
1.3 墊層:墊層作為路面結構的組成部分,是利用隔水隔溫原理來排除路面路基中滯留的自由水,確保路面處于干燥或中濕狀態的結構層,通常用于地基土質軟塑性高、潮濕或凍漲等不良環境的地基設計。通常就地取材選用粗質沙礫碎石、煤渣礦渣等松散顆粒狀材料或者水泥石灰煤渣拌制的穩定土來充墊。水泥混凝土路面結構中墊層的寬度設計應與路基寬度相同,厚度不低于15公分。
1.4 路基 :路基屬于公路路面結構的支撐構筑形體,它對路面的使用性能有重要影響。水泥混凝土路面施工中,其路基應具備穩定、密實、均質效能,性能設計指標應體現良好的整體穩定性與形變量控制,以發揮路基結構的強力承載作用,在環境和荷載作用下不產生不均勻變形。不同的地質環境應選用不同的穩定土進行路基填方夯實施工。
2.影響水泥混凝土路面結構性能的因素及對策
2.1 路面整體結構設計科學性不足的影響
水泥混凝土路面施工,需要針對工程現場進行科學勘測分析后進行合理的施工方案設計,設計時施工參數不準確,施工技術材料選擇不合理,都會影響混凝土路面的結構性能。因此,在水凝混凝土路面施工前應結合工程施工要求及現場地質水文環境工況進行嚴格分析和選擇路面結構的組合形式,綜合考慮路面交通軸載量與行車密度條件,根據工程規劃合理的優化和確定水泥混凝土路面結構厚度、強度、剛度等相關施工技術參數變化值,保障路面結構性能。
2.2 路面施工材料質量性能控制不足的影響
水泥混凝土路面結構施工需要針對面層、基層、墊層和路基等不同結構選用合適的施工材料,如果在施工過程中對于各種原材料的物化性能、雜質含量等質量控制不嚴,將會嚴重影響路面結構的承載強度及彎拉性能。水泥是路面混凝土中最重要的膠凝材料,施工時應選擇水化效應及膠凝性能以及質量標號適宜的水泥,對于基層施工的相關集料應選擇粒徑與耐壓性一致的級配,嚴格控制集料的礦物質成分及雜質含量,對于路基與墊層的施工材料應根據地質環境條件選擇粘聚性、勻質性適宜的混合型穩定土進行填方夯實,科學處理軟塑性、高濕性、凍漲性等不良土質環境,保障水泥混凝土路面各結構層的強度質量。
2.3 路面結構層施工技術工藝落差性的影響
水泥混凝土路面結構施工需要針對基層、面層、墊層和路基等不同的結構需要采取不同的施工技術工藝進行落實。如果施工技術程序、時間、速度等把握不到位則會對于水泥混凝土路面結構形成一定程度的影響。特別是路面基層施工質量對水泥混凝土路面結構性能影響重大。對其路面基層和面層在水泥混凝土材料的拌和、攤鋪等施工過程中,要合理控制混凝土的水灰比,均勻度、塌落度,防止離析現象發生,特別注意路面面層振搗的密實度與平整度控制;對于路基和墊層結構要根據地質環境選用適宜混合型穩定土進行施工,要合理優化路基、基層等結構內部的防滲排水性能措施。
2.4 路面周邊自然氣候地質環境變化的影響
從一定角度上分析,水泥混凝土路面結構也會不同程度的受自然雨水以及地質水文環境的變化而影響,特別是當水泥混凝土路面面板出現縫隙開裂病害后,自然雨雪等積水會沿著水泥面層的縱橫向裂隙下滲侵入到基層或路基結構,受氣候變化影響,地基土在凍漲循環作用下也會降低其強度承載能力,特別是長期積滯在基層頂面的自由水,在行車荷載作用下形成高壓水流,沖刷基層石灰土、水泥土等頂面材料,侵潤軟化路基或基層,甚至造成路基的不均勻性沉降或塌方,引起水泥路面面板斷裂, 因此加強水泥路面結構的養護和管理尤為重要。
結束語:
總之,當前技術環境條件下,對于水泥混凝土路面結構來說,施工材料質量、施工技術工藝、自然環境變化等都是影響或導致其路面結構性能被降低或破壞的重要因素,科學的分析和探究其應對措施,有利于提高水泥混凝土路面使用性能及使用期限。
參考文獻:
[1] 付智《公路工程混凝土耐久性新規定》 公路 2002
[2] 姚祖康 《水泥混凝土路面設計》 安徽科學出版社 1999