林 娜

（湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410151）

我國(guó)的公路發(fā)展起始于20世紀(jì)20年代，但是起初道路發(fā)展相對(duì)緩慢，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，道路運(yùn)輸行業(yè)越來(lái)越受到國(guó)家重視，無(wú)論是公路交通還是高速公路都已經(jīng)達(dá)到世界巔峰，我國(guó)道路交通運(yùn)輸已經(jīng)向新的發(fā)展階段迸發(fā)。道路發(fā)展初期，我國(guó)的道路路面結(jié)構(gòu)主要是水泥混凝土和瀝青成分，也是看中水泥混凝土道路材料成本低、強(qiáng)度大和抗滑力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著交通的發(fā)展，水泥混凝土的缺點(diǎn)暴露，行駛過(guò)程車輛胎噪過(guò)大，行駛受到影響，通過(guò)對(duì)瀝青的路面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，較水泥混凝土成本高一點(diǎn)但是車噪小，行駛速度更快，瀝青逐漸取代水泥混凝土，但是隨著道路建設(shè)的飛速增長(zhǎng)，瀝青材質(zhì)供不應(yīng)求成本越來(lái)越高，為了順應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境安全，從基本國(guó)情、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境各方面考慮，都應(yīng)該將水泥混凝土材質(zhì)進(jìn)行改良，滿足交通運(yùn)輸?shù)闹鹉暝鲩L(zhǎng)量，滿足耐重載交通發(fā)展的需要。

1 水泥混凝土路面發(fā)展現(xiàn)狀

道路運(yùn)輸行業(yè)的迅猛發(fā)展，運(yùn)輸量逐年提高，水泥混凝土道路面臨的最大障礙壓力就是貨物運(yùn)輸，貨物運(yùn)輸面臨最大的壓力就是重載和超載。通過(guò)對(duì)近幾年來(lái)我國(guó)道路混凝土的路況分析，首先，交通運(yùn)輸過(guò)程中，重載、超載運(yùn)輸量逐年遞增，造成道路承受壓力增大，采用普通水泥混凝土路面根本承受不了如此大的壓力，導(dǎo)致路面出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)節(jié)和脫空等現(xiàn)象，甚至開(kāi)始完好的路面，經(jīng)過(guò)超重載車輛碾壓，最后正常使用都存在一定的困難。其次，基于現(xiàn)在的道路混凝土建設(shè)研究還存在著對(duì)超重載道路運(yùn)輸條件下的研究缺陷和不足，讓常規(guī)混凝土道路難以滿足重載車輛運(yùn)輸要求，道路使用壽命和使用質(zhì)量受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。伴隨著我國(guó)運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，超重載現(xiàn)象每天都在發(fā)生的基本前提，讓普通的水泥混凝土道路施工計(jì)劃在初期就被否定，是出于對(duì)道路的完整性、耐久性的考慮，道路建設(shè)專家學(xué)者針對(duì)耐重載交通道路混凝土做了諸多項(xiàng)研究，主要研究對(duì)象在改善水泥混凝土的基層材料，性能分析和提高混凝土路面的強(qiáng)度這幾項(xiàng)重要方面，對(duì)現(xiàn)下所面臨的道路耐重載研究也上升新的層次，高扛折高耐磨混凝土路面應(yīng)運(yùn)而生。這樣的混凝土材質(zhì)有高強(qiáng)度、高性能、抗重載、耐磨損和道路基層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，用于耐重載交通道路交通大環(huán)境下，不僅能夠提高超重載運(yùn)輸車輛對(duì)道路的使用效果，還能從很大程度上減小超重載車輛對(duì)混凝土道路的破壞性，道路運(yùn)行順暢，提高行車安全性，延長(zhǎng)混凝土道路的使用壽命。所以在水泥混凝土道路研究過(guò)程中，針對(duì)耐重載交通進(jìn)行混凝土的研發(fā)是具有重要意義的。

2 高耐磨路面混凝土性能分析

耐重載交通道路混凝土道路主要結(jié)構(gòu)作用就是承受車輛行駛的沖擊、震動(dòng)和道路磨損等，主要性能就是抗折、耐磨和抗疲勞等?？拐凼潜ＷC車輛重載形式的前提，耐磨是保證混凝土路面防滑的基礎(chǔ)，也是影響行車安全和道路使用持久性的重要依據(jù)。所以在耐重載交通環(huán)境下，抗折性和耐磨性至關(guān)重要，這種混凝土路面能夠很好地解決超載、重載所面臨的道路使用難題，大大延長(zhǎng)了道路使用壽命。

普通水泥混凝土由于輕度不足以支撐超重載道路壓力，路面極易受到高強(qiáng)度破壞，為耐重載交通而生的高抗折、高耐磨混凝土材料，具有強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)和持久性高等性能，能真正解決混凝土路面因超重、超載導(dǎo)致的破壞和使用壽命短等問(wèn)題，同時(shí)還大大提高了行駛車輛的安全性，為了深入研究高抗折、高耐磨的性能指標(biāo)，開(kāi)展對(duì)其性能的研究及推廣應(yīng)用。

高抗折、高耐磨混凝土與常規(guī)水泥混凝土比較，在常規(guī)混凝土的材料里添加礦物質(zhì)摻和料和聚丙烯纖維材料，所以開(kāi)展2者的性能研究很有必要。

2.1 對(duì)礦物質(zhì)摻合料的性能分析

通過(guò)對(duì)比分析，在常規(guī)混凝土中摻雜礦物質(zhì)原料，能夠極大程度改善道路力學(xué)性能和抗耐磨性能，相比較常規(guī)水泥混凝土路面，抗折能力提高30%左右，道路運(yùn)輸過(guò)程中磨損量降低80%左右，這樣的高性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是由于礦物質(zhì)加入混凝土過(guò)程中產(chǎn)生的火山灰、微集料化學(xué)反應(yīng)，這就從微觀上改變了常規(guī)水泥混凝土的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，填充空隙，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)密實(shí)度，從而解決耐重載交通環(huán)境下道路運(yùn)輸過(guò)程中面臨的難題。

2.2 對(duì)聚丙烯纖維材料的性能分析

通過(guò)對(duì)比分析，在常規(guī)混凝土里摻雜聚丙烯纖維，可以有效改善道路的力學(xué)性能和道路的持久耐磨性。在常規(guī)混凝土中摻雜聚丙烯纖維材料，在抗折強(qiáng)度上性能提高5%左右，道路磨損量降低10%左右，同樣從微觀上改變了常規(guī)水泥混凝土的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，填充空隙，增加抗折抗斷裂能力。

綜合以上性能指標(biāo)研究，礦物質(zhì)摻合料和聚丙烯纖維都對(duì)道路混凝土的抗折性能和耐磨性能有一定的影響，但是從單純1種而言，礦物質(zhì)摻和料對(duì)其影響遠(yuǎn)高于聚丙烯纖維，將2者有效結(jié)合，是保持耐重載交通下道路混凝土性的最佳方案，值得在道路運(yùn)輸設(shè)計(jì)過(guò)程中廣泛采用。

3 高抗折、高耐磨混凝土道路施工工藝和質(zhì)量保證措施

基礎(chǔ)的水泥混凝土路面由于承受超重、超載車輛的碾壓，超負(fù)荷的壓力，車輪的摩擦和路面堅(jiān)硬的消減，使得常規(guī)水泥混凝土道路使用壽命短，在抗折和耐磨方面都有所欠缺，使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)起砂、集料裸露、大面積折彎和路面坑洞磨損等情況?；诳鼓湍パ芯浚绾翁岣叩缆坊炷恋目鼓湍バ詫?duì)于現(xiàn)在的大范圍超重、超載交通現(xiàn)狀的改善有很大幫助。在研究過(guò)程中，高抗折、高耐磨道路施工的工藝保障和質(zhì)量保障至關(guān)重要，是保證耐重載交通通行順暢安全的基礎(chǔ)。無(wú)論怎樣的研究和性能分析，保證路面的高抗折、高耐磨的優(yōu)勢(shì)都是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，從原材料的選取到工藝流程再到施工過(guò)程的處理，必須嚴(yán)格控制工藝節(jié)點(diǎn)流程，提高管理人員的管理水平，施工人員的專業(yè)水平，目的就是保證道路抗折性和耐磨性質(zhì)量，保證運(yùn)輸環(huán)境的安全性。

3.1 原材料選取的質(zhì)量控制要求

3.1.1 水泥

道路混凝土的原材料主要以水泥為主，但是為了耐磨性能提高，可以選取帶硅酸鹽的水泥基材，最好選用修路專用的硅酸鹽水泥，最好不要采用粉煤灰硅酸鹽水泥，水泥質(zhì)量要求必須符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。除了滿足國(guó)家要求外還要考慮和礦物摻和料的兼容性。作為混凝土路面，其直接承受汽車承載力和外面各種環(huán)境的影響。因此混凝土路面應(yīng)滿足各種不同的要求，比如，抗壓、抗拉等。此外，還應(yīng)滿足彈性和溫度系數(shù)。減少溫度對(duì)路面的影響，保證道路可以更好地進(jìn)行各項(xiàng)工作。因?yàn)槁访娴闹饕牧线x用的多為混凝土，混凝土和易性也是需要考慮的主要問(wèn)題。酸堿平衡也是重要的一個(gè)問(wèn)題。因此做好材料的選擇是提高道路路面質(zhì)量的前提。

混凝土路面對(duì)水泥的選用也是特別看重的，作為路面用水泥，應(yīng)做到抗壓、抗拉性能好，膨脹小，有足夠的穩(wěn)定性，摩擦性強(qiáng)。針對(duì)目前發(fā)展情況，路面用的水泥主要為硅酸鹽類水泥，水泥的強(qiáng)度不高于42.5，還有水泥的含量和質(zhì)量對(duì)現(xiàn)有混凝土的性能都有影響。比如硬化速度收縮開(kāi)裂速度等都有影響。對(duì)砂石應(yīng)選用較高的密度和較小的比面。保證新拌和的混凝土具有較好的性能。與此同時(shí)，混凝土的水灰比也應(yīng)嚴(yán)格檢測(cè)。選用合適的礫石等等級(jí)較高的材料。但選用材料粒徑最好在40 mm左右。主要選用巖漿巖等砂石材料。盡量少選用石灰類砂石。因?yàn)槭規(guī)r容易被風(fēng)化侵蝕，導(dǎo)致表面光滑，缺少摩擦力。不符合道路安全性要求。

3.1.2 礦物摻合料

礦物摻合料主要由3項(xiàng)原材料組成，分別為粉煤灰、礦渣和硅粉，這些也是影響抗折性能和耐磨性的重要因素，所以必須嚴(yán)格控制各種原料的比例和原料的質(zhì)量，并保證所有的原材料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.3 減水劑

減水劑的主要作用就是加強(qiáng)混凝土攪拌的和易性，在努力保持混凝土性能的不變的基礎(chǔ)上，減少外加劑的攝入。減水劑是高抗折、高耐磨路面的主要組成部分，分散水泥小顆粒，減小混凝土的單位，以減少用水量，降低水泥的使用數(shù)量，很大程度上節(jié)約水泥用量。所以在保證抗折、耐磨的整體性能的前提下，嚴(yán)格控制好減水劑的量至關(guān)重要。考慮到道路施工的露天環(huán)境，無(wú)法精確到減水劑的精準(zhǔn)用量，所以需要專業(yè)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件和現(xiàn)場(chǎng)原材料的數(shù)量來(lái)進(jìn)行把控，只要把數(shù)據(jù)控制在合適的數(shù)據(jù)區(qū)間，就視為合格。減水劑的性能指標(biāo)都要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3.1.4 聚丙烯纖維

聚丙烯纖維的選用以單絲纖維為準(zhǔn)，單絲纖維需選用抗壓極限強(qiáng)度大的，這樣有利于保證混凝土路面的質(zhì)量，降低混凝土路面的斷裂程度，提高路面的強(qiáng)韌度。在選擇聚丙烯纖維的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照國(guó)家對(duì)聚丙烯纖維的技術(shù)指標(biāo)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇。

3.1.5 攪拌用水

在這種抗折抗耐磨的混凝土攪拌過(guò)程中，可直接采用飲用水進(jìn)行攪拌，水的要求需滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，非飲用水的使用必須要相關(guān)部門進(jìn)行水質(zhì)的檢測(cè)，待檢測(cè)結(jié)果符合要求后方可用于原材料的攪拌中。

3.1.6 粗集料、細(xì)集料

首先，混凝土道路施工過(guò)程中選擇的粗集料和細(xì)集料都應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，經(jīng)檢測(cè)合格后方可進(jìn)行使用。其次，粗集料的性能對(duì)高抗折、高耐磨道路混凝土的影響較大，該項(xiàng)混凝土屬于低塑性，再加上礦物摻和料的的黏性大，給后期現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，所以在選取粗集料的過(guò)程中一定要選擇堅(jiān)硬的碎石子作為耐重載交通道路混凝土的原料，并在混合過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；細(xì)集料主要是選擇適合高抗折、高耐磨混凝土的原材料河砂，選用標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)家要求，在混凝土配置過(guò)程中，保證整體性能的前提下，降低河砂的使用率。

3.2 施工過(guò)程中的工藝保障

3.2.1 原料投放與拌制

高抗折、高耐磨道路施工過(guò)程中，對(duì)原料的投放比例和攪拌工藝要求嚴(yán)格，稍有不慎就會(huì)影響整個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量。但是在施工過(guò)程中，道路混凝土需要的原料種類較多且成分復(fù)雜，在投放和攪拌過(guò)程中，要想達(dá)到理想的效果，必須注意攪拌過(guò)程是否均勻，所以在攪拌機(jī)的選擇上也要下功夫，一般選擇雙臥軌強(qiáng)制攪拌機(jī)，才能達(dá)到均勻攪拌的效果。除了攪拌均勻外，還要嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，防止由于攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短影響性能。做配合比實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要應(yīng)以抗彎強(qiáng)度為主要目標(biāo)。主要采用干硬性比較大的混凝土，對(duì)于這種混凝土的利用，可以減少用量。減小收縮率。進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)水灰比的要求一般應(yīng)在0.5的范圍內(nèi)。砂率的要求應(yīng)在和易性滿足的情況下取較小值，一般為（26%～28%）。水泥的使用量為330～360 kg/m3，水泥的多少對(duì)工程的質(zhì)量安全尤為重要。工程施工時(shí)應(yīng)注意混凝土的拌和方法。要求采用強(qiáng)制方法進(jìn)行拌和工作。

3.2.2 交通運(yùn)輸

時(shí)刻保證鋪路的原料到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行鋪設(shè)。在路途較遠(yuǎn)的運(yùn)輸過(guò)程中要保證從攪拌完成到運(yùn)輸?shù)秸静怀^(guò)45 min，實(shí)在無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需在原料運(yùn)輸過(guò)程中摻加緩凝劑，保證使用性能。

3.2.3 養(yǎng)生

為保證道路的施工質(zhì)量和后期的使用壽命，在施工完成后對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)生，多采用道路噴灑養(yǎng)護(hù)，噴濕后覆蓋保險(xiǎn)薄膜進(jìn)行養(yǎng)生，或者在施工現(xiàn)場(chǎng)能有充分的水源情況下，采用麻袋進(jìn)行封堵，注水2 cm左右進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3 質(zhì)量保證措施

道路混凝土施工過(guò)程中和施工完成都應(yīng)該嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的技術(shù)工藝流程，用來(lái)保證耐重載交通道路的質(zhì)量要求。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格把好每一道關(guān)，每個(gè)環(huán)節(jié)每個(gè)流程都要有序進(jìn)行，對(duì)于已經(jīng)施工完成的路面，首先就是要進(jìn)行路面外觀檢查，看下路面整體是否水平，通過(guò)技術(shù)進(jìn)行路面力學(xué)測(cè)試，測(cè)試路面的承受力，計(jì)算每平方米在超載和重載的前提下磨損量及混凝土的韌性檢測(cè)。

3.3.1 外觀平整度

在道路施工完成后，檢查道路外觀平整性，有無(wú)麻點(diǎn)、坑洼、蜂窩、裂痕和粗細(xì)集料外露等情況出現(xiàn)，在養(yǎng)生過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面不平現(xiàn)象，驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)為路面平整不存水，幾何方向不偏離。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3.3.2 性能達(dá)標(biāo)率

高抗折、高耐磨是耐重載道路的重要優(yōu)點(diǎn)，也是保證該性能的重要指標(biāo)，能否達(dá)到這些性能直接影響道路的使用年限和使用功能，所以完工后通過(guò)道路養(yǎng)護(hù)后，嚴(yán)格計(jì)算抗折、耐磨的技術(shù)指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后方可正式投入使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展，超載、重載運(yùn)輸越來(lái)越多，這對(duì)常規(guī)的水泥混凝土道路的挑戰(zhàn)增加。由于重載交通為貨物運(yùn)輸常態(tài)，常規(guī)道路混凝土使用期間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)及脫空等現(xiàn)象，甚至有很多道路由于受重載車輛的碾壓，直接出現(xiàn)路面粉碎等現(xiàn)象，大大減少了道路的使用壽命，還存在著很大的交通運(yùn)輸安全問(wèn)題。隨著對(duì)抗折、耐磨道路混凝土的研究，在常規(guī)水泥混凝土的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，成功研究出高抗折、高耐磨的混凝土，在水泥里加入礦物摻和料和聚丙烯纖維等原材料，極大改善道路混凝土的整體性能，增加抗折、抗磨損的強(qiáng)度，嚴(yán)格按照原材料比例進(jìn)行攪拌，使力學(xué)性能和耐磨性能都實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍?？拐?、耐磨性能都要保持的前提，是對(duì)施工工藝和技術(shù)要求更加嚴(yán)格，除了按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置外還要更加考驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)水平，因?yàn)槭┕l件限制，施工人員的經(jīng)驗(yàn)就發(fā)揮了重要作用，把標(biāo)準(zhǔn)控制在合格之內(nèi)，是每個(gè)專業(yè)道路施工人員的基本要求，所有配比結(jié)果都要符合耐重載道路混凝土滿足高強(qiáng)度、高耐磨的需要。