本文簡要地介紹了道路水泥混凝土的特點和技術要求,以及道路水泥混凝土對水泥的質量要求,并給出了工程實例,旨在幫助水泥生產企業技術人員更好地了解和組織生產用于水泥混凝土道路的水泥。
1.前言
近年來,我國經濟建設迅速發展,公路運輸事業突飛猛進,高等級公路里程快速增長,水泥混凝土路面作為主要的路面結構形式,自上世紀90年代以來,在公路建設中得到了飛速發展。截至到2004年底,我國就已建成瀝青混凝土與水泥混凝土兩種高級路面總和44.2萬公里,其中25.7萬公里為水泥混凝土路面,占總數的58%。
水泥混凝土路面具有剛度、強度高、使用耐久和日常養護工作量小等優點。從長期投資看,它優于瀝青路面,因而在一些城市道路、工礦道路、機場跑道的建造中都已量修建了水泥混凝土路面,部分高等級公路也修筑了水泥混凝土路面。加之近年來全球性的資源、能源危機,導致石油產品的供不應求,瀝青價格飛漲,這也進一步促進了水泥混凝土道路的迅猛發展,加了對用于水泥混凝土路面的水泥的需求。我國是世界上第一水泥生產國,具有全世界最富足的水泥資源,目前全國水泥產量已超過12億噸。隨著我國社會、經濟和交通事業的迅速發展,水泥凝土路面將會得到更加廣泛的應用。
由于各種各樣的原因,我國很多水泥企業技術人員對建設水泥混凝土路面,尤其是高速公路路面用的水泥的質量要求了解不多,使一些水泥廠生產的水泥無法確保道路混凝土的質量,或者是水泥生產企業無法通過生產道路用水泥獲得更好的經濟效益。筆者在工作中經常碰到有水泥企業技術人員希望了解這方面的知識,因此,本文擬簡要介紹道路混凝土對水泥的質量要求,以幫助水泥生產企業技術人員更好地了解和組織生產用于水泥混凝土道路的水泥。
2.道路混凝土及水泥混凝土路面考試就到
路面是道路的上部結構,常由各種堅硬材料分層鋪筑于路基之上,路面應能承受交通荷載和自然各種破壞因素的作用。因此,對路面的使用要求是:應具有足夠的強度和剛度,使路面不裂、不碎、不沉、耐磨、無輪轍和推移;應具有足夠的穩定性,使路面能承受冷熱、干濕、凍融和荷載的長期反復作用;應具有足夠的耐久性,使路面在荷載、氣候因素的長期綜合多次作用下耐疲勞、耐老化:應具有足夠的平整度,使車輪與路面之間有足夠的附著力和摩阻力;應具有與周圍環境的協調性,主要包括潔凈、低振動、低噪音、質地、亮度及色彩等方面。
路面通常是按面層的使用品質、材料以及結構強度和穩定性等劃分等級,一般分為高級、次高級、中級、低級等四個等級。高速公路和一級公路是汽車專用路,采用的路面等級是高級。
凡是用于各種路面材料的混凝土都稱之為道路混凝土。道路混凝土按照其材質不同主要分成兩類:一為道路水泥混凝土,二是道路瀝青混凝土。下文中提到的道路混凝土主要是指道路水泥混凝土。
道路水泥混凝土是指以硅酸鹽水泥或其它特種水泥為膠結材料,以砂石為集料,可加入礦物摻合料或其它少量外加劑拌合而成的混合料,經過澆筑或碾壓成型,通過水泥的水化、硬化從而形成具有一定強度,用于鋪筑道路的混凝土。
水泥混凝土路面,按照材料不同,可分為素混凝土路面、鋼筋混凝土路面、預制混凝土路面、預應力混凝土路面和鋼纖維混凝土路面等。
水泥混凝土路面所承受的軸載作用,按設計基準期內設計車道所承受的標準軸載累計作用次數分為4級,分級范圍如表1所示。
3.道路水泥混凝土路面的特點
水泥混凝土路面是最近十幾年來才發展起來的,國內外對水泥混凝土路面的修筑技術一直進行著不懈地研究和總結,使水泥混凝土路面在技術上日臻完善,近年來在我國得到廣泛推廣應用。水泥混凝土是公路與城市道路、機場道面最常見的路面面層材料。水泥混凝土具有如下主要優缺點。
(1)道路水泥混凝土路面的優點
a) 強度高。混凝土路面具有較高的抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊等力學性能,適合于繁重交通的路面和機場跑道。
b) 穩定性好。混凝土路面不怕日曬雨淋,不怕嚴寒酷熱,經得起干濕循環與凍融循環的侵蝕作用,具有良好的水穩定性與耐候性,可應用于冰凍和水淹地區。
c) 整體性好。混凝土路面板體剛度,荷載應力分布均勻,板面厚度較薄,而且外露于表面,容易進行鋪筑與修整,適于路基軟弱地區。
d) 耐久性好。水泥混凝土路面耐久性優于瀝青混凝土,瀝青混凝土路面一般使用年限為5年,而水泥混凝土路面可達20~40年,特別在水侵蝕環境中能保持良好的通行能力,適用于氣候條件差地區。
e) 色澤鮮明。水泥混凝土路面反光能力強,有利于夜晚行車,還可以根據需要做成不同顏色的混凝土路面。來
(2)道路水泥混凝土路面的缺點
a) 水泥混凝土路面呈脆性,剛度,變形能力差,不能吸收由于溫度等因素引起的變形。所以水泥混凝土路面需要在橫向、縱向設置伸縮縫和施工縫,影響路面的連續性和平整性,而剛性的路面吸收震動和噪音的能力低,影響行車舒適性。-()
b) 水泥混凝土路面對超載比較敏感,一旦外荷載超過設計極限強度,混凝土板便會出現斷裂,其修補工作也較瀝青混凝土路面困難。
c) 施工期較長。水泥混凝土路面需要較長時間的養護,鋪筑后一般需要14~21天才能使用。