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摘要：滑模摊铺机摊铺水泥混凝土路面在保证路面足够的厚度、较好的平整度等方面，具有人工铺筑和三锟轴铺筑无法比拟的特点，现在常用于一级和高速公路水泥混凝土路面施工中。由于水泥混凝土是一种弹性小、脆性大、收缩性强、抗变形能力差的非均质材料，在施工过程中，现场环境气候、施工工艺与水平等因素的影响下，面板会不可避免的产生早期开裂现象。因而，滑模摊铺水泥混凝土路面早期开裂问题已经成为施工中质量控制的难题，同时也是广大技术人员研究解决的主要问题。 1 水泥混凝土路面早期开裂的原因 混凝土路面早期开裂主要表现为表面裂缝和早期断板。表面裂缝主要是由于混凝土的早期过快失水所引起的未完全断裂的裂缝，大多发生在混凝土路面摊铺成型初期，其开裂形式及规律也比较明显。早期断板主要发生在混凝土路面铺筑成型初期，其断裂形式及规律性比较明显，裂缝间距一般为6～15m不等的横向通底裂缝。引起裂缝的主要原因是由于温度、荷载和收缩产生的应力超过了混凝土面板的抗拉强度引起的，另外，混凝土面板与基层间的摩阻力过大，阻碍了混凝土板的收缩变形。总结表面裂缝、早期断板的现象发生，主要有以下几个方面的原因。 1.1 材料 （1）水泥细度过大、铁铝酸四钙含量偏低，使混凝土成型早期收缩变形较大，抗折强度低，导致混凝土产生裂缝。 （2）集料含泥量偏大，使得过量的粘性土降低了混凝土的耐热性能，增大了局部混凝土收缩与膨胀，而产生断板。 （3）集料级配差，使混凝土的粗细集料产生离析，粗细集料聚集，形成混凝土内部强度和变形的薄弱区域，在温度的应力作用下，在薄弱区域开裂，引起断板。 （4）碎石针片状多，造成混凝土强度下降，抗折能力下降，在施工车辆荷载应力的作用下，产生断板。 1.2 混凝土配合比 （1）水泥用量偏大，水化热大，收缩较大，产生裂缝。 （2）水胶比过大，拌合料过稀，混凝土离析使强度下降，出现断板或早期断裂。 （3）砂率偏大，造成混凝土强度降低和面板表面砂浆层过厚，收缩产生裂缝。 1.3 生产环境条件 （1）混合料拌合的均匀性与拌合机械直接有关，从两台拌合机前后相接拌和一遍使其均匀要求出发，应优先选择进口性能较好的拌合机械，从而缩短拌合时间，保证拌合质量。 （2）在混合料用量上考虑加厚1～2cm，保证整平时基本无补贴，可以防止在整平的光面上造成薄层贴补，形成压实表面的松散、不平整以及表部夹层。 （3）水泥、石灰、粉煤灰等稳定灰土的混合料碾压含水量应控制略比其最佳含水量，并注意混合料表面的水分蒸发，防止过干碾压形成表面松散、粗糙不平整，及过湿造成钢轮压路机轮面粘料，带料碾压造成结构表面不平整或刮料依附表面。 （4）该种混合料较易碾压密实，应注意合理组织机具配套、碾压顺序及碾压遍数，防止出现超压造成结构剪切破坏，也应避免在振压之后胶轮收光之前用重钢轮碾压，这样也会使得结构表层松散、起皮、出现薄夹层。 （5）尽量不出现超过水泥终凝时间的延迟压实，因为这样会造成混合料的强度下降。 （6）不能降低结构的压实度要求，应尽量控制标准最大干密度。 总之，水泥石灰粉煤灰稳定粉土这种无机结合料稳定材料将在研究的试铺段之后再具体的实体工程上实施，以上对于该材料的施工工艺研究结果将直接用于大面积施工，具体的工程施工当中，施工方法的质量控制技术还应根据施工的当时情况进行调整和适时研究解决，只有具体对工程的认真负责态度才能创造出优质的工程产品。 1.4 混凝土拌合 混凝土拌合时间过短，拌制不均匀，形成混凝土板内强度分布不均匀，在温度、荷载和收缩产生的应力作用下，在混凝土板内薄弱处开裂，形成断板。 1.5 切缝时间及深度 切缝不及时，在温度的应力作用下，致使混凝土板产生横向裂缝；切缝深度过浅，起不到调节变形的作用，造成混凝土板内应力集中，并在其强度薄弱处开裂，形成断板。 1.6 养护 早期养护不及时加之气候炎热或风速过大，致使混凝土表面水分蒸发太块，出现干缩裂缝；养活方法不当；未能喷洒养生剂并覆盖塑料薄膜进行封闭养护，造成混凝土表面水分蒸发，影响强度形成，产生干缩裂缝。 2 预防措施 2.1 水泥的选择 选用强度高、收缩性小、耐磨性强、安全性好的水泥，通常选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其细度不得超过10％，铁铝酸四钙含量不得少于16％，以减少混凝土成型早期时的收缩变形，提高混凝土的抗折强度 2.2 集料的选择 混凝土路面集料碎石最大粒径不宜大于30mm（方孔筛），应采用连续级配的碎石，最好选取用反击破生产的碎石。这种碎石，不但级配良好，而且针片状少。碎石种类宜采用抗温能力强的碱性石料，如玄武岩。细集料宜采用河砂，细度模数宜在2.3～3.2的中粗砂。集料含泥量不应大于3%。 2.3 合理选择外加剂 混凝土中加入粉煤灰和外加剂，能够较明显地减少混凝土水化热，有利于防治混凝土因温度应力产生的破坏，提高混凝土面板的抗裂能力。由于粉煤灰的掺入会影响混凝土的强度、耐磨性等指标，其掺入量应通过实验确定。 2.4 配合比的选择 混凝土的配合比是混合料的灵魂，体现了水泥，水和各种集料之间的经济配置比例关系，必须满足强度、耐久性、经济性指标，如表1所示高速公路水泥混凝土路面的配合比。 表1 水泥混凝土路面配合比 各组成材料重量比 各组成材料单位用量（kg/m3） 水胶比 水 水泥 砂 不同规格碎石（mm） 粉煤灰 外加剂 水 水泥 砂 不同规格碎石（mm） 粉煤灰 外加剂 10~30 5~10 10~30 5~10 0.41 0.47 1.00 1.88 2.44 1.04 0.16 0.02 160 340 638 829 355 55 7.9 注：（1）水泥为大同云冈牌普硅42.5级水泥； （2）外掺剂为缓凝高效引气减水剂； （3）粉煤灰为神头二电厂 （4）坍落度为40mm 3 施工处理措施 3.1 混凝土拌合 混凝土应采用批量生产设备进行集中拌制，不同拌合设备，其额定拌合时间不同，由于受施工现场条件影响，现场实际的拌合时间宜比额定拌合时间长10～20min，才能确保混凝土拌合均匀。在摊铺现场，受运输条件和气候条件等因素影响，混凝土可能失掉一部分水分，宜用喷雾加水办法恢复混凝土工作性。 3.2 选择适宜的摊铺时间和速度 为避免温度应力造成开裂和断板，宜选择温度低（小于30℃），且气温变化不大的时间进行摊铺，尽可能避开气温最高的中午时段进行铺筑；当风力达6级以上时禁止摊铺路面。混凝土摊铺速度宜为1～1.2m/min，在曲线路段上摊铺路面时应放慢速度，弯道半径越小、坡度越大，则摊铺速度越慢，以保证混凝土振捣密实，避免产生断板。 3.3 加强早期养护 混凝土面板铺筑好之后，应立即喷撒养护剂，切缝后覆盖塑料薄膜进行养护，若在施工气温高、风速大的气候条件下铺筑，在铺筑成型好的面板上应立即覆盖塑料薄膜，防止水分过快蒸发或散失，覆盖时应注意保护面板的边角，不要损坏。在养护期间应该常检查塑料薄膜的完整，如有损坏，应修补或更换，养护时间不得少于14d。养护时间注意交通管制，养护车辆也应避免在面板上行走。 3.4 切缝 混凝土路面摊铺成型后，应根据当时天气温度来决定切缝。时间越早，温度低，切缝时间应越迟。一般来讲，在气温30℃左右，应在铺筑后10h左右切缝；当气温在20℃左右时应在铺筑后20h左右切缝，保证切缝深度为板厚的1/4～1/3。为避免掉边，切缝一般在混凝土板强度达到规定要求时进行。在混凝土路面铺筑成型后，若遇上刮风下雨不良天气，应先覆盖塑料薄膜挡风遮雨，然后采取措施尽早切缝。 3.5 设置沥青封层 混凝土面板与半刚性基层之间设置2~3mm沥青封层，使混凝土面板与基层之间有效隔开，当混凝土收缩时，基层摩阻力小，能有效的避免因基层摩阻力过大而造成的断板和开裂。做完沥青封层后要加强保护，避免沥青封层的脱落和破损，如有沥青封层的脱落和破损应立即修补。 4 结语 滑模施工水泥混凝土路面的早期开裂原因是多方面的，要得到有效控制，提高面板平整度，降低断板率，必须从原材料、配合比、施工工艺等各个环节注意，确保混凝土面板的质量要求。 作者：卢远芳
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