论文部分内容阅读
【摘要】水泥混凝土道路由于其耐久性、经济性、方便施工等原因而广被采用。但是，混凝土道路常由路基及路面施工的缺陷而造成表面裂缝，影响了其美观及使用功能。本篇以安次500kV变电站站内道路为例，从路基的施工质量、路面混凝土施工及裂缝的成因两个方面入手，对引起水泥混凝土路面的主要因素进行分析，从而找到解决问题的办法，在今后的施工过程中加以改进。安次500kV变电站在施工过程中严格执行了水泥混凝土道路裂缝的防治措施，取得了良好的效果。
【关键词】路基；密实；水泥混凝土路面；裂缝
水泥混凝土道路在电厂及变电站的建设中广为采用。实践证明，没有坚固、稳定的路基就没有稳固的路面，路基的强度和稳定性是保证路面施工质量的先决条件。同时，道路的施工多安排为工程的后期，施工人员对道路施工的质量意识较为薄弱，在路基、路面混凝土的施工过程中易出现质量问题，导致路面裂缝的产生。
一.路基的施工质量对路面的影响及应对措施
1.路基基层的压实系数
在道路的施工过程中，路基质量的好坏，直接影响到路面裂缝的产生。路基的测定指标中包含压实系数、回弹模量、弯沉量等。但在电厂及变电站的道路施工过程中，由于检测设备有限，多以压实系数作为主要的控制指标。
设计中的路基主要以原土压实、级配碎石（石灰、水泥稳定层）组合而成，为达到设计要求的压实系数，现对不同路基材质的碾压机械进行汇总（附表一）：
道路基层的碾压厚度应以压路机的作用厚度及试验要求取样的厚度为准。基土在最佳含水量时进行压实，才能达到最大密实度。因此，在路基填土压实过程中，必须随时控制土的含水量，当含水量过大时，应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业，减少雨淋、暴晒，防止土壤中的含水量发生大的变化。
附表一
压路机种类 土壤组成材料
粘土 砂性土 砾石 混合土 碎石 块石
净光轮 × ○ √ √ ○ ×
轮胎轮 ○ ○ √ √ × ×
振动轮 ○ × √ √ √ √
羊角轮 √ × ○ ○ × ×
备注 √：适合采用； ○：效果一般； ×：避免采用
2.石灰粉稳定土层路基
石灰粉稳定粘土指的是石灰加入土中后，发生一系列的物埋化学反应后，致使灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。在北方地区，多见塑性指数在12以上的粘性土，配以碎石骨料即可形成良好的道路路基，具体的质量参考配比为石灰粉∶粘土∶级配碎石骨料（粒径小于40mm）=5∶15∶80。可见灰土取代了部分碎石的用量，具体优点表现为：石灰稳定土具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度，具有板体作用，有较好的水稳性和一定的冰冻稳定性，特别适合用来稳定不适用其它结合料稳定的塑性指数高的粘性土，便于施工、比较经济。既可以用就地拌和法施工，又可以用集中拌和法施工，特殊情况下，甚至可用人工拌和。
3.二灰稳定碎石路基
二灰稳定碎石路基主要由石灰粉、粉煤灰、级配碎石（粒径小于40mm）组成适用于土壤的塑性指数小于12的地区。参考配比为石灰粉∶粉煤灰∶级配碎石=8∶12∶80。二灰稳定碎石除具备石灰稳定碎石土层的优点外，还具备电厂建设的用料方便及满足安全文明施工道路路基临时硬化等优点。硬化后的路基较为稳定，易清理。
上述推荐的两种道路路基便于操作，铺垫后易于大型车辆行走，方便后续工作的操作，且路基的整体性好，能够有效得避免道路面层因路基稳定性差而产生裂缝。
4.路基的局部破坏处理
在电厂及变电站的建设中，由于各类管线错综复杂，很难避免穿越成型的道路路基。由于管线施工时需对路基下部的原土进行破坏，且局部的回填土质量难以很好的控制。土壤在自重的作用下会自然密实，与原有路基的下沉量会有明显的差别，此位置道路路面会形成悬空状态。当开挖的宽度较小时，非配筋的混凝土路面自身抗拉性能能够满足承载力的要求。但当开挖的宽度较大时，混凝土自身的抗拉性能难以承受。为避免裂缝的产生，需进行配筋处理。道路配筋可参考设计配筋盖板执行。为避免支座位置的负弯矩产生，可在此区域内的道路上部约5cm左右的位置设置一层钢筋网片（ф8@150（200）），防止因负弯矩而产生的裂缝（附图1）（此位置亦可按照道路的缩缝进行处理）。
二.水泥混凝土路面施工防裂措施
水泥混凝土路面又称刚性路面。它是以碎石、砂为集料，以水泥浆为结合料，再加适量的外加剂拌和成水泥混凝土混合料而筑成的路面，具有较高的强度，且具有较好的平整度、很好的耐磨性和必要的粗糙度。但其为脆性材料，易产生裂缝。除路基的质量保证外，其面层的混凝土施工措施的控制也至关重要。
1.混凝土原材料的控制及施工方法
道路施工用混凝土的水泥应多采用普通硅酸盐水泥，以达到混凝土耐磨的效果。为调整混凝土的和易性，可适当增加粉煤灰作为掺和料。道路用混凝土的水灰比不得大于0.46，混凝土拌和用砂应采用细度模量在2.5的中、粗砂，以减少水泥的用量。各种掺和料、外加剂在使用前应预先进行检测，以免与水泥发生反应，使用数量应遵循满足混凝土的性能且用量最小的原则。浇筑道路的混凝土塌落度宜控制在50～70mm，夏季施工为防止失水过快，塌落度可適当加大。
塌落度过大的混凝土因用水量加大，混凝土内水分遗留的气泡对混凝土裂缝的产生起到了促进作用（附图2）。同时，塌落度过大的混凝土，振捣完毕后，道路表面易产生较厚的水泥砂浆层，易产生裂缝。一般来讲，振捣后的道路表面，水泥砂浆层的厚度应控制在5～8mm左右（应避免过振），便于抹光、收面。混凝土在路基上摊铺完成后，应采用插入式振捣棒进行振捣，其间距、振捣时间应符合普通混凝土的振捣要求。同时，为降低混凝土的摊铺作业强度，在没有相应道路施工机械的条件下，可自制振捣梁（附图3），进行路面平整度的找补。施工全过程严禁在混凝土中私自加水。 2.避免道路出现横向裂缝
道路的横向裂缝主要表现为沿着道路中心线大致相垂直的方向产生，这类裂缝往往在行车与温度的作用下，逐渐扩展，最终贯穿板厚。
这种现象的产生，主要是因为道路切缝不及时（或深度不够）、道路路基出现不均匀沉降、混凝土水灰比过大等原因造成。其中道路路基及混凝土的配合比的问题已在前面的篇幅进行了说明，下面着重叙述一下混凝土道路的切缝。
混凝土道路切缝的时间、深度等指标详见附表二。
附表二
昼夜温差（摄氏度） 切缝方式 缩缝切深
小于10度 最长时间不得超过24h 硬切缝，1/5～1/4板厚
10～15度 软硬结合切缝，每隔2～3条进行一道软切缝。 软切缝的深度不小于6cm，不足者应硬切缝至板厚1/3。
大于15度 全部软切缝或间隔1条进行软切缝。 软切缝的深度不小于6cm，不足者应硬切缝至板厚1/3。
对于浇筑过长的道路板面，由于切缝的速度和机械的限制，可先在道路總长1/2处先进行切缝，依次类推，而后再分段切缝。
3.避免道路出现纵向裂缝
道路的纵向裂缝主要表现为顺道路中心线出现的裂缝，这种裂缝一旦出现，经过一段时间的运营后，往往会变成贯穿裂缝。
这种现象的产生，主要是因为路基发生不均匀的沉降、基层的稳定性不好、混凝土板的厚度和强度不能满足上部荷载的要求所造成的。在施工中，纵向分两次施工的路面之间可采用螺纹12，长度500mm，间距250mm的拉结筋将两块板面“拉住”。新施工道路路基的压实系数应略高于原有设计道路路基的压实系数。同时，道路路面的厚度不宜小于200mm，以保证道路面层具备足够的抗剪切力。水平方向分两次施工的道路，下一层路面出现裂缝的位置应粘贴柔性材料（可使用防水卷材），防止底层路面裂缝穿透至上一层。
4.防止道路表面产生龟裂
道路产生龟裂的主要表现为混凝土表面产生网状、浅而细的发丝状裂缝，深度约5～10mm。
这种裂缝的产生主要是因为混凝土表面失水过快，体积急剧收缩而产生裂纹、混凝土过振、水泥和砂率过大等因素引起的。为避免上述问题的发生，混凝土在浇筑后，及时用潮湿材料进行覆盖，认真浇水养护，防止强风和暴晒，养护时间不得小于14天。在炎热季节或区域施工，必要时应搭棚施工。面层施工前，道路路基、模板应浇水湿润，防止其过量吸收混凝土中的水分。
5.伸缩缝位置的处理
往往路面板遭到破坏，人们想到的总是路基、路面基层施工质量或回填质量或水泥混凝土板本身的浇筑质量等，而未足够重视结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害。所以，混凝土板的缩缝、胀缝、施工缝（纵向和横向）应采取特质材料进行灌填，并保证灌缝材料的延展性和密封性，防止留缝位置的路基被水掏空，同时，道路胀缝的位置易设置传力杆，使两部分混凝土能够进行咬合。
此外，影响道路面层裂缝产生的因素还很多，如：道路强度未达到要求，过早的承受上部荷载；伸缩缝未按设计要求进行设置等等。所以，在施工过程中，还应严格遵循设计及施工规范的要求才能做要万无一失。
【关键词】路基；密实；水泥混凝土路面；裂缝
水泥混凝土道路在电厂及变电站的建设中广为采用。实践证明，没有坚固、稳定的路基就没有稳固的路面，路基的强度和稳定性是保证路面施工质量的先决条件。同时，道路的施工多安排为工程的后期，施工人员对道路施工的质量意识较为薄弱，在路基、路面混凝土的施工过程中易出现质量问题，导致路面裂缝的产生。
一.路基的施工质量对路面的影响及应对措施
1.路基基层的压实系数
在道路的施工过程中，路基质量的好坏，直接影响到路面裂缝的产生。路基的测定指标中包含压实系数、回弹模量、弯沉量等。但在电厂及变电站的道路施工过程中，由于检测设备有限，多以压实系数作为主要的控制指标。
设计中的路基主要以原土压实、级配碎石（石灰、水泥稳定层）组合而成，为达到设计要求的压实系数，现对不同路基材质的碾压机械进行汇总（附表一）：
道路基层的碾压厚度应以压路机的作用厚度及试验要求取样的厚度为准。基土在最佳含水量时进行压实，才能达到最大密实度。因此，在路基填土压实过程中，必须随时控制土的含水量，当含水量过大时，应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业，减少雨淋、暴晒，防止土壤中的含水量发生大的变化。
附表一
压路机种类 土壤组成材料
粘土 砂性土 砾石 混合土 碎石 块石
净光轮 × ○ √ √ ○ ×
轮胎轮 ○ ○ √ √ × ×
振动轮 ○ × √ √ √ √
羊角轮 √ × ○ ○ × ×
备注 √：适合采用； ○：效果一般； ×：避免采用
2.石灰粉稳定土层路基
石灰粉稳定粘土指的是石灰加入土中后，发生一系列的物埋化学反应后，致使灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。在北方地区，多见塑性指数在12以上的粘性土，配以碎石骨料即可形成良好的道路路基，具体的质量参考配比为石灰粉∶粘土∶级配碎石骨料（粒径小于40mm）=5∶15∶80。可见灰土取代了部分碎石的用量，具体优点表现为：石灰稳定土具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度，具有板体作用，有较好的水稳性和一定的冰冻稳定性，特别适合用来稳定不适用其它结合料稳定的塑性指数高的粘性土，便于施工、比较经济。既可以用就地拌和法施工，又可以用集中拌和法施工，特殊情况下，甚至可用人工拌和。
3.二灰稳定碎石路基
二灰稳定碎石路基主要由石灰粉、粉煤灰、级配碎石（粒径小于40mm）组成适用于土壤的塑性指数小于12的地区。参考配比为石灰粉∶粉煤灰∶级配碎石=8∶12∶80。二灰稳定碎石除具备石灰稳定碎石土层的优点外，还具备电厂建设的用料方便及满足安全文明施工道路路基临时硬化等优点。硬化后的路基较为稳定，易清理。
上述推荐的两种道路路基便于操作，铺垫后易于大型车辆行走，方便后续工作的操作，且路基的整体性好，能够有效得避免道路面层因路基稳定性差而产生裂缝。
4.路基的局部破坏处理
在电厂及变电站的建设中，由于各类管线错综复杂，很难避免穿越成型的道路路基。由于管线施工时需对路基下部的原土进行破坏，且局部的回填土质量难以很好的控制。土壤在自重的作用下会自然密实，与原有路基的下沉量会有明显的差别，此位置道路路面会形成悬空状态。当开挖的宽度较小时，非配筋的混凝土路面自身抗拉性能能够满足承载力的要求。但当开挖的宽度较大时，混凝土自身的抗拉性能难以承受。为避免裂缝的产生，需进行配筋处理。道路配筋可参考设计配筋盖板执行。为避免支座位置的负弯矩产生，可在此区域内的道路上部约5cm左右的位置设置一层钢筋网片（ф8@150（200）），防止因负弯矩而产生的裂缝（附图1）（此位置亦可按照道路的缩缝进行处理）。
二.水泥混凝土路面施工防裂措施
水泥混凝土路面又称刚性路面。它是以碎石、砂为集料，以水泥浆为结合料，再加适量的外加剂拌和成水泥混凝土混合料而筑成的路面，具有较高的强度，且具有较好的平整度、很好的耐磨性和必要的粗糙度。但其为脆性材料，易产生裂缝。除路基的质量保证外，其面层的混凝土施工措施的控制也至关重要。
1.混凝土原材料的控制及施工方法
道路施工用混凝土的水泥应多采用普通硅酸盐水泥，以达到混凝土耐磨的效果。为调整混凝土的和易性，可适当增加粉煤灰作为掺和料。道路用混凝土的水灰比不得大于0.46，混凝土拌和用砂应采用细度模量在2.5的中、粗砂，以减少水泥的用量。各种掺和料、外加剂在使用前应预先进行检测，以免与水泥发生反应，使用数量应遵循满足混凝土的性能且用量最小的原则。浇筑道路的混凝土塌落度宜控制在50～70mm，夏季施工为防止失水过快，塌落度可適当加大。
塌落度过大的混凝土因用水量加大，混凝土内水分遗留的气泡对混凝土裂缝的产生起到了促进作用（附图2）。同时，塌落度过大的混凝土，振捣完毕后，道路表面易产生较厚的水泥砂浆层，易产生裂缝。一般来讲，振捣后的道路表面，水泥砂浆层的厚度应控制在5～8mm左右（应避免过振），便于抹光、收面。混凝土在路基上摊铺完成后，应采用插入式振捣棒进行振捣，其间距、振捣时间应符合普通混凝土的振捣要求。同时，为降低混凝土的摊铺作业强度，在没有相应道路施工机械的条件下，可自制振捣梁（附图3），进行路面平整度的找补。施工全过程严禁在混凝土中私自加水。 2.避免道路出现横向裂缝
道路的横向裂缝主要表现为沿着道路中心线大致相垂直的方向产生，这类裂缝往往在行车与温度的作用下，逐渐扩展，最终贯穿板厚。
这种现象的产生，主要是因为道路切缝不及时（或深度不够）、道路路基出现不均匀沉降、混凝土水灰比过大等原因造成。其中道路路基及混凝土的配合比的问题已在前面的篇幅进行了说明，下面着重叙述一下混凝土道路的切缝。
混凝土道路切缝的时间、深度等指标详见附表二。
附表二
昼夜温差（摄氏度） 切缝方式 缩缝切深
小于10度 最长时间不得超过24h 硬切缝，1/5～1/4板厚
10～15度 软硬结合切缝，每隔2～3条进行一道软切缝。 软切缝的深度不小于6cm，不足者应硬切缝至板厚1/3。
大于15度 全部软切缝或间隔1条进行软切缝。 软切缝的深度不小于6cm，不足者应硬切缝至板厚1/3。
对于浇筑过长的道路板面，由于切缝的速度和机械的限制，可先在道路總长1/2处先进行切缝，依次类推，而后再分段切缝。
3.避免道路出现纵向裂缝
道路的纵向裂缝主要表现为顺道路中心线出现的裂缝，这种裂缝一旦出现，经过一段时间的运营后，往往会变成贯穿裂缝。
这种现象的产生，主要是因为路基发生不均匀的沉降、基层的稳定性不好、混凝土板的厚度和强度不能满足上部荷载的要求所造成的。在施工中，纵向分两次施工的路面之间可采用螺纹12，长度500mm，间距250mm的拉结筋将两块板面“拉住”。新施工道路路基的压实系数应略高于原有设计道路路基的压实系数。同时，道路路面的厚度不宜小于200mm，以保证道路面层具备足够的抗剪切力。水平方向分两次施工的道路，下一层路面出现裂缝的位置应粘贴柔性材料（可使用防水卷材），防止底层路面裂缝穿透至上一层。
4.防止道路表面产生龟裂
道路产生龟裂的主要表现为混凝土表面产生网状、浅而细的发丝状裂缝，深度约5～10mm。
这种裂缝的产生主要是因为混凝土表面失水过快，体积急剧收缩而产生裂纹、混凝土过振、水泥和砂率过大等因素引起的。为避免上述问题的发生，混凝土在浇筑后，及时用潮湿材料进行覆盖，认真浇水养护，防止强风和暴晒，养护时间不得小于14天。在炎热季节或区域施工，必要时应搭棚施工。面层施工前，道路路基、模板应浇水湿润，防止其过量吸收混凝土中的水分。
5.伸缩缝位置的处理
往往路面板遭到破坏，人们想到的总是路基、路面基层施工质量或回填质量或水泥混凝土板本身的浇筑质量等，而未足够重视结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害。所以，混凝土板的缩缝、胀缝、施工缝（纵向和横向）应采取特质材料进行灌填，并保证灌缝材料的延展性和密封性，防止留缝位置的路基被水掏空，同时，道路胀缝的位置易设置传力杆，使两部分混凝土能够进行咬合。
此外，影响道路面层裂缝产生的因素还很多，如：道路强度未达到要求，过早的承受上部荷载；伸缩缝未按设计要求进行设置等等。所以，在施工过程中，还应严格遵循设计及施工规范的要求才能做要万无一失。