浅谈石漠化地区农村公路水泥混凝土路面改造存在问题及对策措施.doc

浅谈石漠化地区农村公路水泥混凝土路面改造存在问题及对策措施

黄必庆
（广西凤山县公路管理所 广西凤山 547600）

摘要：针对广西河池市石漠化地区农村公路铺装水泥混凝土路面工程的特点,分析存在的主要质量问题,提出加强施工质量控制措施。
关键词：石漠化地区；水泥混凝土路面;施工质量;控制措施;

On rocky desertification area of rural highway cement concrete pavement reconstruction problems and Countermeasures
Huang Biqing
（Guangxi Fengshan county highway management Guangxi Fengshan 547600）

Abstract: according to the characteristics of cement concrete pavement of rural road in Guangxi city of Hechi rocky desertification area pavement, the main quality problem analysis, put forward to strengthen the construction quality control measures.
Keywords: rocky desertification area; cement concrete pavement; construction quality; control measures;

一.引言
石漠化是一种岩石裸露、具有类似荒漠的土地退化过程，主要由石灰岩岩溶山区脆弱的生态系统与人类活动相互作用而形成。广西河池是典型的喀斯特岩溶山区，石漠化现象十分严重，当地岩溶地貌发育、旱涝灾害频繁，是著名的“老、少、边、山、穷”地区。土地石漠化现象一直困扰着当地经济社会的发展。老百姓说：“高速公路，国家致富；农村公路，农民致富”“公路修到家门口，赶场运物不用愁”。建好农村公路，拉动农村经济大发展。农村公路是农业和农民客货运输的唯一载体，是乡村之间互通运输的依赖。要想富、先修路，这是民心共识，是农民群众的渴望，尽快解决人们的出行问题，拉近与外界的距离，走出山门，发展经济，让农村自然资源，农副产品尽早转化成财富，让人流、物流、信息流早日形成财流，早日实现农村建设小康社会的奋斗目标。
近几年来，国家为治理石漠化地区投入大量人力物力，加大基础设施建设投入，使得大石区群众的生产生活面貌发生很大变化。农村公路建设投资力度之大、增长里程之快是前所未有的。农村公路路面大部分多采用较易于施工的级配碎石基层、水泥混凝土面层的路面结构形式。但是由于农村公路大多数地处山岭重丘、深山峡谷、无电缺水、施工环境差、公路等级低、路基窄、路况差、坡陡弯多、安全隐患突出、运力成本高、建设任务艰巨。建设项目分散、点多面广、建设规模小、技术等级低、造价低,以及在水泥混凝土路面工程施工过程中存在经验不足、技术力量缺乏、配套资金筹措困难等实际,因而较容易出现施工质量问题。下面就农村公路水泥混凝土路面改造进行研究，分析存在的问题及提出解决措施。
二.石漠化地区农村公路水泥混凝土路面施工存在的问题
1.路基施工存在的问题
1.1 软基处理不当
其原理是“将土质由松变实”、“将土的含水量由高变底”。软土一般指在静水或缓流水环境中以细颗粒为主的近代粘性沉积土，是一种呈现软塑或流塑状态的饱和或接近饱和的粘性土。软基加固处理的方法可归纳为“挖、填、换、夯、压、挤、拌”。当软土层不厚时适用挖；当软土层很厚且需大面积处理时用填；当软土层厚而仅对局部地基进行加固处理时用换；强夯是用起重机械将大吨位的夯锤(一般不小于8t)起吊高度不小于6m自由下落。
处理方案一般有淤回填土方、石方或砂砾、袋装砂井、塑料排水板、土工布、土工格栅等，但是施工时，往往是由于采取的软基处理方案的设计方案不合理或施工工艺不合理或施工时未认真按设计要求处理或处理不完善等原因，给路基的稳定造成了隐患，使成型的路基沉陷或滑移等，最终影响路面混凝土板。
1.2 路基土石方填筑的问题
《公路工程技术标准》（JTG B01.2003）条文说明：《标准》及相关规范规定的路基压实度标准，其中1.5m以下路堤的压实度标准为90％，明显偏低。难以控制工后沉降以及路基路面整体质量。三、四级公路铺筑沥青混凝土或水泥混凝土路面时，其路基压实度应采用二级公路标准。
往往在施工过程中由于以下施工方面的原因，对路基的稳定性造成一定的影响，直到影响路面混凝土板。第一，施工单位未严格按规范要求的每层填料的松铺厚度控制，有时填料的松铺厚度达60—80cm，这样路基填方的密实度很难达到规范要求的低限值；第二，路基填筑每层的填料未用平地机或其他平整机械进行整平或整平效果不好，使低洼的地方达不到密实度要求且大量的积水；第三，路基施工过程中没有按要求做成一定的路拱横坡度；路基施工临时排水系统未做或不通畅，从而使大量的积水渗入下层路基严重影响路基质量；当路堤在斜坡上或填挖交界处或原有路堤上或路堤处在垂直路中线测得的坡度大于1:5的坡度时应把远地面挖成台阶，台阶宽度不小于1m，用小型机具进行夯实，并向内侧倾斜2％，且台阶上不能有积水，然后再分层填筑压实。这样才能保证路堤的稳定和达到规定的密实度。
2.路面施工方面存在的问题
2.1 路面基层施工质量不符合要求
路面基层一般有下基层和上基层。下基层为级配砂砾级料，对于水泥混凝土面层下基层的首先要求是抗冲刷能力。不耐冲刷的基层表面，在渗入水和荷载的共同作用下会产生积泥，板底脱空和错台等病害。导致行车的不舒适，并加速和加剧板的断裂。提高基层的刚度有利于改善接缝的传荷能力。然而其作用只能是在基层未受冲刷的前提下才能得以保证。同时其效果不如在接缝内设置传力杆。上基层一般采用水泥稳定级配碎石，碾压混凝土和贫混凝土。但是碾压混凝土和强度较高的贫混凝土基层会产生收缩裂缝，导致混凝土面层出现裂缝，因而对这两种基层规定了设置接缝的要求。
基层的宽度应比混凝土面层每侧至少宽出300mm（采用小型机具施工）或500mm（轨模式摊铺机施工）或650mm（滑模式摊铺机施工）。路肩采用混凝土面层，其厚度与行车道面层相同时，基层宽度应与路基同宽。继配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。
2.2路面结构设计不当
　　当前农村公路建设中存在的结构设计不当主要是指路面结构的设计不合理，主要包括:
　　① 面层的厚度偏小，大量的路面达不到设计厚度，有的甚至未达到18cm。
　　②路面结构的组合不够合理，造成路面的排水不畅，大量的水存在于面层与基层之间，导致路面接缝处淤泥，最终导致断板的发生。
③接缝处不设钢筋。由于农村公路建设资金不足，许多水泥混凝土的接缝处不设钢筋，或者钢筋的数量偏少而且布置不合理，不能有效地传递荷载。
④在农村公路建设中未设基层或者基层偏薄，基层材料的配合比不能满足有效排水。
2.3水泥混凝土施工不合格
①使用材料不符合要求，粒径偏大、没有筛分、没有级配、含泥量大，骨料最大粒径过粗，砼配合比不合理；
②基层松散，压实度未达到规范要求，基层不平整，从而造成路面厚度不一致；
③路面施工控制不严。挖槽嵌模致使砼路面板厚度不够，蜂窝、麻面、表面不平整，养生不足甚至不覆盖仅洒水养生，砼抗折强度不足且不稳定,水泥含量低，路面脱皮，露骨现象依然存在，路面坑洞，路面平纵线型不顺；
④施工机械设备简陋、陈旧，砼质量无法得到保证。
3. 施工单位信誉低，技术落后。
由于农村公路“通畅”工程的上述特点,造成了施工资质高、技术力量强的施工单位根本不参与该项工程的建设,近几年的实践也已证明农村公路“通畅”工程的施工队伍多数是农村个体户或是挂靠大公司的小队伍。因此,施工质量能否保证就成为农村公路“通畅”工程建设管理者的主要问题。
三.提高水泥混凝土路面施工质量的措施
存在以上这些问题，直接影响了农村公路水泥混凝土路面的使用安全和效益的发挥，减少了设计使用寿命。笔者根据几年来从事农村公路水泥混凝土路面施工实践,从以下几方面探讨如何确保农村公路水泥混凝土路面的施工质量。
路面开始施工前要求路槽应清理干净，标高应严格控制，否则会影响基层的设计厚度（厚度增加提高成本，厚度减小影响路面基层的稳定）；底基层细级料细长及扁平的颗粒不得超过20％，且不得含有粘土块、腐殖质等有害物质；级料必须有良好的级配，级配曲线应接近圆滑并居中。0.5mm以下的级料其塑性指数应小于4％，液限指数应小于25％；松铺好的级料在压实时，其含水量应比最佳含水量稍高。水泥稳定级料上基层在铺筑前应将底基层上面的所有浮土，杂质全部清除，并严格的整型和压实，将底基层上的车辙或松软的部分和压实不足的地方以及任何不符合规范要求的表面都重新翻松，清除或用同样材料进行整型，并压实到符合规范规定要求的密实度和规定的线形、坡度、标高。水泥稳定的级配要求良好，有机质含量不大于2％，水泥质量要求稳定。
1.基层施工质量控制
水泥混凝土面层铺筑在基层上，共同承受车辆荷载作用，因此，设计和施工规范对基层提出了一定的要求。
1.1基层压实度
根据农村公路的特点，为了充分就近利用建筑材料,目前广西河池市水泥混凝土路面基层基本上采用级配碎石基层结构。在施工中应选用质地坚韧、无杂质的碎石、砂，级配良好；混合料应拌和均匀,无明显离析现象；洒水碾压密实。应使用12t以上三轮压路机碾压，每层的压厚度不应超过15～18cm，并在混合料含水量等于或大于最佳含水量1%左右时立即碾压；直线和不设超高的平曲线段由边向中碾压，在设超高的平曲线段由内向外碾压，碾压时均按照先轻后重，先慢后快的原则，一般碾压6～8遍，使表面无明显轮迹,路面的两侧应多压2～3遍,直到规范规定要求的压实度为止。
1.2基层表面平整度
基层平整度直接影响到面层厚度,也是预防混凝土路面面板断裂的一个重要因素。基层表面凹凸不平，不仅会使面板与基层间的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均匀的片状区，这样在不均匀片状区的边缘部位和摩阻力集中的区域就容易形成断板；另一方面，当基层标高低时,浇筑的混凝土面板就偏厚，而切缝深度又是按正常板厚实施的，这样在混凝土凝固过程中产生的拉应力的作用下，就会在面板相对较薄的部分产生不规则裂缝。因此，要控制好基层的标高，基层平整度控制在允许偏差规定值范围内。
2.水泥混凝土面板施工质量控制
2.1严格控制材料进场关
材料质量控制是工程质量控制的基础，原材料质量好，工程质量才会有保证。由于农村公路的特点，决定了农村公路建设所使用的筑路材料都是由施工单位自行采购，采购的材料可能来自不同的石矿，每一车运到的材料规格都有一定的差别。这些条件造成管理工作难度大。为此，各有关单位特别是业主、监理人员要严格按配合比设计中的材料对外购的水泥、砂石等原材料进行必要的试验检验，检验合格后方可使用，检验不符合规格的材料不准进场，已经进场的要坚决清退，彻底消除来自原材料的质量隐患。
2.2水泥混凝土路面板强度的控制
水泥混凝土强度考核指标是用抗弯拉强度来保证的。主要应控制好以下方面：
(1)集料(砂、石)级配及技术要求：集料(砂、石)应选择含泥量、有机质含量在规范规定允许范围内的材料，粗集料粒径如较大则砼的抗折强度不高，且强度均方差较大，选用砾石最大粒径不宜大于19mm，碎砾石最大粒径不得大于26.5mm，碎石最大粒径不得大于31.5mm，超径含量不得大于5%，逊径含量不得大于10%，碎砾石或碎石粒径小于75mm的石粉含量不应大于1%。细集料采用连续级配，细模数为2.5～3.2的中偏粗砂。
(2)水泥质量：水泥是砼的胶结材料，砼的性能很大程度上取决于水泥的质量。农村公路可采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，建议采用42.5级水泥。水泥进场时，每批量应附有齐全的化学成分和物理力学指标合格的质量检验证明书。水泥出磨必须安定，且水泥存放期不得超过3个月，不同品种、牌号、强度等级、厂家的水泥不能混装和混合使用。
(3)配合比：配合比是保证工程质量的关键，只有配合比做好了，工程质量才会有保障。根据近几年来农村公路水泥砼路面施工经验，建议砼配合比,含砂率为28%～34%,水泥用量为305～350kg/m3,水灰质量比采用0.4～0.55。施工单位必须按要求做好配合比设计，并把配合比公布在拌和机旁，让所有的施工人员都清楚。若原材料发生变化，则应及时调整配合比，不能千篇一律使用一个配合比。
(4)正确把握施工工艺：①拌和质量。砼拌和存在的主要质量问题是拌和不均匀和水灰比不符合标准要求。为保证拌和质量和时间，不允许使用建筑用自落滚筒搅拌机，应优先采用间歇强制式拌和搂(双卧轴式或单卧轴式均可)，装料顺序宜为砂-水泥-碎石；②振捣。振捣密实程度如何是影响农村公路水泥砼路面强度和使用寿命的关键问题。因此，要保证振捣机具的数量和类型，机械配置要合理。通过几年实践可知，每2m断面应配备2根振捣棒，每次振捣时间不宜少于30s，振动棒的移动间距不宜大于其作用半径的1.5倍，振捣插入角度为30～45°，严禁在拌和物中推行和拖拉振捣；然后再按每4m断面配备1块振动板振捣，振捣应重叠10～20cm，振捣时间不宜少于15s；最后用振动梁进一步振实并整平提浆。人工摊铺拌和物的坍落度应控制在0.5～2cm之间，保证松铺系数为1.12～1.25之间。振捣过程中，对缺料的部位进行人工找平，多余的料应适当铲除，人工找平应使用同批拌和物，严禁使用纯砂浆填补找平，应随时检查模板、拉杆、传动杆和钢筋的移位、变形、松动、露浆等情况，并及时纠正；③加强切缝时间控制及养生。
2.3 混凝土施工组织措施
　　影响混凝土施工质量主要有：施工环境、施工工艺、钢筋、模板及混凝土运输等。因此，采取以下措施保证混凝土施工质量。
　　（1）成立以项目经理为主的混凝土施工管理组，主要负责实施混凝土施工的有关组织管理工作，保证混凝土连续供应和按施工工艺组织施工，从而保证混凝土施工质量。
　　（2）混凝土施工前，首先由项目总工程师组织作业人员就混凝土施工工艺、施工技术性能及特点和施工注意事项等进行技术交底。项目经理负责组织相应施工机具，混凝土的运输及作业劳动力布置。项目的质检、技术部及防水作业组专职负责质量检验及监督。
　　（3）项目经理部相关的质量、技术、机电、物资部等组成现场值班小组，专职负责落实混凝土供应及按施工工艺组织施工，并监督混凝土施工质量。
　　（4）专职的混凝土试验人员进驻混凝土拌和站监督拌和站按配合比实施质量控制情况并协助组织运输。
　　（5）混凝土施工实行质量承包责任制，项目经理部同作业人员及拌和站签定质量责任合同，使混凝土质量与施工有关人员及混凝土供应站的经济效益直接挂钩，并制定相应的奖励措施，以发动相关人员进行群众性质量攻关和合理化建议活动。
（6）混凝土运输中不致发生分离、漏浆、严重泌水、过多温度回升和坍落度损失；低温天气应避免天气、气温等因素的影响，采取遮盖或保温设施；混凝土的自由下落度不宜大于1.5m，否者应设缓降措施，防止骨料分离。
2.4混凝土的养护及拆模
混凝土路面铺筑完成或软作抗滑构造完毕后立即开始养生。机械摊铺的各种混凝土路面、桥面及搭板宜采用喷洒养生剂同时保湿覆盖的方式养生。在雨天或养生用水充足的情况下，也可采用覆盖保湿膜、土工毡、土工布、麻袋、草袋、草帘等洒水湿养生方式，不宜使用围水养生方式。
养生时间根据混凝土弯拉强度增长情况而定，不宜小于设计弯拉强度的80％，应特别注重前7d的保湿(温)养生。一般养生天数宜为14～21d，高温天不宜小于14d，低温天不于于21d。掺粉煤灰的混凝土路面，最短养生时间不宜少于28d，低温天应适当延长。
混凝土板养生初期，严禁人、畜、车辆通行，在达到设计强度40％后，可通行。在路面养生期间，平交道口应搭建临时便桥。面板达到设计弯拉强度后放交通。
当混凝土路面的强度达到设计强度的25％时，即可拆除模板。拆除模板用力不要过猛过急，模板不应击敲和损伤路面，其顺序应先取下后模板支撑和铁钎，后拆模板。拆下的模扳应有序堆放。
四.结束语
农村公路是发展农村经济的重要基础设施，在社会经济发展中占有一定的重要地位。是我国公路现代化建设的一项长期的战略任务，是开拓农村市场，加强城乡交流，发展乡(镇)企业，促进农村资源优势向经济优势的转化，调整农业生产布局结构，事关国家经济发展大局，是加快石漠化地区的开发建设，促进贫困地区脱贫致富，增加农民收入的大局。因此，坚持质量第一始终是农村公路建设工作的生命线。为确保工程质量万无一失，要进一步抓好质量管理，强化质量意识。对农村公路工程，也一律实行招投标制度和项目责任制管理制度，续坚持政府监督、施工单位工序自检、监理人员把关，群众代表跟踪施工现场等办法，确保每一个施工环节的质量控制。

参考文献：
1.《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）
2.《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）
3.《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）

作者简介:
黄必庆，男，1975年11月出生，壮族，广西凤山县人，工程师，主要从事公路桥梁工程技术管理工作。
地 址：广西凤山县交通运输局
邮 编：547600
联系电话：[phone]
手 机：13907880318
电子邮箱：hbq0318@
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