1 前言

　　水泥混凝土路面具有承載能力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長和日常養(yǎng)護費用低等優(yōu)點。因此，省、市農村公路建設管理機構要求在農村四級公路中采用水泥混凝土作為面層，這種要求符合農村實際情況和道路所處的環(huán)境，普遍受到群眾的歡迎。但是，水泥混凝土路面的優(yōu)點都是以工程質量達到設計要求為前提的。工程標準低、存在質量隱患，將會減少路面使用壽命，甚至會出現前修后壞的惡果，不僅造成很大的經濟損失，而且會在社會上，尤其是在群眾中帶來不良的社會影響。

　　農村公路建設面廣量大，點多線長，稍有不慎，設計、施工和養(yǎng)護等環(huán)節(jié)都有可能出現問題。筆者根據三年來參加農村公路建設工作的實踐和體會，提出搞好水泥混凝土路面建設應注意的幾個問題。

　　2 充分重視半剛性基層的作用

　　水泥混凝土是一種剛性路面，采用疲勞應力理論，以抗折強度作為控制指標。試驗和研究證明，水泥混凝土本身作為主要承重層，提高基層的強度，對于降低混凝土面層的應力或者減薄面層的厚度，影響很小。因此，在工程建設過程中，水泥板下面基層的作用常常被輕視或忽視。以農村四級路建設為例，一些地方針對老路為砂石路、路況較好的實際情況，對路面進行整修后，直接鋪水泥混凝土面層。從眼前來說，可以節(jié)約一些投資，但無形中留下一些質量隱患。從長遠使用來看，不做半剛性基層的做法實際上是得不償失。因此，在農村水泥路建設過程中，我們要充分認識半剛性基層的重要作用。

　　2.1 為水泥板提供強度均勻的支承

　　通過水泥混凝土路面?zhèn)鞯交鶎拥暮奢d應力很小。但是，水泥混凝板底面基層強度不均勻，強度弱的地方容易發(fā)生變形，甚至會下沉，造成面層與基層之間局部脫空，面層應力急劇增加，從而導致面板斷裂。即使不會導致面板斷裂，受支承層強度不均勻的影響，水泥板沒有良好的受力狀態(tài)，也會減少使用壽命。農村四級路老路多數為泥灰結碎石路面，普通存在強度不均勻的現象，不鋪二灰結石等半剛性基層，直接以老路作為支承層，無法滿足水泥板長期使用受力的要求。

　　2.2 減輕沖刷唧泥的危害

　　泥灰結碎石的耐沖刷能力遠遠低于二灰結石等半剛性基層。當泥灰結碎石頂面滯留從水泥板滲下來的水時，在行車荷載作用下，滯留水形成有壓水在水泥板底和接縫處高速流動，對基層頂面反復沖刷，基層材料中的細顆粒被拖曳離開結構體，并從水泥板接縫處帶出，形成唧泥現象，隨著細顆粒不斷帶出，板底形成脫空，接縫兩側產生錯臺。當水泥混凝土路面與基層之間脫空量及范圍較大時，水泥混凝土路面板猶如懸臂板，荷載應力大幅度增加，水泥板極易發(fā)生斷裂。

　　交通繁重程度是影響基層受沖刷的程度以及唧泥、錯臺出現的可能性和程度的主要因素。因此，水泥混凝土設計規(guī)范要求必須根據交通等級來選用合適的基層。農村四級路絕大多數為中等或輕交通，應選用水泥穩(wěn)定粒料或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料作為基層。

　　2.3 保證水泥板厚度均勻

　　在荷載作用下，厚度不等的連接處，水泥板的荷載應力容易發(fā)生突變，對水泥板使用具有很大的危害性。農村四級公路水泥板厚度不均勻，甚至是相差很大，究其原因，主要是沒做半剛性基層。大多數砂石路高低不平整，起伏較大，存在偏拱和反拱的現象，即使對老路進行整修，也很難找平，而且會出現與老路結合不好的問題。受此影響，施工單位鋪設水泥板路邊厚度達到設計要求，其余部分厚度出現不同程度的偏差。

　　3 嚴格控制水泥混凝土強度的離散性

　　強度是衡量水泥混凝土路面質量的主要指標。

　　水泥混凝土強度Cv值在0.2左右，是水泥混凝土設計規(guī)范規(guī)定的高變異水平等級的高限值。變異系數可以作為反映工程質量的一個輔助性指標，Cv值大，說明質量不穩(wěn)定，也說明施工隊伍的技術和管理水平低。

　　農村公路建設以來，一部分建筑類施工企業(yè)承擔水泥路的施工，甚至少數包工頭通過掛靠某個企業(yè)取得施工權，因缺乏管理經驗和技術力量，施工能力較低，很容易造成水泥混凝土強度離散性大的問題。要解決這個問題，主要抓好以下幾個方面：

　　3.1 材料級配要準確

　　水泥混凝土路面開工前，試驗室根據施工單位提供的各種材料進行配合比設計，施工單位按照試驗室提供的配合比進行施工。但是，由于施工單位沒有固定的運輸車輛，所購材料由不同的廠家生產，致使碎石等材料規(guī)格改變，與原先報到試驗室的材料有很大的送別，卻仍然采用原先的配合比進行施工?；炷敛牧霞壟溥_不到要求，質量也隨之出現差異。根據工地的實際情況，及時調整材料的配合比，無論是人力，還是物力，都無法實現。因此，必須加強對施工單位材料收購工作的管理和檢查檢測的力度，要求施工單位只準使用指定廠家生產的材料，避免材料混雜使用，保證材料級配準確。

　　3.2 配料要精確

　　受條件制約和項目多等因素的影響，農村水泥路多數采用小型機具施工，為減少配料上人為因素的影響，要求使用強制式拌和機。但是，大多數施工單位使用的強制式拌和機沒有配置計量設備，仍然使用人工上料，人工加水，所加材料和水的質量具有很大的隨意性，用量不精確，誤差較大。尤其是在水泥使用上，少數單位為了獲取更多的利益，克扣水泥用量，使用水泥品種雜亂，甚至是以次充好、以劣充優(yōu)。為保證配料精確，要求施工單位必須配置自動計量設備，禁止人工上料。

　　3.3 防止材料離析和振搗不密實

　　材料離析和振搗不密實，對強度的影響較大。在施工中，要嚴格控制運輸距離和車輛的行駛速度，車輛起步和停車應平穩(wěn)。車輛裝料前，應清凈箱壁，灑水潤壁。裝料時，車輛應挪動車位，卸料落差不大于2米。應使用熟練振搗操作工，每車道使用2根振搗棒，沿橫斷面連續(xù)振搗密實。振搗棒在每一處持續(xù)時間，以表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限，不宜過振，也不宜少于30秒，移動間距不大于50厘米。振搗棒應輕插慢提，插如深度離基層3~5厘米。

　　3.4 嚴格控制砂的細度模數

　　在水泥混凝土混合料坍落度、粗集料最大粒徑、水灰比等其他條件一定的前提下，若使用粗砂，則單位用水量可適當減少，砂率則適當增加，采用細砂則反之。使用粗砂拌制的混凝土的主要問題是泌水較嚴重，靜態(tài)平整度不佳；使用細砂拌制混凝土，由于細砂比表面積大，需水量大，水灰比較高，農村公路施工又不具備使用高效減水劑、降低水灰比的條件，其強度很難滿足要求，更重要的是，路面的抗滑性能低。因此，砂的細度模數應在2~3.5之間。

　　4 科學合理地確定水泥板的厚度

　　嚴格地說，水泥板的厚度要根據路線設計基準期內標準軸載累計作用的次數，綜合考慮基層和水泥混凝土彎拉強性模量等諸多因素進行計算

　　交通量、路基狀況等條件不同，所計算出的水泥板的厚度是不同的。農村公路尤其是鎮(zhèn)村四級公路面廣量大，按照標準和設計程序計算每條路水泥板的厚度也是不現實的。對水泥板的厚度，《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》依據交通等級推薦了范圍：在中等交通條件下，三級、四級路為20-24cm；輕交通為 22cm，雖未明確最低厚度，但是要求鋼纖維混凝土面層的最小厚度為14cm。按照鋼纖維混凝土面層厚度通常是普通混凝土面層厚度的0.65~0.75倍推算，普通水泥混凝土的最小厚度應該為18~21cm。

　　通過近幾年工作實踐，結合規(guī)范要求，筆者認為，農村公路采用水泥混凝土路面時，應分兩種不同情況，確定水泥板的厚度：一是做二灰結石基層。二級、三級公路板厚不宜小于20cm，四級路板厚不小于18cm；二是不做二灰結石基層，主要是指四級公路。原老路為瀝青路面或砂石路面的四級公路，當強度滿足要求，即路面彎沉值≤130（0.01mm），在對坑塘修補整平后，可直接鋪筑20cm水泥混凝土路面。這樣，既能滿足長遠使用要求，又節(jié)省投資，對經濟欠發(fā)達的地區(qū)來說，可以減輕配套資金籌集壓力，順利完成農村公路建設任務。需要強調的是，選擇水泥板的厚度不能脫離道路所處的環(huán)境和交通情況，對承擔繁重交通運輸的鎮(zhèn)村四級路，建議水泥板的厚度不小于22cm。

　　無損檢測：

　　1 回彈法

　　回彈法是以在混凝土結構或構件上測得的回彈值和碳化深度來評定混凝土結構或構件強度的一種方法，它不會對結構或構件的力學性質和承載能力產生不利影響，在工程上已得到廣泛應用。

　　2 超聲波法

　　超聲波法檢測混凝土常用的頻率為20～250kHz，它既可用于檢測混凝土強度，也可用于檢測混凝土缺陷。

　　3 超聲回彈綜合法

　　回彈法只能測得混凝土表層的強度，內部情況卻無法得知，當混凝土的強度較低時，其塑性變形較大，此時回彈值與混凝土表層強度之間的變化關系不太明顯；超聲波在混凝土中的傳播速度可以反映混凝土內部的強度變化，但對強度較高的混凝土，波速隨強度的變化不太明顯。如將以上兩種方法結合，互相取長補短，通過實驗建立超聲波波速—回彈值—混凝土強度之間的相關關系，用雙參數來評定混凝土的強度，即為超聲回彈綜合法。 實踐表明該法是一種較為成熟、可靠的混凝土強度檢測方法。

　　4 雷達法

　　鋼筋混凝土雷達多采用1GHz 及以上的電磁波，可探測結構及構件混凝土中鋼筋的位置、保護層的厚度以及孔洞、酥松層、裂縫等缺陷。它首先向混凝土發(fā)射電磁波，當遇到電磁性質不同的缺陷或鋼筋時，將產生反射電磁波，接收此反射電磁波可得到一波形圖，據此波形圖可得知混凝土內部缺陷的狀況及鋼筋的位置等。雷達法主要是根據混凝土內部介質之間電磁性質的差異來工作的，差異越大，反射波信號越強。 雷達法檢測混凝土其探測深度較淺，一般為20 cm 以內，探地雷達使用較低頻率電磁波，探測深度可稍大些。此外，該法受鋼筋低阻屏蔽作用影響較大，且儀器本身價格昂貴，故實際工程上應用的并不多。

　　5 沖擊回波法

　　沖擊回波法是用一鋼珠沖擊結構混凝土的表面，從而在混凝土內產生一應力波，當該應力波在混凝土內遇到波阻抗差異界面即混凝土內部缺陷或混凝土底面時，將產生反射波，接收這種反射波并進行快速傅里葉變換（FFT）可得到其頻譜圖，頻譜圖上突出的峰值就是應力波在混凝土內部缺陷或混凝土底面的反射形成的，根據其峰值頻率可計算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于該法采用單面測試，特別適合于只有一個測試面如路面、護坡、底板、跑道等混凝土的檢測。

　　6 紅外成像法

　　自然界中任何高于絕對零度（-273℃）的物體都是紅外線的輻射源，它們都向外界不斷地輻射出紅外線。紅外線是介于可見光與微波之間的電磁波， 其波長為0.76~1000 μm， 頻率為4×1014~3×1011 Hz。 混凝土紅外線無損檢測是通過測量混凝土的熱量及熱流來判斷其質量的一種方法。當混凝土內部存在某種缺陷時，將改變混凝土的熱傳導，使混凝土表面的溫度場分布產生異常，用紅外成像儀測出表示這種異常的熱像圖，由熱像圖中異常的特征可判斷出混凝土缺陷的類型及位置特征等。這種方法屬非接觸無損檢測方法，可對檢測物進行上下、左右的連續(xù)掃測，且白天、黑夜均可進行，可檢測的溫度為-50~2000℃，分辨率可達0.1~0.02℃，是一種檢測精度較高、使用較方便的無損檢測方法，并具有快速、直觀、適合大面積掃測的特點，可用于檢測混凝土遭受凍害或火災等損傷的程度以及建筑物墻體的剝離、滲漏等。

　　7 拔出法

　　拔出法用于檢測混凝土的強度，它是將安裝在混凝土體內的錨固件拔出，測定其極限抗拔力，然后根據預先建立的混凝土極限拔出力與其抗壓強度之間的相關關系來測定混凝土強度的一種半破損（局部破損）檢測方法。大量實驗表明：極限拔出力與混凝土抗壓強度之間確實存在著某種近似線性的對應關系，這就為該方法的應用提供了堅實的基礎。 拔出法可分為預埋拔出法及后裝拔出法兩種，預埋拔出法是指預先將錨固件埋入混凝土內的拔出法，后裝拔出法是指在已硬化的混凝土上鉆孔，然后在其上安裝錨固件的拔出法。前者主要適用于成批、連續(xù)生產的混凝土結構

　　構件的強度檢測，后者可用于新、舊混凝土各種構件的強度檢測。 拔出法一般不宜直接用于遭受凍害、化學腐蝕、火災等損傷混凝土的檢測。

　　8 鉆芯法

　　鉆芯法是利用專用鉆機和人造金剛石空心薄壁鉆頭，在結構混凝土上鉆取芯樣以檢測混凝土強度和缺陷的一種檢測方法。它可用于檢測混凝土的強度，結構混凝土受凍、火災損傷的深度，混凝土接縫及分層處的質量狀況，混凝土裂縫的深度、離析、孔洞等缺陷。 該方法直觀、準確、可靠，是其他無損檢測方法不可取代的一種有效方法。鉆芯法檢測混凝土費用較高，費時較長，且對混凝土造成局部損傷，因而大量的鉆芯取樣往往受到限制，可利用其他無損檢測方法如超聲法與鉆芯法結合使用，以減少鉆芯數量，另一方面鉆芯法的檢測結果又可驗證其他無損檢測方法如超聲法的檢測結果，以提高其檢測的可靠性。

　　9 超聲波CT 法

　　超聲波具有穿透能力強，檢測設備簡單，操作方便等優(yōu)點，特別適合于對混凝土的檢測，尤其適合對大體積混凝土如大壩、橋墩、承臺及混凝土灌注樁的檢測。常規(guī)的超聲波對測法及斜測法可檢測混凝土內部的缺陷，但這需要操作人員具有一定的工作經驗，且檢測精度也不夠高，僅能得到某些測線上而非全斷面的混凝土質量信息。 將計算機層析成像（ Computerized Tomography，簡稱CT）技術用于混凝土超聲波檢測，即為混凝土超聲波層析成像檢測方法。 該方法首先將待檢測混凝土斷面剖分為諸多矩形單元，如圖1 所示，然后從不同方向對每一單元進行多次超聲波射線掃描，即由來自不同方向的多條射線穿過一個單元，用所測超聲波走時數據進行計算成像，其成像結果可精確、直觀表示出整個測試斷面上混凝土的缺陷及質量信息，使檢測精度大為提高。