国外混凝土新技术

国外水泥混凝土路面建设的新技术

水泥混凝土路面在国外早就被誉为“免养护路面”，最近又纷纷被专家作为抗超载的有效武器而再次提到决策人的面前！那么在这方面国外有什么新技术值得我们借鉴呢？下面，笔者试图从六方面加以介绍：

一、美国水泥混凝土路面的典型结构：

这是美国加州交通厅从多年、各种失败的教训中总结出来的宝贵经验，尤其是在防止缩缝唧泥方面，因为他们认为唧泥产生的原因是水不可避免的从缩缝渗入上基层，尤其是半刚性的上基层（如二灰碎石、白灰土）之后，这些上基层会变软，当有车驶过时，缩缝前那块面板先下沉，其下面的、被水泡软的基层材料会被挤压向相邻的、缩缝后的那块面板下的也已被水泡软了的基层材料，这时前一块板下形成脱空，后一块板下形成加密；当又一排车轮压过时，后一块板下的基层材料又会以比刚才被挤密时更快的速度流向脱空的前一块板下，因为那里没有阻力。如此周而复始，最终形成前一块板下出现拥包，后一块板下反而出现脱空！随着时间的推移，围越来越大。再有车驶过，必然产生断板这一严重的病害！由此他们对症下药，想出的解决办法就是铺设泡不软的上基层――刚性基层――贫水泥混凝土，同时强调：1、其伸缩缝要与面层水泥混凝土的伸缩缝相错开30～50cm；

2、其上必须洒一层液体石蜡，使其与面层形成“两皮”而能互相滑动，以免在面层形成反射裂缝。总之，他们认为这是唯一有效的解决方案！具体结构为：

0.85` 25.9cm 水泥混凝土

0.50` 15.2cm 贫水泥混凝土

0.70` 21.3cm 3级级配碎石

总计62.4cm厚设计寿命30年

近几年他们又将典型结构精简为：

25cm 水泥混凝土

15cm 贫水泥混凝土

15cm 级配碎石

在此顺便介绍一下他们的沥青混凝土路面典型结构：

0.15` 4.6cm 细粒式沥青混凝土

0.35` 10.7cm 粗粒式沥青混凝土

0.70` 21.3cm 贫水泥混凝土

1.10` 33.5cm 3级级配碎石

总计70.1cm厚设计寿命15年

对比他们的刚、柔两种路面典型结构起码可以给我们两点启示：1、从两者的总厚度就可看出沥青混凝土路面的造价肯定比水泥混凝土高，且寿命反而短一倍。这正好说明了为什么加州全部、美国50％以上使用水泥混凝土路面；2、他

们的典型结构并不拘泥于柔性基层或半刚性基层，并不是非此即彼的走两个极端！而是实事、有机结合、灵活运用，注重实效，以解决实际问题为准则，即有柔性部分――级配碎石，甚至还有刚性部分――贫水泥混凝土，比我们的半刚性“强基”还要强！并没有在任何“一棵树上吊死”。反观我们国在这方面的争论，是否都有些偏颇呢？

二、低噪音水泥混凝土路面：

对此，国刊物早在96年就有报道，不算什么新信息，但没有引起我们足够的重视，在实践中也没有推广、普及。因此我认为有必要在此再介绍一次，同时介绍一下与此配套的新式双层水泥混凝土摊铺机。据国外专家研究，水泥混凝土路面的噪音之所以高，是因为其施工拉毛时使用的是均匀间距的叉形弹簧钢齿，其所形成的沟槽与车轮摩擦产生的噪音是同一频率，车速越高，噪音越大。针对这一分析，他们认为如果能产生不同频率的噪音，不就能使它们互相干扰、抵消，进而降低了总噪音吗？因此，提出两种解决方案：1、使用无规律、不等间距的叉形弹簧钢齿进行拉毛。2、铺一薄层（5cm）单一粒径（8～10mm）的露石面层，当然该层石料要选耐磨指数比较高的。具体方法为该面层摊铺完成后，立即洒一层缓凝剂，然后铺上塑料薄膜养生，12～24小时后刷去表面浮浆，形成露石面层。3、以120km/h车速测试，前者噪音比沥青混凝土路面稍高，但比传统水泥混凝土路面噪音低很多，而后者比沥青混凝土路面噪音还低3～4dB。这一成果在奥地利、芬兰、英国、德国、澳大利亚等许多国家都得到了推广。

德国维特根（Wirtgen）公司还专门设计、生产了与之配套的大型双层水泥混凝土摊铺机，可以分上下两层“湿对湿”同步摊铺两种不同配合比、不同厚度

的水泥混凝土路面。前半部分铺25cm厚的常规水泥混凝土，这部分材料由卡车卸在正前方；后半部分在其表面再加铺5cm厚的单一粒径“露石面层”，这部分材料由水泥混凝土搅拌罐车从摊铺机侧前方料斗经传送带供应。

两层同时摊铺施工方式在经济上的优点如下：1、可以很方便地从摊铺机前面提供第一层和第二层所需的混凝土。同时不会妨碍相邻车道的交通；2、与使用两台机器相比，采用双层摊铺所需的运行费用明显要低；3、由于只需一台机器摊铺，因此可以减少设备投资经费及所需操作人员。同时，操作一台机器比协调两台机器更容易。

但厂家提醒的是，这时面层应比底层铺得宽，其目的是使第二层混凝土能从侧面包住第一层，以形成整体的混凝土路面。

三、快速抢修、七小时通车技术：

传统水泥混凝土路面的缺点之一就是当需要换板养护时不易挖补，且需断交28天进行养生，这极防碍了其的大面积应用！而这一难题也已被美国同行解决。他们研制生产的速凝水泥不含任何氯化物，用它代替普通硅酸盐水泥，只需加入砂子和水及调速外掺剂（因其在常温条件下20分钟就会凝固，为便于施工往往需要调慢凝固速度），不需加入碎石，即可在3小时达到3000PSI的强度，在24小时产生5000PSI的强度，摊平后2小时就能承受交通车辆，7小时就能开放交通。这一新材料极方便了局部挖补：晚上封闭交通，进行施工，天亮时即可开放交通，恢复通车。尽可能地减少社会影响，方便公众。

至于如何快速挖补，共振碎石机的出现也已将这一问题变得轻而易举，下文将给予详细介绍。

四、预防性养护的有力武器――纵向修平刻槽机：

发达国家普遍重视预防性养护，美国更是对此有严格的界定―――面板之间错台小于4mm只需养护，大于4mm必须进行重铺大修。当需要养护时，不仅需要整平，往往还需要对已被磨平的拉毛沟槽重新进行刻槽，为此，纵向修平刻槽机就应运而生了！（图1）

图1、纵向修平刻槽机

其工作原理就是在设备底盘中间有一根50英寸宽的横轴，其上布满一大一小两种直径、均匀间隔分布的园锯片，锯齿上镶有工业金刚石（当然，为降低噪音也可以不均匀分布。），由自动找平装置控制平整度，沿行车方向纵向前进，对旧路的错台进行修平，同时对已磨光的路面进行纵向刻槽。其优点是工作速度快、平整度高、施工时只占一个车道、不必断交、摩擦系数与横向刻槽相当、施工后路面粗糙度非常理想；缺点是锯片磨损较快、成本较高、雨后横向排水有残余。我在欧、美都曾乘车在这样处理过的路面上体会过，感觉非常好，根本觉不

出来是行驶在水泥混凝土路面上，丝毫没有国水泥混凝土路面过伸缩缝时“咯噔、咯噔”的感觉。但是，这么好的设备，虽然在欧、美早已是司空见惯，我国却一台也未引进或研制，这正说明我们对预防性养护的重视程度与发达国家的差距有多大！当然，更深层次的原因就要说到我国养路费是否能真正做到专款专用的问题啦，实际上真正用于养路的费用奇缺，大部分用于修新路了！即便如此，还不够用，还需贷款、集资，也就还需再收过路费。对公路使用者又一次重复收费，真正需要养路时反而捉襟见肘，哪儿还有钱引进新技术、新材料、新设备呀！前边新路修的多，后边旧路坏的快，呜呼哀哉！但愿最近的“审计风暴”能帮助我们走出这个怪圈！

五、旧水泥混凝土路面大修的设备：

这方面国外厂家做到了紧跟生产实践的需要，配合混凝土路面大修的新理论，不断推出更新换代的新产品：为了配合断裂、稳固理论，他们开发了断路机――用2米宽的大钢板举升起来自由落下，将旧路面切断成60cm长的短板，以消除因温度或错台而引起的反射裂缝（图2），然后用50吨重的轮胎式压路机进行稳压，以加固板底脱空或基层强度不足。但其缺点是施工速度太慢！不适应高速公路大修尽快恢复交通的需要。这时，冲击式压实机应运而生（图3），但其缺点是对原基层板体及路两旁建筑物及路上构造物有可能造成破坏。这时，多锤式破碎机又粉墨登场（图4），其不足之处仍是会对原基层板体造成破坏（省公路局已引进一台，施工报价为15元/平方米）。目前，共振式碎石机最新登陆中国（图5），其采用共振原理，用一个压头产生42～46赫兹频率的震动波，并由计算机确认该使用前述区间中的哪一个固定值，旧水泥混凝土路面的固有频

率被确认和模仿后，就引起其共振，结果是路面“土崩瓦解”！被震成了碎石。其对基层和路边建筑物都不会产生影响，甚至对构造物上的路面，只要路面下有基层，没有与桥面连成一体，也可以进行破碎。然后用震动压实机进行碾压，即可铺设新路面。其效率为800平方米/小时。优点为比较灵活机动，即可大面积施工，又可对需要挖补的一块面板进行破碎。厂家Rmi公司称今年9月将有两台设备进入中国，施工报价预计为35元/平方米。其对自己的产品非常自信，认为其他厂家都仿制不成，所以也没有必要在中国申请专利，甚至发出挑战――欢迎仿制！言外之意――量你们也仿不成！就看国那个厂家敢接招啦！

图2 断路器

图3 四边形冲击式压实机

图4 多锤式破碎机