水泥混凝土路面的施工技术

(中铁六局呼和浩特铁建公司，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：文章就如何全面提高水泥混凝土路面的施工质量，从基层质量控制到混凝土面层施工工艺进行了论述。
关键词：水泥混凝土；路面；施工技术；控制；措施
中图分类号：U416.216  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)06—0263—03

随着国民经济的飞速发展，交通运输所占的地位越来越重要。为了改变公路交通状况，提高公路等级，铺筑高级、次高级公路，适应国民经济发展的需要已是势在必行。水泥混凝土路面以其刚度大，扩散荷载能力强，稳定性好，使用寿命长，日常养护费用低等优点在各地的高等级和重要交通公路、国道改建工程、城市道路及机场道路的高级路面方面越来越广泛地被采用。然而水泥混凝土路面造价昂贵，维修养护困难，投资回收期长，同时水泥混凝土路面所体现的优点都要以施工质量保障为前提。如果施工质量差，像混凝土强度低、板块厚度不足、断板、平整度差等都会严重影响其使用效果，增加维修养护困难，并会大大缩短其使
用寿命，造成不应有的经济损失和社会影响。
1 基层质量控制

路面基层是路面支承混凝土面层的结构层，又是混凝土路面的基础层，基层施工质量的优劣直接影响着混凝土面层的整体强度、平整度及行车舒适程度。对施工单位来讲，选择科学、合理的施工工艺对保证基层质量、提高工效及降低成本都有非常重要的意义。基层施工质量应严格控制以下几点：
1.1 基层压实度

水泥混凝土面层铺筑在基层上，共同承受车辆荷载的作用。因此设计和施工规范对基层提出了许多要求，结合近年来不少施工都有雨水多、湿度大、水稳定性要求高的特点，水泥混凝土路面基层大多采用水泥稳定类结构，要求压实度大于95%以上。在施工过程中，如果碾压机具或碾压工艺不当，就会影响基层的压实效果，难以达到要求的压实度。
1.2 基层强度

从实践看，造成基层强度不足的主要原因是：底基层强度低、基层碾压未达到压实度、水泥稳定类结构层的水泥含量过少、混合料拌和不均匀、养生不良等。

因此，应该从底基层的底面开始逐层碾压密实；水泥稳定层混合料应作无侧限抗压强度试验，确定合适的配合比；现场施工应掌握混合料的水泥质量和数量，采用带电子计量的拌和设备；拌和要均匀，在最佳含水量状态下进行碾压密实，作好养生工作。
1.3 基层平整度

基层平整度的好坏直接关系到混凝土板的厚度是否均匀，能不能保证足够的设计强度和避免发生断板的关键。在实际工作中，断板产生的地段大多数是因为基层平整度差。
2 混凝土面层施工工艺
2.1 混合料的配制
2.1.1 水泥的影响。①水泥品种、水泥矿物组成不同对混凝土路面的收缩有不同的影响。不同厂家生产的水泥质量差别很大：大厂的设备与检测手段较好，质量和性能都较稳定；小厂在这方面就差一些。另外不同厂家材料来源不同，所以其各种矿物的含量也不相同，再加上生产工艺的差别，其水泥的质量也不相同。在施工中，应尽量选用同一厂家在同一时期生产的同一标号的水泥。②水泥细度越细，用水量越大，水化速度也越快，收缩也越大，一般使用425#水泥即可。③水泥用量应严格控制，增加水泥用量，易使混凝土板产生早期裂缝，同时路面的耐磨性也会降低。
2.1.2 骨料的影响。骨料应坚硬、清洁、耐久、级配合理（建议至少二级或三级级配），不含泥土、有机杂物、扁长石片及盐类等有害含量，其强度应高于混凝土标号的1.5倍，压碎值要小于等于20%。骨料中小尺寸集料必须用足，大尺寸集料不能过多，这样才能满足混凝土路面所要求的和易性等各项技术经济指标的要求。
2.1.3 混凝土的和易性。混凝土的和易性是综合评价混凝土抵抗材料离析与稠度性质的。在浇筑阶段要进行坍落度试验，在施工现场应尽量减少坍落度值，其标准偏差一般为±1cm，如真空混凝土坍落度规定为3cm，则在2～4cm坍落度范围内均符合要求。
2.1.4 配合比设计。这里主要强调的是采用了真空脱水工艺对水灰比的影响。混凝土真空脱水时，内部多余拌和水排出，同时体积压缩，脱水量越大，体积压缩量也越大，强度也提高越多。但脱水量达到一定程度，即使延长脱水时间，也不会再有水排出。除非是增大真空度，但这样做反而会增大混凝土的收缩，真空度太大了并不好。所以说真空吸水主要是增加混凝土的早期强度，对最终强度影响不大，其水灰比一般控制在0.48～0.50之间为宜。
2.2 混凝土的搅拌

①按真空脱水工艺，做配合比设计的试配，要多做几组试件，进行脱水、养生、试压， 确定符合设计的水灰比、砂石比及水泥用量。②坚持称量配料，以保证配料的准确。这一点要着重强调，因为施工中往往是开始时可以做到，慢慢地就做不到或是马虎了。③保证正常的拌和时间。施工中往往是拌和时间短，混合料不均匀，和易性不好。每罐搅拌时间应在1.0～1.5min，如果加入外加剂应适当延长0.5min。④搅拌机上料，上料的顺序宜为砂、水泥碎石或碎石、水泥、砂，同时要边搅拌边加水。搅拌开始前和搅拌机使用结束后要用水和砾石清洗搅拌机。
2.3 混合料的运输及卸料
2.3.1 混合料应尽量采用防止材料离析的运输方法，并快速铺筑。运输宜采用自卸机动车运输，运输距离半径一般以2～3km为宜。从出料到铺筑一般在30min以内为最好。运输是否合理、经济与选择拌和场地关系密切。一般的拌和场地要选在铺筑路段的中间地段，兼顾两头。好的拌和场地既经济又省时，可加快混凝土路面的铺筑速度。
2.3.2 自卸车的卸料也是常常不易被重视的工序。在施工中经常发生摊铺机前堆料过多，使摊铺机行走困难。有时布料过少会使振捣箱内混凝土量不足，路面厚度得不到保证。摊铺机前这种混凝土料忽多忽少的现象，严重影响了混凝土路面的平整度。在施工过程中大多数施工者又死板地间隔一定距离卸一车料，而忽视了基层不平整的变化，实际上这种变化在客观上是普遍存在的。由于我国目前施工水平不是很高，对路面基层标高和平整度要求不一致，加大了混凝土路面施工的难度。在实际施工中，可以采用对基层表面与面层基准标高线隔段实测的方法来决定混凝土的卸料量，这样做就可以避免卸料不均的问题。
2.4 混凝土的施工操作
2.4.1 测量放线。熟悉要铺筑路段的技术资料，根据板块划分在室内计算出各个板块纵断面上各点的高程。桩距一般为10m，有条件的话可加密到5m。弯道和纵坡变化大的地段，最好根据模板的长度计算出每块板的纵断高程，使线型圆滑、平顺。测量开始时，首先要复测基层的高程、平面、宽度等技术项目，然后用全站仪再次准确定出中线和每块板的纵断面线。定纵断面线时，由钢尺拉出桩距，打上钢纤，再由水准仪准确放出各个断面点的高程，用红铅笔划在钢纤上。
2.4.2 安设钢模板。安设钢模板是保证路面线形、平整度、路拱度、纵缝顺直度、板厚度、板宽度等各项精度的重要环节。是钢板用标准24#槽钢加工而成，长为3m，接头处有牢固拼装配件，拆装简易。模板就位后用“T”形道钉嵌入水泥碎石基层内10～15cm进行固定。将固定好的模板底部缝隙用砂浆填塞密实，这样保证钢模的稳固。在钢模底部塞砂浆前用3m直尺检测顶面平整度。平整度误差控制在3mm以内，用水准仪检测顶面标高。模板挂线时，10m桩之间的线要拉紧，中部不能下垂。
模板安装完毕后，要再次检查模板相接处的高度差和模板内侧错位及不平整等情况。高度差超过3mm或者有错位、不平整的模板应重新进行安装。正确无误后，则在模板内侧面均匀涂刷薄薄一层机油。
2.4.3 混凝土摊铺。水泥混凝土路面的施工有三种方法，但由于水泥混凝土摊铺机的价格非常昂贵，使它的应用受到限制，所以目前常采用的施工只有两种方法：即人工摊铺法和人工摊铺与三轴式水泥混凝土摊铺机联合施工法。①在干燥天气或气温较高天气下施工时，为防止基层吸收混合料的水分，使混合料含水量分布不均，所以在摊铺前要对基层洒水湿润。摊铺前洒水是一个看似简单的工作，往往不被施工人员重视，但如果洒水不均匀会严重影响路面质量。洒水量要根据基层材料、空气温度、湿度、风速等诸多因素来确定，要保证摊铺混凝土前基层湿润均匀，尤其在基层不平整之处禁止有存水现象。从目前施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足，因为基层较干，混凝土路面铺筑后底部会产生大量细小裂纹，有些小裂纹又与混凝土本身收缩应力产生的裂缝重叠后会使整个混凝土路面的裂纹增多。②为保证接缝的传荷能力，应设置传力杆。前后两次施工板块相接处应设拉杆，按设计要求涂抹沥青晾干后再用，并保证传力杆位置与设计相符，并与缝面垂直。③混凝土混合料可以直接卸在基层上，卸料时应尽可能均匀，如发现有个别离析现象要立即重新翻拌均匀。④摊铺按边缘、板角、接缝处顺序进行，尤其是在接近模板处禁止掷抛和搂耙，要反扣铁锹铺放。摊铺工序的质量对后面的整平工序影响很大，摊铺时不注意平整厚度，单靠振动梁会造成混凝土浆体不均匀，影响混凝土路面的平整度。
2.4.4 混凝土振捣成型。①首先用插入式振捣器按顺序插振一遍，插点要均匀，防止漏振。振捣器移动采用交错式，同一位置的振捣时间不要少于20s，要边振捣边人工找平，同时不要碰撞模板的钢筋。②使用平板振捣器，振捣时相邻行列要重叠20cm左右，同一位詈不宜少于15s，以不再冒气泡并泛出水泥浆为准。
2.4.5 振平提浆。①混凝土路面经振捣密实后，先用振幅较大的振动梁拖拉振实并初步整平，压实提浆。振动梁往返2～3遍，使表面泛浆，并赶出气泡，前进速度不宜过快，每分钟1m左右为宜。不平处应及时用人工挖填找平。补填时应用较细混合料，严禁用纯砂浆或纯水泥填补。②用振幅小的那一个振动梁依上面的工序再拖振1～2遍，这样整平，提浆效果更好一些。③用两端装轴承的滚筒揉混凝土表面，进一步提浆调匀2～3遍。注意要清净模项砂浆，以保证滚筒紧贴模顶拖滚，若拖滚时发现有露石，可提滚筒一头不动，另一头提起轻击数次，使其浆面平实。④当浆面大致平整后，用不装轴承的滚筒进行1～2次的拖刮，使其表而更进步平整。⑤当振捣梁一端置于已浇注面板且为路中心线处缝面时，因为处于横坡的变坡点，震动梁与已浇筑面层的接触面积理论上为零，为防止震坏已浇筑面层板的边缘，应采取梁端垫薄板条或人工向上提梁端给其—个向上力等措施。
2.4.6 真空脱水。①根据混凝土板选择合适尺寸的滤布和吸垫。目前生产的真空吸水滤布和吸垫已定型，如3.5m和3.75m两种。②吸水开始时，真空度应由小到大逐步提高和稳定，不至于堵塞下层出水通道，形成表面硬层。③结束前宜逐渐减弱真空度，首先掀开吸垫四角，以利残留水排除。④每次吸垫位置应与前次重叠20～30cm，以防造成含水量分布不均匀，混凝土体积表面不均匀，路面形成波浪。⑤要保持足够的吸水时间，一般以板厚的1～1．2倍为宜，同时也要保证均匀的吸水量，不能一次多，一次少。⑥真空吸水最好由专人管理，认真做好真空度，吸水时间和吸水量的记录，以便检查水灰比和掌握规律。
2.4.7 整平抹面。①先使用圆盘抹光机使混凝土表面粗平、致密。它能平整真空吸水后留下的凹凸不平，封闭真空吸水后出现的定向毛细孔开口，通过挤压研磨作用消除表层孔隙，增大表层密实度，使表层残留水和浆体的不均匀现象得到改善。抹平的同时应铺以3m直尺来检查，并随时调整抹平机的位置和方向。②第二道工序是用木抹子进行抹平，并配合3m直尺在各个方向上的检查，随时填补原浆在低凹处，不得另拌砂浆和用水泥粉。③最后—道工序用铁抹子进行精抹，同时也要用3m直尺反复检查，直至平整度满足要求为止。待混凝土无泌水时，再用铁抹了做第二遍也就是最后—遍的精平，整个抹面修整工序完成。
2.4.8 防滑措施。防滑是为保持路面的粗糙度，提高路面的抗滑性能。可用棕刷或金属丝刷轻轻横向刷毛，梳成1～2m的横槽，大面积施工一般使用压纹机。压出的纹路应纹理均匀，顺直，深度适宜，纹路深度一般为3～5mm，压纹时间一般较为难掌握，一般在混凝土初凝前进行。
2.4.9 养生。水泥混凝土路面铺筑完成后即开始养生，机械摊铺的水泥混凝土路面宜采用喷洒养生剂，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、麻袋、草袋、草帘等洒水湿养生方式，不宜使用围水养生方式。①水泥混凝土路面采用喷洒养生剂养生时，喷洒应均匀，成膜厚度应足以形成完全密闭水分的薄膜，喷洒后的表面不得有颜色差异，喷洒时间宜在表面混凝土泌水完毕后进行，喷洒高度宜控制在0.5～1m。②覆盖塑料薄膜养生的初始时间，细观以不压坏防滑构造为准。薄膜厚度应合适，宽度应大于覆盖面600mm。两条薄膜对接时，搭接宽度不应小于400mm，养生期间应始终保持薄膜完整盖满。③覆盖养生，宜使用保湿膜、草袋、草帘等覆盖物保湿养生并及时洒水，保持混凝土表面始终处于潮湿状态，并由此确定每天的洒水遍数。昼夜温差>10℃以上的地区或日平均温度≤5℃施工的混凝土路面，应采取保湿保温养生措施。④养生时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定，不应小于设计弯拉强度的80％，应特别注重前7d的保湿养生，一般养生天数宜为14～21d，高温天不宜少于14d，低温天不宜少于21d。⑤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，行人方可通行，在路面养生期间，平交道口应搭建临时便桥，当面板达到设计强度后方可开放交通。
2.4.10 切缝。掌握好切缝时间是防止初期断板的重要措施。过早开切，混凝土强度不足，容易引起上层砂浆蹦落、拉毛、伤边，过迟就容易引起混凝土裂缝、断板。待混凝土强度达到5～10兆帕时，进行切缝，气候炎热的夏季，从浇筑完毕到这强度时间约为10～12h，春季或秋季施工时，到达这一强度时间约为18h左右。在施工现场，经验用手指甲划痕，出现灰白色，指甲有磨损感便可试切。如因天气等原因，切缝一时脱节，应隔一道切一道，以免温差应力引起板块断裂。缩缝间距一般4～5m为宜，深度一般以1／3～1／5混凝土板厚为宜。
2.4.11 灌缝。灌缝一定要及时，以防雨水渗入基层而使基层软化产生泵吸唧泥现象或杂物填塞。灌缝前一定要先清理缝隙，用皮老虎或铁钩清净缝隙中的灰尘和杂物，然后使用灌缝机灌入填缝料，灌满铲平即可，常用的填缝料有聚氯乙烯胶泥和橡胶沥青等。
［参考文献］
［1］ 越勇进.水泥混凝土路面的施工技术［J］.辽宁交通科技.
［2］ 李思水,余平.水泥混凝土路面施工技术研究工技术［J］.安徽建筑,2003.

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