淺談發展碾壓混凝土路面的技術條件

蔡熾聰

摘要：文章從設備條件和施工技術兩方面分析了發展碾壓混凝土路面需要的技術條件。

關鍵詞：碾壓混凝土路面；技術條件；設備條件；施工技術

碾壓混凝土路面施工技術是一種水泥混凝土路面施工新技術，具有施工機械通用性好、施工速度快、早期強度高、節約水泥、接縫少等一系列優點。發展這種路面需要那些技術條件呢?下面逐項論述這些問題。

1設備條件

根據碾壓混凝土路面的施工工藝特點，要保證碾壓混凝土路面具有良好的施工質量，必須保證拌和、攤鋪和碾壓三道主要工序具備相應的設備條件。

1.1拌和設備

根據國內外經驗和試驗研究結果，路面碾壓混凝土的拌和必須采用強制式拌和機，水泥、水及砂石材料的計量精度達到現行施工規范規定精度即可。這一要求與普通水泥混凝土路面基本一致。

1.2攤鋪設備

為了保證路面平整度，攤鋪設備應滿足以下要求：

保證較好的攤鋪平整度。攤鋪是碾壓混凝土路面施工的關鍵工序，是碾壓等后續工序的基礎，只有攤鋪出平整的表面，才有可能得到壓實后平整的路面。為此，要求攤鋪機必須具備工作性能良好的均衡供料系統和自動找平系統。

根據試驗路的鋪筑經驗，采用帶強力熨平板的VOGELES-1800和S-2000或ABGTITAN411和TITAN422等機型，對于保證成型后的路面平整度達到3mm的要求是必要的，并且也是可以達到的。

保證足夠的預壓密實度。超干硬的碾壓混凝土材料經瀝青攤鋪機攤鋪后，必須經過大型振動壓路機的碾壓作用才能密實成型，如果攤鋪后的混凝土過于松散，則在壓路機的作用下勢必會產生推擠，從而破壞路面的平整度；另外，碾壓混凝土路面攤鋪之后，由于壓實的作用，攤鋪后的表面將有一定的沉降，基層的不平整將反映到表面來。當基層的平整度一定時，攤鋪后的密實度越高，壓實沉降量越小(即松鋪系數越小)，對攤鋪平整度的破壞越小，壓實后的平整度越好。根據攻關過程中鋪筑的幾條試驗路的試驗，攤鋪預壓密實度應能在88%以上。

1.3碾壓設備

根據碾壓混凝土路面施工的特點，壓路機的選型總體原則，一是保證能達到預定的壓實效果，二是對平整度的破壞最小，三是保證路面表面均勻致密。根據這個原則，我們在對比了多種混凝土路面適宜的主導碾壓機械不同型號壓路機碾壓效果后，認為碾壓為：自重10t～12t的振動壓路機，振動頻率不低于30Hz，優先選用振動頻率較大(40Hz以上)的壓路機。如有可能，盡量選用雙軸振動、多級振動頻率和振幅、碾壓輪直徑和寬度較大的振動壓路機。

2施工技術

具備一定性能要求的施工機械設備是發展碾壓混凝土路面的必要條件，但要鋪筑符合高等級公路要求的碾壓混凝土路面，還必須有一套相應的施工技術。從1991年開始，我們在國內外原有成果的基礎上，以應用于高等級公路為目標，對碾壓混凝土路面施工成套技術進行了研究。經過多年的攻關，在以下幾項關鍵技術上取得了突破，已基本形成了成套的施工實用技術。

2.1提高路面平整度的關鍵技術

碾壓混凝土路面最大的難題是難以達到足夠的路面平整度，這也是多年來制約碾壓混凝土路面發展的主要障礙。

為了攻克碾壓混凝土路面平整度這一世界性難題，我們首先對路面平整度的影響因素進行了深入、全面的分析，并通過大量的室內試驗和現場試驗進行了研究，提出了如下保證碾壓混凝土路面平整度的關鍵技術。

2.1.1適宜的碾壓混凝土稠度指標和集料級配

通過現場考察和室內試驗，研究提出了適宜于大型機械化施工的集料最大粒徑20mm、砂率35%～47%的集料合成級配和“半出漿”改進VC值40±5s的稠度設計指標。

2.1.2保持稠度穩定性

通過對造成稠度波動原因的分析和試驗，研究提出了包括料場管理、拌和機選擇、材料計量、外加劑選擇等保持稠度穩定的措施。

2.1.3提高攤鋪均勻性

定性和定量研究了減少攤鋪過程中離析的措施及影響攤鋪預壓密實度均勻性的因素，提出了通過“拌和-運輸-攤鋪”系統分析選擇適宜的攤鋪速率等保證攤鋪作業的連續性、提高攤鋪均勻性的技術措施。

2.1.4 增大預壓密實度

通過對碾壓混凝土路面成型機理和攤鋪機性能的試驗和分析，提出了保證攤鋪后預壓密實度85%以上的攤鋪機(尤其是熨平板)選型要求和熨平板工作參數的選用原則。

2.1.5保證碾壓的均勻性

通過理論分析和現場試驗，從選擇合適的壓路機型號與參數(自重10t～12t，振頻30Hz以上、振幅1mm以下)、適宜的碾壓工作段長度、碾壓次序與工藝參數等方面提出了保證碾壓均勻性的關鍵技術。

2.1.6施工縫處理、基層平整度控制等

通過試驗路的摸索，提出了施工縫的處理方法、基層平整度的控制原則、合理操作等一系列保證路面平整度的技術措施。

2005年7月完成的工業性試驗路，在規模生產(每臺班完成9m×300m以上)條件下，路面平整度水平(按照三米直尺最大間隙≤3mm或連續式平整度儀σ≤1.8mm要求)達到85%以上的高速公路優良標準。2006年鋪筑的碾壓混凝土路面推廣應用工程(約20km)在路面平整度和日進度指標上均超過了這一水平。因此，可以說從施工技術上已基本解決了碾壓混凝土路面平整度這一世界性難題，為碾壓混凝土路面在高等級公路上的大規模推廣應用創造了條件。

2.2抗滑技術

以前由于路面平整度問題一直沒有得到很好解決，碾壓混凝土路面一直停留在低速交通階段，路面防滑問題相應不很突出。但是要使碾壓混凝土路面應用于高等級公路，抗滑問題是必須解決的一項關鍵技術。

為了解決碾壓混凝土路面抗滑這一關鍵技術，“八五”攻關中對自然裸露、灑水加速裸露、緩凝裸露、嵌壓、硬性刻槽等抗滑處理方法進行了施工方便性、施工經濟性的比較，并對各種抗滑處理方法路面抗滑能力的衰變規律進行了觀測。結果表明，采用緩凝裸露法和硬性刻槽法可使竣工時路面構造深度達到規定滿足要求。課題組在對表面構造修筑工藝和解決微觀構造的技術措施深入研究的基礎上提出了碾壓混凝土路面的抗滑處理原則：

對于高速公路和一級公路，應采用緩凝裸露法或硬性刻槽法進行表面處理，以形成要求的路表宏觀構造。當粗集料抗磨光能力達不到現行規范要求時，需做抗滑表層(一次攤鋪碾壓成型)。

對于其它等級的公路，可不作任何處理，依靠通車后行車的作用逐漸形成宏觀構造，必要時可采取限速研磨措施，加速裸露進程。

采用上述研究成果，基本可以解決碾壓混凝土路面的抗滑問題。

2.3接縫技術

碾壓混凝土路面由于在材料、施工工藝上與普通混凝土有一定差異，因此在接縫設計及施工上亦有其特殊性。“八五”攻關過程中進行了室內試驗、理論分析和現場試驗等，提出了碾壓混凝土路面從接縫設置原則到施工工藝的成套技術，并在以下兩方面取得了突破性進展：

采用碾壓混凝土材料的有關參數和路面板的有關指標，對碾壓混凝土路面板的溫縮應力、溫度翹曲應力、干縮應力及荷載應力進行了計算，并結合試驗路的觀測結果，研究提出了全厚式碾壓混凝土路面縮縫間距的建議值為6m～8m。

在不破壞攤鋪機結構的情況下，研制出縱縫拉桿設置裝置，解決了全厚式碾壓混凝土路面無法設置拉桿的世界性難題。

應用上述接縫設計和施工技術，基本上可解決碾壓混凝土路面的接縫問題。

2.4其他配套技術

除上述關鍵技術外，在碾壓混凝土材料試驗方法、配合比設計方法、材料物理力學性能、外加劑和粉煤灰應用技術、施工質量檢測等方面也已形成了一系列配套技術。

根據上述研究成果，已編制出具有指導性和實用性的《高等級公路碾壓混凝土路面施工技術指南》(草案)，為碾壓混凝土路面施工技術在高等級公路上的應用、修訂有關技術規范提供了支撐技術和科學依據。

3結論和建議

從以上分析可以看出，我國已具備發展碾壓混凝土路面的設備條件和施工技術條件。可以預料，在我國高等級公路迅速發展、優質路用瀝青匱乏、水泥資源豐富的形勢下，碾壓混凝土路面施工成套技術作為修筑水泥混凝土路面的一種新的技術途徑，將具有良好的推廣應用前景。