水泥混凝土路面施工工藝的研究

陳英昊

（長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710000）

1 引言

水泥混凝土路面建造費(fèi)用比瀝青路面節(jié)省一倍左右，在相同設(shè)計(jì)、施工水平下水泥路面到大修的使用年限比瀝青路面要長一倍.而且水泥混凝土路面還具有剛度大、承載能力強(qiáng)、耐久性及耐高溫性能好、抗彎拉強(qiáng)度高、耐候性優(yōu)良、耐腐蝕性強(qiáng)、有利于夜間行車以及粗集料磨光值和磨耗值的要求低等優(yōu)點(diǎn).在保證良好的設(shè)計(jì)、施工水平下，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)等因素，水泥混凝土路面是高級路面的不二選擇.同時(shí)，水泥混凝土路面同樣有在日光下晃眼、修復(fù)比較困難、修復(fù)周期長影響道路通暢等缺點(diǎn).因此，在選擇以混凝土為主要材料做面層的路面，如何保證施工工藝即使混凝土路面具有良好的使用性能，是確保公路工程質(zhì)量的重中之重.

2 面層的分類以及材料的選擇

2.1 水泥混凝土面層分類

常用的混凝土面層主要有普通混凝土面層、鋼筋混凝土面層，此外，還有連續(xù)配筋混凝土面層、預(yù)應(yīng)力混凝土面層、裝配式混凝土面層、在混凝土中摻入鋼纖維的水泥混凝土面層.在重負(fù)荷載路段為使施工快捷常采用碾壓混凝土面層.

2.2 面層材料的選擇

2.2.1 水泥

在工程開工之前，需要做預(yù)配，對于混凝土中水泥的品種強(qiáng)度的選擇，需要考慮混凝土的強(qiáng)度、所處的環(huán)境以及使用的部位等因素.選用水泥時(shí)應(yīng)考慮混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、混凝土耐久性以及使用環(huán)境等綜合性因素對混凝土性能影響.對于C25以下的混凝土，根據(jù)需要一般采用P32.5級普通硅酸鹽水泥或R42.5級復(fù)合硅酸鹽水泥；對于C30以上的混凝土，根據(jù)需要一般采用P42.5級普通硅酸鹽水泥.在選用水泥時(shí)，要看相應(yīng)的檢驗(yàn)證明.

2.2.2 粉煤灰和其他摻合料

將粉煤灰和其他礦渣等廢棄物用于混凝土路面建設(shè)，一方面減少環(huán)境污染，另一方面變廢為寶節(jié)約了社會資源.路面和橋面混凝土中可使用硅灰或磨細(xì)礦渣.在使用前，應(yīng)明確摻合料總量及其成分中 CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3所占比例及燒失量指標(biāo)等，為合理設(shè)計(jì)混凝土配合比提供重要依據(jù).

2.2.3 粗集料

對于混凝土集料來說，粗集料指粒徑大于4.75mm的級配碎石.粗集料要考慮顆粒級配、壓碎值、洛杉磯磨耗率、針片狀顆粒含量、硫化物及硫酸鹽含量、含泥量等指標(biāo)，要符合規(guī)范要求.粗集料粒徑的最大值不得超過路面截面尺寸的四分之一，且不能大于鋼筋最小凈距的四分之三.同時(shí)碎石粒徑一般不能大于31.5mm，礫石粒徑應(yīng)小于等于19.0mm，碎礫石的最大公稱粒徑不大于26.5mm.盡量使配置的粗集料偏于堿性，實(shí)驗(yàn)表明堿性粗集料較中性粗集料性質(zhì)穩(wěn)定，而中性粗集料較酸性粗集料性質(zhì)穩(wěn)定，使用堿性粗集料能有效的延長路面使用壽命.此外，粗集料對混凝土抗折強(qiáng)度有很大的影響.高等級公路路面使用的粗集料級別應(yīng)不低于Ⅱ級，其他路面根據(jù)情況可用Ⅲ級粗集料.對有抗（鹽）凍要求的路面，應(yīng)提高粗集料級別以保證路面使用壽命.

2.2.4 細(xì)集料

在水泥混凝土中，細(xì)集料是指粒徑小于4.75mm的天然砂、機(jī)制砂或者兩者的混合砂.細(xì)集料成分也可以包括膠凝材料水泥、煤灰、礦粉等.細(xì)集料要考慮含泥量、堆積密度、表觀密度、集料空隙率、云母含量、輕物質(zhì)含量、SO3含量、有機(jī)物含量、堅(jiān)固性等指標(biāo)，要符合規(guī)范要求.在混凝土施工中，使用細(xì)度模數(shù)在1.6到3.7之間的砂，且級配應(yīng)符合規(guī)范要求.在條件允許的條件下，優(yōu)選細(xì)度模數(shù)在2.5到2.8之間的中砂，能有效提高混凝土路面的抗彎拉強(qiáng)度以及耐久性.與粗集料中要求相仿，高等級路面使用的細(xì)集料級別應(yīng)不低于Ⅱ級，其他路面根據(jù)情況可用Ⅲ級細(xì)集料.對有抗（鹽）性要求的路面，應(yīng)提高細(xì)集料級別來保證路面的使用壽命.

2.2.5 水

混凝土路面用水一般采用自來水和可飲用河水，禁用海水和魚塘水.若為其他水質(zhì)或者對水質(zhì)有疑問，可化驗(yàn)硫酸鹽含量、PH值以及含鹽量等指標(biāo).并且水中不應(yīng)含有油污、泥和其他有害雜質(zhì).水的PH應(yīng)不小于4.

2.2.6 外加劑

所謂混凝土外加劑，是為了改良混凝土的性能而摻加的物質(zhì).用于混凝土的外加劑主要包括：減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、引氣劑、阻銹劑、防凍劑等.對于減水劑，要根據(jù)外界環(huán)境不同選擇不同的減水劑，如高溫采用緩凝減水劑，低溫時(shí)采用早強(qiáng)減水劑，其目的都是減少拌和用水量.引氣劑能改善混凝土路面施工的和易性，主要是通過適量的引氣改善混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，提高抗凍抗?jié)B等耐久性能.所以在有抗凍（鹽）要求的地區(qū)，必須使用引氣劑；在高等級公路中也應(yīng)使用引氣劑，使用劑量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范.海港碼頭、道路以及使用海砂或其他含氯材料的鋼筋混凝土應(yīng)使用阻銹劑，阻銹劑能有效的抑制或減輕混凝土中鋼筋的腐蝕.

2.2.7 鋼筋和鋼筋網(wǎng)

路面中所用鋼筋網(wǎng)及傳力桿、拉桿等鋼筋應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范及規(guī)定的要求.單層鋼筋網(wǎng)應(yīng)在面板頂下部1/3—1/2處安裝.雙層鋼筋網(wǎng)底部保護(hù)層厚度應(yīng)不小于30mm，頂部保護(hù)層厚度應(yīng)不小于50mm.布設(shè)鋼筋焊接網(wǎng)能有效的提高工程質(zhì)量、提高抗震抗裂性能，同時(shí)還具有節(jié)省鋼筋用量以及加快施工速度的優(yōu)點(diǎn).在路面鈍角交角處也應(yīng)布置角隅鋼筋以增強(qiáng)邊角抗裂能力.

2.2.9 接縫材料

要選擇抗變形能力強(qiáng)、變形后易恢復(fù)、耐久性良好的脹縫板.脹縫板的材料主要有木材類、塑料泡沫類、纖維類三大類，對高等級公路應(yīng)采用瀝青纖維板或塑料泡沫板，對低等級公路可采用各種脹縫板.填縫料應(yīng)具有良好的彈性、粘結(jié)性和耐久性等性能.目前常用的填縫料有常溫施工式和加溫施工式兩種，常溫施工式填縫料主要有聚(氨)酯、硅樹脂類，氯丁橡膠泥類，瀝青橡膠類等.加溫施工式填縫料主要有瀝青瑪蹄脂類、聚氯乙烯膠泥類、改性瀝青類等.對于密封防水要求較高的路面，應(yīng)使用環(huán)氧樹脂等防水嵌縫材料.

3 水泥混凝土的路面施工

水泥混凝土的路面構(gòu)造包括：土基和基層、混凝土面板、排水系統(tǒng)和接縫構(gòu)造以及局部設(shè)筋等.

3.1 施工準(zhǔn)備工作

（1）選擇混凝土拌和場地.

（2）進(jìn)行材料試驗(yàn)和混凝土配合比設(shè)計(jì).

（3）基層的檢查與整修.

特別注意的是，在混凝土攤鋪前，應(yīng)根據(jù)材料、環(huán)境等因素在基層表面進(jìn)行灑水處理，避免基層吸收混凝土底部的水分.而灑水工作往往不被重視，導(dǎo)致影響路面質(zhì)量，通常會出現(xiàn)灑水量不足的問題.

3.2 施工過程與施工技術(shù)

路面施工的各個(gè)過程，必須嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)格和既定程序進(jìn)行施工，這樣才能保證施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)要求.

3.2.1 模板的安裝

模板要有足夠的強(qiáng)度，符合平整、順直、光滑的原則.應(yīng)先安裝兩側(cè)的模板，安裝時(shí)應(yīng)保證邊線對齊.要不斷的校核平整以及對齊程度，在模板內(nèi)側(cè)則應(yīng)涂有潤滑劑，如肥皂水、潤滑油等，以便于拆卸模板.

3.2.2 傳力桿與拉桿的設(shè)置

拉桿與傳力桿一般均設(shè)在混凝土路面板塊與板塊之間，板塊尺寸一般為6—8m，傳力桿一般為縱向使用，拉桿為橫向使用.拉桿與傳力桿沒有本質(zhì)區(qū)別，都是為防止變形破壞，主動釋放應(yīng)力所設(shè)置.同樣都需要板塊之間要完全貫通分開.拉桿可以設(shè)為兩端均死連，不必設(shè)套管；傳力桿則一端設(shè)套管，可以自由伸縮.

3.2.3 混凝土的拌和和攤鋪

可以選擇在工地現(xiàn)場拌和，也可以在工廠制備混合料再由車輛運(yùn)送到工地.拌和好的混合料，直接由運(yùn)輸工具倒入已經(jīng)完成模板安裝的路槽中，再由人工或機(jī)器補(bǔ)均勻，要特別注意防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象.考慮后面的振搗過程產(chǎn)生的沉降，攤鋪時(shí)應(yīng)比設(shè)計(jì)高度高一些，高出高度視材料而定.

3.2.4 振搗及整平

混合料攤鋪均勻后，采用混凝土振搗器進(jìn)行振搗，可選平板式振搗器或插入式振搗器.振搗時(shí)應(yīng)注意不能碰到側(cè)模板和鋼筋，直到表面不再冒水泥漿和氣泡為止.振搗完后，使用滾杠進(jìn)行整平，最后再用抹刀磨平表面的痕跡.

3.2.5 養(yǎng)生與接縫

養(yǎng)生要在整平后及時(shí)進(jìn)行，一般采用濕養(yǎng)生的方法，即在完成的混凝土表面覆蓋土工布、養(yǎng)生膜等，也可使用塑料薄膜養(yǎng)生法，條件不允許時(shí)也可以使用草料等進(jìn)行覆蓋，養(yǎng)生期間必須保持覆蓋物底部濕潤.在養(yǎng)生開始的第2~3天左右，要及時(shí)筑做接縫.對于橫向脹縫，應(yīng)設(shè)置在設(shè)計(jì)板長處，垂直路中線方向等間距布置，特種交通公路應(yīng)設(shè)置傳力桿，還應(yīng)設(shè)置在臨近橋梁或其他固定的構(gòu)造物處，或在與其他道路相交處設(shè)置；對于縱縫，則是在一次鋪筑寬度大于面板寬度時(shí)設(shè)置，可設(shè)置拉桿，對施工不連續(xù)，暫時(shí)停止施工時(shí)應(yīng)設(shè)置施工縫，常設(shè)置在縮縫、脹縫位置處，必須添加傳力桿，保證縱向整體性.

4 結(jié)束語

在我國經(jīng)濟(jì)體制逐步完善的大環(huán)境下，隨著快遞等行業(yè)的迅速發(fā)展，高速公路以及各級公路正發(fā)揮著越來越重要的作用.在交通壓力增大的條件下，只有保證施工的質(zhì)量，才能使道路壽命延長.我們應(yīng)及時(shí)總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并開展更加深入的研究，總結(jié)出一套從設(shè)計(jì)到施工乃至于管理的系統(tǒng)理論，從根本上提高我國路面的整體質(zhì)量，從而收獲更好的經(jīng)濟(jì)效益.

〔1〕張新天,羅曉輝.道路工程[M].北京：中國水利水電出版社,2001.286－288

〔2〕鄧學(xué)鈞.路基路面工程 [M].北京：人民交通出版社,2000.396－398.