露石水泥混凝土路面施工工藝研究

田 虎

(中鐵十四局集團第一工程發展有限公司，山東 日照 276800)

露石水泥混凝土路面施工工藝研究

田 虎

(中鐵十四局集團第一工程發展有限公司，山東 日照 276800)

介紹了露石混凝土的研究現狀，從露石混凝土路面施工的原材料、露石劑噴灑及覆膜、清掃工藝等方面，闡述了露石水泥混凝土路面的施工措施，并通過在露石劑噴灑設備和露石清掃機械方面的創新，提出了新的機械化程度更高的露石混凝土施工思路，使之更利于長距離、大規模施工。

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0 引言

露石混凝土(EACCP)是一種在國內運用不多但是有著良好性能的新型混凝土[1]。具有抗滑性能好、行車噪聲低[2]、不易產生眩光、排水能力強等優良特性[3]。并且考慮到隧道防火及抗滑衰減過快等問題，這種具有豐富表面紋理的路面相較于瀝青路面及傳統的水泥混凝土路面來說更加適用于長大公路隧道路段[4]。

目前針對露石混凝土傳統的研究往往注重于混凝土的強度指標，磨耗性能[5]，刷洗時間和雙層結構施工等。對于露石混凝土的整體施工工藝的創新性研究不多，或者已經是十幾年前的施工思路，在筑路機械層出不窮，科技飛速發展的今天，急切需要新的施工思路和工藝來推動EACCP的普及和發展。

1 原材料要求

1)水泥。

根據EACCP抗滑耐久性方面考慮，推薦選用道路硅酸鹽水泥。因為與同標號普通硅酸鹽水泥相比，道路硅酸鹽水泥耐磨性好，而且水泥混凝土抗折強度也有所提高。

2)粗集料。

露石混凝土對粗集料高磨光值、壓碎值、技術性能等特殊要求，見表1。

3)細集料。

露石混凝土的施工中，砂的級配較普通混凝土路面有更高的要求。因為混凝土振搗時，較小粒徑的顆粒易上浮到表面，造成整體露石效果不均勻；另一方面砂中大粒徑顆粒一般風化嚴重，強度較低，極易被磨損，從而影響混凝土表面露石的效果。因此，對于大于2.36 mm的砂子，應該被篩除。分別使用去除2.36 mm以上粒徑的河砂和未篩分河砂進行露石試驗，刷洗之后的效果見圖1。

4)露石劑。

所選用的露石劑為長安大學生產的Hs-Ⅱ型露石劑[6]，相關技術性能指標如表2所示。露石劑噴灑工作采用人工噴灑，在露石劑霧化后，均勻噴灑在新鋪混凝土表面上，且在混凝土表面上不產生流淌。

表2 Hs-Ⅱ液態露石劑技術性能指標

大量實體工程實踐表明，當灑水噴淋系統的水壓不小于0.8 MPa，相應的射水噴頭的射出口徑不大于0.3 mm，射水會呈現出較好的霧化效果[7]。

2 露石劑噴灑及覆膜工藝

2.1 露石劑噴灑時間的確定

水泥混凝土在振搗抹面收平后，由于混凝土組成材料的自重作用，內部游離水分通過毛細孔道上浮，在表面出現一層水膜，由于這層水膜的存在，在噴灑露石劑時會影響露石劑在混凝土表面的附著，有時還會產生露石劑流淌的現象，從而影響露石劑滲透的深度和均勻性，也會影響露石效果。因此，露石劑噴灑的最早時間即為混凝土表面水膜消失的時間。但露石劑噴灑時間也不能過遲，否則由于水泥初凝，在表面凝結成一層硬殼，可能會阻止露石劑向下作用，后期露石不均勻或難以達到露石效果。

同時施工現場的環境氣溫、溫度、風速也是影響噴灑時間的重要因素。具體情況需要結合當天的施工條件和外界環境來綜合考慮。

2.2 露石劑的噴灑方法

露石劑的噴灑可由噴灑車或人工完成。人工噴灑露石劑(如圖2a)所示)推薦使用高壓水槍進行霧化，這種設備霧化效果好，速度快，可操作性強。通過專門定制的工作橋，進行噴灑施工。但在施工時由于機器壓力大，注意調節噴頭，使露石劑霧化后再進行噴灑作業。

使用機械噴灑時，需要專門的露石劑灑布機(見圖2b))。由于露石劑具有一定的固含量，在實際使用過程中很容易出現堵塞噴頭的現象，因此要求露石劑噴灑前務必攪拌均勻，噴灑設備壓力足夠，必要時可以對噴灑機械增加氣壓機的方法，增大設備的內部壓力。噴灑前后務必對噴灑機械進行清洗和檢查。

3 覆蓋塑料膜工藝

混凝土養生過程中，由于水化放熱，表面溫度持續升高。因此，噴灑露石劑后，需要采用塑料薄膜覆蓋(如圖3所示)的方法進行養生。為了使露石均勻，覆蓋薄膜一定要全部密封。兩塊薄膜相交處留有一部分重疊，并做好邊角的密封。實際施工為露天環境，無可避免有風的作用，因此，覆蓋上薄膜后需用工具將薄膜壓在水泥混凝土表面，并趕出膜下殘余氣泡。

4 清掃時間的判定及清掃工藝

4.1 露石刷洗時間的判定

傳統的露石刷洗時間判定主要有劃痕法、試刷法和試沖法等方法。隨著混凝土養生階段水化反應過程研究的不斷完善，露石刷洗時間的判定可以使用混凝土成熟度的方法進行。路面鋪筑完成后，由于混凝土內部水泥水化反應放熱，使混凝土溫度逐漸升高，在一定時間內混凝土表面溫度隨著養生時間的延長呈現增加趨勢。根據韓森[8]的研究成果，即：對于具體的EACCP，如果水泥標號一定、碎石一定、水灰比一定，那么影響露石劑刻蝕深度的因素只有溫度。瑞典學者S·GBergstrom[9]在總結大量混凝土試驗后提出采用溫度T與時間t的乘積代表混凝土的成熟度Ms，公式為：

Ms=Ti×ti

(1)

其中，Ms為混凝土成熟度；Ti為在ti時間內混凝土的溫度；ti為養護時間，以h計。

從露石深度和工程施工效率分析，混凝土成熟度不宜過大，否則可能會出現露石不均勻或不露石，并且由于施工等待太長，最終可能延誤工期。通過工程現場實際施工發現，溫度為35 ℃，養生時間為8 h，露石深度較為適宜。此時，露石清掃時混凝土成熟度介于240 ℃·h～300 ℃·h，280 ℃·h清掃效果最佳，但由于現場溫度和風速存在一定差異，具體視現場情況而定。

4.2 路面刷洗

EACCP的刷洗方法主要有人工刷洗(如圖4a)所示)和機械刷洗兩種。相較于人工刷洗，機械刷洗(如圖4b)所示)以其高效、快速等優點受到廣泛青睞。圖4中刷洗機械為普通道路清掃機，受機器清掃功率和清掃毛刷性能的影響，在施工中出現漏掃及不均勻的地方，需要人工進行補掃。

4.3 EACCP專用自行式刷洗機

隨著國內對EACCP研究的深入，清掃專用機械方面也取得了一些成果。長安大學在陜西省公路局科技處的大力支持下，與有關公司聯合研制了EACCP自行式刷洗機，見圖5。此機械是一種專門針對EACCP路面設計的機械，具有刷洗效率高、露石更均勻，可以實現清掃速度無級變速和清掃壓力可調節等優點。

4.4 露石深度測量

露石深度的測定使用長安大學韓森課題組制造的露石深度專用測試儀(如圖6所示)進行。測試方法如下：將透明圓盤放在清掃干凈的EACCP上，分別在測孔中垂直插入游標卡尺的測針，如果游標卡尺在圓盤上面的讀數在10 mm刻度線以上，觀測結果有效，若顯示刻度不在10 mm以上，則說明觸碰位置是凸起的石頭，則測試結果無效應該舍棄。

5 結語

使用十幾年前的舊方法去處理一種頗具前景的路面，很難達到想要的效果，技術更新即顯得尤其重要。在露石混凝土路面施工工藝方面，通過對露石劑噴灑方法、露石清掃時間的判斷、清掃方法的改進，多運用新的技術和新的方法，使之施工機械化程度更高，科技含量更高。

[1] 董雨明.隧道抗滑低噪聲水泥混凝土路面研究[D].西安：長安大學,2004.

[2] 韓 森，李志玲，張東省，等.露石水泥混凝土路面關鍵技術研究[J].中國公路學報，2004,17(4)：17-20.

[3] 閆倩倩,李雪峰,田 波,等.低噪聲露石水泥混凝土路面配合比設計研究[J].施工技術，2015(24)：33-34.

[4] 楊小龍，李 波，李曉輝.細粒式露石混凝土路面配合比設計研究[J].中外公路，2015(1)：22-25.

[5] 宋永朝,黎富春,梁乃興.基于數字圖像技術的露石混凝土表面構造研究[J].重慶交通大學學報(自然科學版)，2012(4)：71-74.

[6] 程賢鵬.坡道路段露石水泥混凝土路面施工技術研究[D].西安：長安大學，2008.

[7] 趙 麗.道路清掃車工作裝置結構的改進[J].機械工程與自動化，2015(3)：121.

[8] 韓 森.露石水泥混凝土路面研究[D].西安：長安大學，2006.

[9] 方光秀,李發千,鄭文忠.混凝土成熟度新論及新成熟度準則應用[J].低溫建筑技術，2002(2):2-4.

Research on the construction technology of exposed cement concrete pavement

Tian Hu

(FirstEngineeringDevelopmentLimitedCompany,ChinaRailway14BureauGroup,Rizhao276800,China)

This paper introduced the research status of exposed concrete, from the raw materials, exposed aggregate spraying and laminating, cleaning process and other aspects of exposed concrete pavement construction, elaborated the construction measures of exposed cement concrete pavement, and through the innovation of exposed aggregate spraying equipment and exposed mechanical cleaning aspects, put forward the exposed concrete construction ideas of new and higher mechanization, helpful for the long distance, large scale construction.

exposed concrete, pavement, exposed aggregate, cement

1009-6825(2017)21-0120-03

2017-05-18

田 虎(1978- ),男,工程師

U416.216

A