多孔改性水泥混凝土基層路面施工技術(shù)研究

尚會(huì)霞

摘 要：伴隨我國(guó)公路工程建設(shè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，水泥混凝土路面鋪筑量也呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)。但作為一種脆性材料，混凝土內(nèi)部、表面等部位仍存有諸多缺點(diǎn)，尤其是在外部因素的長(zhǎng)期影響下，裂紋、斷裂等問(wèn)題頻繁出現(xiàn)，這些問(wèn)題的大量產(chǎn)生都將對(duì)路面的使用壽命造成嚴(yán)重影響。水損壞是這些病害產(chǎn)生的主要原因之一，為有效降低此類病害，必須嚴(yán)格按照水流特性、水力學(xué)原理，合理選用排水路面結(jié)構(gòu)。作為路面基層施工材料，多孔改性水泥混凝土的應(yīng)用對(duì)大流量、重軸載交通狀況下高速公路承載力問(wèn)題研究意義重大。為此，本文結(jié)合具體案例，對(duì)多孔改性水泥混凝土基層路面施工工藝進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：多孔改性水泥混凝土；路面基層；施工原理

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）24-0100-02

經(jīng)大量資料顯示，公路早期損壞的原因?yàn)榛鶎铀畵p壞或基層板體抗彎拉強(qiáng)度較低產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性損壞，為做好公路早期病害處理，如何選擇公路主體材料的膠結(jié)材料極為重要。當(dāng)公路主體構(gòu)成材料內(nèi)的膠結(jié)材料具有較高強(qiáng)度時(shí)，其強(qiáng)度在水浸、凍融等情況下才不能發(fā)生變化，才能避免道路被雨水浸害。多孔改性水泥混凝土基層路面的應(yīng)用，可有效解決上述問(wèn)題。其主要原理就是由密實(shí)性板體結(jié)構(gòu)層向多孔網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)層轉(zhuǎn)變，通過(guò)連續(xù)級(jí)配構(gòu)成的密實(shí)性結(jié)構(gòu)向單粒徑點(diǎn)狀連接轉(zhuǎn)變，進(jìn)而產(chǎn)生網(wǎng)狀骨架。多孔改性水泥混凝土內(nèi)的基層膠體可通過(guò)化學(xué)法改善普通硅酸鹽水泥性能，利用改性達(dá)到水泥內(nèi)活性材料被充分激活的目的，快速提升水泥膠體強(qiáng)度，因膠體具備良好防水效果，可防止水滲入顆粒表面與膠連體，進(jìn)而起到防水作用。

1 工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為14.37km，按照由上至下的順序路面結(jié)構(gòu)依次為中粒式透水瀝青混凝土—防水層—石灰穩(wěn)定土。本工程通車3年后，路面局部出現(xiàn)小面積網(wǎng)裂問(wèn)題，其原因主要包括3點(diǎn)，具體如下：

第一，防水層選取的卷材彈性較低，上下面沒(méi)有布纖維保護(hù)；

第二，施工過(guò)程中，因攤鋪、碾壓等問(wèn)題，將損壞部分防水層，導(dǎo)致下承層有雨水滲入，進(jìn)而出現(xiàn)下承層軟弱現(xiàn)象，產(chǎn)生空洞；

第三，長(zhǎng)期車輛荷載反復(fù)作用下，出現(xiàn)局部松散下沉現(xiàn)象。

為有效減少路面病害，保證路面使用性能，延長(zhǎng)路面使用年限，必須選取科學(xué)有效的施工方法進(jìn)行處理。經(jīng)多方討論分析，決定選取多孔改性水泥混凝土施工，相比普通混凝土材料，多孔改性水泥混凝土具有良好抗疲勞性，且回彈模量小，能夠?qū)λ嗷炷猎写嘈约右愿纳疲且环N韌性良好的膠結(jié)體。

2 多孔改性水泥混凝土原材料選擇

為確保路面施工質(zhì)量，必須在充分了解道路病害現(xiàn)狀的前提下，合理選用施工方法，做好施工準(zhǔn)備工作。其中施工原材料選擇是否得當(dāng)對(duì)工程質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用，為此必須做好多孔改性水泥混凝土原材料選擇工作，具體如下：

骨料：將一層水泥漿液包裹到骨料顆粒表面可形成多孔改性水泥混凝土，利用漿體相互粘結(jié)、作用，骨料顆粒可形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)骨料傳遞其內(nèi)部應(yīng)力，為此，骨料強(qiáng)度應(yīng)與施工規(guī)定相符。一般選取花崗巖、石灰?guī)r等作為多孔混凝土骨料。

水泥：由工藝制作方面分析，多孔改性水泥混凝土不宜使用細(xì)骨料，因此可當(dāng)做是骨料顆粒和水泥漿體膠結(jié)產(chǎn)生的多孔堆聚結(jié)構(gòu)。如水泥強(qiáng)度等級(jí)較低，則混凝土最薄弱的環(huán)節(jié)就是水泥漿和粗骨料接觸位置。因骨料強(qiáng)度在混凝土強(qiáng)度之上，因此在骨料粘結(jié)位置的水泥漿成為病害常見部位。由此可見，對(duì)混凝土強(qiáng)度起決定的因素包括水泥活性、品種及用量。為此，本工程選取硅酸鹽水泥作為水泥材料，要求在32.5mpa以上控制水泥抗壓強(qiáng)度。

改性劑：為提高多孔混凝土早期強(qiáng)度，必須將適量水泥改性劑摻加到混凝土內(nèi)。本文以不摻加或摻加粉煤灰為例進(jìn)行分析，其中A型改性劑為不摻加粉煤灰時(shí)使用；B型改性劑為摻加粉煤灰時(shí)選用，其各項(xiàng)技術(shù)要求如表1所示。

3 多孔改性水泥混凝土基層路面施工工藝

3.1 下承層施工

與多孔改性水泥混凝土寬度相比，下承層每側(cè)寬度應(yīng)多出30cm以上。要求施工前，必須先清理干凈下承層，隨后做好各項(xiàng)指標(biāo)檢查工作，保證其高程、橫坡及平整度等滿足規(guī)范規(guī)定。將瀝青噴灑到下承層后，需進(jìn)行防滲土工膜卷材鋪設(shè)，其主要功能是避免基層有上層水滲入。上層水通過(guò)防滲土工膜表面向路基外側(cè)排出，以此穩(wěn)定路基。

3.2 設(shè)置基準(zhǔn)線

根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定，合理設(shè)置基準(zhǔn)線，其精度要求如表2所示。

3.3 混凝土拌和

實(shí)驗(yàn)室在拌和前應(yīng)按照施工時(shí)間點(diǎn)環(huán)境溫度、濕度，將混凝土拌合物初凝時(shí)間測(cè)量出來(lái)，作為混合料由出料至攤鋪之間的限制時(shí)間，如混合料在該限制時(shí)間以上，則不得使用。

通過(guò)水膠溶液的方式摻入改性劑，拌和時(shí)必須合理控制水泥溫度，要求在10～50℃之間加以控制。當(dāng)室外溫度過(guò)高，超過(guò)30℃時(shí)，必須及時(shí)將遮陽(yáng)棚安設(shè)到水泥罐上，降低水泥溫度。在向拌合倉(cāng)內(nèi)投放集料前，必須做好清理工作，當(dāng)集料粒徑不符合規(guī)定可利用振動(dòng)篩去除。要求均勻攪拌混合物，確保拌和質(zhì)量。

3.4 混凝土運(yùn)輸

運(yùn)輸車型選擇、車數(shù)確定的參考依據(jù)包括施工進(jìn)度、運(yùn)輸量、運(yùn)輸距離及道路實(shí)際情況等。與總拌和能力相比，運(yùn)輸能力應(yīng)強(qiáng)一點(diǎn)，才能確保連續(xù)供料。在運(yùn)輸過(guò)程中，為降低材料水分流失過(guò)快，可在材料上覆蓋篷布。

根據(jù)當(dāng)天氣溫情況合理確定運(yùn)輸時(shí)間，要求攤鋪?zhàn)鳂I(yè)必須在混合料初凝前結(jié)束。一般情況下，氣溫在10～20℃時(shí)，運(yùn)輸最長(zhǎng)時(shí)間為120min；氣溫在20～30℃時(shí)，運(yùn)輸允許最長(zhǎng)時(shí)間為90min；在30℃以上時(shí)，則允許最長(zhǎng)時(shí)間為75min。向施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送混合料后，嚴(yán)禁急剎車、急轉(zhuǎn)彎。

3.5 攤鋪施工

攤鋪前期，應(yīng)做好下承層檢查工作。因防水卷材設(shè)置到下承層，需做好清理作業(yè)，全面檢查卷材質(zhì)量，保證硬顆粒、尖狀物不存在于防水卷材上，防止卷材被運(yùn)輸車、攤鋪機(jī)損壞，如出現(xiàn)破損問(wèn)題，需及時(shí)處理。攤鋪時(shí)，先做好寬度調(diào)整工作，保證每幅都能與攤鋪機(jī)作業(yè)需求相符。按照勻速、連續(xù)、緩慢的原則進(jìn)行攤鋪施工，在充分考慮拌合物產(chǎn)量、攤鋪寬度、運(yùn)輸能力等因素的基礎(chǔ)上，可在每分鐘1～3m之間控制攤鋪速度。

可按照梯隊(duì)形式選取2臺(tái)及其以上攤鋪機(jī)同時(shí)作業(yè)，在3到5m間控制兩臺(tái)機(jī)械距離，要求縱縫作業(yè)在混合物初凝前完成。同時(shí)，清理干凈防水卷材、履帶行走位置的雜物。選取具備振搗作用的攤鋪機(jī)熨平板，3HZ為振搗頻率。

3.6 養(yǎng)生

選取塑料薄膜覆蓋到基層進(jìn)行養(yǎng)生施工，避免薄膜破損。相比覆蓋面，薄膜寬度應(yīng)多出100cm左右，且10cm以上為相鄰兩幅塑料薄膜搭接寬度，并進(jìn)行液體塑膠噴灑，起到良好粘固作用。薄膜需緊貼基層表面，選取薄膜覆蓋在成型基層側(cè)面，隨后壓好其表面、側(cè)面薄膜，避免薄膜被吹開或損壞。按照混凝土彎拉強(qiáng)度實(shí)際情況進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)間的準(zhǔn)確確定，當(dāng)在設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度80%以上時(shí)，可結(jié)束養(yǎng)生，通常養(yǎng)生周期為1周。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，大量新技術(shù)、新工藝在公路路面施工中得到了廣泛使用。作為一種新型路面材料，多孔改性水泥混凝土具有施工便捷、工藝簡(jiǎn)單、施工效率高、質(zhì)量控制良好等特點(diǎn)。在排水路面基層鋪筑多孔改性水泥混凝土，可防止出現(xiàn)基層表面滯水問(wèn)題，及時(shí)排除路面積水，減少路面早期病害，如水損害等，進(jìn)而達(dá)到增加道路使用年限，減少經(jīng)濟(jì)損失的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]陳大偉.多孔改性水泥混凝土路面的施工控制[J].交通世界（建養(yǎng).機(jī)械），2011，（12）：134-135.endprint