混凝土路面翻砂預防措施研究

（中國水利水電第九工程局有限公司，貴州 貴陽 550081）

一、工程概況

遵義市“十三五”農村公路“建養一體化”綏陽縣工程，主要以等外級公路為主，路基標準橫斷面布置為：0.5m（加固路肩）+3.5m（路面鋪筑寬度）+0.5m（加固路肩），路肩路面均采用C30 混凝土澆筑，路肩結構尺寸為50cm×24cm，路面結構層為6cm 厚填隙碎石層+18cm 厚混凝土面層。

二、翻砂原因分析

在施工過程中，由于未全面掌握現場實際生產條件，受混凝土施工過程中質量管控及成品保護等因素影響，路面混凝土可能發生翻砂現象。通過對本工程施工過程數據分析，砂石料質量、水灰比、養生過程是造成路面翻砂的主要原因，此外，混凝土振搗、收面及半成品保護等也是是否翻砂的影響因素。結合施工過程中已收集的數據，通過對路面施工數據進行分析如下表所示。

表1 施工過程數據統計分析表（部分）

（一）水灰比

水灰比過大是造成混凝土路面翻砂的主要原因之一，水灰比的大小直接影響混凝土的強度。水灰比過大時，混凝土中多余的游離水分的蒸發，在水泥漿面層產生過多毛細孔，降低了密實性，降低了混凝土面層的強度，易引起翻砂。另外，表面水分過多，混凝土面層抹壓修光時間延長，甚至有可能超過水泥的終凝時間，造成施工地面質量無法保證。此外，水灰比過大易造成混凝土拌合物在運輸、施工過程中漏漿、泌水等現象。

造成水灰比過大的原因有多種，包括未按規定設置稱量系統、未根據集料含水率對拌合用水量進行調整，甚至存在施工班組無視設計配合比，擅自將用水量增加，便于澆筑時攤鋪平倉的現象。

（二）集料質量

綏陽縣內全部為機制山砂，一般料場開采區域內含多種巖體類型、風化程度各不相同的巖體，部分母材強度及破碎指標不能夠滿足規范要求。加之喀斯特地貌作用下巖體溝壑較深，內部填充大量的泥層。在砂石生產過程中，如對泥層和風化巖體清理不完全，極易導致細集料石粉含量、細度模數及粗集料含泥量、壓碎指標等出現不滿足規范要求的情況。

砂石料中含泥量超標，所含粘土會包裹水泥顆粒，延緩及阻礙水泥的水化及混凝土的凝結，造成水泥與集料粘結力減弱，直接影響拌合混凝土強度，降低了混凝土道路表面的耐磨性，造成道路通車一段時間后出現翻砂現象。壓碎指標代表著碎石料的強度，碎石壓碎指標不合格會造成拌合出來的混凝土抗壓強度不足，通車后易造成路面磨損起粉。

（三）混凝土振搗

規范明確要求，混凝土振搗以混凝土表面無氣泡冒出，混合料不再下沉，表面泛漿為結束。但在項目部管理人員現場巡視過程中，發現部分道路作業人員操作無規程，比較隨意。一般先由插入式振搗器振搗至混凝土內部密實后，在由平板振動器及震動梁振搗至表面大致平整。在平板振動器及震動梁振搗過程中，由于操作人員隨意性較大，為便于后期抹面，常出現象過振現象，致使混凝土表面泌水，表面水灰比增大，混凝土表面強度降低，易出現翻砂現象。

（四）收面時間

如路面收面過早，此時水泥水化作用剛剛開始，凝膠尚未全部形成，游離水分較多，表面會出現水光，易造成表面水灰比過大。如收面過遲，水泥已經終凝硬化，此時收面操作困難，且會破壞已經硬結的表面，從而造成表面翻砂。

（五）養護

養護不當是造成混凝土路面翻砂的主要原因之一。規范要求在路面澆筑完成混凝土終凝后及時進行養護。但部分班組為圖方便，在每日澆筑結束后，即對當日完成路段全部覆蓋灑水保濕養護。此時，存在后澆筑路段的混凝土還未終凝，灑水造成表面水灰比增大，混凝土強度降低。或者出現在高溫施工期間，暴露在陽光下的混凝土未及時得到覆蓋保濕，造成表面水分蒸發，水泥水化不完全，表面強度降低的現象。部分道路在低溫施工期間，未對澆筑完成的路段進行覆蓋保溫養護，造成混凝土受凍損影響強度。此外，個別道路沿線群眾較多，路面施工完成后或施工過程中未按規范要求養生足夠時間，即開始通車，造成混凝土表面強度受損，從而產生翻砂現象。

在雨季施工過程中，個別工作面未準備覆蓋遮雨工具，造成新澆筑路面混凝土被雨水沖刷、浸泡，或造成表面水灰比增加，強度降低，也是發生翻砂的原因之一。

三、翻砂預防措施

（一）配合比設計

本項目初期試驗室出具的配合比水灰比為0.53，現場實際應用過程中效果不佳。為確定適合本項目的水灰比，確保路面施工質量，項目部考慮減小水灰比，以改善混凝土泌水、漏漿的現象。在不改變水泥用量的情況下，通過多次試配試驗，并對現場試拌混凝土進行取樣檢測，確定了最佳水灰比，如下表所示。

表2 水灰比調整試驗參數表

在水泥用量不變條件下，降低水灰比，塌落度減小，稠度將增大，拌合物的流動性將隨之減小，但有效改善了混凝土的黏聚性和保水性。

根據水灰比調整結果確定的設計配合比如下表所示。

表2-10 設計配合比

施工前，定期測定砂石料實際含水率，對設計配合比用水量進行調整，調整公式如下：

拌合用水量=201-含水率×堆積密度

（二）原材料控制

在料場選擇時，必須取樣對母材抗壓強度進行檢測，母材抗壓強度不低于70MPa，避免因母材強度不足造成生產的集料石粉含量、壓碎指標不滿足要求。在料場開采過程中，對覆蓋層及風化、破碎的巖層清理干凈，避免進入破碎機。對篩分孔進行檢查，確定是否滿足級配、粒徑要求。拌制混凝土使用的水泥進場抽檢強度、安定性符合規范要求，禁止使用受潮、結塊的水泥。

（三）拌和站工藝

改進拌和站稱量系統，增設流量計，精確控制每盤拌合的混凝土量，定量控制水灰比，保持在0.49。在每條道路混凝土工程正式開工前，由項目工程技術部、質量管理部及設備物資部聯合對混凝土生產系統進行檢查，是否滿足精確控制各原材料參比，查看設備說明書及檢定證書，由工程技術部對混凝土配合比及拌合要求進行交底、指導。混凝土拌合時間不低于60s，避免攪拌不均勻導致灰漿分離。

（四）運輸過程

采用罐車運輸混凝土，混凝土從拌合出料至運輸到倉面澆筑時間不得超過1 小時，不滿足要求時可考慮摻入緩凝劑。為避免骨料分離，要求卸料高度不超過2m，否則，應采用溜槽進行卸料。如運輸條件受限，只能采用自卸汽車進行混凝土運輸時，必須先對車廂縫隙進行密閉，確保運輸過程中漿液損失小，在運輸至現場后，對拌合物塌落度進行檢測，滿足要求才能入倉澆筑。

（五）平倉振搗

對于邊角的部分，應先用插入式振搗器按順序振搗，再用振搗梁縱橫交錯托振。振搗器在每一位置振搗的持續時間，以拌合物停止下沉、不再冒氣泡并泛出水泥砂漿為準，并不宜過振。使用振動梁振實路面時，振動梁應具有足夠的強度和質量。振動梁應垂直路面中心線沿縱向拖行，拖行速度不得低于1m/min，往返2-3 遍，使表面翻漿均勻平整。

（六）收面

在路面混凝土澆筑過程中，及時對應完成的道路進行收面。當混凝土振搗完成后，用抹光機對表面進行磨平，再用鐵抹子或木抹子在混凝土表面反復壓抹，直到達到工程所需表面光潔要求。在初凝前半個小時，進行第二次收面，確保路面平整。初凝后禁止再進行收面工作，否則，容易破壞表面整體性，易造成表秒破碎、剝落。

（七）養護

因地制宜，選擇合適的養護方法。夏季水分蒸發較快，宜選擇灑水保濕養護，并以草簾覆蓋，加強保水，減小水分流失，每日灑水2～3 遍，灑水量不宜過大，以草簾等覆蓋物隨時保持濕潤為最佳。由于本地區道路多在山區，冬季氣溫較低，且常有霧氣、露水，可不灑水，只需對混凝土路面進行覆蓋保溫，避免凍損。在冬季氣溫低于5℃后，禁止灑水養護，避免表面結冰影響強度發展。雨季施工時，現場需要常備塑料薄膜，在下雨前對未終凝的路面進行遮擋。混凝土養護在水泥終凝后立即開始，至少養護14 天時間。在混凝土達到設計齡期前，對道路交通進行控制，不允許車輛通行。

四、預防成效

目前混凝土路面翻砂預防措施研究成果，已在綏陽縣開工建設的115 條農村公路上進行了應用，在不增加施工成本的前提下，通過加強施工管理與檢測，將路面翻砂占已施工路面比例從原6%下降至1%，使路面外觀質量、強度及耐久性都得以提升，效果良好。

五、效益分析

通過混凝土路面翻砂預防措施研究，能夠有效降低混凝土路面翻砂現象，提高道路使用壽命，避免反復進行缺陷修補，減小因缺陷修補造成的交通壓力，節約社會資源。

根據合同單價，18cm 厚C30 混凝土路面單價為65 元/m2。根據缺陷修補方案，對路面翻砂的情況需加鋪10cm 厚C30 混凝土，處理成本約36.1 元/m2。平均每公里道路可節省翻砂處理費用6317 元。

六、總結

通過對遵義市“十三五”農村公路“建養一體化”服務ZY3 標綏陽縣工程施工過程分析，找出了導致本項目路面翻砂的原因。通過采取相應預防措施對施工過程進行控制，能夠有效降低混凝土路面翻砂率，節省后期質量缺陷處理成本，提高混凝土耐久性，延長道路使用壽命。對今后其他農村公路路面混凝土施工，可提供借鑒。