水泥混凝土鋪裝施工工藝及質量控制措施

伍越輝

摘要 文章通過對奎屯市公路項目的研究，綜合分析了影響混凝土路面質量的主要過程。混凝土路面的質量取決于基層的制備質量、混凝土構件的質量和涂層技術。通過研究混凝土構件的質量控制過程和制造過程，提出了排除混凝土路面缺陷形成的措施。采用文章方法設計的路面，3年內沒有出現明顯的裂縫或剝落現象，裂縫數為2條，最長為5 cm，承載能力達到200 kN·m?2，符合設計要求的安全系數。

關鍵詞 施工技術；公路項目；水泥混凝土；施工過程

中圖分類號 U416.216文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）10-0126-03

0 引言

在當代社會，交通設施建設對于國家經濟發展和民生改善具有舉足輕重的地位。水泥混凝土路面作為主要的道路類型，其質量直接影響著道路的通行能力、使用壽命以及行車安全。因此，對水泥混凝土路面的施工技術與質量控制措施進行深入研究具有重要的實際意義。這一研究不僅有助于提升道路工程的整體質量，也有助于推動相關行業的技術進步和產業升級。同時，水泥混凝土路面的施工是一個涉及多個環節和因素的復雜過程，涉及材料選擇、混合料配比、施工方法、養護條件等多個方面[1]。任何一個環節的失誤都可能對最終的路面質量造成影響。水泥混凝土路面主要路型的質量優劣直接影響道路的通行能力，對使用壽命和行車安全有直接影響。該文通過分析奎屯市道路和水泥混凝土的情況，總結水泥混凝土路面的特點，通過分析當前路面存在的問題，提出針對性的解決方案。

1 奎屯市道路現狀及一般水泥混凝土路面狀況

1.1 奎屯市道路現狀

奎屯市境內高速公路共有13條，總長度873 km。奎屯市主城區形成了九縱九橫的道路交通網，中心城區路網密度達到6 km/km2。在公共交通方面，奎屯城區公交車輛達到813臺，共有總長度為748 km的44條運營線路，城區公交線網覆蓋率超過90%。

1.2 當前混凝土路面狀況

該項目所在地域路面表層土壤多為淤泥、黏土和沙土，無礫石土、巖石等[2]。隨著交通量的增長和道路等級的提高，在使用當地材料和節約投資的原則下，該市主要采用瀝青路面，很少使用水泥混凝土路面[3]。施工采用木制成型機鋪裝的路面模板、圓管碾壓鋪裝的水泥混凝土攪拌機或小型水泥混凝土攪拌站。然而，這種結構也有其自身的缺點，存在效率低、工作時間長、施工周期長、施工質量不穩定、可靠性低和整體合格率低等問題[4]。

2 薄層水泥混凝土路面施工技術

2.1 施工準備

對于夏季干燥施工的水泥路面，由于早期混凝土板頂部干縮明顯，加上板坯凝固時正溫度梯度較高，混凝土板在施工過程中始終形成翹曲的情況。施工前需對混凝土路面的原材料進行測試，以確定混凝土配合比。推薦使用水泥強度等級不低于32.5 MPa的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。石子選用質地堅硬、經久耐用、質地干凈的砂礫、卵石、卵石等。卵石最大公稱粒徑應在19.0 mm以下，碎卵石最大公稱粒徑應在26.5 mm以下，碎石最大公稱粒徑不大于31.5 mm。粗集料含泥量一般應在1.5%以下，泥塊一般應在0.5%以下。沙要符合規定的級配要求，細度模數應為2.0～3.5的粗中沙，不能用細沙。含泥量應在3%以下，需取樣、復檢。混凝土外加劑的質量和應用技術需符合國家現行標準GB/T-8076和GB/T-50119的相關規定。添加劑應有包含性能檢測報告、出廠檢驗報告和合格證的產品說明書，還要對添加劑的適應性、水泥等進行檢測，進場后還應進行采樣和復檢。

如表1所示，水泥混凝土路面施工工藝關鍵要素包括施工前準備、模板安裝、混凝土制備、混凝土澆筑和接縫處理五個方面。施工采用的主機為兩臺1000型水泥混凝土攪拌站、十輛自卸車、兩臺驅動式拋光機。為了達到良好的混凝土攪拌質量，每天應提前對砂石、中砂、粉煤灰等原料進行含水率試驗，然后調整混凝土含水量，確保混凝土的和易性和坍落度數在3～5 cm之間，以現場實測含水量為依據。

水泥是混凝土的主要膠凝材料，其質量和性能對混凝土的強度、耐久性等有重要影響，如水泥質量不佳，會導致混凝土強度下降、收縮裂縫等問題。骨料是混凝土中的填充材料，其質量和級配對混凝土的工作性能和強度有直接影響[5]。如果骨料含泥量高、級配不良，會導致混凝土需水量增加、強度降低；如果水中含有雜質或酸性物質，會降低混凝土的強度和耐久性。因此，需對骨料的質量和水質進行嚴格控制。圖1展示了不同水泥型號的耐磨性，從圖中可以發現復合硅酸鹽水泥耐磨性最強。同時，觀測路面情況，可以發現路面縱向、橫向、豎向變形分布不均勻，部分測點出現變形。由此可見，混凝土層的抗變形能力優于土基，且土基中存在局部界面的微孔隙缺陷。

2.2 鋪路施工細節

該次調查以奎屯市境內一條寬20 m的道路為研究對象。使用鋼制模板用于彎道等不規范的部位和小工程，模板應保持完整、強度足。傳力桿采用頂頭木模固定法，在混凝土板不連續澆筑的情況下進行安裝。傳力桿應穿過端模上的孔眼，根據傳力桿之間的間距、桿的直徑以及鉆孔的位置進行安裝。接縫板、木壓縮螺紋條、傳力桿套管等需在繼續澆筑與其相鄰板材的混凝土時，拆除擋板、橫木和定位模板。

該文利用最新開發的FBG傳感器，通過校準測試檢查和驗證測量性能。載荷-位移數據可由加載裝置配備的位移傳感器采集。FBG的波長信號可以由連接的FBG詢問器和計算機記錄。同樣，對于用于縱向和橫向伸長率檢測的FBG傳感器，也進行了拉伸測試。為了檢查傳感性能的線性度和重復性，需要對每種傳感器進行了循環負載測試。

該文對應力應變分布情況進行了分析，以判斷路面的收縮、微缺陷等狀況。隨著使用時間的增加，混凝土層中測點的橫向變形逐漸由壓縮轉變為拉伸，表明混凝土層不同斷面的變形分布差異較大，內應力場不均勻，也表明土基橫截面變形逐漸不均勻，局部測點存在較大的橫向擠壓力。圖2和圖3分別為優化前和優化后道路破碎情況數據，可以發現優化后的水泥混凝土的路面溫度分布總體穩定。從路面縱向和橫向變形來看，觀察到非均勻分布特征，且傳感器引出線一側接近路肩的變形較大。同時，實驗發現測點混凝土層的橫向變形受到晝夜溫差的影響，橫截面變形經歷了明顯的拉伸和壓縮過程。在某些位置，路面可能會出現過早的微觀缺陷。優化方案的一次攤鋪半干硬地拌制的混凝土，最大容許道板厚度為22～24 cm。施工時采用真空吸水方式。水灰比變化后其混凝土強度提高了5%～10%，使其攤鋪、振搗更容易，加快了施工進度，增強了收縮抗性。

2.3 控制混凝土配合比

樁基是通過承臺將多根樁的頂端連接成一個整體，共同承受靜荷載的深樁基礎。樁基礎施工是一種地基基礎處理方法，主要通過打樁的方式進行，是建筑工程的基礎環節，由承臺和基樁共同構成。通過樁基礎施工，可以提升土質的實際承載能力，確保建筑物的穩定性，并減少建筑物的沉降量。水沖法是利用高壓水力將樁的尖頭沖入泥土中。在樁入土的過程中，利用固定在樁頂的震動沉樁機產生震動，通過自身重力和機械力的共同作用實現。

通過對采集到的數據進行處理和線性擬合，可以建立測量波長增量與力學參數（即應變、位移、力和壓力）之間的相關定量關系。圖4展示了不同材料水泥的性能比較圖。混凝土的配合比與其性能和使用有著密切關系。結構設計所需的混凝土強度等級應符合基本設計要求，混凝土拌和材料的流動性及施工過程中的流動性也應符合要求。通過實驗可以發現，硅酸鹽水泥42.5R的抗壓強度為45.3 MPa，52.5R的抗壓強度為56.2 MPa。G級油井水泥32.5R的抗壓強度為34.1 MPa，42.5R的抗壓強度為43.8 MPa。硅酸鹽水泥32.5具有31.5 MPa的抗壓強度，42.5具有40.8 MPa的抗壓強度。路硅酸鹽水泥32.5的抗壓強度為30.9 MPa，路硅酸鹽水泥42.5的抗壓強度為39.7 MPa。硅酸鹽水泥干縮率為0.08%，G級油井水泥干縮率為0.09%，路面硅酸鹽水泥干縮率為0.06%。

3 施工質量控制

構造深度是一種測量路面表面粗糙程度的指標，無論從路面排水性能還是車輛行駛阻力來看，其大小都會對路面產生影響，可采用沙地鋪沙法進行深度測量。車轍深淺是衡量路面車轍深淺的指標，其數值越小，表示路面抗轍性能越好。抗滑性能是衡量路面摩擦系數的指標，其大小對車輛的制動性能和行駛安全有直接影響，可以使用橫向力系數測試儀對抗滑性能進行測量。路面檢測的五大指標相互關聯，任何一個指標出現問題都會影響到路面的性能和使用壽命。在進行路面檢測時，需要全面考慮各個指標的情況，及時進行維修和保養，確保路面的安全性和使用壽命。設計施工的水泥混凝土路的里程需長短適宜，不宜太短。當運輸坍落度小的水泥混凝土時，應采用傾斜式混凝土車，其比罐車更合適，可以進一步保證水泥混凝土路面的平整度、抗彎強度等質量指標。采用驅動式拋光機進行拋光是提高水泥混凝土路面平整度和質量的有效途徑。

4 結論

該文通過對奎屯市道路和水泥混凝土情況的調查分析，主要得出以下結論：

（1）該文所提出的施工方案，路段平均平整度低于國家標準0.5 mm，平均平整度標準差0.15 mm，具有很好的連貫性，且3年內沒有出現明顯的裂縫或剝落現象，裂縫數為2條，最長為5 cm，承載能力達到200 kN/m2，符合我國設計要求的安全系數。

（2）利用該文方法設計的路段，其養護成本每年為2萬元，遠低于之前路段的4萬元。

參考文獻

[1]胡以嬋， 池浩， 解威威， 等. 復合石灰石粉-粉煤灰混凝土減水試驗研究[J]. 公路， 2023（11）： 293-298.

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[3]趙璽， 王佐才， 王均義， 等. 鋼橋面鋪裝ECO改性聚氨酯混凝土耐久性能研究[J]. 工業建筑， 2023（S2）： 726-731+735.

[4]王家慶， 宋廣偉， 李強， 等. 橡膠混凝土界面改性方法及性能提升路徑[J]. 化工進展， 2023（S1）： 328-343.

[5]賴平祥. 公路工程水泥混凝土路面施工技術的探討[J]. 低碳世界， 2017（18）： 212-213.