路面水泥混凝土指滿足路面攤鋪工作性、彎拉強(qiáng)度、表面功能、耐久性及經(jīng)濟(jì)性等要求的水泥混凝土材料。水泥混凝土路面以其承載能力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),目前越來(lái)越廣泛地被采用。然而,由于混凝土路面造價(jià)較高,維修困難,故水泥混凝土路面所體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)都以施工質(zhì)量有保障為前提。質(zhì)量達(dá)不到要求,如混凝土強(qiáng)度低,面層厚度不足等等,都會(huì)大大地減少設(shè)計(jì)使用壽命,造成不應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。如何保證水泥混凝土路面施工質(zhì)量,是擺在公路建設(shè)者面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。因此,從工程實(shí)踐出發(fā)探討一下水泥混凝土路面工程如何遵照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)施工質(zhì)量管理和控制有重要意義。
一、保證水泥混凝土材料質(zhì)量
(一)保證水泥質(zhì)量
保證水泥混凝土道路的質(zhì)量,要從三方面進(jìn)行考慮:首先應(yīng)該保證水泥混凝土道路的抗拉強(qiáng)度;其次,應(yīng)該保證水泥混凝土道路的抗壓強(qiáng)度;最后,應(yīng)該保證水泥混凝土道路的抗剪強(qiáng)度?;炷敛牧系膬?yōu)勢(shì)在于混凝土材料的抗壓強(qiáng)度較大,一般情況下不易受到壓縮破壞,而水凝混凝土道路的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度不容易保證,這部分強(qiáng)度主要由水泥的膠結(jié)作用所承受,所以必須保證水泥材料的質(zhì)量,保證水泥混凝土道路的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。根據(jù)有關(guān)規(guī)定,對(duì)于公路、城市道路、礦區(qū)道路水泥應(yīng)該選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,水泥標(biāo)號(hào)應(yīng)該低于425,對(duì)于一般道路,沒(méi)有特殊要求的情況下,水泥材料的選取要求可以降低,但是水泥標(biāo)號(hào)也應(yīng)該不低于325,在有特殊要求的情況,對(duì)于一些特殊道路,水泥混凝土材料的攪拌過(guò)程應(yīng)該十分充分,水泥標(biāo)號(hào)也應(yīng)該不低于425,這樣才可以綜合保證水泥混凝土道路的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。
(二)保證粗細(xì)集料的質(zhì)量
對(duì)于砂的選取,水泥混凝土道路的砂應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久潔凈的天然砂、機(jī)制砂或混合砂。在一般情況,細(xì)度模數(shù)大于2.5的要求時(shí),可以有一些雜物混入,但是混入的百分比應(yīng)該小于3%。對(duì)于粗集料選擇,卵石最大公稱粒徑不宜大于26.5mm;碎石最大公稱粒徑不宜大于31.5mm。應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久潔凈的碎石。盡量保證所選用的碎石和礫石是巖漿巖或者變質(zhì)巖,沒(méi)有經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用的沉積巖也可以,盡量避免選用石灰?guī)r和已經(jīng)風(fēng)化的沉積巖.
(三)水材料的質(zhì)量
在水泥混凝土材料進(jìn)行攪拌和養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中需要加入適量的水,水的選取要求水清潔,酸堿適中,以飲用水為最佳。
二、水泥奈何天配合比設(shè)計(jì)
混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、耐久性、坍落度的要求,按照普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程,經(jīng)過(guò)試配確定。路面混凝土強(qiáng)度要求一般不小于C20。在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí),要以混凝土的抗折強(qiáng)度為主要指標(biāo),為節(jié)約水泥、減少混凝土收縮率建議使用干硬性混凝土。影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素是水泥強(qiáng)度和水灰比,在相同配合比的情況下水泥強(qiáng)度等級(jí)越高,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)也越高。水灰比越大,混凝土的強(qiáng)度越低,增加用水量,坍落度增加,但混凝土的強(qiáng)度下降。配合比設(shè)計(jì)時(shí),水灰比要控制在0.5以下(一般為:0.46-0.48);砂率在滿足混凝土澆搗所要求和易性前提下盡量取低值(26%-28%)。水泥用量是工程質(zhì)量得以保證的關(guān)鍵,單位水泥用量一般為330-360kg/m3。施工時(shí)混凝土必須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪和。
(一)水灰比
有關(guān)水灰比、水泥品種、外加劑、粗集料集配等因素對(duì)路混凝土性能影響的試驗(yàn)表明,無(wú)論28d抗折強(qiáng)度還是抗壓強(qiáng)度,上述因素的主次為:水灰比--水泥品種--外加劑--粗集料級(jí)配。由此可見(jiàn),水灰比對(duì)路面強(qiáng)度的影響是很大的。水灰比過(guò)大,多余水在硬化后的混凝土中形成氣孔,減小了混凝土抵抗荷載作用的有效斷面,在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。水灰比越小,水泥混凝土的強(qiáng)度也越高,因此在滿足和易性要求的前提下,應(yīng)盡可能采用小的水灰比。此外,路面混凝土水灰比大小還應(yīng)考慮道路等級(jí)、氣候因素等。
(二)砂率其大小主要影響混凝土的稠度,在水灰比低時(shí)這種影響表現(xiàn)的比較遲鈍,但砂率的改變會(huì)使混凝土的空隙率和集料的總表面積有顯著改變,直接影響硬化混凝土的品質(zhì)。砂率過(guò)大,在水泥漿用量不變的情況下,會(huì)使混凝土的水泥漿顯得過(guò)少,成型的路面表現(xiàn)砂漿層過(guò)厚,對(duì)耐磨耗、減少收縮不利。另外,從混凝土抗斷裂的角度考慮,砂漿也不宜過(guò)大。試驗(yàn)表明,混凝土的抗裂能力隨粗集料的增加而增加,因此在正常砂率的基礎(chǔ)上,適當(dāng)減少砂率,增加醋集料用量,對(duì)提高路面混凝土的抗折性能是必要的。
(三)集灰比
對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響在混凝土強(qiáng)度較高時(shí)表現(xiàn)得較明顯,當(dāng)水灰比相同時(shí),混凝土隨集灰比的增長(zhǎng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì),這與集料數(shù)量增大、集料吸收的水分量增大、實(shí)際水灰比變小有關(guān),與混凝土內(nèi)部孔隙總體減少有關(guān),還與較高標(biāo)號(hào)混凝土水泥用量較大有關(guān)。在適當(dāng)增大集灰比后,水泥膠結(jié)作用和集料的連鎖作用得到了充分的發(fā)揮。
三、水泥混凝土路面的施工
開(kāi)工前,建設(shè)單位應(yīng)組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位進(jìn)行技術(shù)交底。施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、合同文件、攤鋪方式、機(jī)械設(shè)備、施工條件等確定混凝土路面施工工藝流程、施工方案,進(jìn)行詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)。對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。施工過(guò)程中嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制,拌合廠的設(shè)置應(yīng)滿足相應(yīng)要求,設(shè)置在攤鋪路段的中間位置,內(nèi)部布置應(yīng)滿足使用要求。施工前必須對(duì)機(jī)械設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、基準(zhǔn)線或模板、機(jī)具工具及各種試驗(yàn)儀器等進(jìn)行全面地檢查、調(diào)試、校核、標(biāo)定、維修和保養(yǎng)。面板鋪筑前,應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行全面的破損檢查,如有損壞應(yīng)采取有效措施及時(shí)徹底修復(fù)。
四、混凝土的拌和及運(yùn)輸
混凝土的拌和質(zhì)量取決于精確的配比和攪拌控制。在實(shí)際工作還應(yīng)考慮氣溫、溫度、風(fēng)等因素對(duì)拌和物中水分揮發(fā)的影響。其控制要點(diǎn)如下:第一,在拌和前,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各砂、石料本身的含水量將試驗(yàn)配合比換算成現(xiàn)場(chǎng)配合比,確定出合理可靠的配比,并保證嚴(yán)格按此配比拌和。第二,根據(jù)拌合物的粘聚性、均質(zhì)性及強(qiáng)度溫度性試拌確定最佳拌和時(shí)間。一般情況下,單立軸式拌和機(jī)總拌和時(shí)間。一般情況下,單立軸式拌和機(jī)總拌和時(shí)間為80-120s,全部原材料到齊后的最短純拌和試件不宜短于40s。第三,在出料口及時(shí)抽檢坍塌度,并據(jù)此調(diào)整水的用量,確保每一盤料性質(zhì)穩(wěn)定?;炷吝\(yùn)輸時(shí),應(yīng)根據(jù)運(yùn)距遠(yuǎn)近及混合料允許運(yùn)輸時(shí)間選擇運(yùn)輸工具。運(yùn)送時(shí)要控制以下幾點(diǎn),運(yùn)距盡量不要太遠(yuǎn),運(yùn)送器具不滲漏,工作結(jié)束時(shí)表面要清洗,必要時(shí)要清洗徹底,并涂上廢機(jī)油保持表面光滑,運(yùn)送時(shí)間不能超出混凝土的初凝時(shí)間,高溫季節(jié)或陰雨天應(yīng)用薄膜覆蓋。
五、混凝土的攤鋪
對(duì)于半硬性混凝土現(xiàn)場(chǎng)拌一次性攤鋪容許達(dá)到的混凝土路面板最大厚度為22-24cm,超過(guò)一次性攤鋪?zhàn)畲蠛穸葧r(shí),應(yīng)分層攤鋪和振實(shí),下層厚度略高于上層厚度且時(shí)間間隔不超過(guò) 30分鐘。澆注過(guò)程要保證混凝土的整體性,混合料不能離析或結(jié)團(tuán)。施工中應(yīng)控制以下幾點(diǎn):
1.混凝土由高處下落的高度不得超過(guò)2m,超過(guò)時(shí)應(yīng)采取措施,保證不發(fā)生離析。
2.局部邊角、端頭模版部位需人工用锨端運(yùn)混凝土,嚴(yán)禁拋擲,應(yīng)采用扣锨輕放、仔細(xì)作業(yè)、緊貼模板,以避免邊角部位因振實(shí)不足引起的蜂窩及麻面。
3.澆注時(shí)要連續(xù)不斷,以防因時(shí)間間隔而形成斷層。澆注期間應(yīng)隨時(shí)檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件的穩(wěn)定情況,發(fā)現(xiàn)有變化應(yīng)及時(shí)采取措施恢復(fù)原狀。
4.混凝土初凝后,模版不得振動(dòng)看,拆模時(shí)間以控制在24小時(shí)左右為宜。過(guò)早拆模,混凝土強(qiáng)度太低,造成混凝土的損壞。
六、混凝土的振實(shí)
混凝土的振實(shí)是混凝土質(zhì)量的重要保證之一,振實(shí)工作是一項(xiàng)要求嚴(yán)格、細(xì)致的工作。在工作中應(yīng)盡量使用經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)嫻熟的人員規(guī)范操作。振搗器具應(yīng)保證具有平板振搗器、插入振搗器、震動(dòng)梁、抹平機(jī)、滾桿等。振搗時(shí)主要控制以下幾點(diǎn):第一,對(duì)于分層鋪筑混凝土,插入式振搗器振搗應(yīng)插至前一層混凝土,以保證兩層鋪筑良好的銜接。抽出時(shí)應(yīng)緩慢提出,以免產(chǎn)生空間,插入深度應(yīng)離基層3-5cm,移動(dòng)間距不得超過(guò)有效振動(dòng)半徑的1.5倍,對(duì)于邊角地帶應(yīng)加強(qiáng)振搗以防蜂窩、麻點(diǎn)的產(chǎn)生。振搗時(shí)間不低于30s,達(dá)到表面泛漿、粗集料不再下沉、表面不再有氣泡冒出為宜。第二,平板振搗在同一位置停留時(shí)間,一般以10s-15s,行走時(shí)重疊10-20cm,保證有足夠的水泥漿提出混凝土面。
七、水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)機(jī)開(kāi)放交通
混凝土路面鋪筑完成或軟作抗滑構(gòu)造完畢后應(yīng)立即開(kāi)始養(yǎng)生。宜使用保濕膜、土工氈、麻袋、草簾等覆蓋物保濕養(yǎng)生并及時(shí)灑水,保持混凝土表面始終處于潮濕狀態(tài),并由此確定每天的灑水遍數(shù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土彎拉強(qiáng)度增長(zhǎng)情況而定,不宜小于設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度的80%,應(yīng)特別注意前7d的保濕(溫)養(yǎng)護(hù)。面板達(dá)到設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度后,方可開(kāi)放交通。
總之,道路最終的成品質(zhì)量是一個(gè)綜合性的問(wèn)題,質(zhì)量的好壞是各種因素的綜合反映。但最主要的是嚴(yán)格把關(guān),上一道工序不合格,不得進(jìn)入下一道工序施工。由于水泥混凝土路面具有剛度大、強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。水泥混凝土道路施工階段質(zhì)量控制是一項(xiàng)重要工作,需要各方面的配合,工程技術(shù)人員應(yīng)做好各施工過(guò)程的質(zhì)量預(yù)檢與控制,確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)
【1】JTG F30-2003 公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范
【2】JTG D40-2006 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范