論水泥混凝土路面的施工技術(shù)

【摘要】介紹了水泥混凝土路面的施工工藝和質(zhì)量控制要點，并重點介紹軸式攤鋪整平機在水泥混凝土路面施工中的應用。

【關(guān)鍵詞】輥軸式攤鋪整平機；水泥混凝土；路面；施工

【中圖分類號】U416.216 【文獻標志碼】B

　　水泥混凝土路面與瀝青路面相比，具有強度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、養(yǎng)護費用少、造價低等優(yōu)點，尤其是使用壽命、綜合造價方面優(yōu)越性更突出。水泥路面施工技術(shù)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，特別是上世紀90 年代大規(guī)模機械化施工的發(fā)展，切縫技術(shù)的應用，施工技術(shù)日臻成熟，較好地克服了接縫跳車的弱點，并廣泛應用于城市道路及高等級公路工程。

　　目前，高等級水泥混凝土路面采用的施工機械有三大類：軌道式攤鋪機、滑模攤鋪機以及輥軸式攤鋪整平機。隨著滑模攤鋪技術(shù)的發(fā)展，軌道式攤鋪機的應用已逐漸減少，有被滑模攤鋪機及輥軸式攤鋪整平機取代的趨勢?；備伡夹g(shù)是目前最先進的智能化施工技術(shù)，工作效率極高，工程質(zhì)量優(yōu)異，但我國現(xiàn)有滑模式攤鋪機主要依靠進口，滑模攤鋪機及相應的配套設(shè)備投資巨大，工程造價昂貴，因而不適合小標段水泥路面攤鋪。近幾年來，輥軸式攤鋪整平機作為介于普通小型機械與滑模（或軌道）攤鋪機之間的中檔機械，在高等級公路施工中得到越來越廣泛的應用。

1 輥軸式水泥混凝土攤鋪整平機的應用

1.1 輥軸式水泥混凝土攤鋪整平機的工作原理

　　輥軸式水泥混凝土攤鋪整平機是由一根具有振密攤鋪提漿作用的偏心振動軸和兩根起驅(qū)動整平作用的圓心軸組成機械的主體部分，其改進型產(chǎn)品還配有攪龍。

　　輥軸式水泥混凝土攤鋪整平機具有攤鋪、振密、提漿和整平功能。其攤鋪作用是用攪龍進行布料，并依靠偏心振動軸的振動，使混合料液化并向前甩出混合料，在自重和動力作用下振動軸切入液化的混合料，驅(qū)動軸同時向前移動，從而實現(xiàn)攤鋪功能。其振密提漿作用，是通過偏心振動軸，在振動偏心力矩和振動軸上下拍打作用下，具有一定黏度的混合料隨軸振動，從而實現(xiàn)振密提漿功能。其整平作用是由兩根驅(qū)動整平軸在模板上驅(qū)動平滾過程中消除由于偏心振動形成的漿條和回漿高度后，使水泥混凝土表面達到要求的平整度。

1.2 施工能力

　　輥軸式攤鋪整平機主要要技術(shù)參數(shù)見表1。

　　輥軸式攤鋪整平機的攤鋪能力理論表述為:

Q=60KBHV/N

　　式中,Q 為攤鋪生產(chǎn)率,m3/h; K 為時間利用系數(shù);B 為攤鋪寬度,m;V 為攤鋪行走速度,m/min; H 為水泥混凝土板厚,m; N 為單向振動和靜滾的總遍數(shù)(一般為4遍～6 遍)

1.3 機械的配套

1.3.1 機械配套的基本原則

　　1）選擇機具必須滿足施工要求，但又要避免大機小用。

　　2） 充分發(fā)揮主機的作用。在混凝土路面施工中，選定了輥軸式攤鋪整平機，在考慮機械配套時，其他機械都應圍繞該攤鋪機進行配置，同時盡可能利用現(xiàn)有設(shè)備。

　　3）采用合理的施工組織方案。根據(jù)工期要求，通過合理的施工組織，盡量減少機械的數(shù)量，達到最優(yōu)經(jīng)濟效益。

1.3.2 機械配套的優(yōu)化計算

　　以順德地區(qū)105 國道擴建工程第二標段為例，每幅攤鋪寬度為4m，水泥混凝土板厚25cm，考慮時間利用系數(shù)為0.5, 攤鋪機的攤鋪能力為55m3/h,即每小時能攤鋪55 延米, 實際施工中每小時攤鋪40 延米左右。按此進行拌合設(shè)備配備：Q 攪拌=CQ 攤鋪式中,C 為攪拌設(shè)備的安全系數(shù)，取1.5；Q 攤鋪為攤鋪機實際生產(chǎn)能力，取40m3/h。

　　與每臺攤鋪機相適應攪拌設(shè)備最低生產(chǎn)能力Q 攪拌=60m3/h。因而生產(chǎn)中設(shè)3 臺攪拌機組，實際攪拌能力為60m3/h～70m3/h。

1.4 施工工藝

1.4.1 原材料

　　1）水泥：是混凝土的膠結(jié)材料，混凝土的性能很大程度上取決于水泥的質(zhì)量。混凝土路面抗折強度為5MPa，按照路用性能及經(jīng)濟上合理的要求，采用散裝525 普通硅酸鹽水泥。

　　2）砂：采用中粗砂，其細度模數(shù)為2.5～3 ,級配及雜質(zhì)含量符合表2，表中Ⅱ區(qū)砂為中偏粗砂，為一般常用砂。

　　3）碎石：根據(jù)當?shù)夭牧锨闆r，選用1～3 碎石。

　　4）水：清洗集料、拌制混凝土及養(yǎng)生用水不得含有油、酸、堿、鹽類及有機物等。根據(jù)順德地區(qū)情況，大多使用自來水，有時也用河涌凈水，但河涌凈水使用前需經(jīng)化驗，其硫酸鹽含量不得超過2.7mg/cm3、含鹽量不超過5mg/cm3、pH值不小于4。

1.4.2 水泥用量和水灰比水泥用量:

　　散裝525 普通硅酸鹽水泥380～420kg/m3。

　　水灰比:約0.45。

　　坍落度:1 cm～3cm。

　　砂率：34%～36%。

1.4.3 混凝土路面施工工藝流程

1.4.4 混凝土的拌和

　　混凝土拌和采用JS500 雙臥軸強制式拌合機，供料系統(tǒng)采用自動計量的PL800 配料機，拌和前應按校正后的施工配合比要求，對水泥、水和各種集料的用量準確調(diào)試，控制好施工配合比，經(jīng)檢驗無誤后，再進行拌和，拌和時間為60s/ 盤～90s/ 盤。

1.4.5 混凝土的運輸

　　運輸采用自卸式汽車運輸，因最大運距為2km，運輸過程中混合料不用覆蓋，但在運輸過程中要盡量避免中途停車和顛簸，以確保混合料不離析。

1.4.6 混凝土的攤鋪、振搗和整平

　　采用自卸汽車運輸，攤鋪時需人工配合布料，布料松鋪系數(shù)可根據(jù)混合料的密實度確定，密實度是采用標準密實度儀測得的混合料密度與理論密度之比，用D 表示，攤鋪布料松鋪系數(shù)K=1/D，根據(jù)經(jīng)驗，混凝土坍落度為2 時，攤鋪布料松鋪系數(shù)取1.2 左右即可。

　　輥軸機雖然具有一定的振密功能，但當混凝土板厚超過20cm 時，僅依靠輥軸機的振動，板底及靠近模板兩側(cè)的混凝土往往達不到密實度要求，因此，攤鋪布料后，需要配套適當?shù)恼衩軝C械在前面振搗。在實際操作中，采用平面振搗器與插入式振搗器相結(jié)合，先用插入式振搗器由模板邊緣向中間振搗一遍，再用平板振搗器全面振搗一遍，做到充分振實，模板邊角充實、均勻、無漏振。

　　經(jīng)過以上振密后，接下來輥軸機開始作業(yè)，其作業(yè)單元長度約為20m 左右，前進振動、后退靜滾2 遍～3 遍，即提漿整平，再通過前后靜滾整平。作業(yè)單元長度應適中，振動遍數(shù)不宜過多，以免路面表面提漿過多，產(chǎn)生混合料分層，不應采用后退振動，振動后及時抹平，以消除偏心軸振動過后形成的漿條。采用3m～5m 鋁合金刮尺進行密實飾面，再用人工抹子收漿飾面，表面砂漿厚度宜小于2cm。

1.4.7 切縫、養(yǎng)護、刻槽和灌縫

　　施工中普遍采用硬切縫，切縫時混凝土抗壓強度控制在6MPa～12MPa，當氣溫在25oC 以上時，在混凝土澆筑完成后8h～12h 內(nèi)切縫。采用圍水養(yǎng)護，直到抗折強度接近100%，一般為15d。

　　紋理制作采用壓紋機壓紋，壓紋時間以混凝土表面無波紋水跡較適合，壓紋深度1mm～2mm 之間。

　　填縫料采用瀝青橡膠填縫料，灌縫前需將縫隙清理干凈，并對縫隙周圍路面作防粘處理，再將溫度為180oC～220oC 的填縫料灌入其中。

2 水泥混凝土路面質(zhì)量控制措施

2.1 路面基層施工的控制

　　順德地區(qū)路面基層均為6%水泥石粉穩(wěn)定層，路面基層施工質(zhì)量的好壞直接影響水泥混凝土路面的質(zhì)量,要保證路面基層的質(zhì)量,主要從下面兩個方面予以保證。

2.1.1 基層水泥穩(wěn)定石粉的拌和

　　首先要保證選用合格的材料，材料級配必須符合規(guī)范要求。拌和采用廠拌，廠拌設(shè)備采用有自動計量裝置的穩(wěn)定土拌和設(shè)備。拌和中嚴格控制水泥和水的用量。水泥用量太小，不能保證水泥石粉的施工質(zhì)量，而劑量太大，既不經(jīng)濟，還會使基層的裂縫增多、增寬，影響基層整體強度，嚴重時會向水泥路面反射。同時，拌和中還必須嚴格控制含水量，一般情況下拌和中混合料含水量應比最佳含水量略高0.5%～1%，以彌補運輸、攤鋪過程中的水分損失，保證碾壓時為最佳含水量。

2.1.2 基層水泥穩(wěn)定石粉的鋪筑

　　混合料鋪筑必須按松鋪厚度均勻攤鋪，松鋪系數(shù)根據(jù)試驗確定，一經(jīng)攤鋪成型，含水量為最佳含水量時用12T 以上震動壓路機碾壓，碾壓密實度達到98%?；旌狭辖?jīng)過碾壓，嚴禁用薄層貼補法找平，并及時灑水養(yǎng)護。

2.2 混凝土面層施工的控制

2.2.1 材料質(zhì)量檢驗

　　施工前按計劃分批備好所需要的各種材料,對已選備的砂和石料抽樣檢測含泥量、級配、有害物質(zhì)含量、堅固性，對碎石還應抽檢其強度、針片狀顆粒和磨耗值等，若檢測項目不符合規(guī)定時，應另選材料或采取補救措施。已備水泥除應核查其出廠質(zhì)量檢驗報告外，還應逐批抽檢其細度、凝結(jié)時間、安定性，以及3d、7d 和28d 的抗壓強度等是否符合要求。

2.2.2 配合比控制

　　施工前對設(shè)計配合比的工作性及強度進行檢驗，不合格應及時調(diào)整。由于施工現(xiàn)場集料含水量經(jīng)常變化，必須根據(jù)拌制時集料的實際含水量對試驗室的配合比進行調(diào)整，由此得到施工配合比。經(jīng)過調(diào)整后得到的施工配合比,在拌和過程還必須得到準確控制，才能保證混凝土的強度，這就要求計量要準確，因而要求計量設(shè)備要先進。我們使用的PL800 配料機采用自動計量，其計量準確可靠，施工前須進行調(diào)校，盡可能地減小計量誤差，尤其要保證水泥用量的準確。在準確保證水泥用量的同時，還得保證水灰比的準確，也就是還需保證用水量準確，用水量過小，水泥混凝土坍落度小，工作性就差，不便施工，用水過量，混合料坍落度大，必然降低水泥混凝土的強度，影響工程質(zhì)量。為保證用水量的準確，我們配備了電子自動計量器，用以控制用水量。從而保證了水灰比的準確。

2.2.3 路面基層質(zhì)量的檢驗

　　安裝模板前檢查基層的高程、寬度、橫坡、彎沉等，凡檢驗不合格者必須采取適當補救措施，使其達到要求。同時將基層上的浮土、雜物清除干凈，以免產(chǎn)生松散、起皮現(xiàn)象。

2.2.4 模板安裝

　　模板安裝直接影響水泥路面的高程、縱向施工縫的順直度、橫坡度及水泥混凝土板的厚度等反應路面的重要指標。模板采用25C 槽鋼加工而成，以保證模板剛度和邊角的垂直度，且不易變形，施工前一定要對模板進行校驗，模板高程放線要精確，安裝要穩(wěn)固、垂直。涂脫模劑要均勻，不得出現(xiàn)油珠堆積現(xiàn)象，以避免模板一側(cè)混凝土出現(xiàn)峰窩麻面。

2.2.5 提高路面表面功能

　　水泥混凝土路面表面功能包括抗滑、耐磨等。提高抗滑、耐磨功能必須選用抗壓強度較高的混凝土，采用優(yōu)質(zhì)的材料，耐磨耗的水泥、砂、石，嚴格控制砂、石用量。提高表面平整度，需嚴格控制模板安裝質(zhì)量，防止模板變形，混凝土拌和及攤鋪要均勻，振搗適當，提漿均勻，加強模平并隨時校驗。

2.3 質(zhì)量保證措施

　　水泥混凝土路面的施工是分工較細的多工種、多部門協(xié)同作業(yè)的工作，前有模板安裝，后有混合料拌和、試驗、材料供應等，且分散作業(yè)。因此，要優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成水泥混凝土路面施工，僅靠有較為先進的設(shè)備、施工工藝是不夠的，還必須有嚴密的施工組織和嚴格的管理，建立全面質(zhì)量管理體系，推行全面質(zhì)量管理，實行項目經(jīng)理負責和一票否決制度。質(zhì)量管理首先是開展質(zhì)量先期控制。項目經(jīng)理部設(shè)專職試驗工程師，負責日常試驗、檢測工作，形成完整的工程質(zhì)量檢測制度。專職人員要做到處處從嚴出發(fā)，實行“一票否決制”。該返工重做的一定要返工，直到合格為止。做到每道工序誰施工誰負責質(zhì)量，真正使工程施工質(zhì)量得到有效的控制。

2.3.1 從制度上健全機制

　　由項目技術(shù)負責人組織各專業(yè)施工員按技術(shù)規(guī)范的要求，完善各專業(yè)、各工序的各種規(guī)程和條例，加強對上崗人員的專業(yè)技能和質(zhì)量意識的培訓教育，使人人責任分明。

2.3.2 從檢查、試驗設(shè)備上保證

　　為了保證質(zhì)量，必須有一套完整的檢查、試驗設(shè)備，我們施工的具體做法是：在項目經(jīng)理部設(shè)試驗室，負責整個標段的材料檢測和一些關(guān)鍵工程項目的試驗檢測工作。在施工隊建立小型的專業(yè)試驗組，試驗人員均有3a 以上的實際工作經(jīng)驗。通過試驗的工作來提高工程質(zhì)量的檢測手段。

2.3.3 建立一整套獎罰制度

　　在順德路面施工中，我們制定了一套完整的獎罰制度，堅持以工程施工質(zhì)量優(yōu)劣，作為考核各級人員最主要的指標，實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，獎罰分明。

2.3.4 加強質(zhì)量意識的教育，搞好技術(shù)交底

　　每道工序開工和各專業(yè)人員上崗前，全體施工人員必須經(jīng)過崗前培訓，達到人人懂技術(shù)、會管理，形成一個重視質(zhì)量，會管會抓質(zhì)量的施工集體。

2.3.5 做好檢查簽證

　　認真做好隱蔽工程檢查簽證和分項工程檢查驗收簽證，絕不留隱患。

3 工程質(zhì)量

　　近三年來的施工實踐表明，由輥軸式攤鋪整平機鋪筑的水泥路面，其工程質(zhì)量大大優(yōu)于小型機械，路面平整度均方差符合規(guī)范規(guī)定高速公路(一級公路)1.5mm 以下的要求，最好路段平整度均方差已達到1.0 以下，密實度、抗壓強度、抗折強度均達到軌道式攤鋪機的工程質(zhì)量，完全能夠滿足高等級公路工程質(zhì)量要求。

4 結(jié)束語

　　通過輥軸式攤鋪整平機在順德公路工程中的應用，其造價低,質(zhì)量可靠,操作簡便,便于移動，完全能滿足高等級公路工程質(zhì)量要求,經(jīng)濟效益顯著。隨著與其配套的排架式振搗設(shè)備、拉桿安裝設(shè)備的發(fā)展，輥軸式攤鋪整平機作為一種適合我國國情的水泥混凝土施工設(shè)備，將以其造價低、質(zhì)量優(yōu)等，在高等級公路上得到更為廣泛的應用。

【參考文獻】

　　【1】JTGF30-2003 公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S]