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(diǎn)，并重點(diǎn)介紹軸式攤鋪整平機(jī)在水泥混凝土路面施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】輥軸式攤鋪整平機(jī)；水泥混凝土；路面；施工

【中圖分類號(hào)】U416.216 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

　　水泥混凝土路面與瀝青路面相比，具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，尤其是使用壽命、綜合造價(jià)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(jì)90 年代大規(guī)模機(jī)械化施工的發(fā)展，切縫技術(shù)的應(yīng)用，施工技術(shù)日臻成熟，較好地克服了接縫跳車的弱點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于城市道路及高等級(jí)公路工程。

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

1 輥軸式水泥混凝土攤鋪整平機(jī)的應(yīng)用

1.1 輥軸式水泥混凝土攤鋪整平機(jī)的工作原理

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

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

1.2 施工能力

　　輥軸式攤鋪整平機(jī)主要要技術(shù)參數(shù)見表1。

　　輥軸式攤鋪整平機(jī)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(shí)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(dòng)和靜滾的總遍數(shù)(一般為4遍～6 遍)

1.3 機(jī)械的配套

1.3.1 機(jī)械配套的基本原則

　　1）選擇機(jī)具必須滿足施工要求，但又要避免大機(jī)小用。

　　2） 充分發(fā)揮主機(jī)的作用。在混凝土路面施工中，選定了輥軸式攤鋪整平機(jī)，在考慮機(jī)械配套時(shí)，其他機(jī)械都應(yīng)圍繞該攤鋪機(jī)進(jìn)行配置，同時(shí)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(jī)械的數(shù)量，達(dá)到最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益。

1.3.2 機(jī)械配套的優(yōu)化計(jì)算

　　以順德地區(qū)105 國(guó)道擴(kuò)建工程第二標(biāo)段為例，每幅攤鋪寬度為4m，水泥混凝土板厚25cm，考慮時(shí)間利用系數(shù)為0.5, 攤鋪機(jī)的攤鋪能力為55m3/h,即每小時(shí)能攤鋪55 延米, 實(shí)際施工中每小時(shí)攤鋪40 延米左右。按此進(jìn)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(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力，取40m3/h。

　　與每臺(tái)攤鋪機(jī)相適應(yīng)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(tái)攪拌機(jī)組，實(shí)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(qiáng)度為5MPa，按照路用性能及經(jīng)濟(jì)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(xì)度模數(shù)為2.5～3 ,級(jí)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(dāng)?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(jī)物等。根據(jù)順德地區(qū)情況，大多使用自來水，有時(shí)也用河涌?jī)羲?，但河涌?jī)羲褂们靶杞?jīng)化驗(yàn)，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(qiáng)制式拌合機(jī)，供料系統(tǒng)采用自動(dòng)計(jì)量的PL800 配料機(jī)，拌和前應(yīng)按校正后的施工配合比要求，對(duì)水泥、水和各種集料的用量準(zhǔn)確調(diào)試，控制好施工配合比，經(jīng)檢驗(yàn)無誤后，再進(jìn)行拌和，拌和時(shí)間為60s/ 盤～90s/ 盤。

1.4.5 混凝土的運(yùn)輸

　　運(yùn)輸采用自卸式汽車運(yùn)輸，因最大運(yùn)距為2km，運(yùn)輸過程中混合料不用覆蓋，但在運(yùn)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(yùn)輸，攤鋪時(shí)需人工配合布料，布料松鋪系數(shù)可根據(jù)混合料的密實(shí)度確定，密實(shí)度是采用標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度儀測(cè)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(yàn)，混凝土坍落度為2 時(shí)，攤鋪布料松鋪系數(shù)取1.2 左右即可。

　　輥軸機(jī)雖然具有一定的振密功能，但當(dāng)混凝土板厚超過20cm 時(shí)，僅依靠輥軸機(jī)的振動(dòng)，板底及靠近模板兩側(cè)的混凝土往往達(dá)不到密實(shí)度要求，因此，攤鋪布料后，需要配套適當(dāng)?shù)恼衩軝C(jī)械在前面振搗。在實(shí)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(shí)，模板邊角充實(shí)、均勻、無漏振。

　　經(jīng)過以上振密后，接下來輥軸機(jī)開始作業(yè)，其作業(yè)單元長(zhǎng)度約為20m 左右，前進(jìn)振動(dòng)、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(zhǎng)度應(yīng)適中，振動(dòng)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(yīng)采用后退振動(dòng)，振動(dòng)后及時(shí)抹平，以消除偏心軸振動(dòng)過后形成的漿條。采用3m～5m 鋁合金刮尺進(jìn)行密實(shí)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(hù)、刻槽和灌縫

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

　　紋理制作采用壓紋機(jī)壓紋，壓紋時(shí)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(duì)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(gè)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(jí)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(dòng)計(jì)量裝置的穩(wěn)定土拌和設(shè)備。拌和中嚴(yán)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(jì)，還會(huì)使基層的裂縫增多、增寬，影響基層整體強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)向水泥路面反射。同時(shí)，拌和中還必須嚴(yán)格控制含水量，一般情況下拌和中混合料含水量應(yīng)比最佳含水量略高0.5%～1%，以彌補(bǔ)運(yùn)輸、攤鋪過程中的水分損失，保證碾壓時(shí)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(yàn)確定，一經(jīng)攤鋪成型，含水量為最佳含水量時(shí)用12T 以上震動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓密實(shí)度達(dá)到98%?；旌狭辖?jīng)過碾壓，嚴(yán)禁用薄層貼補(bǔ)法找平，并及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。

2.2 混凝土面層施工的控制

2.2.1 材料質(zhì)量檢驗(yàn)

　　施工前按計(jì)劃分批備好所需要的各種材料,對(duì)已選備的砂和石料抽樣檢測(cè)含泥量、級(jí)配、有害物質(zhì)含量、堅(jiān)固性，對(duì)碎石還應(yīng)抽檢其強(qiáng)度、針片狀顆粒和磨耗值等，若檢測(cè)項(xiàng)目不符合規(guī)定時(shí)，應(yīng)另選材料或采取補(bǔ)救措施。已備水泥除應(yīng)核查其出廠質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告外，還應(yīng)逐批抽檢其細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性，以及3d、7d 和28d 的抗壓強(qiáng)度等是否符合要求。

2.2.2 配合比控制

　　施工前對(duì)設(shè)計(jì)配合比的工作性及強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，不合格應(yīng)及時(shí)調(diào)整。由于施工現(xiàn)場(chǎng)集料含水量經(jīng)常變化，必須根據(jù)拌制時(shí)集料的實(shí)際含水量對(duì)試驗(yàn)室的配合比進(jìn)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(zhǔn)確控制，才能保證混凝土的強(qiáng)度，這就要求計(jì)量要準(zhǔn)確，因而要求計(jì)量設(shè)備要先進(jìn)。我們使用的PL800 配料機(jī)采用自動(dòng)計(jì)量，其計(jì)量準(zhǔn)確可靠，施工前須進(jìn)行調(diào)校，盡可能地減小計(jì)量誤差，尤其要保證水泥用量的準(zhǔn)確。在準(zhǔn)確保證水泥用量的同時(shí)，還得保證水灰比的準(zhǔn)確，也就是還需保證用水量準(zhǔn)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(qiáng)度，影響工程質(zhì)量。為保證用水量的準(zhǔn)確，我們配備了電子自動(dòng)計(jì)量器，用以控制用水量。從而保證了水灰比的準(zhǔn)確。

2.2.3 路面基層質(zhì)量的檢驗(yàn)

　　安裝模板前檢查基層的高程、寬度、橫坡、彎沉等，凡檢驗(yàn)不合格者必須采取適當(dāng)補(bǔ)救措施，使其達(dá)到要求。同時(shí)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(yīng)路面的重要指標(biāo)。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(duì)模板進(jìn)行校驗(yàn)，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(qiáng)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(yán)格控制砂、石用量。提高表面平整度，需嚴(yán)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(dāng)，提漿均勻，加強(qiáng)模平并隨時(shí)校驗(yàn)。

2.3 質(zhì)量保證措施

　　水泥混凝土路面的施工是分工較細(xì)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(yàn)、材料供應(yīng)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(jìn)的設(shè)備、施工工藝是不夠的，還必須有嚴(yán)密的施工組織和嚴(yán)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(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)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(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)專職試驗(yàn)工程師，負(fù)責(zé)日常試驗(yàn)、檢測(cè)工作，形成完整的工程質(zhì)量檢測(cè)制度。專職人員要做到處處從嚴(yán)出發(fā)，實(shí)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(fù)責(zé)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(jī)制

　　由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)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(qiáng)對(duì)上崗人員的專業(yè)技能和質(zhì)量意識(shí)的培訓(xùn)教育，使人人責(zé)任分明。

2.3.2 從檢查、試驗(yàn)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(yàn)設(shè)備，我們施工的具體做法是：在項(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)試驗(yàn)室，負(fù)責(zé)整個(gè)標(biāo)段的材料檢測(cè)和一些關(guān)鍵工程項(xiàng)目的試驗(yàn)檢測(cè)工作。在施工隊(duì)建立小型的專業(yè)試驗(yàn)組，試驗(yàn)人員均有3a 以上的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。通過試驗(yàn)的工作來提高工程質(zhì)量的檢測(cè)手段。

2.3.3 建立一整套獎(jiǎng)罰制度

　　在順德路面施工中，我們制定了一套完整的獎(jiǎng)罰制度，堅(jiān)持以工程施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣，作為考核各級(jí)人員最主要的指標(biāo)，實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，獎(jiǎng)罰分明。

2.3.4 加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)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(xùn)，達(dá)到人人懂技術(shù)、會(huì)管理，形成一個(gè)重視質(zhì)量，會(huì)管會(huì)抓質(zhì)量的施工集體。

2.3.5 做好檢查簽證

　　認(rèn)真做好隱蔽工程檢查簽證和分項(xiàng)工程檢查驗(yàn)收簽證，絕不留隱患。

3 工程質(zhì)量

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

4 結(jié)束語

　　通過輥軸式攤鋪整平機(jī)在順德公路工程中的應(yīng)用，其造價(jià)低,質(zhì)量可靠,操作簡(jiǎn)便,便于移動(dòng)，完全能滿足高等級(jí)公路工程質(zhì)量要求,經(jīng)濟(jì)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(jī)作為一種適合我國(guó)國(guó)情的水泥混凝土施工設(shè)備，將以其造價(jià)低、質(zhì)量?jī)?yōu)等，在高等級(jí)公路上得到更為廣泛的應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

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