水泥混凝土路面施工工艺及问题分析

黎 强

(广西壮族自治区平南公路管理局，广西 平南537300)

1 二级公路水泥混凝土路面施工常见工艺问题

二级公路水泥混凝土路面施工，常见板角断裂破坏、板沿纵向破坏、混凝土板沿纵向施工破坏、断板破坏、混凝土剥落等病害。病害状态如图1 所示。

图1 二级公路水泥混凝土路面常见病害

以上二级公路水泥混凝土路面常见的破坏现象，究其原因，主要是施工过程中未能选用合适的施工材料，并在混凝土配合比设计方面把关不严，从而影响混凝土的强度。同时，路面混凝土铺筑施工方面也存在一系列的施工工艺问题。

1.1 材料选用

以某存在板角断裂破坏的二级公路路面为例，该公路纵横缝交叉位置的四块板角中，有两块出现了断裂，这两块断裂板角在来往车辆碾压作用下，呈网状延伸破坏。工程施工单位借助钻芯取样和结构设计比对等检查方法，发现公路路面所使用的泥结碎石稳定性非常差，地表水从接缝位置渗透到面板下，软化了泥结碎石;另外，用于路面结构基层的片石材料，由于尺寸太大，留出了两缝交叉位置地表水下渗的通道，最终造成板下的不均匀沉降。

1.2 混凝土配合比设计

某混凝土剥落的二级公路路面，其路标出现严重水泥脱落、碎石料出露现象。经现场勘察分析，发现路面混凝土的强度水平不达标，耐磨性差，从混凝土配合比设计的角度不难发现，工程施工时所使用混凝土水灰比、集料含泥量、水泥用量偏大。该工程的最大水灰比和最小水泥用量，均大于设计值，无法全面保证混凝土在平整度、表面抗滑构造、抗冻耐磨等方面符合技术要求。

1.3 混凝土铺筑

混凝土的铺筑是确保路面质量的关键。某二级公路的路面铺筑，一方面，路面板的纵向施工缝没有设置拉杆，在车辆长期的碾压作用，以及路面板自重作用下，路面板往两边滑移，使得纵向施工缝的宽度越来越大，成为地表水渗透的通道;另一方面，在压实填方地段路基的时候，没有考虑到局部区域不良地质的影响，以及对铺筑碾压工艺流程把关不严，使得局部位置的断板破坏现象极为严重。

2 二级公路水泥混凝土路面施工工艺的应用实践建议

二级公路水泥混凝土路面施工过程中，为避免出现以上路面病害，以及为了提高路面施工工艺技术应用的实效性水平，笔者将以某二级公路水泥混凝土路面工程为例，针对“材料选用”“混凝土配合比设计”“混凝土铺筑”等病害的成因，采取科学合理的工艺手段，切实控制好案例工程的施工质量，防治以上病害现象的出现。

2.1 某二级公路水泥混凝土路面工程概况

某二级公路水泥混凝土路面工程K66 +000～K68 +000段，自2013 年11 月29 日开始铺筑面层，现进行基层铺筑。工程施工现场，在K64 +600 处为水泥混凝土搅拌厂。搅拌厂配置了JS500 型强制式混凝土搅拌机，并提出了以下几方面的施工技术指标，如表1 所示。

表1 案例路面工程主要技术指标

本工程的路面施工，将严格按照以上指标进行施工，同时针对常见的二级公路病害现象，拟定周密的施工工艺应用方案。

2.2 案例路面工程施工工艺

2.2.1 材料选用

案例路面工程施工主要材料，有水泥、粗集料、细集料、钢筋、接缝材料等，应根据工程施工的实际情况灵活选择这些材料。

1)水泥。在水泥进场时，包括化学成分、物理性能、力学指标等，均为水泥质量检验的指标，可通过混凝土的配合比试验，掌握具体品种、强度等级水泥所配置混凝土的弯拉强度和耐久性等。本工程属于二级公路路面施工，通过配合比试验，最终确定选用矿渣酸盐水泥，具有快通要求的路段，普通型水泥较为适用。

2)粗集料。二级公路路面施工所使用的粗集料级别，至少为II 级，其吸水率至多为2.0%。常见的粗集料有碎石、碎卵石、卵石、米石，不同类型的粗集料，可选用2～4 个粒级的粗集料进行掺配。最终确定选用1～3 粒级碎石、1～2 粒级碎石和米石，而且需要保证粗集料质地坚硬和材质洁净。

3)细集料。二级公路细集料的等级，至少为II 级，根据细集料级配范围的规定，该级公路路面细集料适合选用细度模数为2.0～3.5 的中粗砂，而且配合比相同砂的细度模数变化范围，最多只能为0.3。如果细度模数的变化范围超过0.3，则应该分类堆放处理。本工程的细集料，选用天然砂、机制砂和混合砂，这些细集料的细度模数均为2.0～3.5 之间。如果选用机制砂，在配制时，可掺入适量的引气高效减水剂。

4)钢筋。钢筋材料要求顺直、无锈蚀、无刻痕、无裂纹、无断伤，用于制作传力杆的钢筋，不能以挤压方式切断，需要垂直锯断，以保持断口的光圆。同时，利用砂轮机将断口位置的毛刺打磨掉，形成圆倒角3 mm 左右的规格。

5)接缝材料。二级公路水泥混凝土路面施工常用的接缝材料主要为胀缝板，而且能够适应混凝土面板的膨胀和收缩，具有较高的复原弹性和耐久性。而填缝材料主要有常温施工式填缝材料和加热施工式填缝材料两种，前者包括聚酯、硅树脂类、氯丁橡胶、沥青橡胶类，而后者包括沥青玛蹄脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类等。本工程对填缝材料在弹性、柔韧性、吸水性、耐酸性、耐碱性等方面具有较高的性能要求，建议选择加热施工式填缝材料，并加入适量的耐老化剂。

2.2.2 混凝土配合比设计

本工程混凝土配合比的设计，需分为以下6 个步骤:

1)试配强度计算:fcu，0=fcu，k+1．645σ =45 +1.645 ×5 =53.225 MPa。

2)水灰比计算。根据水泥原材料检测报告的实测结果，水泥28 d 的抗压强度为44.3 MPa，水灰比结算结果为:

根据以上计算结果，以及二级公路水泥混凝土路面施工的技术标准要求，可确定C45 混凝土的胶凝材料总量应控制在450 kg/m3以内，并且水胶比不能＞0.40。

3)单位用水量确定。混凝土单位用水性的确定，需根据外加剂的性能和混凝土的耐久性要求，最终确定单位用水量为151 kg，同时确定外加剂掺量为1.0%。

4)胶凝材料用量计算。本工程胶凝材料总量为444.1 kg，取值450 kg/m3。另外，粉煤灰、矿粉的掺量分别取15% 和20%，即胶凝材料中的粉煤灰用量为67 kg，矿粉用量为90 kg，水泥用量为293 kg。

5)其他材料用量可借助重量法计算，其中选取砂率41%，假定重量2 400 kg/m3，计算出砂与石的用量分别为737 kg 和1 061 kg。

通过以上的配合比设计，确定:水泥∶水∶矿粉∶减水剂∶粉煤灰∶砂∶碎石=293 ∶151 ∶90 ∶4.50 ∶737 ∶1 061。

2.2.3 混凝土铺筑施工

根据本工程水泥混凝土路面施工的实际条件，可采用三辊轴机组铺筑的施工方法。该方法需在安装模板、拌和混凝土的基础上，按照以下方法铺筑。

1)摊铺。将摊铺区域内的杂物清除干净和洒水湿润，同时，认真检查区域内模板的间隔、高度和支撑等是否能够满足摊铺的要求。在摊铺期间，则需要由专人用铁锨抛掷混合料，以减少硂离析的现象，以及在整平时用灰刀铲除附带在模板顶面的石子、砂浆等，这样就能够避免混凝土表面出现高差。

2)混凝土振捣。摊铺完混凝料后，以梅花振捣的方式，在边角位置按照顺序均匀振捣。振捣时，一方面要控制每个区域的振捣时间，防止出现下沉、冒泡、泛浆等;另一方面是调整振捣器与模板之间的距离，避免振捣器与模板、钢筋等接触。

3)三辊轴整平。如图2 所示。

图2 三辊轴整平施工现场

以30 m 作为作业单元，保持振捣工序与整平工序15 min的时间间隔，根据试铺效果确定最佳滚压遍数。同时，由专人铲除轴前较高的料位，直至符合平整度要求，然后用刮尺精平饰面和涌旋转抹面机密实精平饰面，再通过锯缝、刻槽施工，满足路面抗滑、耐磨、平整、美观等要求。

3 结语

文章通过研究，基本明确了二级公路水泥混凝土路面的施工方法，但鉴于不同二级公路路面工程施工条件和施工要求的差异性，其他工程在参考借鉴本工程施工工艺手段时，还需要根据工程的实际情况，对以上方法予以灵活应用，并在工程施工中不断补充和完善。

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