路面高质量混凝土裹砂石法施工新技术

谭立元

(湖南省路桥建设集团有限责任公司，湖南 长沙　410116)



路面高质量混凝土裹砂石法施工新技术

谭立元

(湖南省路桥建设集团有限责任公司，湖南 长沙410116)

摘要：通过对路面高质量混凝土裹砂石法施工新技术进行相对客观的研究，分析了施工过程中可能会遇到的问题，并提出了相应的改善措施。

关键词：路面混凝土；投料搅拌；裹砂石法

1路面混凝土的破坏机理

路面混凝土的硬化强度关系着整个道路路面工程施工质量的好坏。但是在实际的施工过程中，混凝土在受到压力之前，其不同的混合物之间本来就有很多细微的缝隙，行业内称之为界面裂缝。在专业领域，混凝土在受到压力前会产生压力的原因主要有两个。一个原因是因为水泥在掺入清水搅拌后，会出现水化收缩的现象，之后一旦硬化，又会因为干燥的地面环境形成拉应力，最终致使界面裂缝的出现。第二个原因是因为路面在干燥的过程中，水分的转移会在一定程度上受到较粗的骨料的阻碍，进而水分就会较多的集中在某一个地方，这个时候，在水分集中的地方就会产生了一个界面，行业内称之为水膜，进而致使界面缝隙的产生。除了混凝土受力之前产生会产生界面缝隙之外，混凝土在受到压力之后也会有原生裂缝的产生，这种原生裂缝是细小的石头和砂浆的形态变化不一致导致的。混凝土在受到压力之后，细小石头的实际弹性模量在客观条件下比一般的砂浆要大，由于在这个过程中还有弯拉应力起了共同的作用，使得砂浆在横向基础上的变形比细小的石头要大上很多，进而就会在细微石头的边缘部位形成一种作用力，物理学上称之为拉应力，最终导致路面上的界面之间又部分脱离的现象。从以上分析可以看出，由于变形不一致产生拉应力，使得原生裂缝在最开始的时候得以形成，由此可见，界面缝隙最初的发源地正是界面，然后在地面施工的过程中，其逐渐延伸到了砂浆之中，到达一定程度之后，使得面板被穿透，使其被破坏。所以，可以由此得出结论，在路面混凝土进行施工操作的过程中，务必切实提高界面的粘合能力，同时提施工过冲中砂浆的强度，这样才能安全有效地防止界面裂缝的产生。

2路面混凝土的增强机理

2.1孔结构和水泥石的改善和强化方面

路面混凝土硬化之后形成的水泥石，其实质是由凝胶、晶体、水分和孔等共同作用形成的。从这个方面来讲，水泥石的内聚力大体上取决于孔隙率、孔形状、孔分布等几个主要的参数数据。一般而言，如果孔径大于0.1 μm，其会对水泥石的质量会造成一定程度上的影响，主要表现在强度下降和耐久性能降低。与此对比，孔径如果小于0.05 μm，那么其形成的毛细孔不会对水泥石的强度和耐久性等其他性能造成不良的影响。在具体的操作和实验过程中，事实证明，>1 000埃的孔隙之所以会存在，正是由于水泥石的强度下降和抗渗透性下降形成的，相反的，如果将孔隙调整到<500埃，水泥石的强度和抗渗透性能会得到明显增强。在水泥浆的制作过程中，一旦其作为一种高强度的粘附剂，粘附力的不同大小是由骨料最表层的湿润效应所决定的。从这方面来说，水泥浆对骨料的湿润范围和湿润强度越大，其粘附力则就越大，所以最终的混凝土亲水性也相对较好，如此一来，其表面所具有的石灰岩也使得混凝土的强度在一定程度上提高了很多。

2.2不同混合物之间的粘附力强化方面

在以往的道路路面施工过程中，一般都是采用所有的混合物放在一起进行搅拌的传统施工方法，在这个过程中，混合物之间就会出现专业领域所称的气界面。同时，随着施工人员对其加水进行搅拌，水作为混凝土的原材料之一，必然要与所有的其他材料融合，从而在其他材料表面形成另外一种专业领域所称的液界面。也就是说，在对混凝土进行施工搅拌的过程中，有一定的空气残留在混凝土的孔隙之中。本文所研究和分析的新型的裹砂石法，其在施工的过程中，相当一部分的水在一开始就和砂石的表层界面融合，由此形成了固定的液界面，而后在骨料进行润湿操作后，其表面又逐渐形成了气界面。在这种情况下，一旦施工人员将水泥投放到混合物中，就会在最短的时间内粘贴到骨料最表面的水膜上面，从这方面考虑，这种新型的裹砂石法对强化界面层起了很大的作用。

3实际的应用效果

3.1对比试验

为了推广路面高质量混凝土裹砂石法施工新技术，湖南省长沙市市政建设工程总公司早在2015年年初就曾在岳麓区相关的混凝土路面工程施工中，将这种新型的施工方法同传统的施工方法作了比较试验。表1为该试验的比较结果。

表1　不同投料、搅拌方法结果比较

从表1可以看出，对混合原料按照一定比例进行不同批次的投放和搅拌，其效过比传统的搅拌方法要好很多，特别是混合物的强度明显增强。在三种搅拌方法中，强度增长最为显著的则是裹砂石法。

在道路路面的施工过程中，在保证高质量的前提下，适当地减少经济成本是非常有意义的。为此，在试验的过程中，试验又做了两组试验，一组试验没有减少水泥的使用量，一组试验则减少了10%的水泥使用量。表2为试验结果。

表2　不同的水泥量对比试验结果

通过以上试验说明，在道路路面施工的过程中，采用新型的裹砂石法对混合物进行搅拌，不但节省水泥、降低经济成本，而且混凝土硬化之后，起抗压能力和强度都会得到显著提高，其平均强度提高值大约为4%。

3.2裹砂石法实施方案

通过科学实验证明，裹砂石法作为一种新型的路面施工方法，它是诸多搅拌方法中施工效果最好的方法，在实际的应用中，其具体的施工方案如图1所示。

图1　裹砂石法混凝土搅拌流程

裹砂石法最关键的操作过程为浆的制作，建筑领域普遍称之为水泥浆的制作。其实质就是施工人员按照混合原料的不同比例进行分批次添加而形成的一种实际效果比较好的水泥浆。针对这种优质的水泥浆，其并非是普通的具有固定边围的外壳，而是一种在施工的过程中同骨料紧密相连的基材本体。从这个方面来说，裹砂法制作出来的水泥浆本身就是水泥石基材的重要组成部分。

4结论

实验证明，在不增加搅拌设备和施工人员，以及搅拌时间没有得到延长等客观条件下，采用裹砂石法进行按比例、分批次的投放混合原料，其抗压性能和强度的增加更为显著，强度提高率在10%到20%之间，与其他投放原料的方法想比，裹砂石法投放的原料次数少，在操作上更为方便简洁，在保证施工质量的前提下，可以结语5%至10%的水泥使用量，从这些方面来看，裹砂石法更加适合向全国进行深层次的推广。

参考文献：

[1]秦昉.水泥混凝土投料搅拌工艺及其影响试验研究[D].长安大学，2013.

[2]谢勇成.路面高质量混凝土裹砂石法施工新技术[J].国外公路，1998(6):48-50.

[3]杨鹏.双螺旋轴搅拌机搅拌高强混凝土的搅拌工艺研究[D].长安大学，2014.

The new construction technology of coated gravel method of high quality concrete of pavement

TAN Li-yuan

(Hunan Road and Bridge Construction Group Co., Ltd., Changsha, Hunan 410116, China)

Abstract:This article objectively researches the new construction technology of coated gravel method of high quality concrete of pavement, analyzes problems may be encountered in the construction process, and proposes the corresponding improvement measures.

Keywords:concrete of pavement; composite mixing; coated gravel method

收稿日期：2015-12-02

作者简介：谭立元(1974-)，男，湖南长沙人，主要从事公路与桥梁施工管理工作。

中图分类号：U416.216

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)04-0009-02