无砂混凝土在灌区道路施工的应用

倪 冲

(江西省赣抚平原水利工程管理局, 江西 南昌 330096)

无砂混凝土在灌区道路施工的应用

倪 冲

(江西省赣抚平原水利工程管理局, 江西 南昌 330096)

无砂混凝土作为一种具有良好的透水性、保土性，集支撑、透水、降噪及过滤等用途为一体的新型材料。因其具有较高的强度、较低的成本、简易的施工等特点，成为灌区道路施工的重要材料之一。文章主要从施工过程中材料的选择、配比，施工技术标准、工艺流程、现场管控等方面，论述了无砂混凝土在灌区道路施工中的应用，以期为类似工程提供参考。

无砂混凝土；灌区；道路施工；支撑；透水

灌区道路包括了公路、简易公路、田间生产道路及灌区基层站院道路施工，它有自身的规范要求。一般来说，灌区公路技术标准按照《公路工程技术标准》的四级或者三级制定，在规划时，要满足一定的条件，首先要保证交通顺畅，便利农业生产，适应施工与工程管理。其次要与灌排渠、沟相结合。再次要与田间工程规划相一致。最后设计路线要短，占地要少，并且节省工程量。总的来说，要以方便交通、节省用地、节约投资为总原则，同时还要考虑到防洪抢险的要求[1]，因此，灌区道路规划既要本着节约成本的原则设计，又要保证质量。另外，灌区的规划中越来越偏重于生态功效和“海绵效应”，因此，灌区道路需要具备较强的排水性以及生态功能。

1 无砂混凝土的材料技术要求

1.1 原材料的选择

无砂混凝土的原材料包括了水泥、粗骨料、粘接剂和水。水泥的质量要根据国家相关标准选择，可以选择普通硅酸盐水泥，粗骨料可以使用颗粒均匀的碎石或者砾石，粒径最大值要低于层厚的1/3，且最好选用中等粒径如10～20 mm范围内的骨料[2]，站院内道路可增加小粒径5～10 mm的用量(可占30%～50%)，对提升面层平整度及外观有较好的效果。可以使用连续级配骨料，也可以使用间断级配骨料。拌和及养护用水可以使用自来水。

1.2 配合比设计

在设计配合比时，首先要根据工程要求选择相应的强度标号，不同的配比，抗压强度和抗拉强度也会不同，要根据工程抗压强度的要求通过实地试验选择合适的材料配比。一般来说，1 m3无砂混凝土质量是骨料紧密度、单方水泥使用量和水用量三者的总和，依据这一基本原则，就可以在配比试验上有一个基本参照原则[3]。单方无砂混凝土骨料的用量可以根据干燥骨料紧密度数值确定。水泥用量可以根据经验进行选择，如选择240～300 kg/m3范围内的数值，以30 kg/m3为一个变动范围。无砂混凝土的性能取决于原材料、水灰比以及骨灰比，原材料主要指水泥和粗骨料的选择。在用水量最佳时，水泥用量的增加可以使骨料水泥浆的稠度以及厚度增加，从而增加混凝土强度，但超过一定数值，又会使孔隙率降低，从而降低透水性[4]，因此，要根据强度要求，选择合适的水泥用量。水灰比和骨灰比的作用在于确保骨料所有颗粒都能够被水泥浆包裹，并且混凝土内部孔隙率符合工程要求。骨灰比是由混凝土强度决定的，强度越低，则骨灰比越大，骨灰比一般在6∶1～15∶1范围内。水灰比对于水泥浆对于骨料包裹的均匀性有很关键的作用，一般选择0.38～0.52这一范围内，使用新型聚羧酸高效减水剂，掺量为0.4%。

1.3 指标试验

无砂混凝土的配比需要试验的指标系数包括抗压强度、孔隙率以及透水系数[5]。抗压强度的检测是为了检测试块的28 d抗压强度。透水系数的检测的依据是变水位与定水位。孔隙率则是浸泡试块直至饱和状态后，称重W1，再控干水后擦干试块，等到重量恒定后再称重得W2，取试块体积V，就能够得出孔隙率。各项指标系数结果见表1、表2。

表1 既用于支撑又用于透水时无砂混凝土的合适配比

表2 仅用于透水时无砂混凝土的合适配比

2 施工技术

2.1 施工准备

(1)机械准备。混凝土拌和站、自卸车或小型农用车、反铲或手推车、一般用平板振捣器电碾压车、发电机。

(2)人员准备。管理人员、施工技术人员、工程监理员、质检员、试验员及施工人员都要到位，保持完备的人员配比，才能确保工程质量。

2.2 工艺流程

无砂混凝土道路基层施工工艺流程，如图1所示。

图1 无砂混凝土施工工艺流程

2.3 施工参数

(1)混凝土的搅拌。混凝土的搅拌需要使用强制式搅拌技术。无砂混凝土使用水泥量较大，因此水泥浆的厚度以及稠度都较大，要使水泥浆可以均匀包裹骨料，需要延长搅拌时间，最短搅拌时间不能少于60 s，一般在2～4 min。投料时要严格遵照试验完成的混凝土配合比，投放顺序是水泥-水-外加剂，将这三种材料搅拌均匀后，再投入碎石或砾石搅拌至均匀。

(2)摊铺参数。施工之前，要先对摊铺系数作试验，可以选择一段200 m长的路段进行试验，到碾压机施工时一般需要1.05～1.1的系数。

(3)碾压次数。无砂混凝土是通过碾压成型的，因此碾压必须要充分。在施工开始前，为了确保碾压效果，可以使用不同的设备进行试验碾压，再根据工程实际要求选择碾压设备以及碾压遍数。以20 t、1 t以及小型振动碾三种设备为例，通过试验可以得到具体效果，从而确定碾压遍数。

3 现场施工管理

(1)混凝土的拌和。按照试验后确定的配合比，粗骨料保持饱和面干的状态，再准确过秤，之后开始拌和，确保搅拌时间符合设计要求。冬期搅拌时，要根据气候状况适当加入防冻剂，气温低于-5 ℃时，要用热水拌和，水温超过65 ℃时，先拌和骨料，再投入水泥，低于-10 ℃时，要先将骨料加热，且不得超过60 ℃。搅拌时间要延长50%左右。

(2)混凝土的运输。为了保证混凝土能够保持配合后的最佳状态，混凝土的运输时间要控制在30～40 min这一范围内，由于无砂混凝土的坍落度为零，因此，要避免混凝土在运输过程中出现离析现象，使混凝土能够保持0坍落度。同时，混凝土在工程施工过程中要连续供应[6]。如果在冬期施工时，还要减少运输时间、运输距离和装卸次数，并且采取严格的保温措施，确保混凝土在运输过程中每小时不会超过5 ℃的降温。

(3)测量放样和安装模板。测量好高程和中桩后开始安装模板。使用钢模板，并且模板的宽度及标高都要有严格的控制，安装完成后要复测核对。确保模板支撑牢固，不会变形，一旦变形，要及时更换模板。模板安装完成后，还要清理仓面，验收合格后，正式施工。

(4)卸料和摊铺。在安装模板时，每隔一定的距离留下一个缺口，以便卸料。运输时使用自卸农用车，拌和好的混凝土直接由仓面卸料。卸料后，人工摊铺。按照每车运输量可摊铺的路段长度卸料，减少摊铺工作量以及时间。

(5)成型。摊铺开始后，每摊铺20～30 m，就可以使用碾压设备进行碾压，碾压设备和遍数按照试验结果选择。常温下，白天气温较高，碾压10 min左右，夜间时，则适当延长至15～20 min。碾压时要有人工跟随，随时平整并拍实局部未碾压平整的路段，并且做好施工记录。

(6) 养护。无砂混凝土失水较快，因此要及时洒水进行养护，不得使用压力水对路面直接冲射，养护时间由工程设计要求决定。

4 施工质量控制

(1)水泥量。无砂混凝土没有流动性，坍落度为零，稠度又需要根据强度以及包裹均匀度进行控制，因此，混凝土的性能需要通过水泥浆的含量来控制。一方面是通过目测来确定，合格的无砂混凝土表面会发出金属光泽，骨料会被均匀地包裹在水泥浆里边，触摸时会有黏稠感，但水泥浆不会下淌。另一方面，也可以取样测定，实际结果和理论配比的误差率要控制在±5%。

(2)密实度控制。密实度的控制是通过摊铺厚度以及成型厚度来控制的。施工前，要进行密实度的试验，确定摊铺系数。

(3)强度。无砂混凝土在道路施工中，需要通过抗压强度和抗折强度进行控制。施工前，必须完成抗压强度和抗折强度的试验，严格按照设计要求进行控制。

5 结 论

无砂混凝土既加快了施工进度，又降低了施工成本。相较于半刚性路基，又有更好的强度，受力均匀度高，大大提高了路面结构的稳定性，延长了路面使用寿命。同时，还具备渗透、降噪、降尘等生态功效，是一种更为实用并且具有较高效益的技术，可广泛应用于水利工程的道路、场地及水工建筑物施工中。

[1] 李晓波.胖头泡蓄滞洪区撤退道路布设方案探讨[J].黑龙江水利科技,2016,44(7):68-70.

[2] 王桂芳,王廷益,钟勇.CCS水工结构中无砂混凝土施工工艺[J]. 云南水力发电,2015(2):64-67.

[3] 李红彦.无砂大孔生态混凝土配合比及力学性能研究[J].广东水利水电,2008(1):54-55，59.

[4] 梅新坡,马秀峰.浅谈无砂混凝土在小型水库中的应用[J]. 江西水利科技,2016,42(4):297-300.

[5] 张石明,李蔚.无砂混凝土护坡在信丰县城市防洪工程中的应用[J]. 江西建材,2012(3):167-168.

[6] 熊保根.生态混凝土护坡在水利工程中的应用[J].水利规划与设计,2016(10):23-25.

倪 冲(1986-)，男，江西南昌人，工程师，主要从事水利工程施工与管理方面的工作。E-mail:qingfeng99245@163.com。

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2096-0506(2017)02-0071-03