多孔改性水泥混凝土基层路面施工技术研究

尚会霞

摘 要：伴随我国公路工程建设规模的进一步扩大，水泥混凝土路面铺筑量也呈现出逐年递增的趋势。但作为一种脆性材料，混凝土内部、表面等部位仍存有诸多缺点，尤其是在外部因素的长期影响下，裂纹、断裂等问题频繁出现，这些问题的大量产生都将对路面的使用寿命造成严重影响。水损坏是这些病害产生的主要原因之一，为有效降低此类病害，必须严格按照水流特性、水力学原理，合理选用排水路面结构。作为路面基层施工材料，多孔改性水泥混凝土的应用对大流量、重轴载交通状况下高速公路承载力问题研究意义重大。为此，本文结合具体案例，对多孔改性水泥混凝土基层路面施工工艺进行了探讨。

关键词：多孔改性水泥混凝土；路面基层；施工原理

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0100-02

经大量资料显示，公路早期损坏的原因为基层水損坏或基层板体抗弯拉强度较低产生的结构性损坏，为做好公路早期病害处理，如何选择公路主体材料的胶结材料极为重要。当公路主体构成材料内的胶结材料具有较高强度时，其强度在水浸、冻融等情况下才不能发生变化，才能避免道路被雨水浸害。多孔改性水泥混凝土基层路面的应用，可有效解决上述问题。其主要原理就是由密实性板体结构层向多孔网状骨架结构层转变，通过连续级配构成的密实性结构向单粒径点状连接转变，进而产生网状骨架。多孔改性水泥混凝土内的基层胶体可通过化学法改善普通硅酸盐水泥性能，利用改性达到水泥内活性材料被充分激活的目的，快速提升水泥胶体强度，因胶体具备良好防水效果，可防止水渗入颗粒表面与胶连体，进而起到防水作用。

1 工程概况

某公路工程总长度为14.37km，按照由上至下的顺序路面结构依次为中粒式透水沥青混凝土—防水层—石灰稳定土。本工程通车3年后，路面局部出现小面积网裂问题，其原因主要包括3点，具体如下：

第一，防水层选取的卷材弹性较低，上下面没有布纤维保护；

第二，施工过程中，因摊铺、碾压等问题，将损坏部分防水层，导致下承层有雨水渗入，进而出现下承层软弱现象，产生空洞；

第三，长期车辆荷载反复作用下，出现局部松散下沉现象。

为有效减少路面病害，保证路面使用性能，延长路面使用年限，必须选取科学有效的施工方法进行处理。经多方讨论分析，决定选取多孔改性水泥混凝土施工，相比普通混凝土材料，多孔改性水泥混凝土具有良好抗疲劳性，且回弹模量小，能够对水泥混凝土原有脆性加以改善，是一种韧性良好的胶结体。

2 多孔改性水泥混凝土原材料选择

为确保路面施工质量，必须在充分了解道路病害现状的前提下，合理选用施工方法，做好施工准备工作。其中施工原材料选择是否得当对工程质量起到决定性的作用，为此必须做好多孔改性水泥混凝土原材料选择工作，具体如下：

骨料：将一层水泥浆液包裹到骨料颗粒表面可形成多孔改性水泥混凝土，利用浆体相互粘结、作用，骨料颗粒可形成蜂窝状结构，通过骨料传递其内部应力，为此，骨料强度应与施工规定相符。一般选取花岗岩、石灰岩等作为多孔混凝土骨料。

水泥：由工艺制作方面分析，多孔改性水泥混凝土不宜使用细骨料，因此可当做是骨料颗粒和水泥浆体胶结产生的多孔堆聚结构。如水泥强度等级较低，则混凝土最薄弱的环节就是水泥浆和粗骨料接触位置。因骨料强度在混凝土强度之上，因此在骨料粘结位置的水泥浆成为病害常见部位。由此可见，对混凝土强度起决定的因素包括水泥活性、品种及用量。为此，本工程选取硅酸盐水泥作为水泥材料，要求在32.5mpa以上控制水泥抗压强度。

改性剂：为提高多孔混凝土早期强度，必须将适量水泥改性剂掺加到混凝土内。本文以不掺加或掺加粉煤灰为例进行分析，其中A型改性剂为不掺加粉煤灰时使用；B型改性剂为掺加粉煤灰时选用，其各项技术要求如表1所示。

3 多孔改性水泥混凝土基层路面施工工艺

3.1 下承层施工

与多孔改性水泥混凝土宽度相比，下承层每侧宽度应多出30cm以上。要求施工前，必须先清理干净下承层，随后做好各项指标检查工作，保证其高程、横坡及平整度等满足规范规定。将沥青喷洒到下承层后，需进行防渗土工膜卷材铺设，其主要功能是避免基层有上层水渗入。上层水通过防渗土工膜表面向路基外侧排出，以此稳定路基。

3.2 设置基准线

根据相关施工规范规定，合理设置基准线，其精度要求如表2所示。

3.3 混凝土拌和

实验室在拌和前应按照施工时间点环境温度、湿度，将混凝土拌合物初凝时间测量出来，作为混合料由出料至摊铺之间的限制时间，如混合料在该限制时间以上，则不得使用。

通过水胶溶液的方式掺入改性剂，拌和时必须合理控制水泥温度，要求在10～50℃之间加以控制。当室外温度过高，超过30℃时，必须及时将遮阳棚安设到水泥罐上，降低水泥温度。在向拌合仓内投放集料前，必须做好清理工作，当集料粒径不符合规定可利用振动筛去除。要求均匀搅拌混合物，确保拌和质量。

3.4 混凝土运输

运输车型选择、车数确定的参考依据包括施工进度、运输量、运输距离及道路实际情况等。与总拌和能力相比，运输能力应强一点，才能确保连续供料。在运输过程中，为降低材料水分流失过快，可在材料上覆盖篷布。

根据当天气温情况合理确定运输时间，要求摊铺作业必须在混合料初凝前结束。一般情况下，气温在10～20℃时，运输最长时间为120min；气温在20～30℃时，运输允许最长时间为90min；在30℃以上时，则允许最长时间为75min。向施工现场运送混合料后，严禁急刹车、急转弯。

3.5 摊铺施工

摊铺前期，应做好下承层检查工作。因防水卷材设置到下承层，需做好清理作业，全面检查卷材质量，保证硬颗粒、尖状物不存在于防水卷材上，防止卷材被运输车、摊铺机损坏，如出现破损问题，需及时处理。摊铺时，先做好宽度调整工作，保证每幅都能与摊铺机作业需求相符。按照匀速、连续、缓慢的原则进行摊铺施工，在充分考虑拌合物产量、摊铺宽度、运输能力等因素的基础上，可在每分钟1～3m之间控制摊铺速度。

可按照梯队形式选取2台及其以上摊铺机同时作业，在3到5m间控制两台机械距离，要求纵缝作业在混合物初凝前完成。同时，清理干净防水卷材、履带行走位置的杂物。选取具备振捣作用的摊铺机熨平板，3HZ为振捣频率。

3.6 养生

选取塑料薄膜覆盖到基层进行养生施工，避免薄膜破损。相比覆盖面，薄膜宽度应多出100cm左右，且10cm以上为相邻两幅塑料薄膜搭接宽度，并进行液体塑胶喷洒，起到良好粘固作用。薄膜需紧贴基层表面，选取薄膜覆盖在成型基层侧面，随后压好其表面、侧面薄膜，避免薄膜被吹开或损坏。按照混凝土弯拉强度实际情况进行养护时间的准确确定，当在设计弯拉强度80%以上时，可结束养生，通常养生周期为1周。

4 结语

综上所述，随着科学技术水平的不断提升，大量新技术、新工艺在公路路面施工中得到了广泛使用。作为一种新型路面材料，多孔改性水泥混凝土具有施工便捷、工艺简单、施工效率高、质量控制良好等特点。在排水路面基层铺筑多孔改性水泥混凝土，可防止出现基层表面滞水问题，及时排除路面积水，减少路面早期病害，如水损害等，进而达到增加道路使用年限，减少经济损失的目的。

参考文献

[1]陈大伟.多孔改性水泥混凝土路面的施工控制[J].交通世界（建养.机械），2011，（12）：134-135.endprint