對某公路工程碾壓混凝土施工工藝淺析

　　摘要：本文對該公路碾壓混凝土的施工工藝及控制要點和注意事項，進行了簡要的分析，以供同行提供參考作用。

　　關(guān)鍵詞：公路工程；混凝土施工；施工工藝；控制要點

　　1工程施工概況

　　本項目為市的一級公路改造，包括舊路改造133.725km，新建33.576km。路面結(jié)構(gòu)類型為：左幅15cm級配碎石+18cm水穩(wěn)+22cm碾壓砼+28cm混凝土路面；右幅15cm級配碎石+18cm水穩(wěn)+20cm碾壓砼+30cm混凝土路面。其中碾壓混凝土設(shè)計標準抗壓強度為15MPa，彎拉強度為3MPa，7d施工質(zhì)檢抗壓強度為10MPa。經(jīng)過專家討論，現(xiàn)場控制壓實度為98%以上，集料公稱最大粒徑小于31.5mm。集料篩分按每2000m3/次進行，均符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）的規(guī)定。通過室內(nèi)試驗確定碾壓混凝土配合比為：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶石屑∶粉煤灰∶減水劑=184∶531∶573∶860∶115∶133∶46∶3.45。

　　2具體施工工藝

　　具體的施工工藝見圖1。雖然這項工藝已經(jīng)比較成熟，但也必須注意兩點：一是掛線，二是松鋪系數(shù)的確定。其中掛線要注意以下三點：

　　1）基線樁必須埋設(shè)牢固，各連接螺栓要緊固有效，樁柱間距一般為5m～10m，間距過大易增大鋼絲撓度；

　　2）一次放線長度不宜超過200m，最好控制在80m～100m左右，遇彎道時要適當縮短；

　　3）需用拉力器張拉，拉力應(yīng)不少于1000kN　　

　　圖1施工流程圖

　　松鋪系數(shù)實質(zhì)上是攤鋪預(yù)壓密實度的反映，與攤鋪機的性能、攤鋪速度、攤鋪工藝參數(shù)及混凝土配合比有關(guān)，在施工中可以通過試驗數(shù)據(jù)和試鋪確定。根據(jù)經(jīng)驗，松鋪系數(shù)一般為1.05～1.3，本項目現(xiàn)場試驗確定松鋪系數(shù)為1.2，這主要與施工機械的性能有關(guān)。

　　3施工控制要點

　　3.1含水量和溫度

　　含水量的控制是個關(guān)鍵（包括料廠加水以及砂石含水量控制），要保證壓實度，避免彈簧現(xiàn)象和松散現(xiàn)象。夏日施工，尤其是在南部地區(qū)，混凝土中含的水蒸發(fā)得特別快，往往是壓路機還沒壓好，混凝土表面就泛白了，如果繼續(xù)壓的話，表面很難再壓實。施工現(xiàn)場通常采取的辦法是用水車補水，在泛白的混凝土表面噴一層霧狀的水。冬季施工也應(yīng)該注意，要想方設(shè)法保證碾壓混凝土的施工溫度，防止因溫度太低導(dǎo)致的碾壓混凝土開裂也是很關(guān)鍵的。有資料表明，當混凝土的溫度處于-10℃～4℃之間時，混凝土的長期強度將會有較大的損失，損失程度甚至可以達到50%。本項目施工時有這樣一個例子，還有20d就該開始春運了，但涵洞橋頭大約100m的基層還沒有施工完，為了趕工期必須在20d內(nèi)保證該處施工完畢，而此時的平均氣溫只有10℃左右。當時施工人員采取的措施是，調(diào)整混凝土的配比，增加20kg/m3的水泥用量，以增加水泥水化的放熱量。拌和時采用加熱的水和集料，選擇無風的時候進行碾壓，碾壓時間控制在20min之內(nèi)，碾壓完后用高分子養(yǎng)生膜覆蓋，加蓋帆布保暖養(yǎng)生，次日及時灑水養(yǎng)生，2d后及時切縫，7d后沒有出現(xiàn)收縮裂縫。

　　3.2壓實度

　　相關(guān)資料表明，降低1％的壓實度，可造成約0.27MPa的抗折強度損失，毫無疑問，壓實度的保證是至關(guān)重要的。壓路機壓實一般分為三道工序：首先初壓，光輪靜壓1遍，然后復(fù)壓，復(fù)壓的遍數(shù)與壓路機的性能、混凝土的配合比、路面厚度和重疊量有關(guān)，一般在2～6遍之間，如18t左右的壓路機一般壓3遍就能達到壓實效果，復(fù)壓過程當中先開小振，然后再開大振，最后再小振一遍；終壓包括光輪靜壓光一次面，然后用膠輪壓路機壓2遍。壓路機壓實過程當中輪子重疊始終為輪寬的1/2，主要是為消除壓痕，提高路面的平整度。壓路機的碾壓速度宜保持在2km/h～3km/h范圍內(nèi)，過快保證不了壓實度，太慢提不高壓實效率，會影響前面的攤鋪速度。壓路機的行走壓實原則是從低往高壓，從外往內(nèi)壓。在高速路改建過程中，為了保證半幅通車，一般路段基層有效壓實寬度只有10m，而為了保證施工的連續(xù)性，需要保持兩臺壓路機同時施工。這樣的寬度施工本身就有些擁擠，再加上機手不知道壓實的順序，有些施工員也沒這個意識，結(jié)果兩臺壓路機同時上，一個從高往低壓，一個從低往高壓，最后導(dǎo)致中間高兩邊低的鼓包現(xiàn)象。即使在后來的測量抽檢過程中發(fā)現(xiàn)了這樣的問題，但碾壓后的路面已經(jīng)硬化了，處理起來相當麻煩。如果不處理，當施工面層時，掛線高度是以兩邊為準的，這樣就會導(dǎo)致面層中間厚度滿足不了設(shè)計要求（往往兩邊的厚度是超過設(shè)計要求的，中間位置即行車道附近的厚度會低于設(shè)計值）。根據(jù)經(jīng)驗，可以把碾壓要點總結(jié)成三句口訣：“低高低、輕重輕、慢快慢”。

　　3.3裂縫產(chǎn)生的原因分析及裂縫處理方案

　　裂縫的產(chǎn)生有許多方面的原因，如切縫時間和深度，攤鋪連續(xù)性，壓路機停頓、調(diào)頭、含水量、養(yǎng)護方法等，但主要有三大原因：機械攤鋪的連續(xù)性；含水量的控制；底基層的反射裂縫。攤鋪過程中，應(yīng)盡量做好各項準備工作，防止因攤鋪機停頓而出現(xiàn)的波紋現(xiàn)象。但是壓路機停頓在實際工程中是不可避免的，因為前面的攤鋪機不可能不間斷地勻速攤鋪。為了避免壓路機壓出波紋，一般施工人員在現(xiàn)場采取的方法是，將壓路機壓出來的坎用人工刨松，使其高度與未壓實的高度保持基本一致。需要指出的是：含水量的控制至關(guān)重要，碾壓混凝土的含水量不穩(wěn)定，有可能會直接導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。下面是在施工現(xiàn)場收集到的一組數(shù)據(jù)（見表1）。很明顯，造成含水量變化大的原因主要是料廠集料含水量的變化。因為下雨后，料的外層是濕的，里層往往是干的。還有就是河沙的含水量，施工時往往趕上河沙緊缺，有的時候是剛剛運回工地就使用，沒有儲備沙。因此從源頭上控制好含水量對施工來說是很重要的。底基層開裂導(dǎo)致基層反射裂縫也是一個原因，從施工現(xiàn)場來看，總能看到少許裂縫是從底基層反射上來的，只是底基層水泥含量較低（4%），出現(xiàn)的裂紋較少。

　　表1含水量控制表

　　注：室內(nèi)試驗最佳含水量為4.9%

　　裂縫的產(chǎn)生基本上是不可避免的，關(guān)鍵是如何對裂縫進行處理。本項目的處理方案是對短裂縫（小于50cm）采用乳化瀝青砂漿修補，對長裂縫（大于50cm）采用先用乳化瀝青砂漿修補，然后加蓋土工布，鋪混凝土路面時，在該處加鋼筋網(wǎng)，或者用灌縫材料進行壓漿處理。從表2可以看出，開始的時候，對出現(xiàn)裂縫的地方僅僅是鋪油毛氈進行處理，結(jié)果效果非常差，凡是基層出現(xiàn)裂縫的地方，大部分裂縫都反射到了路面，導(dǎo)致路面開裂。實踐證明，加鋪鋼筋網(wǎng)處理反射裂縫的效果很好，一般采用的是12×8的鋼筋網(wǎng)，具體尺寸為50cm×裂縫長度。在有些地方，由于施工的原因使鋼筋網(wǎng)放置的位置發(fā)生了偏移，結(jié)果裂縫還是反射到路面上來了，所以在放的時候要用鋼釘將其固定住。

　　4施工注意事項

　　4.1攤鋪機的擺放順序

　　攤鋪機的擺放其實是一個很容易被忽略的問題。本項目全線大部分是改建段，施工組織是半幅通車，半幅施工。半幅基層攤鋪寬度為10m，兩臺攤鋪機每臺攤鋪寬度為5m（加長可達7m），為避免縱向接縫和便于施工操作，攤鋪時采用的是一臺5m和一臺7m的攤鋪機，一臺前一臺后，兩臺攤鋪機同步攤鋪，保持距離約為10m左右。在開工擺放攤鋪機的時候就要注意，走在前面的攤鋪機最好是放在橫坡低的位置，即彎道內(nèi)側(cè)或直線段的外側(cè)。由于壓路機的壓實原則是從低往高壓，這樣有一個好處就是能最快地將新鋪好的碾壓混凝土壓到。尤其是在夏天，氣溫高，水分蒸發(fā)很快，對新鋪好的混凝土要盡快壓實。

　　4.2平整度控制

　　一個很容易被忽視的細節(jié)是，攤鋪機一前一后，后面的一臺中，一個感應(yīng)器是沿著掛線行走的，而另一個感應(yīng)器是放在已經(jīng)鋪好的路面上隨著攤鋪機移動的。很多人都會忽視隨攤鋪機移動的感應(yīng)器，其實兩個感應(yīng)器同時正常工作才能控制好厚度和橫坡度。所以經(jīng)常有人不注意在感應(yīng)器要接觸的地方踩下腳印，這樣的話就很容易破壞攤鋪的橫坡。因此對在地面上移動的感應(yīng)器應(yīng)特別注意。良好的底基層平整度對基層的平整度也是一個很好的保證，如果底基層不平整，履帶上下波動導(dǎo)致攤鋪機的燙平板要不停地調(diào)整，自然會影響到平整度，故攤鋪機后面應(yīng)該設(shè)專人消除粗細集料離析現(xiàn)象，對局部粗集料的蜂窩應(yīng)該鏟除并用新的混合料補上。

　　4.3厚度的控制

　　厚度的控制主要是測量放線的任務(wù)，但施工時應(yīng)該注意復(fù)核。具體做法是在前場拉線，即用一根繩子在道路兩側(cè)對應(yīng)樁號的鋼絲上用力拉緊后，再用鋼尺量取底基層距繩子的高度，只要控制了這個高度，就能保證取芯的厚度。