淺談發(fā)展碾壓混凝土路面的技術(shù)條件

蔡熾聰

摘要：文章從設(shè)備條件和施工技術(shù)兩方面分析了發(fā)展碾壓混凝土路面需要的技術(shù)條件。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土路面；技術(shù)條件；設(shè)備條件；施工技術(shù)

碾壓混凝土路面施工技術(shù)是一種水泥混凝土路面施工新技術(shù)，具有施工機(jī)械通用性好、施工速度快、早期強(qiáng)度高、節(jié)約水泥、接縫少等一系列優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展這種路面需要那些技術(shù)條件呢?下面逐項(xiàng)論述這些問題。

1設(shè)備條件

根據(jù)碾壓混凝土路面的施工工藝特點(diǎn)，要保證碾壓混凝土路面具有良好的施工質(zhì)量，必須保證拌和、攤鋪和碾壓三道主要工序具備相應(yīng)的設(shè)備條件。

1.1拌和設(shè)備

根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究結(jié)果，路面碾壓混凝土的拌和必須采用強(qiáng)制式拌和機(jī)，水泥、水及砂石材料的計(jì)量精度達(dá)到現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定精度即可。這一要求與普通水泥混凝土路面基本一致。

1.2攤鋪設(shè)備

為了保證路面平整度，攤鋪設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：

保證較好的攤鋪平整度。攤鋪是碾壓混凝土路面施工的關(guān)鍵工序，是碾壓等后續(xù)工序的基礎(chǔ)，只有攤鋪出平整的表面，才有可能得到壓實(shí)后平整的路面。為此，要求攤鋪機(jī)必須具備工作性能良好的均衡供料系統(tǒng)和自動(dòng)找平系統(tǒng)。

根據(jù)試驗(yàn)路的鋪筑經(jīng)驗(yàn)，采用帶強(qiáng)力熨平板的VOGELES-1800和S-2000或ABGTITAN411和TITAN422等機(jī)型，對于保證成型后的路面平整度達(dá)到3mm的要求是必要的，并且也是可以達(dá)到的。

保證足夠的預(yù)壓密實(shí)度。超干硬的碾壓混凝土材料經(jīng)瀝青攤鋪機(jī)攤鋪后，必須經(jīng)過大型振動(dòng)壓路機(jī)的碾壓作用才能密實(shí)成型，如果攤鋪后的混凝土過于松散，則在壓路機(jī)的作用下勢必會(huì)產(chǎn)生推擠，從而破壞路面的平整度；另外，碾壓混凝土路面攤鋪之后，由于壓實(shí)的作用，攤鋪后的表面將有一定的沉降，基層的不平整將反映到表面來。當(dāng)基層的平整度一定時(shí)，攤鋪后的密實(shí)度越高，壓實(shí)沉降量越小(即松鋪系數(shù)越小)，對攤鋪平整度的破壞越小，壓實(shí)后的平整度越好。根據(jù)攻關(guān)過程中鋪筑的幾條試驗(yàn)路的試驗(yàn)，攤鋪預(yù)壓密實(shí)度應(yīng)能在88%以上。

1.3碾壓設(shè)備

根據(jù)碾壓混凝土路面施工的特點(diǎn)，壓路機(jī)的選型總體原則，一是保證能達(dá)到預(yù)定的壓實(shí)效果，二是對平整度的破壞最小，三是保證路面表面均勻致密。根據(jù)這個(gè)原則，我們在對比了多種混凝土路面適宜的主導(dǎo)碾壓機(jī)械不同型號(hào)壓路機(jī)碾壓效果后，認(rèn)為碾壓為：自重10t～12t的振動(dòng)壓路機(jī)，振動(dòng)頻率不低于30Hz，優(yōu)先選用振動(dòng)頻率較大(40Hz以上)的壓路機(jī)。如有可能，盡量選用雙軸振動(dòng)、多級(jí)振動(dòng)頻率和振幅、碾壓輪直徑和寬度較大的振動(dòng)壓路機(jī)。

2施工技術(shù)

具備一定性能要求的施工機(jī)械設(shè)備是發(fā)展碾壓混凝土路面的必要條件，但要鋪筑符合高等級(jí)公路要求的碾壓混凝土路面，還必須有一套相應(yīng)的施工技術(shù)。從1991年開始，我們在國內(nèi)外原有成果的基礎(chǔ)上，以應(yīng)用于高等級(jí)公路為目標(biāo)，對碾壓混凝土路面施工成套技術(shù)進(jìn)行了研究。經(jīng)過多年的攻關(guān)，在以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，已基本形成了成套的施工實(shí)用技術(shù)。

2.1提高路面平整度的關(guān)鍵技術(shù)

碾壓混凝土路面最大的難題是難以達(dá)到足夠的路面平整度，這也是多年來制約碾壓混凝土路面發(fā)展的主要障礙。

為了攻克碾壓混凝土路面平整度這一世界性難題，我們首先對路面平整度的影響因素進(jìn)行了深入、全面的分析，并通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行了研究，提出了如下保證碾壓混凝土路面平整度的關(guān)鍵技術(shù)。

2.1.1適宜的碾壓混凝土稠度指標(biāo)和集料級(jí)配

通過現(xiàn)場考察和室內(nèi)試驗(yàn)，研究提出了適宜于大型機(jī)械化施工的集料最大粒徑20mm、砂率35%～47%的集料合成級(jí)配和“半出漿”改進(jìn)VC值40±5s的稠度設(shè)計(jì)指標(biāo)。

2.1.2保持稠度穩(wěn)定性

通過對造成稠度波動(dòng)原因的分析和試驗(yàn)，研究提出了包括料場管理、拌和機(jī)選擇、材料計(jì)量、外加劑選擇等保持稠度穩(wěn)定的措施。

2.1.3提高攤鋪均勻性

定性和定量研究了減少攤鋪過程中離析的措施及影響攤鋪預(yù)壓密實(shí)度均勻性的因素，提出了通過“拌和-運(yùn)輸-攤鋪”系統(tǒng)分析選擇適宜的攤鋪速率等保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)性、提高攤鋪均勻性的技術(shù)措施。

2.1.4 增大預(yù)壓密實(shí)度

通過對碾壓混凝土路面成型機(jī)理和攤鋪機(jī)性能的試驗(yàn)和分析，提出了保證攤鋪后預(yù)壓密實(shí)度85%以上的攤鋪機(jī)(尤其是熨平板)選型要求和熨平板工作參數(shù)的選用原則。

2.1.5保證碾壓的均勻性

通過理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)，從選擇合適的壓路機(jī)型號(hào)與參數(shù)(自重10t～12t，振頻30Hz以上、振幅1mm以下)、適宜的碾壓工作段長度、碾壓次序與工藝參數(shù)等方面提出了保證碾壓均勻性的關(guān)鍵技術(shù)。

2.1.6施工縫處理、基層平整度控制等

通過試驗(yàn)路的摸索，提出了施工縫的處理方法、基層平整度的控制原則、合理操作等一系列保證路面平整度的技術(shù)措施。

2005年7月完成的工業(yè)性試驗(yàn)路，在規(guī)模生產(chǎn)(每臺(tái)班完成9m×300m以上)條件下，路面平整度水平(按照三米直尺最大間隙≤3mm或連續(xù)式平整度儀σ≤1.8mm要求)達(dá)到85%以上的高速公路優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。2006年鋪筑的碾壓混凝土路面推廣應(yīng)用工程(約20km)在路面平整度和日進(jìn)度指標(biāo)上均超過了這一水平。因此，可以說從施工技術(shù)上已基本解決了碾壓混凝土路面平整度這一世界性難題，為碾壓混凝土路面在高等級(jí)公路上的大規(guī)模推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

2.2抗滑技術(shù)

以前由于路面平整度問題一直沒有得到很好解決，碾壓混凝土路面一直停留在低速交通階段，路面防滑問題相應(yīng)不很突出。但是要使碾壓混凝土路面應(yīng)用于高等級(jí)公路，抗滑問題是必須解決的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

為了解決碾壓混凝土路面抗滑這一關(guān)鍵技術(shù)，“八五”攻關(guān)中對自然裸露、灑水加速裸露、緩凝裸露、嵌壓、硬性刻槽等抗滑處理方法進(jìn)行了施工方便性、施工經(jīng)濟(jì)性的比較，并對各種抗滑處理方法路面抗滑能力的衰變規(guī)律進(jìn)行了觀測。結(jié)果表明，采用緩凝裸露法和硬性刻槽法可使竣工時(shí)路面構(gòu)造深度達(dá)到規(guī)定滿足要求。課題組在對表面構(gòu)造修筑工藝和解決微觀構(gòu)造的技術(shù)措施深入研究的基礎(chǔ)上提出了碾壓混凝土路面的抗滑處理原則：

對于高速公路和一級(jí)公路，應(yīng)采用緩凝裸露法或硬性刻槽法進(jìn)行表面處理，以形成要求的路表宏觀構(gòu)造。當(dāng)粗集料抗磨光能力達(dá)不到現(xiàn)行規(guī)范要求時(shí)，需做抗滑表層(一次攤鋪碾壓成型)。

對于其它等級(jí)的公路，可不作任何處理，依靠通車后行車的作用逐漸形成宏觀構(gòu)造，必要時(shí)可采取限速研磨措施，加速裸露進(jìn)程。

采用上述研究成果，基本可以解決碾壓混凝土路面的抗滑問題。

2.3接縫技術(shù)

碾壓混凝土路面由于在材料、施工工藝上與普通混凝土有一定差異，因此在接縫設(shè)計(jì)及施工上亦有其特殊性。“八五”攻關(guān)過程中進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)等，提出了碾壓混凝土路面從接縫設(shè)置原則到施工工藝的成套技術(shù)，并在以下兩方面取得了突破性進(jìn)展：

采用碾壓混凝土材料的有關(guān)參數(shù)和路面板的有關(guān)指標(biāo)，對碾壓混凝土路面板的溫縮應(yīng)力、溫度翹曲應(yīng)力、干縮應(yīng)力及荷載應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算，并結(jié)合試驗(yàn)路的觀測結(jié)果，研究提出了全厚式碾壓混凝土路面縮縫間距的建議值為6m～8m。

在不破壞攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下，研制出縱縫拉桿設(shè)置裝置，解決了全厚式碾壓混凝土路面無法設(shè)置拉桿的世界性難題。

應(yīng)用上述接縫設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，基本上可解決碾壓混凝土路面的接縫問題。

2.4其他配套技術(shù)

除上述關(guān)鍵技術(shù)外，在碾壓混凝土材料試驗(yàn)方法、配合比設(shè)計(jì)方法、材料物理力學(xué)性能、外加劑和粉煤灰應(yīng)用技術(shù)、施工質(zhì)量檢測等方面也已形成了一系列配套技術(shù)。

根據(jù)上述研究成果，已編制出具有指導(dǎo)性和實(shí)用性的《高等級(jí)公路碾壓混凝土路面施工技術(shù)指南》(草案)，為碾壓混凝土路面施工技術(shù)在高等級(jí)公路上的應(yīng)用、修訂有關(guān)技術(shù)規(guī)范提供了支撐技術(shù)和科學(xué)依據(jù)。

3結(jié)論和建議

從以上分析可以看出，我國已具備發(fā)展碾壓混凝土路面的設(shè)備條件和施工技術(shù)條件?？梢灶A(yù)料，在我國高等級(jí)公路迅速發(fā)展、優(yōu)質(zhì)路用瀝青匱乏、水泥資源豐富的形勢下，碾壓混凝土路面施工成套技術(shù)作為修筑水泥混凝土路面的一種新的技術(shù)途徑，將具有良好的推廣應(yīng)用前景。