露石水泥混凝土路面表面特性研究

康宏偉（甘肅長達路業(yè)有限責任公司，甘肅 蘭州 730030）

1 引言

露石水泥混凝土路面（簡稱EACCP），是將粗集料露出在路表，形成粗糙表面的水泥混凝土路面，其基本原理是在新拌混凝土的表面噴灑露石劑，錯開路表面薄層與混凝土主體的硬化速度，在主體混凝土具有一定的強度時，將尚未具有初始強度的路表薄層的水泥砂漿去除，從而實現(xiàn)露出路表粗糙集料表面的目的。由于露石混凝土路面去除了表層砂漿，直接露出集料，形成了傳統(tǒng)的水泥混凝土路面不曾具有的豐富的表面微觀、宏觀構(gòu)造，因此露石混凝土路面除保持普通混凝土路面強度高、使用壽命長、養(yǎng)護費用低等特點外，還具有其他一些優(yōu)異的路面使用性能。露石混凝土路面在發(fā)達國家已有研究與成功應(yīng)用實例，但在中國的研究尚處于起步階段。本文借鑒國外先進技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)情況，通過研究露石混凝土路面的材料選擇、室內(nèi)成型工藝以及路面性能檢測及評價方法等關(guān)鍵技術(shù)，為露石混凝土路面的應(yīng)用與推廣提供理論指導。

2 原材料選擇

2.1 粗集料

露石混凝土用集料種類選擇時，關(guān)鍵在集料的磨光值指標上，集料的這個指標直接決定了施工后路面抗滑性的壽命，宜采用高磨光值（PSV>50）、帶有棱角、近似立方體的粗集料。

2.2 細集料

細集料應(yīng)質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈、符合規(guī)定級配。從抗滑性能考慮，砂不宜太細，砂的細度模數(shù)不宜小于2.5，選用中粗砂，且砂率不宜超過35%。

2.3 水泥

露石混凝土并沒有對水泥的品種提出特殊的要求，但在考慮現(xiàn)代路用性能要求時，應(yīng)優(yōu)先選用道路硅酸鹽水泥。

2.4 減水劑

本試驗采用萘系高效減水劑，減水率可達15%～30%，測得其各項指標符合要求。

2.5 水

水為飲用水，其水質(zhì)應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.6 配合比設(shè)計

本實驗采用最大粒徑為15mm的集料級配進行配合比設(shè)計。最終選定實驗室配合比為：C0：W0：S0：G0=360Kg/m3：155Kg/m3：649 Kg/m3：1261 Kg/m3，粉煤灰含量為10%，減水劑摻量為0.8%。所拌混凝土工作性良好，制作露石混凝土試塊，露石混凝土表面顆粒大小均勻，表面顆粒填充密實，露石混凝土表面露石度符合規(guī)定要求，且路面美觀。其外觀見圖1。

圖1 露石混凝土試件外觀

3 露石混凝土路面室內(nèi)制作工藝

在新拌水泥混凝土的路表面噴灑露石劑（蘭州交通大學道路工程研究所研發(fā)），以便在主體混凝土具有一定強度時，除去表層還未形成強度的水泥砂漿，從而實現(xiàn)露石水泥混凝土粗糙的露石表層，露石混凝土的露石深度為1.50±0.25mm。工藝流程圖參見圖2。

圖2 露石工藝流程

4 露石混凝土路面表面特性研究

4.1 抗滑性能測試

對經(jīng)露石工藝處理的露石混凝土試件表面及其他路面表面進行構(gòu)造深度及抗滑值的測試，其測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同路面平均抗滑值

路表外露集料間形成的開放空間所構(gòu)成的宏觀構(gòu)造使得露石混凝土路面的抗滑性優(yōu)于其他兩種路面。瀝青路面抗滑性不及EACCP，主要是因為成型試件時瀝青與瀝青砂填充了部分宏觀構(gòu)造?？滩刍炷谅访鎯?yōu)于成型時水泥漿的上浮導致其表面比較光，最終無法形成良好的細觀抗滑構(gòu)造。因此，露石混凝土路面較大的構(gòu)造深度，不僅能夠保證車輛在高速運行時的安全性，而且在雨天排除車輪下的路表水，避免形成連續(xù)水膜；在實際路面上會使車輛獲得較大的高速行駛安全性。

4.2 噪聲測試

室內(nèi)評價路面噪聲采用輪胎落下法，它是通過對路面噪聲發(fā)生原理進行室內(nèi)模擬從而進行噪聲測試和評價的方法，圖4為所測結(jié)果。

采用露石工藝處理過后，混凝土路面行車噪聲降低明顯。所制板件構(gòu)造深度均值為1.2情況下，聲壓水平維持在82.6dB左右，比傳統(tǒng)刻槽水泥混凝土路面噪聲水平降低了7dB左右，比瀝青混凝土路面噪聲水平降低3dB左右。露石混凝土路面具有豐富的表面紋理，能形成連同的空氣流動孔隙，及時排除輪胎下的空氣，胎面與表面構(gòu)造間的空隙可以消散空氣壓力，使空氣泵吸噪聲降低，因而具有低噪音的功能特性，通過室內(nèi)試驗可以明顯看出，其噪音水平明顯比其他路面有所降低。

圖4 路面平均噪聲水平

5 結(jié)語

本試驗通過室內(nèi)制作露石混凝土試件，考慮到特殊的表面性能及其持久性，露石混凝土路面（EACCP）的材料選擇比普通混凝土路面（PCCP）高，主要體現(xiàn)在集料的壓碎值、磨光值等。配合比設(shè)計時，宜考慮集料的合理級配、顆粒形狀、集料顏色、水泥用量、外加劑的使用等，使所鋪筑的露石混凝土路面露石顆粒分布均勻，表面紋理結(jié)構(gòu)獲得預期的表面功能，路面美觀、色澤符合環(huán)境要求。并對其進行路用性能檢測，試驗結(jié)果表明：露石混凝土路面作為新型混凝土路面，具有抗滑、降噪、防眩等優(yōu)良的路用性能。而當前我國還沒有修建露石混凝土路面的一套完整的技術(shù)與設(shè)備，對比較成熟的施工工藝與施工機械有待開發(fā)利用。

[1] 韓森，李志玲，張東省.露石水泥混凝土路面關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國公路學報，2004 ,17(4):17-20.

[2] 韓森.露石水泥混凝土路面研究[D].長安大學,2006

[3] 宋永朝，梁乃興.低噪音高抗滑露石水泥混凝土技術(shù)[J].重慶交通學院學報,2007（3）

[4] JTG F30-2003,公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范 [S].北京.人民交通出版社,2003