影響水泥砼路面平整度的因素及控制措施

仲叢闖

【摘 要】水泥混凝土路面屬剛性路面，其路面平整度較難控制。在施工中影響路面平整度的因素較多，分別體現(xiàn)在原材料（如集料級配和材質(zhì)）、混凝土配合比設(shè)計（水泥及水用量的大小對混凝土收縮及其品質(zhì)的影響）、混凝土拌和、施工機械的選擇和操作等方面。文章就水泥混凝土路面施工中影響平整度的這些因素作出了分析，并對在使用水泥混凝土滑模攤鋪機施工時，如何提高其工作性能，保證路面平整度提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】水泥砼路面平整度

1 概述

水泥砼路面屬剛性路面，其路面平整度比瀝青砼路面更難于控制。多年以來，因缺乏優(yōu)良的施工設(shè)備和砼在成型后硬化過程中因材料因素的影響所造成的不均勻收縮而導致水泥砼平整度較差。故如何減小砼的不均勻收縮，提高水泥砼路面平整度已成為當今水泥砼路面施工技術(shù)中的一個重要課題。

2 原材料、砼配合比對砼收縮及路面平整度的影響及控制

2.1 原材料的影響及控制

⑴ 粗集料（碎石）

為了保證砼的施工和易性和砼中各組成間嵌鎖質(zhì)量。對砼中碎石的要求一般為：顆粒方正，針片狀含量少，級配良好，粉塵少，且具備足夠的堅固性。對水泥砼滑模攤鋪機而言，為滿足砼抗折強度和攤鋪需要，要求碎石粒徑不應(yīng)大于30mm。

i 對高等級公路水泥砼路面用碎石集料，應(yīng)采取將碎石篩分為5mm～15mm、15mm～25mm、25mm～31.5mm等單粒級集料，在施工砼配制中用各單粒級集料按連續(xù)（或間斷）級配所要求的需用量進行摻配，以有效地控制砼組成，使砼在單位用水量和砂率不變的情況下，所配制混合料的和易性趨于穩(wěn)定。

ii 低等級公路的水泥砼路面所使用粗集料采用5mm～40mm（或5mm～31.5mm）的碎石混合料時，在碎石的軋制中對小于5mm的顆粒（該部分顆粒只能算作為砂，且其中小于0.075mm的粉塵較多）均應(yīng)予以剔除。否則將不易控制砂率，影響砼的工作性能，增大對路面平整度的控制難度。

⑵ 水泥

水泥砼路面用水泥的標號和品種應(yīng)根據(jù)路面交通等級所要求的抗折強度和滿足施工需

要的性能來選擇。對由不同廠家生產(chǎn)的同強度等級水泥而言，因各廠家的生產(chǎn)配方不一致，其水泥水化熱、收縮率都不相同。故在施工中禁止混合使用。而同品牌不同批次的水泥，將可能因水泥生產(chǎn)時的配料偏差而造成水泥水化熱、收縮率不一致，故在使用中應(yīng)做到對各批次水泥依次存堆，并按生產(chǎn)時間的先后逐一使用。

2.2 配合比對砼收縮及平整度的影響及控制

⑴ 集漿比（集料與水泥漿絕對體積之比）

砼中水泥漿愈多，拌和物的流動性愈大，一方面不利于施工整平，另一方面砼單位用水量增大，由砼水灰比要求水泥的用量也將隨之增大，此時將增大砼收縮率，降低其耐久性，增加砼成本。因此在砼配合比時，應(yīng)在滿足砼強度、耐久性和工作性能的前提下采用較大的集漿比（即較少的水泥用量）。

⑵ 水灰比

在砼中其它組成成分一定的情況下，砼的水灰比將直接影響砼混合料的強度、和易性和砼收縮。水灰比增大時，砼收縮增大，強度相應(yīng)降低；反之則砼收縮減少、強度相應(yīng)提高。故在滿足砼施工需要的情況下，添加適量的減水劑降低砼水灰比，并在施工中嚴格控制砼用水量，以控制砼的收縮和不均勻收縮。例如，在使用滑模攤鋪機施工時，要求施工高速和一級公路時砼水灰比不大于0.44，施工二、三級公路時的砼水灰比不大于0.48，而在四川廣渝路、遂回路等高速公路的水泥砼路面施工中，采用的砼水灰比控制在0.37～0.40間。

在實際施工中砼水灰比可在表觀上反應(yīng)為砼混合料坍落度的大小。坍落度隨砼混合料拌和到成型的時間、運輸及環(huán)境因素（溫度、濕度、風速）的影響而變化，故在施工期間，應(yīng)經(jīng)常測定砼混合料在拌和后及成型前的坍落度，并以砼成型前的坍落度為控制依據(jù)，在減少砼混合料離析的前提下，根據(jù)上述影響因素適時調(diào)整砼混合料的拌和用水量，以達到砼成型硬化后均勻收縮的目的，減少其對平整度的影響。

⑶ 砂率

砂率的選用與調(diào)整是水泥砼配合比設(shè)計中的重要內(nèi)容，其大小直接影響到砼的和易性。砂率適中，砼混合料的“棍度”、“含砂情況”、“粘聚性”和“析水情況”均良好，才會有優(yōu)良的粘聚性和保水性。在水泥漿用量一定的條件下，砂率偏大會令砼拌和物顯得干稠、流動性小，砂率過小則不但會使砼拌和物流動性降低，更嚴重的是降低了砼拌和物的粘聚性和保水性，使砼顯得粗澀、粗骨料離析、水泥漿流失，甚至出現(xiàn)潰散等現(xiàn)象。由此可見，砂率過大、過小都將直接影響砼和易性，從而影響施工，降低鋪筑平整度。因此在實際施工中宜選用適宜的砂率，使砼具有良好的和易性，便于施工并保證平整度。下表是在使用滑模攤鋪機施工時，砼的砂率同砂的細度模數(shù)以及和不同粗集料種類之間的關(guān)系。

3 砼拌和的影響及控制

3.1 砼拌和時間

在水泥砼配合比一定的情況下，混合料拌和時間的長短對混合料質(zhì)量有顯著地影響，拌和時間過短則砼混合料顆粒松散、粗澀，影響砼強度和施工平整度；拌和時間過長則使砼混合料過稠、流動性增大、易產(chǎn)生離析，影響結(jié)構(gòu)強度和施工整平。從經(jīng)濟性和工作效率出發(fā)，應(yīng)根據(jù)砼的粘聚性、均質(zhì)性和強度穩(wěn)定性確定其最短攪拌時間。其中，單立軸式和雙臥軸式攪拌機在原材料到齊后的純拌和時間不得短于35s，而連續(xù)式攪拌樓（雙鍋拌和）的最短攪拌時間不得低于40s。

⑴ 拌和前取料

i 細集料（砂）

由于路面用砂在露天堆放，砂的含水量易受氣候的影響而產(chǎn)生變化，雖然有一些用計算機控制的攪拌機上安裝有砂的濕度感應(yīng)器，但該設(shè)備在使用過程中容易因吸附砂而引起測量偏差。故施工中應(yīng)堅持在每次作業(yè)前對砂堆分層（根據(jù)作者經(jīng)驗可按以堆高80cm處為界進行分層）測定砂含水量換算施工配合比，在施工中取上層砂鑿裝，以便于控制砂率和砼單位用水量。避免因砂率和單位用水量不一致而產(chǎn)生砼不均勻收縮，影響平整度。

ii 粗集料（碎石）

在碎石堆放中其含水量對配合比的影響相對較小，但也須參與施工配合比的換算。且在夏季高溫時還應(yīng)采用灑水降溫的方法進行預處理，以防止其過多地吸走混合料水分而損失坍落度，甚至造成干品砼。

4 全機械化施工是提高水泥砼路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量和路面平整度的重要手段

水泥砼路面的施工經(jīng)過了人工、半機械化、機械化以及采用滑模式攤鋪機施工的全機械化等四種施工方式。其中用滑模攤鋪機鋪筑的砼從混合料卸料到砼振搗、找平成型一次鋪成，提高了砼鋪筑效率。且從砼拌和到成型在時間上的減少，砼路面密實度、平整度以及施工的連續(xù)性和鋪筑速度都是其他三種施工方式所不能比擬的。該種設(shè)備特別適合于高等級水泥砼路面和機場砼的施工。

滑模攤鋪機的工作裝置由主機、行走裝置、傳感和升降系統(tǒng)、進料倉、螺旋布料器、振搗系統(tǒng)、夯實桿、側(cè)模和擠壓模、自動抹平器、打傳力桿裝置等部分構(gòu)成。在攤鋪機工作時由各部分裝置隨著攤鋪機機身的行走而連續(xù)、共同地工作，使砼路面從混合料卸料到砼成型、找平一次性完成。

滑模攤鋪機施工要求砼混合料具有良好的工作性能，同時也要求確保自身的機械精度，這樣方可使砼路面的平整度得到更大提高。

4.1 防止砼混合料離析

砼混合料在攪拌站的出料、自卸汽車運輸及卸料過程中都將產(chǎn)生不同程度的離析。其主要表現(xiàn)在混合料中砂漿分布不均勻、砂漿與石子分離、水泥漿上浮。解決辦法是：①采用合適的砼配合比；②適宜的攪拌時間；③盡量保持運輸?shù)缆返钠秸?；④在攤鋪機前布置布料機，對砼進行再拌和；⑤攤鋪機自身的螺旋布料器也有再拌和的作用。

4.2 控制拉線精度

滑模攤鋪機施工路面的平面位置、高程、橫坡度及路縱面平順度均由機側(cè)傳感器通過對拉線的感應(yīng)來控制。故拉線精度對攤鋪路面的精度、平整度影響很大。在實際施工時，拉線托架應(yīng)安裝牢固不松動，拉線測量要嚴防出錯，掛線后應(yīng)隨時注意貼線檢查，看是否有肉眼所能看出的不順適，若有則立即糾正。架設(shè)好的拉線應(yīng)嚴禁碰撞，并在攤鋪過程中隨時觀察其與傳感器的工作情況，及時糾正以確保拉線精度。

4.3 調(diào)整好擠壓模的仰角和平整度

擠壓模的不平整將直接影響路面的橫向平整度。因擠壓模屬拼裝式模板，在安裝時應(yīng)將其底板調(diào)校整平。同時為保證其對路面有足夠壓力和形成完好的砼表面，應(yīng)由模尾部向攤鋪機前進方向調(diào)整出2%左右的仰斜角度，且保持模板尾部線型同砼路面橫坡相一致。在使用過程中加強觀察，定期檢校。

4.4 攤鋪過程中的工作暫停將影響路面的縱向平整度

由于剛鋪筑成的砼尚處于柔性狀態(tài)，攤鋪中的暫停將因擠壓模對砼的擠壓力作用而導致擠壓模下砼路面標高降低，此種情況對砼路面的縱向平整度影響較大。故在施工過程中應(yīng)盡量調(diào)整好砼拌和、運輸、卸料能力及攤鋪機的攤鋪速度并使之相互適應(yīng)，保證攤鋪機的正常工作和機前砼混合料供應(yīng)連續(xù)不斷，盡量避免停機。對不可避免的停機，也可采取措施使路面縱向平整度得到一定補償，即：①緊接在擠壓模后工作的自動抹平板沿路面縱向長3.6米，其前后左右往復抹平可使砼路面平整度得到一定補償；②坍落度較小的砼抗擠壓變形能力較強，因此在施工中應(yīng)根據(jù)溫度、濕度、運輸、運距及拌和至成型時間等各方面因素的影響，使砼混合料在攤鋪前的坍落度控制在20mm～30mm范圍內(nèi)，以增強砼抗變形能力。

4.5 調(diào)校、控制自動抹平器精度

使懸掛自動抹平器的橫梁與擠壓模尾部調(diào)試平行后，①調(diào)平抹平板的底部并使其沿路縱向的前后板端向上微翹10mm～15mm以保證板底有足夠的進漿角，避免板工作時過多推移砼表面形成凹坑影響平整度；②調(diào)校好抹平板壓力，壓力過大將會使砼表面產(chǎn)生較大變形，過小則影響路面找平效果。

4.6 防止攤鋪機履帶陡然升降

滑模攤鋪機的攤鋪高度是通過傳感器感應(yīng)拉線后，將信息反饋到控制系統(tǒng)，并由控制系統(tǒng)自動指令四個（或三個）履帶支承柱升降的工作來控制的。整個工作要經(jīng)過一個短暫的時間過程。履帶的陡升、陡降將會使擠壓模在短時間內(nèi)不能根據(jù)工作指令及時完成升降工作而導致砼表面發(fā)生變形。故應(yīng)保持攤鋪機履帶行走部位的下部支承（即路面基層）有較好的平整度和足夠的承載能力，避免因履帶的顛簸影響路面平整度。

5 抗滑構(gòu)造施工對平整度的影響

橫向抗滑構(gòu)造的施工方法主要有壓紋、拉紋、刻紋等三種。其中因刻紋工作是在砼硬化并達到一定強度后進行的，故其對路面平整度基本無影響。而壓紋方法對平整度影響最大，拉紋次之。

壓紋方法是通過滾軸在砼表面的推拉成紋形成抗滑構(gòu)造，在滾軸工作的過程中將對砼表面產(chǎn)生擠壓而導致表面局部擁包，影響路面平整度。

在高等級水泥砼路面施工中宜采用刻紋和拉紋方法施工。

6 結(jié)語

一直以來，水泥砼路面的平整度比瀝青砼路面要難于控制。這就要求要從路面原材料的選用和制取、砼配合比設(shè)計以及優(yōu)良的成套設(shè)備和強有力的路面施工技術(shù)方法、措施等方面工作出發(fā)，認真掌握水泥砼路面施工的各個環(huán)節(jié)，不斷總結(jié)經(jīng)驗，使水泥砼路面的平整度得到更大的提高。