施工期間影響寒區(qū)水泥混凝土路面耐久性的因素研究

王偉明（黑龍江省審計(jì)廳，黑龍江　哈爾濱　150001）

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施工期間影響寒區(qū)水泥混凝土路面耐久性的因素研究

王偉明
（黑龍江省審計(jì)廳，黑龍江哈爾濱150001）

摘要：路基路面施工是保證路面使用壽命，提高路面耐久性的重要環(huán)節(jié)之一。正確的施工組織方法和技術(shù)方法不僅是保證道路工程質(zhì)量的關(guān)鍵，也是節(jié)約造價(jià)，提高工程經(jīng)濟(jì)性的主要措施。路基路面施工是一個(gè)系統(tǒng)工程，它要求施工方與勘查設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方配合溝通，做好施工全過(guò)程的協(xié)調(diào)、控制、計(jì)劃、管理、監(jiān)督等工作，保證工期、質(zhì)量、成本方面的目標(biāo)得以高效有序地完成。

關(guān)鍵詞：寒區(qū)；水泥混凝土路面；耐久性；施工期

廣義的施工技術(shù)因素應(yīng)當(dāng)包括施工前的準(zhǔn)備工作、施工和施工完畢后的養(yǎng)生工作3個(gè)方面。

1. 施工前的準(zhǔn)備工作

路基路面施工前的準(zhǔn)備工作，是保證施工順利進(jìn)行的前提，是組織施工的第一步，它主要包括組織準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備和物質(zhì)準(zhǔn)備3個(gè)方面。

組織準(zhǔn)備工作的主要內(nèi)容是建立和健全施工隊(duì)伍和管理機(jī)構(gòu)，明確施工任務(wù)，確立施工各項(xiàng)目標(biāo)等。

路基路面工程施工前，應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。要求施工單位應(yīng)當(dāng)全面熟悉設(shè)計(jì)文件，做好技術(shù)交底，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)勘查，仔細(xì)核對(duì)設(shè)計(jì)文件，充分掌握施工對(duì)象的特點(diǎn)和要求，若是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題還應(yīng)及時(shí)分析上報(bào)予以解決。同時(shí)，還應(yīng)做好場(chǎng)地清理，搭建臨時(shí)工程，進(jìn)行施工放樣和施工測(cè)量等工作。

除了組織準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備，物質(zhì)準(zhǔn)備也很重要，它為工程開(kāi)工提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，例如原材料、機(jī)械的購(gòu)置、試件的加工、儲(chǔ)存等工作。

2. 施工

施工過(guò)程繁雜眾多，又可細(xì)分為許多小塊，此處選擇對(duì)水泥混凝土耐久性影響最大的3個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析，分別是配合比的設(shè)計(jì)與換算、路基壓實(shí)、路面混凝土施工。

（a）配合比的設(shè)計(jì)與換算

配合比的設(shè)計(jì)和控制是控制工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，若是配合比不當(dāng)或失控，即使原材料相同，也常常會(huì)造成路面磨損、麻面、斷板等早期破損現(xiàn)象。應(yīng)首先確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)，然后計(jì)算混凝土應(yīng)控制的配置強(qiáng)度；混凝土除了應(yīng)滿足強(qiáng)度要求，還應(yīng)滿足耐久性要求。應(yīng)根據(jù)水泥混凝土路面所處的環(huán)境或設(shè)計(jì)要求的抗凍等級(jí)和抗?jié)B等級(jí)確定混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，以使配置的混凝土滿足耐久性要求。耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量見(jiàn)表1。

按設(shè)計(jì)的配合比計(jì)算出各原材料的用量之后，還應(yīng)對(duì)原材料的基本技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定，如水泥的品種、標(biāo)號(hào)、密度、生產(chǎn)日期，砂、石的品種、最大粒徑、含水率，外加劑的品種、適宜劑量等。

實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)配合比確定之后，并不是直接用于施工，還應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)證。按配合比配制的混凝土拌合物，應(yīng)檢驗(yàn)其含氣量、坍落度、振動(dòng)黏度系數(shù)、拌合物容重等指標(biāo)。在滿足拌合物各項(xiàng)指標(biāo)及工作性的前提下，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)以及養(yǎng)生方法制作若干試件，并測(cè)定其7d或28d的彎拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗凍性、耐磨性、干縮性等。只有當(dāng)試件實(shí)驗(yàn)合格之后，才能將配合比用于具體施工。

然而，并不是直接將實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)配合比用于具體施工，因?yàn)樗?、砂、石等材料在現(xiàn)場(chǎng)堆放過(guò)程中會(huì)有水分進(jìn)入，從而改變了砂、石的含水率。所以，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工前以及施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)測(cè)定砂、石等材料的含水率，并將實(shí)驗(yàn)室配合比換算為施工配合比，然后才能用于施工配料。

（b）路基壓實(shí)

路基施工破壞了土體的自然狀態(tài)，致使土體結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度和穩(wěn)定性都有一定程度的降低，雖經(jīng)回填但仍不能回復(fù)原有狀態(tài)。只有通過(guò)壓實(shí)的方法才能使土顆粒重新組合，密實(shí)度提高，透水性降低，毛細(xì)水上升高度減少，從而防止了水分浸入導(dǎo)致的土基軟化和凍脹引起的不均勻沉降。

表1耐久性要求的最大水灰（膠）比和最小水泥用量

影響路基壓實(shí)的因素分為內(nèi)因和外因。

內(nèi)因即土的類別和含水量，一般而言，黏性土孔隙比和含水量較大，土顆粒間的空隙較小，水分和空氣難以排出，不易壓實(shí)。而砂類土孔隙比和含水量較小，土顆粒間的空隙較大，有利于水分和空氣的排出，易于壓實(shí)。

含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素。當(dāng)土中含有適量的自由水時(shí)，能在壓實(shí)過(guò)程中起到潤(rùn)滑作用，含水量太小則不足以產(chǎn)生潤(rùn)滑作用，土顆粒移動(dòng)需要克服較大的相對(duì)摩擦阻力，難以壓實(shí)；若含水量過(guò)大又會(huì)使土體處于飽和狀態(tài)，而水又是不可壓縮的，施加的壓實(shí)功一部分被水所承受，則土體不可能被壓實(shí)。土體的最佳含水量可通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得，它是一定壓實(shí)功下能使土體獲得最大干密度的含水量。

外因即壓實(shí)功能，包括壓實(shí)功、鋪土厚度、壓實(shí)機(jī)械、壓實(shí)方法和碾壓遍數(shù)等。在一定的范圍內(nèi)，土體壓實(shí)度會(huì)隨著壓實(shí)功的增加而增加，但當(dāng)壓實(shí)功增加到一定程度后，即使再增大壓實(shí)功，土體密實(shí)度增加也很少，最佳壓實(shí)功應(yīng)是既能保證壓實(shí)又使壓實(shí)功耗最小的壓實(shí)功；鋪土過(guò)厚，需要增大壓實(shí)功，鋪土過(guò)薄，又要增加壓實(shí)遍數(shù)。同理。最佳鋪土厚度應(yīng)是既能保證壓實(shí)，又使壓實(shí)功耗最小的鋪土厚度；壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)方法的選擇應(yīng)當(dāng)具體問(wèn)題具體分析，表2是適用于以重錘擊實(shí)驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)的路基壓實(shí)度要求。

表2路基壓實(shí)度（重型）標(biāo)準(zhǔn)

表3混凝土拌合物出料到運(yùn)輸、鋪筑完畢允許最長(zhǎng)時(shí)間

（c）路面混凝土施工

路面混凝土施工應(yīng)當(dāng)包括混凝土的攪拌、運(yùn)輸、攤鋪、振搗、整修和鋸縫等工藝過(guò)程。

水泥混凝土攪拌前應(yīng)先根據(jù)所需生產(chǎn)能力選定攪拌機(jī)械的型號(hào)和數(shù)量，要充分考慮攪拌機(jī)械的進(jìn)料容量、攪拌時(shí)間、投料方式等。在寒區(qū)，還應(yīng)格外考慮攪拌時(shí)的溫度和拌合物的凝結(jié)時(shí)間。路用混凝土常采用路拌法或集中廠拌。

應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度、運(yùn)量、運(yùn)距路況等條件合理選配拌合物的運(yùn)輸車(chē)型和車(chē)輛數(shù)量，必須確保新拌水泥混凝土在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)達(dá)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)，并保證拌合物在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)發(fā)生凝結(jié)、離析、砂漿分離、泌水坍落度改變等現(xiàn)象，如滾筒式混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)就能邊攪拌邊運(yùn)輸，泵送混凝土施工可同時(shí)實(shí)現(xiàn)混凝土的水平和垂直運(yùn)輸，功效高、勞動(dòng)強(qiáng)度低，適合推廣使用。

混凝土拌合物的攤鋪應(yīng)均勻、持續(xù)，要使水泥混凝土按設(shè)定的攤鋪厚度均勻地充滿模板，做到不過(guò)鋪，不漏鋪，不偏鋪。道路工程常用的鋪筑設(shè)備有滑模機(jī)械、三輥軸機(jī)、軌道攤鋪機(jī)等。表3是混凝土拌合物從出料到運(yùn)輸、鋪筑完畢允許的最長(zhǎng)時(shí)間。

振搗的目的是使水泥混凝土拌合物充分密實(shí)，振搗時(shí)間不宜過(guò)短，以免振搗不實(shí)不均，也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免產(chǎn)生離析或破壞骨料，水泥混凝土路面的麻面、露骨、孔洞等病害都與振搗不均不密實(shí)有關(guān)。常用的振搗設(shè)備包括振搗棒、振動(dòng)臺(tái)、附著式振動(dòng)器等，在振搗過(guò)程中，振動(dòng)時(shí)間、間隔距離等都應(yīng)符合相關(guān)振動(dòng)設(shè)備的要求。

混凝土在振搗完畢后還應(yīng)進(jìn)行整修工作，以使水泥混凝土表面保持路拱準(zhǔn)確、平整度符合要求。在表面整修之前應(yīng)當(dāng)做好整縫、清除砂漿等工作。

當(dāng)混凝土硬化并具有足夠強(qiáng)度承受鋸縫設(shè)備時(shí)，便可進(jìn)行鋸縫，鋸縫完畢后應(yīng)將鋸渣和碎屑清理干凈。

3. 養(yǎng)生

路面養(yǎng)生也稱路面養(yǎng)護(hù)，是指在路面鋪筑完畢后，采取一定的工藝措施建立水泥水化反應(yīng)所必需的溫度和濕度條件，以使路面混凝土能盡早凝結(jié)硬化、強(qiáng)度提高?？梢?jiàn)，路面的后期養(yǎng)生也會(huì)關(guān)系到水泥混凝土的耐久性狀況。

一般路面混凝土每一段碾壓完畢并經(jīng)壓實(shí)度檢查合格之后，應(yīng)立即灑水濕潤(rùn)，并用麻布、草袋、濕砂覆蓋進(jìn)行濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)或攤鋪塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不宜少于7d，一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14～21d。

養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后，須完全清除覆蓋物，將路面清掃干凈，并將所有接縫封閉好之后才能開(kāi)放交通。

參考文獻(xiàn)

［1］劉洋.北方地區(qū)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)耐久性研究［D］.大連理工大學(xué)，2003.

中圖分類號(hào)：TU755

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