超快硬水泥混凝土養(yǎng)護(hù)維修施工技術(shù)

王如春

（上海市長寧區(qū)市政工程管理中心，上海市 200336）

0 引言

普通水泥混凝土用于道路養(yǎng)護(hù)維修有其固有缺點(diǎn)：養(yǎng)護(hù)時間長，需經(jīng)過7～21 d的潮濕養(yǎng)護(hù)以獲得足夠的強(qiáng)度增長后才能開放交通。養(yǎng)護(hù)期內(nèi)常因封鎖交通而導(dǎo)致車輛繞行、車道減少，造成交通擁堵，無法適用于城市內(nèi)交通繁忙路段。將現(xiàn)階段出現(xiàn)的超快硬水泥混凝土新型材料應(yīng)用到水泥混凝土路面的改擴(kuò)建、翻挖補(bǔ)修工程中，可以使維修時間縮短至1個夜間工作日，極大地縮短了工期，同時降低了養(yǎng)護(hù)和人力費(fèi)用，使道路能提前投入運(yùn)行發(fā)揮效益。因此建設(shè)單位與施工單位均強(qiáng)烈要求能有早強(qiáng)性質(zhì)的道路混凝土品種提供使用。

日本建設(shè)省于1988～1992年專門開發(fā)了施工時間在1 h以上的快硬早強(qiáng)混凝土[1]。在我國，江蘇建筑科學(xué)研究院、湖南大學(xué)新材料研究所和西安公路交通大學(xué)等使快硬早強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)時間縮短到1 d甚至12 h即可開放交通[2]。

對于超快硬水泥混凝土，要求水泥具有早強(qiáng)或在外加劑作用下達(dá)到早強(qiáng)的同時后期強(qiáng)度發(fā)展也要保持穩(wěn)定。本次原材料采用上海某公司產(chǎn)P·Ⅱ52.5R水泥，優(yōu)質(zhì)黃沙，5～20 mm碎石，外加1%的萘系減水劑。超快硬水泥混凝土的初、終凝時間如表1所示。

表1 超快硬水泥混凝土的初終凝時間

超快硬水泥的主要礦物組成為無水硫鋁酸鈣及硅酸，其混凝土3 h強(qiáng)度可達(dá)到34 MPa，幾乎是同強(qiáng)度等級普硅水泥混凝土的2～3倍。城市搶修要求同等條件下混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到24 MPa，因此超快硬水泥混凝土非常適宜于路面的搶修工程。

1 施工前的準(zhǔn)備

上海市長寧區(qū)泉口路設(shè)計(jì)為城市支路，雙向兩車道，地處市中心，交通繁忙。泉口路（淞虹路—協(xié)和路）部分路段路面損壞嚴(yán)重。道路建設(shè)階段由于原基層材料問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，通車后該路段板塊損壞嚴(yán)重，存在大量擁包、龜裂、坑洞等現(xiàn)象，造成行車不舒適。常規(guī)修復(fù)手段有兩種：（1）換填瀝青混凝土。優(yōu)點(diǎn)是施工周期短，可以滿足時間要求，缺點(diǎn)是強(qiáng)度差，容易產(chǎn)生雍包、龜裂等現(xiàn)象，使用壽命短。（2）普通混凝土基層+瀝青面層。優(yōu)點(diǎn)是承載力滿足城市支路要求，缺點(diǎn)是施工周期長，不能滿足白天開放交通要求。因此，設(shè)計(jì)了一種路面結(jié)構(gòu)，先銑刨原面層，夯實(shí)三渣底基層后在其上澆筑厚25 cm的C50超快硬混凝土，再攤鋪瀝青混凝土面層。

為了減小對交通的影響，采用半幅封閉快速施工，分若干區(qū)域依次施工，導(dǎo)行方案獲得交通管理和道路管理部門批準(zhǔn)后實(shí)施。一般應(yīng)根據(jù)全天小時交通量分布圖來確定道路封閉時間。上海市長寧區(qū)泉口路為雙向兩車道，不能實(shí)行全封閉施工，且白天車流量較大，必須保證雙向兩車道通行，因此只能采取夜間20:00至次日6:00施工，施工占用1條機(jī)動車道和1條非機(jī)動車道，將另外半幅路分成2條機(jī)動車道供雙向行駛。

在施工道路前30 m、后20 m或交叉路口設(shè)置施工告示牌、過路車輛繞行標(biāo)志、限速標(biāo)志牌，并設(shè)置減速帶；施工段彩鋼板圍護(hù)前設(shè)置車流導(dǎo)向牌，如圖1所示。在出入口設(shè)置警示燈及警示標(biāo)志，并派專人負(fù)責(zé)指揮。告示牌、交通引導(dǎo)、警示標(biāo)志板全部采用LF2-M型鋁合金板材，標(biāo)志上的文字、符號及底膜根據(jù)反光特性、應(yīng)用場合及使用部位，分別采用二級反光膜（鉆石級）和三級反光膜（高強(qiáng)級）。各種交通標(biāo)志的制作、尺寸符合《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（GB 5768—1999）的規(guī)定，各種標(biāo)志的設(shè)置符合《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2004）的規(guī)定。此外，施工前組織有關(guān)人員進(jìn)駐現(xiàn)場，組織機(jī)械操作人員進(jìn)行培訓(xùn)、機(jī)械設(shè)備調(diào)試工作；同時制定崗位職責(zé)，建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度。

圖 1 泉口路施工范圍示意（單位：m）

施工現(xiàn)場工序繁瑣，步驟錯綜復(fù)雜，很容易將施工材料種類、質(zhì)量、配合比弄錯，因此借鑒材料工廠一體化流水作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，同時為了加快養(yǎng)護(hù)維修的進(jìn)程，將砂、石、超快硬水泥進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化包裝，并標(biāo)明種類、型號、質(zhì)量等相關(guān)信息，見圖2。

圖2 材料工廠化包裝

冬季日平均氣溫高于5℃時，可進(jìn)行混凝土路面施工。施工用的水泥混凝土，在保證和易性的同時摻入適量的防凍劑，坍落度一般不宜超過100 mm。砂、石、水泥和水均應(yīng)保持恒溫，水溫不應(yīng)低于5℃，否則原材料應(yīng)分別加熱。水泥使用前先運(yùn)入暖棚內(nèi)存放。攪拌前應(yīng)用熱水沖洗攪拌機(jī)，攪拌時間應(yīng)比常溫?cái)嚢钑r延長50%。

2 施工流程

養(yǎng)護(hù)維修工序復(fù)雜，各工序間環(huán)環(huán)相扣，一步出錯就會導(dǎo)致整個施工延期。因此施工前要做好施工流程組織，設(shè)計(jì)施工工程橫道圖，確保在規(guī)定時間內(nèi)完成養(yǎng)護(hù)維修工程。

（1）根據(jù)實(shí)際情況，翻挖清理損壞路面。翻挖范圍根據(jù)施工效率決定，當(dāng)日不多開挖，也不能少挖，做到資源合理利用。施工段封閉后，銑刨機(jī)開展作業(yè)，銑刨過程中安排人員輔助銑刨機(jī)操作手，隨時檢測銑刨深度并及時調(diào)整。銑刨機(jī)從板中離開縮縫1 m處開鑿，打開水泥板后每間隔30 cm左右進(jìn)行鑿除；銑刨深度比基層或透層界面略低，銑刨出的路面底板應(yīng)平整無坑疤現(xiàn)象。銑刨完畢的路面立即用清掃機(jī)進(jìn)行廢渣清理，并用吹風(fēng)機(jī)徹底清除剩余殘?jiān)Ｈ鐖D3（a）所示。

（2）道路底基層處理。鑿除之后采用鏟及掃把清理，松散處要清理徹底，并做壓實(shí)處理，以保證基層與新鋪裝的混凝土充分粘結(jié)。相鄰混凝土板間預(yù)留5 cm的襟邊，以防止板底掏空，見圖3（b）。

（4）澆筑厚25 cm的C50超快硬混凝土。用水準(zhǔn)儀測量標(biāo)高點(diǎn)，以上層鋼筋網(wǎng)片上焊接的H型支座作為標(biāo)高點(diǎn)。料車到達(dá)現(xiàn)場之后立即組織下料澆筑，用振搗棒插入混凝土料中振搗45 s左右，直到混凝土表面無氣泡冒出，之后用手拉振動板在混凝土表面進(jìn)一步壓實(shí)，最后用滾筒和3 m直尺對混凝土表面進(jìn)行整平。對相鄰板的高差要嚴(yán)格把關(guān)，相鄰板的高差不得大于2 mm[3]。如圖 3（d）所示。

（5）覆蓋塑料薄膜，再蓋上土工布保溫養(yǎng)護(hù)，在低溫條件下可進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)或其他保溫措施。見圖 3（e）。

（6）攤鋪瀝青層及開放交通?；旌狭蠑備仠囟炔坏玫陀?65℃，在超快硬混凝土層養(yǎng)護(hù)完成后攤鋪厚8 cm下面層AC-20瀝青混凝土和厚4 cm上面層AC-13瀝青混凝土。攤鋪機(jī)組生產(chǎn)能力宜為攪拌機(jī)組生產(chǎn)能力的1.2～1.3倍。全部施工完成后，恢復(fù)交通標(biāo)線，清理后開放交通。見圖 3（f）。

圖3 施工流程

每天施工進(jìn)度流程圖見圖4。

圖4 施工橫道圖

3 施工機(jī)具選擇

市政道路工程施工機(jī)械選擇關(guān)鍵依據(jù)是市政道路建設(shè)項(xiàng)目對應(yīng)工程量及施工進(jìn)程所提出的各類要求，首要因素是確保公路工程施工質(zhì)量以及效率。市政道路養(yǎng)護(hù)維修工程量較小，應(yīng)選擇中小型機(jī)械以及現(xiàn)有各類設(shè)備裝置。選擇施工機(jī)具時應(yīng)該以適用性、通用性與經(jīng)濟(jì)性為依據(jù)。

（1）適用性。不同地區(qū)的市政道路結(jié)構(gòu)類型、病害種類以及養(yǎng)護(hù)維修標(biāo)準(zhǔn)不一樣，所需的機(jī)械設(shè)備必然不同。在采購之前，施工人員應(yīng)對施工現(xiàn)場的環(huán)境、土質(zhì)和施工覆蓋范圍等基本因素進(jìn)行全面了解。

（2）通用性與經(jīng)濟(jì)性。大多數(shù)施工機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)一機(jī)多用的目的，因此，應(yīng)充分考慮施工機(jī)械通用性特點(diǎn)，采取一種施工機(jī)械代替眾多施工機(jī)械，有效減少市政道路施工中的資金投入，簡化施工步驟。另外，采取通用性施工機(jī)械，還能夠提高施工機(jī)械使用效率和維護(hù)便利性，有效提升市政道路施工的順利性。工程施工機(jī)械選擇見表2。

表2 工程施工機(jī)械選擇表

對于一些零星小塊的修補(bǔ)，不適合機(jī)械攤鋪，人工攤鋪比較合適，相應(yīng)配備其他施工機(jī)具。以上海市長寧區(qū)泉口路為例：發(fā)電機(jī)1臺、小型空氣壓縮機(jī)1臺（鑿除舊混凝土板用）、切縫機(jī)1臺、強(qiáng)制式攪拌機(jī)1臺；插入式振搗器1只、平板振搗器1臺、圓盤式抹光機(jī)1臺、振動梁1只、小型鐵斗手推車等。

經(jīng)過泉口路施工實(shí)踐、成套裝備支持和合理計(jì)劃安排，協(xié)調(diào)專業(yè)施工人員、裝備，超快硬水泥混凝土生產(chǎn)能力可以達(dá)到12～15 m3/h，一個晚上生產(chǎn)40～50 m3的混凝土；經(jīng)過5個晚上+2個白天的突擊搶修，完成了1 400 m2的路面修復(fù)。

4 結(jié)語

根據(jù)施工機(jī)械、混凝土生產(chǎn)量和夜間修復(fù)時間上限8 h，選擇C50超快硬水泥混凝土作為修復(fù)材料，設(shè)計(jì)了超快硬水泥混凝土的施工方案及施工機(jī)械的選擇，各工序間銜接有序；經(jīng)過5個晚上+2個白天的突擊搶修，完成了1 400 m2的路面修復(fù)。