碾壓式干硬性混凝土基層在市政工程中的應(yīng)用研究

楊廣亮 王超

摘要：由于干硬性混凝土相對于普通混凝土水泥用量小，用水量低，水灰比小，砂率低，碎石用量大，澆筑混凝土板的干縮性小，對減少路面微裂和斷板，提高基層強度，減小重載帶來的基層病害，保證面層平整度十分有利。因此，本文依托新華西街市政工程，對碾壓干硬性混凝土基層施工中工藝原理、流程及操作要點、配合比設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、施工等的關(guān)鍵技術(shù)以進行研究，對今后相關(guān)工程具有指導(dǎo)性意義。

Abstract： Due to the small amount of dry and hard concrete compared with ordinary concrete cement， low water consumption， small water cement ratio， low sand rate， large amount of crushed stone， and small shrinkage of concrete slab， it is very beneficial to reduce the micro cracks and broken slab of pavement， improve the strength of base course， reduce the diseases of base course caused by heavy load， and ensure the flatness of surface course. Therefore， relying on the Xinhua west street project， this paper studies the key technologies in the construction of roller compacted dry hard concrete base， such as process principle， process and operation key points， mix proportion design， production， transportation， construction， etc.， which has guiding significance for the future related projects.

關(guān)鍵詞：碾壓式干硬混凝土;基層;施工工藝;配合比

Key words： roller compacted dry hard concrete;basic level;construction technology;mix proportion

中圖分類號：U416.216? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）22-0152-02

0? 引言

干硬性混凝土指的是水泥或砂漿含量較少，粗集料較多，水灰比較低，其維勃稠度為20-11s的混凝土，碾壓干硬性混凝土基層屬剛性基層，在原材料選擇、配合比設(shè)計和拌合機械等方面，均與半剛性基層的差異較大，更接近于水泥混凝土，原則上可采用水泥混凝土原材料檢驗、配合比設(shè)計及試驗檢測方法來進行。

干硬性混凝土具有密實度大、強度高等特點，用作基層對減少路面反射微裂縫和斷板，減小重載帶來的基層病害，保證面層平整度十分有利。

本文從具體工程出發(fā)，對碾壓干硬性混凝土基層施工中工藝原理、流程及操作要點、配合比設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、施工等的關(guān)鍵技術(shù)進行分析研究。

1? 工程背景

新華西街（西二環(huán)-通道路）是呼和浩特市市區(qū)主干道，為城市主干道Ⅰ級，設(shè)計行車速度為50公里/小時，機動車道設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)為BZZ-100kN。全長6.26km。新華西街西二環(huán)（K0+000）至電廠路（K2+320）段，橫斷面形式為三塊板，具體布置為7.0m（非機動車道）+4.0m（綠化隔離帶）+24m（機動車道）+4.0m（綠化隔離帶）+7.0m（非機動車道），兩側(cè)人行道寬度不等;電廠路（K2+320）至通道路（K6+261.788）段，橫斷面形式為一塊板，具體布置為7.0m（人行道）+36m（機非混行車道）+7.0m（人行道），現(xiàn)狀機動車道和非機動車道石材硬隔離進行拆除。

西二環(huán)-巴彥路段：西二環(huán)以東兩公里處南幅，主要工藝是銑刨路面，鋪設(shè)C20干硬性混凝土+土工格柵+14cm LSPM-30大粒徑瀝青碎石+6cmAC-20瀝青混凝土+4cmAC-13SBS改性瀝青玄武巖碎石混凝土，按照結(jié)構(gòu)層詳圖進行施工;其余路段機動車道的結(jié)構(gòu)層為18cm C20干硬性混凝土基層+6cmAC-20瀝青混凝土+4cmAC-13SBS改性瀝青玄武巖碎石混凝土，非機動車道銑刨后鋪筑5cmAC-13瀝青混凝土，局部進行挖補處理，結(jié)構(gòu)層為5cmAC-13瀝青混凝土+20cm5%水泥穩(wěn)定碎石。

2? 碾壓式干硬性混凝土基層關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 工藝原理

干硬性混凝土是以級配碎石作骨料，采用水泥作為的膠凝材料，用灰漿填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實。其強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時有足夠的水泥漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高，并且強度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，7d可達到28d抗彎拉強度的80%以上，抗壓強度可達90%以上，因而具有較高的強度，抗?jié)B度和抗凍性較好，是道路工程快速施工的理想基層選擇。

2.2 施工工藝流程及操作要點

針對干硬混凝土施工工藝和操作要點，本部分主要從干硬混凝土配合比設(shè)計、干硬混凝土生產(chǎn)、干硬混凝土運輸、干硬混凝土施工等四個方面進行詳細介紹，為后續(xù)工程干硬混凝土施工提供標(biāo)準(zhǔn)化工藝流程。

2.2.1 干硬性混凝土配合比設(shè)計

干硬性混凝土配合比設(shè)計至關(guān)重要，它將直接影響混合料的性能。首先確定碎石級配，干硬性混凝土砂率的大小主要根據(jù)板的厚度、砂的粗細程度及施工時選用的振動機具，通過典型模擬施工取得;其次確定水泥用量，單位體積混凝土的水泥用量根據(jù)水灰比及強度要求，結(jié)合混凝土拌合物和易性通過配合比試驗確定。最后確定水用量，在其它條件確定的基礎(chǔ)上單位用水量以拌合維勃稠度在20-11s范圍。具體C20干硬性混凝土試驗配合比見表1。

選200m左右路床驗收合格路段做試驗段，試驗段嚴(yán)格按照監(jiān)理工程師批復(fù)的配合比進行。通過試驗段確定松鋪系數(shù)、合理的攤鋪速度、碾壓組合及碾壓遍數(shù)同時驗證施工方案的可行性，不合適的加以修正完善，以指導(dǎo)大面積的施工。

2.2.2 干硬性混凝土生產(chǎn)

①干硬性混凝土采用強制式拌和機拌和，配備四個料斗，料斗上安裝篩子，過濾超粒徑碎石，拌和機有自動進料和計量裝置，拌和機產(chǎn)量500t/h，集料、水泥、水分級進料且計量準(zhǔn)確;

②拌和站水、電設(shè)施完善，完全能滿足施工要求，配好消防器材，做好安全保衛(wèi)工作，避免環(huán)境污染;

③根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和試驗段總結(jié)，提前作好拌和機的調(diào)試和人員的準(zhǔn)備工作;

④拌和時水泥用量增加0.5個百分點;含水量視天氣情況，如天氣干燥可適當(dāng)增加1.0個百分點;

⑤為避免或者減少混合料離析現(xiàn)象，應(yīng)在混合料攪拌好以后存入儲料桶內(nèi);

⑥為保證混凝土力學(xué)力學(xué)性能，應(yīng)經(jīng)常抽查混合料級配范圍，異常時隨時處理，不合格材料不予采用?；旌狭峡箟簭姸龋?天），每一作業(yè)段或每2000m2/次，按規(guī)定制作試件檢驗，如發(fā)現(xiàn)不合格立即進行處理。

注意事項：施工期間，應(yīng)根據(jù)料場砂石料含水量、拌和物實測視密度、含氣坍落度及其損失，調(diào)整單位用水量、砂率或外加劑摻量。同時，施工期間配合比的微調(diào)與控制應(yīng)符合下列要求：根據(jù)施工季節(jié)、氣溫、降雨量和運距等的變化，可微調(diào)緩凝（高效）減水劑、引氣劑或保塑劑的摻量，保持攤鋪現(xiàn)場的坍落度始終適宜于鋪筑，且波動最小。

2.2.3 干硬性混凝土的運輸

微調(diào)砂石料稱量，其他配合比參數(shù)不得變更，維持施工配合比基本不變。雨天或砂石料變化時應(yīng)加強控制，保持現(xiàn)場拌和物工作性始終適宜攤鋪和穩(wěn)定。根據(jù)施工進度、運量、運距及路況，選配車型和車輛總數(shù)，并根據(jù)運輸時間、試驗測定的初凝時間、攤鋪時間調(diào)配拌合速度、車輛發(fā)車間隔，保證混凝土機械攤鋪過程中不產(chǎn)生離析，虛鋪厚度根據(jù)混凝土配合比、施工機械試鋪確定，已初凝的混合料嚴(yán)禁使用。

運送混凝土的車輛裝料前，首先清凈車廂，灑水潤壁。在運輸工程中防止漏漿、漏料，減小顛簸。自卸車備有蓬布，以防雨淋。卸料時控制卸料速度，防止離析。

在從攪拌地點往澆筑地點的運輸過程中，應(yīng)注意防止分離;運輸工具應(yīng)加遮蓋，以免水分過多蒸發(fā)。如果運輸距離較遠，可以在攪拌時適當(dāng)?shù)卦黾右恍┧?，并?yīng)盡量減少倒運次數(shù)，縮短運輸時間。

2.2.4 干硬性混凝土施工

針對干硬混凝土與常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石強度及初凝時間的不同，期攤鋪施工工藝方法和順序也有很大的不同。在施工過程中應(yīng)制定干硬混凝土施工工藝方法，同時在試驗段開展不同施工工藝的對比試驗，確定施工各項參數(shù)，為后期工程應(yīng)用積累經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

碾壓遵循“先輕后重、先低后高、先慢后快、先邊后中”的原則，按初壓、復(fù)壓、終壓三個階段進行，碾壓段長度30-40m為一段落。碾壓規(guī)則為：緊跟、慢壓、高頻、低幅。施工段落結(jié)束后，設(shè)置施工縫。在施工終點處設(shè)置縱向斜坡，作為壓路機碾壓過渡段;碾壓結(jié)束后，將平整度合格部位以外斜坡刨除;第二天施工開始，后退20cm切割施工縫，切割深度10cm，將切縫外側(cè)混凝土刨除，形成臺階;刷涂水泥漿后，縱向鏈接攤鋪新路面。

養(yǎng)生是水泥混凝土成型的必經(jīng)工序，干硬性混凝土也不例外。由于干硬性混凝土本身含水量小，所以在碾壓成型后，必須緊跟灑水養(yǎng)生步驟。養(yǎng)生之后，采用切割機進行工作縫成縫工作，工作縫應(yīng)設(shè)置成垂直接縫，切割平面應(yīng)垂直與路面，縫寬為5mm，并在混凝土強度達到10MPa之后進行鋸縫。

3? 結(jié)論

碾壓式干硬混凝土應(yīng)用在干線公路、城鎮(zhèn)道路施工，除考慮工程施工技術(shù)外，還需要綜合考慮交通影響、人居環(huán)境影響、工期要求緊等因素。通過對新華西街（西二環(huán)-通道路）應(yīng)用干硬混凝土施工，可以有效提高路面性能。同時，干硬性混凝土施工機械通用性好、施工進度快、縮短施工周期。水穩(wěn)定性好、開放交通時間短、強度高等特點，能夠提高道路基層的耐久性能，延長道路使用壽命，延長道路維修間隔。干硬性混凝土基層強度較普通水泥穩(wěn)定碎石大為提高，基層重載病害得到有效預(yù)防，道路的耐久性得到提高，延長了城鎮(zhèn)道路維修間隔，使得道路的養(yǎng)護費用顯著降低。

使用干硬性混凝土基層，不僅使道路施工周期縮短，更加減少了后期的養(yǎng)護，真正達到了“短暫擁堵，長期通暢”的效果。施工、運輸機械的減少使用，工程養(yǎng)護的減少，不僅是節(jié)能減排，更加減少施工、維護期間PM2.5的排放，最大程度上為提高人居環(huán)境水平做出貢獻。

參考文獻：

[1]金國棟，金秀艷，金麗莉.干硬性混凝土配合比設(shè)計[J].內(nèi)蒙古公路與運輸，2009（01）.

[2]丁旭升.某高速公路碾壓混凝土基層施工技術(shù)研究[J].科技資訊，2012（25）.

[3]楊金龍.機場場道碾壓混凝土基層施工工藝及質(zhì)量控制[J]. 市政技術(shù)，2011（S1）.

[4]張英華.道路碾壓混凝土及其在道路建設(shè)中的應(yīng)用[J].交通世界（建養(yǎng)·機械），2013（08）.

[5]繆明澈，崔通.淺談水穩(wěn)廠拌式碾壓混凝土在基層的應(yīng)用[J].科技視界，2012（27）.

作者簡介：楊廣亮（1987-），男，山東臨朐人，工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向為道路與橋梁。