混凝土路面施工工藝與質(zhì)量控制研究

王宏磊

混凝土施工工藝和質(zhì)量控制對(duì)于現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到重要的作用，本文的目的是為了研究混凝土路面施工工藝與質(zhì)量控制。本文基于筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，在具體施工案例幫助下展開了混凝土路面施工工藝和工程控制要點(diǎn)相關(guān)問題的研究，并集中探討了混凝土路面未來研究的三個(gè)重要的發(fā)展方向，開展重要領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)的研究可以確保施工工藝和技術(shù)的科學(xué)、健康、可持續(xù)性發(fā)展。

作為現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，混凝土路面對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展具有重要的筑基和支撐作用，其施工中的設(shè)計(jì)水平，施工工藝選擇以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生重要的影響，因此，加強(qiáng)基于施工工藝以及質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn)的研究，是切實(shí)做好現(xiàn)代交通的重要基礎(chǔ)，通過對(duì)施工全過程的管控和設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的有效提升和長遠(yuǎn)安全與發(fā)展。

本文從混凝土材料的選擇和質(zhì)量要求、道路準(zhǔn)備和基礎(chǔ)工作方面論述了混凝土路面施工工藝；通過案例分析的方式，研究路基工程的施工方法和工藝，重點(diǎn)探究了路基的準(zhǔn)備以及物料選用，路面澆筑以及抹平等方面，并且對(duì)于可能出現(xiàn)的質(zhì)量相關(guān)問題進(jìn)行研究，提出解決的方案，在機(jī)制砂高性能化學(xué)外加劑以及混凝土非荷載開裂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與全過程分階段技術(shù)，混凝土材料再生循環(huán)利用等三個(gè)方向上探究了未來的發(fā)展方向。

一、混凝土路面施工工藝

1.混凝土材料的選擇和質(zhì)量要求

見表1。

表1 混凝土材料選擇與質(zhì)量要求對(duì)照表

2.道路準(zhǔn)備和基礎(chǔ)工作

見表2。

表2 道路準(zhǔn)備和基礎(chǔ)工作表

二、混凝土路面施工案例研究

1.工程概況及施工要點(diǎn)

隆陽區(qū)“十四五”農(nóng)村公路建設(shè)項(xiàng)目（一期）涉及新建30戶以上自然村（組）通硬化路建設(shè)737.396km，路面類型為水泥混凝土，路基寬度為4.5m，路面寬度為3.5m，路面結(jié)構(gòu)形式為15cm天然砂礫石基層+18cmC30水泥混凝土面層。涉及村道公路安全生命防護(hù)工程建設(shè)1311.769km。項(xiàng)目共涉及隆陽區(qū)下轄的20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道），路基工程長737.396km，基本沿用原有路基施工，軟基清淤換填36257m3，擋墻47593m3。路面工程包含天然砂礫石基層（15cm）2531167m2，水泥混凝土面層（18cm）2337890m2，培土路肩223835m3。安全防護(hù)工程共計(jì)1311.769km,其中波形鋼板護(hù)欄（打入式）514.531km，波形鋼板護(hù)欄（埋入式）114.574km。

本項(xiàng)目涉及土石方工程，路基工程，路面工程，安全防護(hù)工程，工程量大，點(diǎn)多面廣，前期道路現(xiàn)場調(diào)查工作量大，施工前需與業(yè)主，地方政府，地方公路段，村組溝通，溝通協(xié)調(diào)工作量大。項(xiàng)目中道路施工屬于村組道路，道路保通是項(xiàng)目有序?qū)嵤┑闹攸c(diǎn)，施工道路為山區(qū)道路，施工地質(zhì)不穩(wěn)定，邊坡防護(hù)是項(xiàng)目安全實(shí)施的重點(diǎn)，確保施工安全是本工程的難點(diǎn)。

2.路基工程施工方法及工藝

常規(guī)的道路施工由于采取封閉方式所以確保施工環(huán)境安全并在安全現(xiàn)場的施工過程中進(jìn)行通道保持有利于多維材料的進(jìn)場和先進(jìn)工藝的運(yùn)用。當(dāng)前由于環(huán)保要求的特殊性，做好植物覆蓋和邊坡整治格外注意，當(dāng)設(shè)計(jì)圖紙審核過程中也需要考慮環(huán)保要素，并考慮通向運(yùn)行車道中的行駛不受限。而運(yùn)用就近的土石方拉運(yùn)能在快速調(diào)運(yùn)前提下第一時(shí)間施工，避免庫存缺陷和調(diào)運(yùn)麻煩。地質(zhì)資料評(píng)估上需要注意危害識(shí)別預(yù)警。當(dāng)水文地質(zhì)情況發(fā)生變化時(shí)需要及時(shí)更改設(shè)計(jì)并做好土工試驗(yàn)，特別是在填料的選擇及修筑過程上需要注意大、小樣的差異性，確保填料種類優(yōu)選合格和含水量達(dá)標(biāo)。

路基全段以開挖路基為主，開挖利用機(jī)械人工相結(jié)合的方式。配置一定數(shù)量的挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸車，利用機(jī)械開挖至原路面齊平即可，如機(jī)械難以開挖處利用人工開挖清理，從而防止了路基的超挖和欠挖，直至挖掘到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。

待路基處理符合設(shè)計(jì)寬度后，通過人工整平，壓路機(jī)碾壓，在碾壓的過程中隨時(shí)檢查道路的壓實(shí)度是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范；在壓路機(jī)無法碾壓的地方利用平板夯進(jìn)行夯實(shí)整平。待全部完成后進(jìn)行壓實(shí)度的檢測，自檢合格后上報(bào)監(jiān)理業(yè)主申請(qǐng)進(jìn)入下一道工序進(jìn)行施工。

老路面處置方案：（1）拆除老路面，均應(yīng)測定好設(shè)計(jì)的標(biāo)高，以及中樁定位；（2）施工前，先用破碎機(jī)對(duì)老路面破除點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的打孔成縫。再對(duì)裂開的板塊進(jìn)行破碎成小塊狀；（3）組織挖掘機(jī)，裝載車對(duì)拆除后的老路面成塊廢渣進(jìn)行集中清除，運(yùn)至指定位置；（4）做回填料填筑的材料，回填碾壓后其彎沉必須達(dá)到設(shè)計(jì)路基彎沉值；（5）待碾壓完成彎沉檢測合格后方可進(jìn)行下一步工序。

棄土外運(yùn)。路基平整、擴(kuò)寬開挖出的土方、石方按業(yè)主、設(shè)計(jì)所指定的棄土場進(jìn)行外運(yùn)，并根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，運(yùn)距由業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、造價(jià)方共同認(rèn)定。

3.路面工程施工方法及工藝

路面工程施工階段要結(jié)合前期路基載荷，在下承層檢查合規(guī)后執(zhí)行壓實(shí)強(qiáng)度基層評(píng)估，然后在有限長度下（不小于200m）展開結(jié)構(gòu)層論證式鋪筑驗(yàn)證。而同時(shí)對(duì)于環(huán)境影響需要實(shí)時(shí)關(guān)注，現(xiàn)場模擬，確保誤差最小。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集階段要以檢驗(yàn)擬定參數(shù)進(jìn)行完善性評(píng)估，以確定施工工藝流程和施工方法能否達(dá)標(biāo)，同時(shí)給出后續(xù)工程組織的工作量以及施工機(jī)械選型使用情況。

為確保天然砂礫石底基層施工后達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，主要通過以下幾方面予以質(zhì)量控制：①天然砂礫石一般規(guī)定；②天然砂礫石材料要求；③運(yùn)輸；④攤鋪、壓實(shí)；⑤人工修整。

工藝流程：底層驗(yàn)收→拌和→運(yùn)輸→攤鋪→碾壓→檢測→修整。

基層施工時(shí)應(yīng)先對(duì)路基進(jìn)行自檢，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行天然砂礫石基層施工，天然砂礫石采用自卸汽車運(yùn)輸，人工攤鋪，壓路機(jī)碾壓成型。天然砂礫石厚度15cm，在施工過程中應(yīng)控制厚度、寬度、平整度，部分在施工過程中機(jī)械達(dá)不到的地方可人工進(jìn)行施工。施工過程中對(duì)影響級(jí)配性能的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行隨時(shí)的檢測，以提高鋪筑質(zhì)量。

工程施工：測量放樣及安裝模板→架設(shè)傳力桿和拉桿→拌合物的拌合與運(yùn)輸→攤鋪與成型→表面修整→抗滑構(gòu)造的施工→接縫施工→養(yǎng)生→灌縫。

混凝土必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)室提供的施工配合比拌制，砼中所用水泥、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑等必須采用保障部或試驗(yàn)室提供的原材料，切勿使用無合格證或者公司系統(tǒng)未備案的廠家材料，同時(shí)材料交底過程也需要嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行交接，避免套牌現(xiàn)象發(fā)生。其次，當(dāng)物理混凝土運(yùn)輸至目的地后需要進(jìn)行外觀檢查，杜絕離析、漏漿或者不同程度的泌水、坍落度情況。如果發(fā)生輕微離析現(xiàn)象，可以進(jìn)行二次攪拌合格后實(shí)施澆筑，注意不要擅自加水。拌合物的攤鋪需要嚴(yán)密檢查，核對(duì)圖紙所述模板情況（位置、標(biāo)高、潤滑、支撐穩(wěn)固）當(dāng)一切達(dá)標(biāo)后在進(jìn)行無縫隙模板底面維護(hù)。最后放置傳力桿、拉桿。當(dāng)基層表面平整、干凈后進(jìn)行破損檢查并修補(bǔ)縫隙。最后進(jìn)行清掃以及灑水潤濕，確保攤鋪工作完善。

采用不同功率的振搗棒、平板振動(dòng)器和振動(dòng)梁的協(xié)同使用需要在攤鋪均勻后進(jìn)行有限時(shí)間振搗，充分釋放氣泡，并且運(yùn)用多根振搗棒，然后交換位置進(jìn)行梅花狀交錯(cuò)比對(duì)，當(dāng)30s攪拌完善后才能進(jìn)行有限面積的移動(dòng)。但是，需要注意振搗棒有限移動(dòng)間距不能大于最大使用半徑的1.5倍。同時(shí)如若接近邊緣，需要原理模板、鋼筋、傳力桿和拉桿。防范應(yīng)力磕碰。需要特別強(qiáng)化對(duì)邊角位置的檢查，保證振搗角度合規(guī)，通常30°～45°插入深度離基層3～5cm最佳。當(dāng)工序完成后應(yīng)進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢查。

工藝：任何材料都需要做好防潮措施，特別是培砂石路肩在任何階段都必須杜絕雨天施工，而施工現(xiàn)場的排水也需要充分準(zhǔn)備。在多重條件預(yù)兆下確保單層填筑過程的斜坡合規(guī)，確保小雨等氣體水分的及時(shí)抽排?，F(xiàn)場監(jiān)督需要履職盡責(zé)，防范“圍土埂”式施工和其他環(huán)節(jié)質(zhì)量缺失。

三、未來研究和發(fā)展方向

1.機(jī)制砂高性能化學(xué)外加劑

這些年的研究表明，機(jī)械工藝生產(chǎn)的“機(jī)制砂”（即通過除土處理，機(jī)械破碎和篩分制成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒）的使用量逐漸增加，已占砂石使用總量的超過50%。相對(duì)于天然砂，機(jī)制砂具有豐富的原料來源，可利用城市建筑廢料和礦山尾礦制備，這已經(jīng)成為現(xiàn)代混凝土發(fā)展的主要趨勢。然而，機(jī)制砂的級(jí)配不均勻，顆粒形狀不規(guī)則，石粉含量波動(dòng)較大（通常較高），同時(shí)黏土含量也存在波動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致混凝土的黏性增加，流動(dòng)性減弱，減水劑用量增加。

其適應(yīng)性較差，減水劑的使用量會(huì)隨著機(jī)制砂的種類而波動(dòng)較大，這給應(yīng)用帶來了較大的困難。因此，如何科學(xué)地生產(chǎn)和使用機(jī)制砂，以及發(fā)展適用于不同質(zhì)量和成分特點(diǎn)的機(jī)制砂高性能化學(xué)外加劑，以有效調(diào)控機(jī)制砂混凝土的流動(dòng)性，以滿足現(xiàn)代混凝土對(duì)高流動(dòng)性、高強(qiáng)度和高耐久性的需求，是未來一段時(shí)間內(nèi)需要關(guān)注的關(guān)鍵問題。

2.混凝土非荷載開裂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與全過程分階段技術(shù)

隨著時(shí)代的進(jìn)步與技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)混凝土非荷載開裂的機(jī)理研究不斷深入，從而在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與全過程分階段產(chǎn)生了基于函數(shù)公式的新辦法?；谧钚滦袠I(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)抗裂性的公關(guān)主要集中在大體積混凝土的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。并且在工藝方面進(jìn)行了精細(xì)溫度控制已應(yīng)對(duì)材料缺失帶來的工程缺陷。以至于在有限的投入下依靠工序優(yōu)化而產(chǎn)生較好的結(jié)果。設(shè)計(jì)方面，相關(guān)方已經(jīng)形成了考慮混凝土收縮引起的非荷載裂縫前提的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。并在已有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中兼顧災(zāi)害受損辯駁。依靠成熟理論模型完善國標(biāo)規(guī)范指南，所以多維因素的綜合考慮必能取得圓滿的解決方案。

技術(shù)構(gòu)型必然需要先進(jìn)設(shè)備的幫助，裂縫控制與優(yōu)化首先需要設(shè)計(jì)階段的主量材料添加。在施工階段更是要確?；炷潦湛s類型確立和收縮量的核算模擬準(zhǔn)確。在時(shí)間節(jié)點(diǎn)和參值幅度方面，需要預(yù)設(shè)較小的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)并在最大化閾值前提下嚴(yán)格控制裂縫彌補(bǔ)技術(shù)的運(yùn)用，同時(shí)適應(yīng)于多重工況和異常情況的變化。例如：最新修補(bǔ)材料研究中，針對(duì)極端干燥、高溫、大溫差等極端惡劣條件，并且涉及超高、超大、超深等條件結(jié)構(gòu)下的抗裂性能。需要改進(jìn)和完善設(shè)備設(shè)施完善性，以促進(jìn)施工運(yùn)行。

3.混凝土材料再生循環(huán)利用

廢棄混凝土的回收再利用，制備新混凝土，是一項(xiàng)有潛力的環(huán)保措施，可以顯著減少對(duì)天然集料的開采與消耗，同時(shí)解決處理廢棄混凝土對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染問題。當(dāng)前的研究已經(jīng)集中在再生混凝土的骨料特性和處理工藝、工程與力學(xué)性能以及耐久性能方面，取得了重要的研究進(jìn)展，已經(jīng)從理論研究逐漸向?qū)嶋H應(yīng)用推廣發(fā)展。然而，現(xiàn)階段的研究大多集中在再生混凝土的材料方面，而缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)性能的深入研究。

再生混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和結(jié)構(gòu)耐久性包括對(duì)再生混凝土結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境條件下的長期性能進(jìn)行綜合評(píng)估，以確定其在實(shí)際工程中的可行性。此外，需要研究并制定相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和指南，以確保再生混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和可持續(xù)性。這些研究將有助于進(jìn)一步推動(dòng)再生混凝土的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建筑和資源利用的目標(biāo)。

四、結(jié)論

混凝土路面的施工工藝以及質(zhì)量影響因素較多，包括但不限于水泥、水質(zhì)、摻合料、配合比、骨料等要素，面向于施工的設(shè)計(jì)，在國家相關(guān)的規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)框架下，選用優(yōu)質(zhì)的方案有利于工藝的優(yōu)化和質(zhì)量的提升，直接作用于交通基礎(chǔ)設(shè)施而言，就是提高了基礎(chǔ)設(shè)置的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，延展了基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。根據(jù)隆陽區(qū)“十四五”農(nóng)村公路建設(shè)項(xiàng)目（一期）交通基礎(chǔ)設(shè)施施工質(zhì)量以及工藝的實(shí)際情況，再次對(duì)于混凝土施工工藝以及質(zhì)量的流程化和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了歸集和總結(jié)，應(yīng)用和實(shí)踐。在面向于長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略發(fā)展而言，需要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的和工藝以及材料的科研攻關(guān)和研究，為混凝土路面的施工工藝以及技術(shù)夯實(shí)基礎(chǔ)，提供堅(jiān)強(qiáng)的后盾和助力。