露石水泥混凝土在橋面鋪裝中的應(yīng)用

張文杰 羅占業(yè)

（中交二公局第四工程有限公司 洛陽 471013）

西部開發(fā)省際通道包頭至樹林召高速公路位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市和鄂爾多斯市達(dá)拉特旗樹林召鎮(zhèn)境內(nèi)，路線全長36.986km。該高速公路建成后通行煤炭運輸車較多，噸位較重，高溫季節(jié)橋面瀝青混凝土在超重車輛的反復(fù)作用下，極易在行車輪跡處產(chǎn)生較大剪切變形。為了解決瀝青混合料橋面鋪裝與橋面板間抗剪能力不足的問題，包樹高速公路三標(biāo)合同段在全線率先推廣應(yīng)用了露石水泥混凝土進(jìn)行橋面鋪裝施工。

1 “露石”作用機(jī)理

采用傳統(tǒng)方法設(shè)計施工的橋面鋪裝，大量出現(xiàn)因瀝青混凝土與橋面板層間粘結(jié)力過小而產(chǎn)生推移、擁包等病害，其主要原因為層間摩阻力不足，鋪裝層內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，引起不確定破壞面的剪切變形，或者由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力較弱，瀝青路面在氣溫較高時抗剪強(qiáng)度下降，在水平方向上產(chǎn)生相對位移和擁包等病害［1］。

影響瀝青混凝土與橋面板間粘結(jié)性能的主要因素為層間摩阻力和層間粘結(jié)力，在車輛荷載反復(fù)作用下，層間粘結(jié)力變化不大，而層間摩阻力往往占主導(dǎo)作用。因此需要通過增強(qiáng)瀝青混凝土與橋面板層間粗糙度來提高摩阻力，從而達(dá)到提高層間抗剪切破壞的性能。露石混凝土施工時在水泥混凝土混合料鋪筑完畢后，噴灑露石劑對水泥混凝土表面2～3mm 進(jìn)行化學(xué)處理，延緩表面水泥砂漿的凝結(jié)，再用水清洗表面浮漿，露出約2 mm 高度碎石的表面，“露石”正是采取表面粗糙處理措施，使層間摩阻力增大，提高層間抗剪切破壞的目的。

2 橋面鋪裝表面處理傳統(tǒng)工藝

（1）鑿毛法是對橋面板表面粗糙處理工藝中最為普遍的一種，鑿毛深度為2～5 mm，密度為1m2在2000個點以上，清除水泥混凝土表面光滑漿皮。但該方法勞動強(qiáng)度大、效率低、進(jìn)度緩慢，對橋面板澆筑層薄的水泥混凝土損傷較大，機(jī)械鑿毛易造成混凝土的裂縫或松動。

（2）拉毛施工工藝操作簡單，水泥混凝土拉毛深度3mm、寬度4mm，難以達(dá)到對表面粗糙處理的要求。

（3）刻槽法一般深為3～5 mm，槽凈間距1～1.5mm，該處理方法對提高橋面板粗糙度有一定作用，尤其是對于較大縱坡的橋面，效果不是很顯著，瀝青混凝土與橋面板層間推移、擁包等病害比較嚴(yán)重。

3 露石水泥混凝土施工工藝

3.1 露石水泥混凝土材料要求

（1）水泥。露石水泥混凝土對水泥并沒有特別的要求，普通水泥混凝土中適用的硅酸鹽水泥均可用于露石水泥混凝土。

（2）粗集料。各力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)中磨光值是影響露石水泥混凝土路面耐磨性最重要的因素，磨光值大的集料將使露石水泥混凝土路面獲得很高的耐磨性［2］。集料除滿足普通混凝土所要求的技術(shù)指標(biāo)外，要特別考慮力學(xué)性質(zhì)、粒徑大小和顆粒的幾何形狀。

（3）細(xì)集料。細(xì)集料應(yīng)由顆粒堅硬、強(qiáng)度高、潔凈、耐風(fēng)化的天然砂構(gòu)成。在混凝土配制時應(yīng)同時考慮砂的細(xì)度模數(shù)和級配情況。

（4）露石劑。露石劑是由多種成分組成的一種無腐蝕性緩凝乳液，無毒無味，對人體、結(jié)構(gòu)物、環(huán)境均無不良影響。對水泥混凝土噴灑后可延緩其表面的水泥硬化速度，起到緩凝作用。

3.2 施工工藝

（1）露石混凝土是在橋面水泥混凝土澆筑完畢后，待橋面混凝土水膜消失后再噴灑露石劑。要求露石劑在一定壓力作用下均勻地呈霧化狀態(tài)噴灑，一般通過人工使用簡單噴灑器具完成噴灑操作，這樣其霧化效果和噴灑速度就能滿足要求。橋面混凝土采用325～375g／m2的露石劑噴灑計量，確保露石劑噴灑的均勻性。

（2）第一次覆膜養(yǎng)生地。在噴灑露石劑后，為防止露石劑成分隨混凝土表面水分一并揮發(fā)，影響露石劑的正常化學(xué)作用而導(dǎo)致橋面露石效果，一般采用塑料薄膜即可滿足要求。混凝土第一次養(yǎng)生覆膜可采用橫向滾動覆膜，為避免混凝土表面較軟時塑料薄膜滾動過程中停頓產(chǎn)生壓痕，破壞砂漿厚度和露石劑的均勻性而影響露石效果，可將薄膜卷內(nèi)插入滾軸，并于滾軸兩端各系一條繩索，覆膜人員通過提拉繩索實現(xiàn)連續(xù)滾動覆膜，這樣可取得良好效果。覆蓋養(yǎng)生應(yīng)注意以下事項：①噴灑露石劑后即可覆蓋塑料膜；②一定要使所有的混凝土表面均在塑料膜的覆蓋之下，不得有裸露部分；③避免使塑料膜在灑不了露石劑的混凝土表面上拖拉以及任何形式的其他作業(yè)，以免破壞露石劑在混凝土表面上分布的均勻性；④覆蓋塑料膜后，要在塑料膜的邊、角處用木塊或其他物體壓嚴(yán)實，以免塑料膜張開導(dǎo)致水分揮發(fā)。

（3）刷洗。本橋采用人工刷洗。在進(jìn)行大面積刷洗之前，首先進(jìn)行小面積試刷洗，確保露石深度，且刷洗表面的砂漿后，下面的砂漿是硬化的。人工刷洗一般采用普通供水管水流刷洗并輔以竹掃帚、刷子來進(jìn)行，其作用是將未凝結(jié)的表面砂漿搓揉、松散，成為泥漿，在水流作用下帶走。

（4）露石水泥混凝土的第二次養(yǎng)生。在刷洗完畢后，采用塑料膜潮濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不少于7d。養(yǎng)生期內(nèi)一定要保持混凝土表面的潮濕度，確保水化反應(yīng)充分進(jìn)行，避免由于養(yǎng)生不善導(dǎo)致集料脫落。

（5）在橋面混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)號70%以后，方可在橋面上進(jìn)行其他的施工活動。

4 試驗檢測

根據(jù)當(dāng)?shù)卦牧瞎?yīng)情況，水泥使用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P·O42.5；露石水泥混凝土粗集料由5～10，10～20mm2種碎石摻和組成；細(xì)集料采用II區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.85；施工配合比（質(zhì)量比）為：水泥∶砂∶碎石∶水∶減水劑＝1.0∶1.542∶2.624∶0.39∶0.006。

露石水泥混凝土達(dá)到養(yǎng)生齡期后，對施工后橋面鋪裝的平整度、構(gòu)造深度、表面抗滑值等相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果表明各項指標(biāo)均滿足要求，構(gòu)造深度檢測結(jié)果見表1，各測點構(gòu)造深度均為2～3mm。

表1 構(gòu)造深度檢測結(jié)果

5 露石技術(shù)質(zhì)量控制措施

（1）露石水泥混凝土橋面鋪裝對原材料沒有特殊要求，故普通水泥混凝土路面的配合比設(shè)計及選材的基本原則也基本上適用于露石水泥混凝土。

（2）目前橋面鋪裝混凝土配合比中普遍存在水泥用量偏大、砂率過大的問題，這一方面容易造成混凝土橋面板上較大的微裂縫數(shù)量，另一方面也使得混凝土表面浮漿過多，除漿工作量較大。因此，在混凝土配合比設(shè)計時要掌握合適的水泥用量與砂率，通過使用外摻劑、控制水灰比、控制施工工藝等來提高混凝土的強(qiáng)度和工作性，而不能僅通過增加水泥用量、砂率來提高，否則，水泥混凝土板的使用性能得不到保證。

（3）為了達(dá)到水泥混凝土表面露石劑最佳滲透深度，露石劑噴灑用量要求在規(guī)定范圍內(nèi)使用，若用量太小，滲透深度較小且不均勻；若用量太大，露石劑易流淌，造成滲透深度過大且不均勻，混凝土表面的穩(wěn)定性將受到影響。

（4）為了達(dá)到良好露石效果，要掌握好露石劑噴灑時間，待水泥混凝土表面水膜消失后再噴灑露石劑，且應(yīng)力求均勻噴液。若露石劑噴灑時間太晚，水泥混凝土表面易初凝，使露石劑不能達(dá)到滲透效果。

（5）露石的處理方法采用水沖洗法，要掌握好水沖洗時間，刷洗的太早會造成表面集料的剝落，形成小坑槽，影響橋面鋪裝施工質(zhì)量；刷洗的太晚，水泥漿的凝結(jié)硬化會增加刷洗難度，粗集料不能外露，無法形成良好的露石效果。

（6）露石水泥混凝土養(yǎng)生分為2次，第一次養(yǎng)生是在噴灑露石劑后及時覆蓋塑料膜養(yǎng)生，防止露石劑過快蒸發(fā)，第二次養(yǎng)生是露石水泥混凝土表面砂漿除去后進(jìn)行的養(yǎng)生，覆蓋塑料膜即可。

（7）露石水泥混凝土施工時露石劑的噴灑和水沖洗是2個關(guān)鍵步驟，施工時應(yīng)充分考慮施工氣溫、濕度、風(fēng)速、水泥標(biāo)號、水灰比等因素的影響。

6 結(jié)語

通過露石混凝土作用機(jī)理分析與橋面鋪裝表面處理傳統(tǒng)工藝比較，可以得出，露石混凝土施工工藝形成的表面紋理，能提高足夠的瀝青混凝土與橋面板層間摩阻力，比傳統(tǒng)工藝具有更好的抗剪切性能，能更加有效地防止橋面鋪裝推移、擁包等病害現(xiàn)象。同時露石混凝土施工操作簡單，易掌握，施工不會造成環(huán)境污染。

［1］徐鷗明，常海洲，韓 森，等.露石技術(shù)在橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究［J］.公路，2009（10）：96－97.

［2］韓 森，李志玲，張東省，等.露石水泥混凝土路面性能［J］.長安大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2004，24（4）：6－9.