露石水泥混凝土路面施工工藝研究

露石水泥混凝土路面施工工藝研究

韓鵬飛,王欣

(武漢城開房地產開發有限公司,武漢 430000)

摘要：露石水泥混凝土路面是一種新型路面，文章研究了露石水泥混凝土鋪設過程中遇到的材料選擇、施工工藝、刷除時間的確定、養護等關鍵技術問題，發現溫度越高，刷除時間越早，最早與最遲刷除時間有較大的間隔。介紹了露石混凝土路面施工過程中的質量控制。

關鍵詞：露石混凝土；露石劑；施工工藝；刷除時間

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.008

Abstract:Exposed-aggregate cement concrete pavement is a new road.This paper studies material selection,construction properties, the brushing-washing time, curing and so on, which are involved in construction of exposed-aggregate cement concrete pavement. It is pointed that the higher temperature the earlier brushing-washing time, and there is a bigger interval. It introduces the quality control during the construction of exposed-aggregate cement concrete pavement.

收稿日期：2015-05-07.

作者簡介：韓鵬飛(1964-),工程師.E-mail:498318790@qq.com

Study on the Construction Technique of Exposed-aggregate

Cement Concrete Pavement

HANPeng-fei,WANGXin

(Wuhan Chengkai Real Estate Development Co,Ltd,Wuhan 430000,China)

Key words:exposed-aggregate concrete;exposed-stone agent;construction properties;brushing-washing time

水泥混凝土路面采用水泥混凝土作為層面材料的一種路面，具有剛度大、強度高、耐久性好、日常維護費低等優點，因而在世界各國得到了廣泛的應用[1]。但是水泥混凝土路面施工造成表面形成一定厚度的砂漿層，在車輛荷載和磨損下，路面的防滑性能快速衰減，一般通車兩年后，衰減量可達10%～40%，嚴重影響行車安全[2]。因此，水泥混凝土路面通常進行防滑耐磨處理，國內外水泥混凝土路面采用的常用防滑技術主要有：1)選擇高耐磨的水泥和集料；2)表面構造處理，包括拉毛法、刻槽法、壓紋法、露石法等[3]；3)舊水泥混凝土路面薄層罩面[4]；4)在路面施工中再壓入磨光值較高的碎石。但是，這些方法得到的表面構造使用壽命短，防滑性容易衰減。因此，需要將水泥混凝土路面的耐磨性和防滑性結合起來研究和探討。

國外大量的研究專注于建立混凝土的強度與耐磨性之間的關系，認為強度是決定耐磨性的主要因素。摻合料作為水泥混凝土的“第四”組分，不僅可以提高其工作性能和耐久性，對耐磨性也有顯著改善。硅灰的顆粒極細，活性很高，可發生火山灰反應，改善混凝土孔結構，提高其耐久性。Ghafoori等研究表明，硅灰的摻量在10%以內時，混凝土的耐磨性能隨著摻量的增加而變大[5]。王軍等通過在水泥混凝土路面涂刷滲透型密封材料，提高經過抗滑構造處理水泥混凝土路面的防滑性和防滑耐久性。該方法主要是通過密封劑對路面構造進行固結處理，起到固結補強的作用，從而提高路面的使用壽命，提高混凝土耐磨性[6]。仲曉林等研制出一種由硅灰和多種化學外加劑復合而成的YJ高強耐磨外摻料[7]。還有研究通過加入耐磨骨料提高混凝土的耐磨性，骨料一般用煅燒礬土、金剛砂、金屬纖維、石英、鐵屑，并多與粉煤灰、礦粉、硅灰等混合摻入[8]。另外，納米材料和乳液可以提高混凝土的耐磨性，主要是降低了空隙率，利用TiO2納米材料顯著提高混凝土的耐磨性，延長混凝土的壽命[9]。

目前，國內外對水泥混凝土路面的防滑耐磨性取得了大量研究成果，路面的耐磨性大多集中于水泥混凝土的原材料及配合比選擇、摻合料加入、施工工藝的改善等，缺乏系統高效的解決方案。水泥混凝土路面的防滑性主要通過簡單的表面構造，如拉毛、刻槽、壓紋等來提高，存在防滑性衰減大的問題，未能從根本上解決傳統的水泥混凝土路面防滑耐磨性差的問題。

露石水泥混凝土路面是在面層水泥混凝土混合料鋪筑完成后，噴灑露石劑對混凝土表面進行化學處理，延緩一定厚度的水泥砂漿的水化，但不影響主體混凝土的正常凝結硬化，當底層混凝土到達一定強度后，再用水刷洗表面除漿，得到粗集料裸露的混凝土路面[10]。國內主要針對露石混凝土的制備工藝、露石深度等研究，缺乏系統性和新技術的應用，技術不夠成熟，限制了露石水泥混凝土路面的應用。

該文從原材料、露石劑、施工工藝控制、薄膜養護、刷除時間、路面性能測試等方面研究露石水泥混凝土。

1原材料要求

1.1　水泥

水泥是混凝土重要組成部分之一，直接影響混凝土的力學和耐久性等性能。露石混凝土所用水泥標號越大，其砂漿與集料之間的粘結強度越大。

1.2　粗集料

粗集料的顆粒形狀和表面特征對集料和漿體之間的粘結強度以及混凝土拌合物流動性影響較大，混凝土用粗集料以接近球型或立方體為好。露石混凝土主要通過裸露的粗集料在表面形成的特殊宏觀結構和微觀結構，進而表現出各項良好的性能。露石混凝土對粗集料的要求較高，其力學性能、粒徑大小、形狀、磨光值等參數應能滿足我國瀝青混凝土路面施工技術中對表面抗滑層集料的技術要求。

1.3　細集料

露石混凝土對砂的級配比普通混凝土有更高的要求。露石混凝土的最理想露石深度為1.5 mm左右。因此細集料的最大粒徑不宜超過2 mm。

1.4　露石劑

露石劑是露石工藝中最重要的部分，其本質是一種緩凝劑。申培亮等[11]人研發了一種復合型高性能液態露石劑，主要由緩凝組分、滲透組分和水組成。

2施工工藝和露石劑的噴灑

2.1　施工工藝

1)按照現行混凝土路面施工規范下澆筑混凝土。

2)當平板振搗器振搗后，按一般工序手工抹平，當表面無明顯水分殘留時開始噴灑露石劑，一般室內為30～90 min，室外根據溫度和風速確定噴灑時間。

3)覆膜養護，待混凝土表面噴灑露石劑后，立即使用聚乙烯薄膜覆蓋養護。

4)混凝土表面刷除，在15 ℃養護條件下，露石混凝土的最佳表面刷除時間為20～32 h，具體表面刷出時間根據室外溫度和風速確定。

2.2　噴灑時間

水泥混凝土在振搗抹面收光后，表面會出現一層水膜，由于這層水膜的存在，在噴灑露石劑時會影響露石劑在混凝土表面的附著，有時候還會產生露石劑流淌的現象，從而影響露石劑滲透的深度和均勻性。一方面，為達到良好的露石效果，應力求均勻噴液，就要使露石劑在一定壓力作用下以霧化狀態噴出，而在有表面水的情況下，由于路面不可能絕對的平，所以表面的水膜也不均勻，因此水膜的存在會影響露石的均勻性；另一方面，在水膜未消失時噴灑露石劑，混凝土表面水對露石劑的稀釋作用使液體總量增加，從而增加溶液的濃度，影響露石的效果。

露石劑的噴灑也不能太晚，如果噴灑露石劑與抹面之間間隔時間太長，混凝土已接近初凝狀態，混凝土表面凝結硬化會阻止露石劑的滲透，達不到預定的深度，輕則導致混凝土表面露石達不到要求深度，重則造成混凝土表面根本露不出石料。具體時間依施工現場條件(光照、風速等)及具體溫度而定。

2.3　噴灑露石劑后的養護

噴灑露石劑后，及時采取養護措施。養護應注意的事項：

1)噴灑露石劑后5~10 min，即應覆蓋聚乙烯薄膜。

2)一定要使所有的混凝土表面均在薄膜的覆蓋之下，不得有裸露的部分。

3)避免使薄膜在灑布了露石劑的混凝土表面上拖拉，以免破壞露石劑在混凝土表面上分布的均勻性。

4)覆蓋薄膜后，要在薄膜的邊、角處用木塊或其他物體壓實，以免薄膜張開進風。

3露石混凝土路面刷除時間的確定

刷除時間是指噴灑露石劑后，混凝土表面達到可刷除狀態所經歷的時間。對混凝土刷除時間的控制，是露石水泥混凝土施工中的關鍵環節之一。判斷刷除狀態的方法如下：

1)劃痕試驗法

在一般情況下，混凝土表面未完全硬結時，尖狀物劃上去會產生一定深度的刻痕。用小刀在混凝土表面化一道痕跡，當劃痕很清晰可見，且劃痕邊緣基本上午破損時，即為合適的刷除標志，如劃痕較深，周邊破損較大，則還需等待一定時間再刷除。

2)試沖法

在室內試驗和室外施工中，可以用水直接小面積沖洗水泥混凝土表面，以直觀地確定是否達到合適的刷除時間。

刷除時，當很容易把水泥砂漿沖掉，并伴有集料脫落，用手指感覺刷除后的水泥混凝土較軟，這表明水泥混凝土尚不到適宜的刷除時間。當沖掉水泥砂漿的難度適中，且沒有集料脫落，刷除后的水泥混凝土較硬，這就標志此時可以進行刷除。

4結語

露石混凝土路面是一種具有很好應用前景的路面。在嚴格控制各項指標的前提下，露石混凝土路面的各項指標的前提下，露石混凝土路面的各項優良特性能達到充分體現，能真正起到抗滑、降噪、防眩、排水的功效。可以得到以下結論：

a.對于露石混凝土，刷除時間隨溫度的升高而提前，最早與最遲刷除時間時間間隔越大，對現場露石工藝施工越有利。

b.對露石水泥混凝土刷除時間的控制，是露石水泥混凝土施工中的關鍵環節之一。通過劃痕法和試沖法確定適宜的刷除時間。

參考文獻

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[4]張文君,宋寶春,馮大南. 水泥混凝土路面抗滑問題的探討[J]. 森林工程, 2002, 18(4): 47.

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[11]申培亮.防滑耐磨水泥混凝土路面材料的設計與性能研究[D]. 武漢:武漢理工大學， 2013.