淺談路面基層碾壓混凝土的施工質(zhì)量控制

■黃梅玉

(泉州市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，泉州 362000)

碾壓式混凝土是通過振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)干硬性混凝土拌和物進(jìn)行機(jī)械壓密而形成的一種混凝土基層，其施工方式與常規(guī)混凝土施工有較大差別。

本文以泉州灣跨海大橋工程的基層施工為例，淺要介紹碾壓混凝土的施工質(zhì)量控制。泉州灣跨海大橋工程項(xiàng)目路線全長26.7km，其中跨海大橋長12.455km，主橋橋型為雙塔分幅鋼砼組合箱梁斜拉橋，跨徑布置為(70+130+400+130+70)m=800m，其它主要是節(jié)段拼裝預(yù)制箱梁和現(xiàn)澆箱梁。全線共設(shè)蚶江、秀涂、張坂、塔埔四個(gè)互通，互通區(qū)收費(fèi)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)類型為：15cm 級(jí)配碎石底基層+20cm C15 素混凝土基層+26cm 水泥混凝土路面。該路面基層碾壓混凝土是以良好的粗細(xì)級(jí)配集料和較低的水泥用量與用水量組成的干硬性混凝土拌和物，經(jīng)振動(dòng)壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)等機(jī)械壓密而形成的。

1 混凝土的配合比控制

1.1 原材料

原材料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見表1。

(1)水泥：選用福建水泥股份有限公司生產(chǎn)的建福牌P.O 42.5R 水泥。

(2)砂：選用禾聯(lián)砂場(chǎng)粗砂，細(xì)度模數(shù)Mx=3.36，表觀密度ρs=2.639×103kg/m3。

(3) 碎石：選用霞美碎石場(chǎng)生產(chǎn)的碎石，4.75～26.5mm，表 觀 密 度ρg=2.665×103kg/m3，其 中4.75 ～9.5mm 碎石占16%，9.5～19mm 碎石占24%，19～26.5mm碎石占22%。

(4)水：飲用水。

1.2 配合比設(shè)計(jì)

(1)按照J(rèn)TG/T F30-2014《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》里碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)計(jì)算得到基準(zhǔn)配合比?；鶞?zhǔn)水灰比為0.49，在用水量不變的情況下，將基準(zhǔn)水灰比分別增加和減少0.05，砂率分別增加和減少1%，試配情況如表2：

表1 原材料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

表2 碾壓混凝土配合比試配情況

通過對(duì)配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)，我們選用W/C=0.49 為理論配合比，維勃稠度為25s，出漿情況較好。相關(guān)試驗(yàn)中可以看到碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度與壓實(shí)率有極好的相關(guān)性，抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度均隨壓實(shí)率的降低而急劇下降，水灰比越大，壓實(shí)率對(duì)抗壓及抗折強(qiáng)度的影響越大，因此在碾壓混凝土路面施工中，加強(qiáng)碾壓工序的質(zhì)量控制，使混凝土具有足夠的壓實(shí)率，對(duì)于保證碾壓混凝土強(qiáng)度至關(guān)重要。

2 碾壓混凝土施工工藝

C15 碾壓混凝土設(shè)計(jì)厚度為200mm，單層攤鋪壓實(shí)，施工方法與水穩(wěn)層的施工方法相同，通過振動(dòng)碾壓施工工藝達(dá)到高密度、高強(qiáng)度的水泥混凝土。

施工前，對(duì)底基層表面浮渣、有害雜質(zhì)予以清除，進(jìn)行必要的整修后根據(jù)施工圖放樣，做好標(biāo)記工作。

2.1 拌和、運(yùn)輸和攤鋪

(1)混合料拌和采用500 型水穩(wěn)拌和樓拌和。投入攪拌機(jī)的每盤原材料數(shù)量，嚴(yán)格按施工配合比、攪拌機(jī)的容量計(jì)算確定，計(jì)量準(zhǔn)確。

(2)攤鋪時(shí)應(yīng)做到與拌和機(jī)生產(chǎn)能力相匹配，攤鋪前應(yīng)有5 輛以上料車等候卸料，減少攤鋪機(jī)待料的情況，以保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)性。混合料卸放設(shè)專人指揮，按預(yù)定路線和位置卸放。混凝土的攤鋪采用2 臺(tái)RP951A 型攤鋪機(jī)+2 臺(tái)XS202 型振動(dòng)壓路機(jī)+1 臺(tái)XP262 膠輪振動(dòng)壓路機(jī)，單幅采用雙機(jī)梯隊(duì)作業(yè)攤鋪，兩臺(tái)攤鋪機(jī)一前一后，相隔約5～10m 同步向前攤鋪混凝土，前后兩臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪重疊50～100mm，中縫輔以人工修整，攤鋪機(jī)的攤鋪速度為1.5～2.0m/min。

2.2 壓實(shí)

應(yīng)在混合料的最佳含水量或略大于最佳含水量時(shí)立即進(jìn)行碾壓。碾壓應(yīng)遵循先輕后重、先慢后快、從低到高的原則。首先用第一臺(tái)XS202 型振動(dòng)壓路機(jī)在路基全寬內(nèi)進(jìn)行靜壓1～2 遍初壓；其次用第二臺(tái)XS202型振動(dòng)碾壓2 遍和XP261 輪胎壓路機(jī)碾壓2～3 遍復(fù)壓；再次用第一臺(tái)XS202 壓路機(jī)關(guān)閉振動(dòng)碾壓1～2 遍收光，以消除輪跡為準(zhǔn)。初壓、復(fù)壓、終壓作業(yè)密切銜接配合。對(duì)于碾壓不到的地方用小型平板式振動(dòng)器施振密實(shí)。兩工作段的接縫處理采用搭接施工，保證銜接處的平整度。輾壓過程中的質(zhì)量控制點(diǎn)主要有：平整度、邊部壓實(shí)、局部離析。

碾壓貧混凝土基層施工時(shí)，由于施工機(jī)械難以到達(dá)邊部，造成邊部難以壓實(shí)，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。出現(xiàn)此問題時(shí)，可以采取以下幾種方式處理∶

(1)邊部加設(shè)鋼模，利用手扶振動(dòng)壓路機(jī)處理；

(2)邊部利用手夯壓實(shí)；

(3)提高拌和物含水率。

2.3 養(yǎng)生、切縫、灌縫、交通管制

待水泥終凝時(shí)采用土工膜養(yǎng)生，保持養(yǎng)生期間長期濕潤。按《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》 (JTG F30-2014)要求進(jìn)行切縫。鋪筑完成后做好交通管制工作，在已攤鋪完成的路面上安上禁止通行等交通標(biāo)志牌，嚴(yán)禁外來車輛通行。

3 碾壓式混凝土檢測(cè)結(jié)果

本次從施工前、中、后的關(guān)鍵試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)碾壓混凝土成品后進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)以蚶江互通收費(fèi)站C15 碾壓混凝土基層施工為例。

3.1 施工前檢測(cè)

施工前抽檢碾壓混凝土材料進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 后的碾壓混凝土平均抗壓強(qiáng)度達(dá)到22.1MPa，符合設(shè)計(jì)15MPa 的要求。

3.2 施工中檢測(cè)

施工過程中對(duì)碾壓混凝土用3m 直尺進(jìn)行平整度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表3，均符合規(guī)范要求。

表3 基層平整度檢測(cè)結(jié)果

3.3 施工后檢測(cè)

施工過程后，成品養(yǎng)護(hù)28d 后進(jìn)行取芯，并開展壓實(shí)度、孔隙率試驗(yàn)，試驗(yàn)方法采用瀝青混凝土的理論密度及水中試驗(yàn)法，試驗(yàn)結(jié)果詳見下表4。

表4 基層取芯試驗(yàn)結(jié)果

本次碾壓式混凝土基層的芯樣外觀較密實(shí)，表面空隙較少，壓實(shí)度均達(dá)到了97%以上。通過試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，C15 碾壓混凝土基層各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求，并對(duì)蚶江互通收費(fèi)站C15 碾壓混凝土基層施工的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果召開了首例評(píng)審會(huì)議，會(huì)議確定了該施工方法的可行性，但在今后的施工中要注意以下幾點(diǎn)：

(1)要保證拌和站的性能穩(wěn)定，加強(qiáng)拌和樓的用水量控制；

(2)在碾壓過程中避免出現(xiàn)“泌水”的現(xiàn)象；

(3)加強(qiáng)施工管理控制和設(shè)備的投入，同時(shí)運(yùn)輸線路要提前規(guī)劃，保證暢通，以盡快將拌成的混合料運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)，并且車上的混合料應(yīng)該覆蓋，減少水分損失；

(4)同時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車，應(yīng)保證表面不受破壞。

4 結(jié)論

該碾壓式混凝土具有承載能力高、抵抗和調(diào)節(jié)不均勻沉降能力強(qiáng)、收縮小、成本低、施工速度快等特點(diǎn)，另外它與水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石等常用半剛性基層材料相比，具有較高的強(qiáng)度、剛度和整體性、抗沖刷性和抗凍性能，非常適合重交通的路面基層工程，但有別于常規(guī)混凝土的施工，需要從多個(gè)方面對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制。特別是在施工中水的摻量對(duì)碾壓混凝土的壓實(shí)效果影響很大，為了更好控制最佳含水量，在施工過程中我們主要是：①對(duì)原材料含水率進(jìn)行試驗(yàn)控制，保證原材料的含水率相對(duì)穩(wěn)定，特別是細(xì)集料使其保持干燥度；②在拌合過程中根據(jù)運(yùn)距和天氣適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)含水率使其略高于最佳含水量，運(yùn)輸過程中必須全程遮蓋篷布防止水分蒸發(fā)；③在施工過程配置灑水車對(duì)表面風(fēng)干或局部碾壓段含水量偏小時(shí)進(jìn)行均勻噴灑，調(diào)節(jié)含水量。另外碾壓混凝土基層現(xiàn)場(chǎng)施工情況一般都相當(dāng)復(fù)雜，本文只是從原料，混凝土攪拌，運(yùn)輸以及最后的攤鋪和輾壓進(jìn)行了闡述。實(shí)際應(yīng)用中，還必須考慮裂紋，接縫及養(yǎng)生，碾壓方式等對(duì)混凝土質(zhì)量有較大影響的因素。