混凝土路面翻砂預(yù)防措施研究

（中國水利水電第九工程局有限公司，貴州 貴陽 550081）

一、工程概況

遵義市“十三五”農(nóng)村公路“建養(yǎng)一體化”綏陽縣工程，主要以等外級公路為主，路基標準橫斷面布置為：0.5m（加固路肩）+3.5m（路面鋪筑寬度）+0.5m（加固路肩），路肩路面均采用C30 混凝土澆筑，路肩結(jié)構(gòu)尺寸為50cm×24cm，路面結(jié)構(gòu)層為6cm 厚填隙碎石層+18cm 厚混凝土面層。

二、翻砂原因分析

在施工過程中，由于未全面掌握現(xiàn)場實際生產(chǎn)條件，受混凝土施工過程中質(zhì)量管控及成品保護等因素影響，路面混凝土可能發(fā)生翻砂現(xiàn)象。通過對本工程施工過程數(shù)據(jù)分析，砂石料質(zhì)量、水灰比、養(yǎng)生過程是造成路面翻砂的主要原因，此外，混凝土振搗、收面及半成品保護等也是是否翻砂的影響因素。結(jié)合施工過程中已收集的數(shù)據(jù)，通過對路面施工數(shù)據(jù)進行分析如下表所示。

表1 施工過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表（部分）

（一）水灰比

水灰比過大是造成混凝土路面翻砂的主要原因之一，水灰比的大小直接影響混凝土的強度。水灰比過大時，混凝土中多余的游離水分的蒸發(fā)，在水泥漿面層產(chǎn)生過多毛細孔，降低了密實性，降低了混凝土面層的強度，易引起翻砂。另外，表面水分過多，混凝土面層抹壓修光時間延長，甚至有可能超過水泥的終凝時間，造成施工地面質(zhì)量無法保證。此外，水灰比過大易造成混凝土拌合物在運輸、施工過程中漏漿、泌水等現(xiàn)象。

造成水灰比過大的原因有多種，包括未按規(guī)定設(shè)置稱量系統(tǒng)、未根據(jù)集料含水率對拌合用水量進行調(diào)整，甚至存在施工班組無視設(shè)計配合比，擅自將用水量增加，便于澆筑時攤鋪平倉的現(xiàn)象。

（二）集料質(zhì)量

綏陽縣內(nèi)全部為機制山砂，一般料場開采區(qū)域內(nèi)含多種巖體類型、風(fēng)化程度各不相同的巖體，部分母材強度及破碎指標不能夠滿足規(guī)范要求。加之喀斯特地貌作用下巖體溝壑較深，內(nèi)部填充大量的泥層。在砂石生產(chǎn)過程中，如對泥層和風(fēng)化巖體清理不完全，極易導(dǎo)致細集料石粉含量、細度模數(shù)及粗集料含泥量、壓碎指標等出現(xiàn)不滿足規(guī)范要求的情況。

砂石料中含泥量超標，所含粘土?xí)囝w粒，延緩及阻礙水泥的水化及混凝土的凝結(jié)，造成水泥與集料粘結(jié)力減弱，直接影響拌合混凝土強度，降低了混凝土道路表面的耐磨性，造成道路通車一段時間后出現(xiàn)翻砂現(xiàn)象。壓碎指標代表著碎石料的強度，碎石壓碎指標不合格會造成拌合出來的混凝土抗壓強度不足，通車后易造成路面磨損起粉。

（三）混凝土振搗

規(guī)范明確要求，混凝土振搗以混凝土表面無氣泡冒出，混合料不再下沉，表面泛漿為結(jié)束。但在項目部管理人員現(xiàn)場巡視過程中，發(fā)現(xiàn)部分道路作業(yè)人員操作無規(guī)程，比較隨意。一般先由插入式振搗器振搗至混凝土內(nèi)部密實后，在由平板振動器及震動梁振搗至表面大致平整。在平板振動器及震動梁振搗過程中，由于操作人員隨意性較大，為便于后期抹面，常出現(xiàn)象過振現(xiàn)象，致使混凝土表面泌水，表面水灰比增大，混凝土表面強度降低，易出現(xiàn)翻砂現(xiàn)象。

（四）收面時間

如路面收面過早，此時水泥水化作用剛剛開始，凝膠尚未全部形成，游離水分較多，表面會出現(xiàn)水光，易造成表面水灰比過大。如收面過遲，水泥已經(jīng)終凝硬化，此時收面操作困難，且會破壞已經(jīng)硬結(jié)的表面，從而造成表面翻砂。

（五）養(yǎng)護

養(yǎng)護不當是造成混凝土路面翻砂的主要原因之一。規(guī)范要求在路面澆筑完成混凝土終凝后及時進行養(yǎng)護。但部分班組為圖方便，在每日澆筑結(jié)束后，即對當日完成路段全部覆蓋灑水保濕養(yǎng)護。此時，存在后澆筑路段的混凝土還未終凝，灑水造成表面水灰比增大，混凝土強度降低。或者出現(xiàn)在高溫施工期間，暴露在陽光下的混凝土未及時得到覆蓋保濕，造成表面水分蒸發(fā)，水泥水化不完全，表面強度降低的現(xiàn)象。部分道路在低溫施工期間，未對澆筑完成的路段進行覆蓋保溫養(yǎng)護，造成混凝土受凍損影響強度。此外，個別道路沿線群眾較多，路面施工完成后或施工過程中未按規(guī)范要求養(yǎng)生足夠時間，即開始通車，造成混凝土表面強度受損，從而產(chǎn)生翻砂現(xiàn)象。

在雨季施工過程中，個別工作面未準備覆蓋遮雨工具，造成新澆筑路面混凝土被雨水沖刷、浸泡，或造成表面水灰比增加，強度降低，也是發(fā)生翻砂的原因之一。

三、翻砂預(yù)防措施

（一）配合比設(shè)計

本項目初期試驗室出具的配合比水灰比為0.53，現(xiàn)場實際應(yīng)用過程中效果不佳。為確定適合本項目的水灰比，確保路面施工質(zhì)量，項目部考慮減小水灰比，以改善混凝土泌水、漏漿的現(xiàn)象。在不改變水泥用量的情況下，通過多次試配試驗，并對現(xiàn)場試拌混凝土進行取樣檢測，確定了最佳水灰比，如下表所示。

表2 水灰比調(diào)整試驗參數(shù)表

在水泥用量不變條件下，降低水灰比，塌落度減小，稠度將增大，拌合物的流動性將隨之減小，但有效改善了混凝土的黏聚性和保水性。

根據(jù)水灰比調(diào)整結(jié)果確定的設(shè)計配合比如下表所示。

表2-10 設(shè)計配合比

施工前，定期測定砂石料實際含水率，對設(shè)計配合比用水量進行調(diào)整，調(diào)整公式如下：

拌合用水量=201-含水率×堆積密度

（二）原材料控制

在料場選擇時，必須取樣對母材抗壓強度進行檢測，母材抗壓強度不低于70MPa，避免因母材強度不足造成生產(chǎn)的集料石粉含量、壓碎指標不滿足要求。在料場開采過程中，對覆蓋層及風(fēng)化、破碎的巖層清理干凈，避免進入破碎機。對篩分孔進行檢查，確定是否滿足級配、粒徑要求。拌制混凝土使用的水泥進場抽檢強度、安定性符合規(guī)范要求，禁止使用受潮、結(jié)塊的水泥。

（三）拌和站工藝

改進拌和站稱量系統(tǒng)，增設(shè)流量計，精確控制每盤拌合的混凝土量，定量控制水灰比，保持在0.49。在每條道路混凝土工程正式開工前，由項目工程技術(shù)部、質(zhì)量管理部及設(shè)備物資部聯(lián)合對混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)進行檢查，是否滿足精確控制各原材料參比，查看設(shè)備說明書及檢定證書，由工程技術(shù)部對混凝土配合比及拌合要求進行交底、指導(dǎo)。混凝土拌合時間不低于60s，避免攪拌不均勻?qū)е禄覞{分離。

（四）運輸過程

采用罐車運輸混凝土，混凝土從拌合出料至運輸?shù)絺}面澆筑時間不得超過1 小時，不滿足要求時可考慮摻入緩凝劑。為避免骨料分離，要求卸料高度不超過2m，否則，應(yīng)采用溜槽進行卸料。如運輸條件受限，只能采用自卸汽車進行混凝土運輸時，必須先對車廂縫隙進行密閉，確保運輸過程中漿液損失小，在運輸至現(xiàn)場后，對拌合物塌落度進行檢測，滿足要求才能入倉澆筑。

（五）平倉振搗

對于邊角的部分，應(yīng)先用插入式振搗器按順序振搗，再用振搗梁縱橫交錯托振。振搗器在每一位置振搗的持續(xù)時間，以拌合物停止下沉、不再冒氣泡并泛出水泥砂漿為準，并不宜過振。使用振動梁振實路面時，振動梁應(yīng)具有足夠的強度和質(zhì)量。振動梁應(yīng)垂直路面中心線沿縱向拖行，拖行速度不得低于1m/min，往返2-3 遍，使表面翻漿均勻平整。

（六）收面

在路面混凝土澆筑過程中，及時對應(yīng)完成的道路進行收面。當混凝土振搗完成后，用抹光機對表面進行磨平，再用鐵抹子或木抹子在混凝土表面反復(fù)壓抹，直到達到工程所需表面光潔要求。在初凝前半個小時，進行第二次收面，確保路面平整。初凝后禁止再進行收面工作，否則，容易破壞表面整體性，易造成表秒破碎、剝落。

（七）養(yǎng)護

因地制宜，選擇合適的養(yǎng)護方法。夏季水分蒸發(fā)較快，宜選擇灑水保濕養(yǎng)護，并以草簾覆蓋，加強保水，減小水分流失，每日灑水2～3 遍，灑水量不宜過大，以草簾等覆蓋物隨時保持濕潤為最佳。由于本地區(qū)道路多在山區(qū)，冬季氣溫較低，且常有霧氣、露水，可不灑水，只需對混凝土路面進行覆蓋保溫，避免凍損。在冬季氣溫低于5℃后，禁止灑水養(yǎng)護，避免表面結(jié)冰影響強度發(fā)展。雨季施工時，現(xiàn)場需要常備塑料薄膜，在下雨前對未終凝的路面進行遮擋。混凝土養(yǎng)護在水泥終凝后立即開始，至少養(yǎng)護14 天時間。在混凝土達到設(shè)計齡期前，對道路交通進行控制，不允許車輛通行。

四、預(yù)防成效

目前混凝土路面翻砂預(yù)防措施研究成果，已在綏陽縣開工建設(shè)的115 條農(nóng)村公路上進行了應(yīng)用，在不增加施工成本的前提下，通過加強施工管理與檢測，將路面翻砂占已施工路面比例從原6%下降至1%，使路面外觀質(zhì)量、強度及耐久性都得以提升，效果良好。

五、效益分析

通過混凝土路面翻砂預(yù)防措施研究，能夠有效降低混凝土路面翻砂現(xiàn)象，提高道路使用壽命，避免反復(fù)進行缺陷修補，減小因缺陷修補造成的交通壓力，節(jié)約社會資源。

根據(jù)合同單價，18cm 厚C30 混凝土路面單價為65 元/m2。根據(jù)缺陷修補方案，對路面翻砂的情況需加鋪10cm 厚C30 混凝土，處理成本約36.1 元/m2。平均每公里道路可節(jié)省翻砂處理費用6317 元。

六、總結(jié)

通過對遵義市“十三五”農(nóng)村公路“建養(yǎng)一體化”服務(wù)ZY3 標綏陽縣工程施工過程分析，找出了導(dǎo)致本項目路面翻砂的原因。通過采取相應(yīng)預(yù)防措施對施工過程進行控制，能夠有效降低混凝土路面翻砂率，節(jié)省后期質(zhì)量缺陷處理成本，提高混凝土耐久性，延長道路使用壽命。對今后其他農(nóng)村公路路面混凝土施工，可提供借鑒。