論市政道路工程水泥路面施工變異控制措施

施 娟

福建省融旗建筑工程有限公司

1 引言

在具體工程中，混凝土材料性能的變異是無法徹底避免的，為了保證混凝土結構的施工質量，在具體施工過程中，只能通過各種措施以最大程度降低混凝土材料性能的變異量，從而保證混凝土材料的性能滿足設計及規范要求。

2 原材料質量要求

（1）混凝土材料變異控制初步要求：第一，做好原材料的進場質控，增加原材料遴選環節，做好質量的全面把關；第二，在原材料進場前，應對不同材料的不同批次進行抽檢，保證抽檢產品的合格率滿足最低要求；第三，在原材料進場的各項抽檢、質控實踐中，應嚴格按照規范要求進行，保證各項動作的合規性；（2）應該認識到，原材料自身性能、不同原材料的組合及原材料存放等因素均會影響混凝土材料的變異性，因此，在工程實踐中，應尤其注意因原材料質量、原材料組合及原材料存放等因素誘發的變異性問題。

2.1 水泥

（1）為了控制水泥路基路面的水化熱規模，減少水化熱對路基路面的不良影響，公路工程中，應盡可能控制水泥混凝土的水膠比，建議使用硅酸鹽水泥材料，或可添加粉煤灰或各類礦料優化混凝土的配合比指標；（2）通過雷氏法評價水泥材料的安定性指標，為了保證水泥原材料的安定性，應使用旋窯生產的水泥；（3）為了避免水泥變質、結塊，應保證存儲區域的清潔干燥，合理判定施工進度，分批次調配水泥進場，嚴格控制水泥存儲時間和存儲方式，杜絕人為因素導致的水泥受潮變質；（4）混凝土拌和前應控制骨料溫度，在夏季炎熱天氣條件下，可通過噴淋、遮陽等當時冷卻骨料，避免骨料高溫對其自身性能產生的不良影響，確保骨料溫度達到設計要求后，方可進行混凝土拌和作業；（5）所選用的水泥材料的初凝時間不應少于1.5小時，終凝時間不應少于10小時。

2.2 粗集料

（1）混凝土粗集料選擇應遵循清潔、高硬度、耐久性良好等原則，可優先選用卵石、機制碎石等石料；（2）粗集料的吸水能力高低,直接影響到混凝土的強度，應將粗骨料的吸水率控制在3%以內；（3）粗集料級配設計應遵循規范要求，保證不同粒徑集料的級配級數控制在2～3 內；（4）嚴格控制粗集料的含泥量，且含泥量指標應根據混凝土強度等級的不同略有調整，譬如，強度等級為C60的混凝土的含泥量不應大于3.5%。

2.3 天然砂

（1）砂應選擇硬度高、表面清潔且耐久性良好的河砂；（2）若選用機制砂，則應嚴格控制母材的指標，選用硬度高、吸水性低且表面清潔的母材；以保證所拌和水泥混凝土材料的質量。由于粗細集料在干燥狀態下的水膠比明顯高于潮濕狀態，因此，必須嚴控集料中的粉體含量，保證粉體含量不大于2%。

2.4 外加劑

（1）公路施工用水泥混凝土拌和過程中應使用高效減水劑，以保證減水效果，禁止使用低濃度β-萘磺酸鹽型甲醛減水劑；（2）為了檢驗減水劑的效果，在大規模拌和前，應進行試拌，以明確水泥材料與減水劑之間的匹配性；（3）在添加減水劑的同時應添加一定比例的引氣劑，引氣劑可控制混凝土表面泌水的張力，且具備較高的分散能力，在拌和過程中可連續生成大量泡沫，對拌和均勻性的促進效果顯著；（4）減水劑、引氣劑等各類外加劑的添加量應控制在6%以下。

3 混凝土拌和均勻性及運輸控制措施

3.1 攪拌設備及生產能力

（1）公路用水泥混凝土應使用強制式拌和機械拌和，以保證拌和的均勻性和有效性，若現場技術條件允許，盡量選用雙臥式強制拌和機械。

（2）為了滿足集料及礦物添加料的分級計量，應配套數量足夠的集料倉和水泥倉，以滿足拌和需求。

（3）水泥混凝土拌和站生產能力計算公式詳見下式：

式中：

M——拌和站的生產能力（m3/h）；

b——有效寬度（m）；

Vt——攤鋪速率（m/min）（≧1m/min）；

h——板厚（m）；

μ——拌和站可靠性指標，1.2～1.5。

為了滿足現場攤鋪作業的連續要求，應根據當天的攤鋪作業量確定拌和生產量，拌和生產量應適當大于攤鋪預估量。

（4）拌和機械數量應控制在2～4 臺，此外，為了減緩拌和參數與拌和機械數量之間的不匹配性，應保證全部拌和機械的型號參數相一致。

3.2 攪拌工藝參數

（1）含水率穩定且均勻是拌和是否達標的重要標志，為了保證拌和達標，可提前噴淋各類集料；（2）各組分投料次序如下：粗集料-細集料-水泥，若添加除水泥外的其他膠凝材料，應與水泥同時添加；（3）根據拌和葉片的行程和混合次數明確具體的拌和時長，干拌和時間不能少于35s，濕拌和時間則不能少于25s；（4）若需添加減水劑或引氣劑等外加劑時，拌和時間應根據所添加的外加劑類型適當增減。通常情況下，添加減水劑或緩凝劑后，拌和時間應在原基礎上增加20%，添加引氣劑后，拌和時間應在原基礎上增加10%；（5）若需添加除水泥以外的膠凝材料，拌和時間也應適當延長，最低延長時間不低于原時間的20%。

3.3 拌和物均勻性控制

（1）水泥混凝土中的粗集料變異性指標需在攤鋪完成后根據混合料中粗集料含量、拌和機械出料等參數綜合確定。具體計算公式詳見下式：

式中：

Ve,G——粗集料含量變異性（%）；

Gmax——粗集料含量試驗值（Max）kg/m3；

Gmin——粗集料含量試驗值（Min）kg/m3。

上式2.2 可清晰地反饋出混凝土含砂率及級配指標的變化情況。

（2）含砂率及水膠比控制下的穩定性指標測定，也應在攤鋪完成后進行，根據混合料中的砂漿表觀密度、拌和機械出料等參數綜合判定，混合料中砂漿表觀密度變異性指標計算公式詳見下式：

式中：

Ve,ρm——混合料中砂漿表觀密度變異性（%）；

ρ

m,max——混合料中砂漿表觀密度試驗值（Max）kg/m3；

ρm,min——混合料中砂漿表觀密度試驗值（Min）kg/m3。

以上指標可清晰地反饋出水泥混凝土路面的水膠比變化情況。攤鋪過程中的差異量不應超過1.0%，拌和機械出料口位置的混合料中的砂漿差異量不應超過0.8%。

3.4 裝卸料與運輸控制

（1）結合拌和站的生產效率和出料量情況，應配備具備3～5盤混合料裝運能力的載重車輛，載重車輛核載范圍應在10t～20t范圍內；（2）自卸車輛適合短途的混合料運輸，混凝土拌和車適合長距離運輸使用；（3）攤鋪機械應配套的運載車輛數量定量計算公式詳見下式；攤鋪現場應做好攤鋪機械與運輸車輛的協調配合，避免長時間等待或供料中斷導致的混合料離析、攤鋪接縫等問題；為了提高現場組織的科學性，可建立車輛排隊模型，給定車輛的行駛時間窗口。

式中：

N——運載車輛數量（臺）；

n——拌和機械數量（產能相同）；

S——單程運距（km）；

γc——拌和混凝土表觀密度（t/m3)；

m——拌和站生產效率（m3/h）；

Vq——運載車輛的行駛速率均值（km/h）；

gq——運載車輛的運量(t/臺)。

（4）最大運輸時長可結合攤鋪施工現場的水泥混凝土坍落度指標和坍落度損失情況確定。最長運輸時長上限應以損失后的坍落度滿足最低施工要求為準。表1給出了具體的控制標準。

表1 水泥混凝土運輸、攤鋪最長時長控制表

（5）水泥混凝土運輸車輛的行進速率應控制在10km/h～30km/h 范圍內。若使用滑模攤鋪，最大允許運距為20km，若使用三軸機械攤鋪，則最大允許運距不能超過15km。

4 混合料施工控制措施

（1）通過調整混合料進料處的基石，可保證滑模攤鋪過程中的高度。布料高度應以能夠完全埋沒水平式振搗棒為宜，且不能小于規范要求的松鋪系數。

（2）結合壓實要求，合理劃定攤鋪速率，攤鋪機械在作業過程中禁止隨意停機或加速，應保證整個攤鋪過程勻速平穩。

（3）若選擇間歇式振動模式，則每次振動長度則不能超過振動棒直徑的1.52 倍，且在任何情況下均應小于60cm，前后兩次振搗間隔應控制在15s～30s之間。

（4）如果攤鋪層厚度較小，建議使用梁式振搗機械施工，或可使用板式振搗機，當混合料表面無氣泡且沉陷基本完成時，可認為振搗完全。

5 結語

對于水泥混凝土路面結構而言，其運營質量直接受原材料質量影響，此外混合料拌和、運輸、攤鋪及壓實等施工環節對其質量的影響也較為顯著，如果任何一個環節控制不當，將導致水泥混凝土材料出現質量變異，進而影響其理化性能，最終影響后期的運營質量；因此，在水泥混凝土路面施工過程中，必須首要控制混凝土材料的變異問題，這對于保障水泥混凝土材料的質量具有重要意義。