公路薄层水泥混凝土路面施工技术.pdf

总663期2023年第33期（11月 下）1 工程概况某公路工程为四级公路，位于农村地区，公路建设资金较少。在考虑本地区交通量、气候特点、常见路面病害等因素的基础上，确定路面结构为水泥混凝土路面+水泥稳定碎石+土基，水泥混凝土板厚为 16cm，板长为4 m，板宽为3.5 m，基层厚16 cm。与一般四级公路水泥混凝土路面厚度20 cm，级配碎石基层18cm相比，本工程采用薄层水泥混凝土路面施工技术，并严格落实路面施工质量控制措施。2 公路薄层水泥混凝土路面施工技术2.1 农村公路路面病害分析2.1.1 路面病害类型本工程施工前，调查农村地区中等及以下交通量的已建成通车道路病害情况，为本工程水泥混凝土路面施工方案的制定提供依据，最大程度减少路面病害发生。常见的典型病害包括以下类型：1）坑槽。路面出现龟裂、材料松散后，水分渗入面层内部和基层造成破坏，逐步形成坑槽。产生坑槽的原因包括：半刚性基层强度不合格；公路施工后养护不到位，出现裂缝。2）裂缝。路面出现横向和纵向裂缝，横向裂缝产生原因为半刚性基层发生温度收缩裂缝；纵向裂缝产生原因为路面加宽处碾压密实度不足。3）断板。路面断板产生原因为混凝土板过薄，长期受中等交通量和行车荷载作用破坏路面板结构稳定性1；路面板受水分渗入影响，导致基层内部被水分冲刷而掏空，使得路面板缺少基层支撑而产生断板。2.1.2 路面病害预防措施在本工程施工中根据常见路面病害及其成因，采取有效预防措施。1）坑槽病害预防。施工时在规定的气温条件下摊铺碾压水泥混凝土，保证路面压实度达到设计要求；做好路面排水工作，避免雨水渗入基层；处理基层软弱层，采用水稳碎石基层，提高路基强度。2）裂缝病害预防。根据试验路段铺筑情况以及技术规范要求确定面层厚度范围；根据混合料配合比设计拌和材料，控制水泥用量，在保证基层充分压实的情况下铺筑面层，基层不得出现裂缝。3）断板病害预防。根据设计要求控制水泥混凝土材料质量，不得出现偷工减料情况；加强水泥混凝土板接缝处理，提高接缝处的防水能力，设置排水设施快速排出雨水，避免雨水从接缝处渗入基层引发断板2。2.2 薄层水泥混凝土路面施工方案本工程根据交通荷载、工程造价、路基条件和路面性能等方面要求确定路面结构，明确面层、基层、底基层、垫层、路基以及接缝的施工方案和施工参数。2.2.1 面层本工程为农村公路，要求面层具有良好的抗滑性、耐磨性、耐久性和平整度。一般四级公路面层厚度为20 cm，因本工程的建设资金有限，需采用薄层路面设计，通过研究路面层厚与平面尺寸的关系，推荐四级公路薄层路面厚度在1018 cm较为合理。农村公路交通量相对较小，属于中等或轻等交通量，水泥混凝土的弯拉强度标准值为4.5 MPa或4.0 MPa，综合考虑交通量因素，确定本工程面层厚度为16 cm。2.2.2 基层和底基层1）本工程所在地降雨量较大，要求公路基层和底基层具有良好的抗冲刷能力。在保证基层满足交通荷载的情况下，为节省建筑材料、控制施工成本，可不设置底基层，推荐基层厚度在1520 cm。本工程采用厚度16 cm的水稳碎石基层，充分利用本地区周边丰富的水泥、河砂、砾石等材料，基层两侧要宽于面层两侧30 cm以上3。收稿日期：2023-02-26作者简介：寇姿姿（1989），女，工程师，从事公路施工工作。公路薄层水泥混凝土路面施工技术寇姿姿（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 038000）摘要：通过研究某农村公路项目，分析了薄层水泥混凝土路面施工技术的应用。研究表明，在公路工程建设中采用16 cm厚的薄层水泥土路面施工方案，并规范实施施工准备、安装模板、混凝土拌和、摊铺、碾压、养生等施工工序，全面落实施工质量控制措施可进一步提升水泥混凝土路面施工质量。关键词：薄层水泥混凝土；路面施工技术；混凝土养生中图分类号：U416.2文献标识码：B70交通世界TRANSPOWORLD2）结合工程所在地建筑材料供给情况，采用水泥稳定碎石基层，集料最大粒径为 26.5 mm，小于 0.075mm的颗粒含量控制在5%以内，小于4.75 mm的颗粒含量控制在50%以内；集料液限不得超过28%，塑性指数不得超过5；水泥剂量为4%。2.2.3 垫层对部分水文地质条件不良的路段且路床土湿度较大时，需设排水垫层。垫层宽度与路基宽度相同，采用碎石、砂砾作为垫层材料，保持垫层水稳定性，厚度超过15 cm。2.2.4 路基路基是路面结构的支撑部位，采用粗粒土结合料作为路床填料，满足中等及其以下荷载等级的交通要求；在接近地下水位的部位，采用设置排水沟、换填材料等处理措施。2.2.5 接缝1）纵向接缝。纵向接缝间距在25 m，根据路面宽度、硬路肩宽度、行车道宽度确定本工程纵向接缝间距；当一次摊铺宽度小于路面宽度，或一次摊铺宽度超过4.5 m时，需设置纵向接缝，保证纵向接缝平行于路面中线4。2）横向接缝。每日水泥混凝土摊铺结束，或施工过程中因特殊情况中断施工时，需设置横向接缝，接缝位置为胀缝或缩缝处；本工程公路的交通荷载为中等及以下，无需在横向接缝处设置传力杆。3）交叉口接缝。在两条道路处于正交的情况下，需保证每条道路纵向接缝的连贯性，横向接缝位置要根据纵向接缝间距适当调整，保持纵向接缝与横向接缝垂直相交，无错位现象；在两条道路处于斜交的情况下，需保持每条道路纵向接缝的连贯性，横向接缝位置根据次要道路纵向接缝的间距适当调整，连接次要道路的纵向接缝；合理布置路面加宽部位的接缝，避免出现锐角板和错缝5。2.3 薄层水泥混凝土路面施工技术2.3.1 施工准备1）施工机械准备。本工程施工与普通水泥路面施工的机械配置基本一致，主要包括：1 台连续式拌和楼；1台中联重科多功能摊铺机；4台10 t自卸汽车；1台振动压路机；1台洒水车。2）建设搅拌场。在本工程摊铺路段的中间位置建设混凝土搅拌场，合理布置搅拌场，建设供水、供电系统，硬化处理场地，满足原材料储运和混凝土运输要求。3）维修路面基层。在铺筑水泥混凝土面板前，检查路面基层破损情况，对已发生纵横向断裂、隆起等路面基层病害的部位，采取修复措施，清除基层上挤碎、空鼓的部位，重新铺筑与原路面相同的基层材料，设胀缝板横向隔断，上下对齐路面胀缝与胀缝板。2.3.2 安装模板1）采用符合设计要求刚度的钢模板，根据混凝土板厚度确定钢模板高度；在基层立模前安装模板，测量放样摊铺位置，中心桩的间距为20 m，临时水准点的间距为100 m，对面板施工模板、路面标高进行核对，控制测量放样的偏差，不得超过规范要求的允许偏差6。2）在模板两侧固定模板，打入钢钎，内侧、外侧间距分别为1.5 m、1.0 m；在平面交叉口和弯道边缘部位，适当加密间距，为0.5 m。3）稳固安装模板，安装后检查模板是否平整、顺直，要求相邻模板保持平顺，不得出现前后模板错茬或错台现象；用水泥砂浆填塞局部模板板底与基层的空隙。2.3.3 混凝土拌和1）采用拌和机搅拌混凝土，根据施工现场与运输距离确定搅拌站的位置，拌和机容量为30 m/h；在拌和过程中，按照天然砂砾石碎石和水泥水的顺序装料搅拌，拌和时长为2.5min。2）根据气候条件、天气变化以及沙石含水量实测值确定生产配合比，控制各种材料的用量；根据设计规定，水泥用量允许偏差为2%，粗细集料用量允许偏差为3%，水用量允许偏差为2%。3）在拌和过程中测定原材料温度、坍落度损失率等指标，拌和物出料温度为1035。拌和物质量检测要求如下：水灰比，每5 000 m检测1次，当拌和物出现表观变化时立即检测水灰比；坍落度，每工班检测3次，允许偏差不得超过10 mm；视密度，每工班检测1次，允许偏差不得超过2%；凝结时间，每工班检测1次，在气温出现明显变化时增加检测频次7。2.3.4 混凝土摊铺在摊铺宽度较大的路段采用摊铺机一次摊铺成型水泥混凝土路面，控制混合料离析；对部分宽度较小的路段，采用人工摊铺方式；相邻段摊铺混合料施工作业间隔时长控制在25 min以内。2.3.5 碾压1）碾压机械选用振动压路机、光轮压路机，碾压方式为静压+弱振+静压，根据试验路段的实际情况确定碾压组合方式和遍数。2）试验路段采用18 t光轮压路机静压1遍，再用振动压路机弱振1遍，最后用光轮压路机静压1遍。检查碾压后的混合料是否存在明显轮迹，用光轮压路机收光1遍，消除轮迹。3）在碾压施工中，保持路面层湿润，从道路两边向中心碾压，碾压速度由慢到快。4）为避免水泥混凝土在碾压施工期间因水分蒸发过快而发生混合料松散现象，需将塑料薄膜覆盖道路71总663期2023年第33期（11月 下）表面；不允许在尚未成型的水泥混凝土路面上进行压路机掉头或急刹车操作，避免混合料结构受到破坏。5）在摊铺完毕一个作业段后，铺设土工织物用于养生，延缓水分蒸发速度，避免出现混合料松散。2.3.6 养生1）在碾压结束后检测水泥混凝土路面的标高、压实度、平整度、厚度等指标，检测合格后进入养生阶段；在已碾压成型的路面上覆盖土工织物、草席、粗麻袋等材料，减少水分蒸发，保持路面表层湿润，促使水泥充分水化。2）根据天气情况确定养生洒水次数，养生时间不少于7d，避免养护期间出现路表面层干燥现象；观察养生情况，如果塑料薄膜底面存有水汽，则表明混合料内含水量充足，不用再洒水。3）在水泥混凝土路面养生期间仅允许洒水车通行，禁止其他车辆通行，避免对路面结构以及塑料薄膜造成破坏，防止养生期间雨水渗入路面8。2.4 施工质量控制2.4.1 落实质量控制体系1）在水泥混凝土路面施工过程中，要严格把控施工质量，及时解决施工中出现的问题；建立健全施工质量检测体系、施工质量管理制度以及施工质量保证体系。2）根据本工程路面施工要求制定人员配置计划和质检仪器配置计划，保证各道施工工序均有充足的检测人员和先进的质检仪器完成质量检查与评定工作，保证施工质量始终处于可控状态。3）在正式施工前做好施工准备工作，试铺路段，根据试铺情况确定各项施工参数。2.4.2 施工质量检查1）在施工过程中，施工单位要做好质量自检工作，当发现异常情况时，分析异常情况原因，及时处理质量问题。2）在施工机械作业前，检查摊铺机、压路机、整平机、切缝机等各类机械的技术状况，保证机械作业质量的稳定性。3）水泥混凝土路面要将平整度、弯拉强度和水泥板厚作为重点检查项目，确定检测频率，要求各项检查项目均符合交工验收质量评定标准；在平整度检测中，采用3m直尺进行检测；在弯拉强度检测中，对拌和物随机取样，测定弯拉强度平均值、最小值以及变异系数，将其作为评定混凝土强度的依据；在板厚检测中，测定行车道横坡低侧面板厚度和厚度平均值。2.4.3 路面铺筑质量检测指标本工程水泥混凝土路面施工质量验收需满足以下要求：板厚度极值不小于-10 mm，代表值不小于-5mm；平整度允许偏差不超过5 mm，且所有检测点的合格率大于90%；相邻板高差不得超过3 mm；接缝顺直度不得超过10 mm；连接相邻纵缝高度平均值不得超过5 mm，极值不得超过5 mm；中线平面偏位不得超过20mm；路面宽度允许偏差不得超过20 mm；纵断面高程允许偏差不得超过15 mm；横坡率允许偏差不得超过0.25%；路缘石顺直度允许偏差不得超过20 mm；灌缝饱满度允许偏差不得超过3 mm；切缝深度允许偏差不得超过50 mm；胀缝板连浆不超过30 mm；胀缝板倾斜不超过25 mm。2.4.4 试验路段性能观测本工程试验路段完工后跟踪观测路面使用性能，公路交通量为中等交通量，根据跟踪观测结果表明，路面平整度符合设计要求，路面病害较少，行车质量较高，说明公路薄层水泥混凝土路面施工技术适用于中等交通量及其以下的公路工程建设，能够有效改善当地交通出行水平。3 结束语农村公路建设要结合当地材料资源情况、建设资金数额以及交通量要求确定路面施工方案，合理采用厚度为16 cm的薄层水泥混凝土路面结构，降低施工成本，确保路面满足中等及其以下交通量的要求。在薄层水泥混凝土路面施工中，要严格落实施工质量控制措施，要求水泥混凝土材料符合质量检测标准，从而提高农村公路工程的经济效益。参考文献：1 邸旨凡.农村公路薄层水泥混凝土路面施工技术J.科学技术创新，2020（10）：82-83.2 韩瑞民，弥海晨.农村公路薄层水泥混凝土路面的施工技术J.交通科技，2006（4）：34-37.3 吉月明.公路旧水泥混凝土路面薄层沥青罩面施工技术J.中华建设，2020（33）：160-161.4 姚国艳.高速公路收费站超强水泥混凝土薄层罩面技术浅探J.建筑与装饰，2021（28）：167-170.5 李永睿.浅谈公路薄层水泥混凝土路面修复施工技术J.价值工程，2016（10）：151-153.6 王晓刚，陈海峰.农村公路薄层水泥混凝土路面合理结构组合研究J.大众科技，2014（8）：49-50.7 苏卫国，孙浩.旧水泥混凝土路面直接加铺薄层沥青罩面方案选择分析J.公路工程，2015（2）：169-173.8 唐寻，杨和礼.薄层水泥混凝土修补破损路面的方法研究J.混凝土，2007（9）：95-97.72