道路工程露石水泥混凝土路面施工关键技术研究.pdf

交通世界TRANSPOWORLD0 引言水泥在道路工程项目中应用较为广泛。但在使用中发现，水泥混凝土的抗滑性能不足，容易引发交通事故。为有效解决这一问题，可采用露石水泥混凝土路面，这种路面通过露石剂使混凝土中的集料外露，可显著提升路面的抗滑性能。基于此，本文对道路工程露石水泥混凝土路面施工关键技术进行研究。1 工程概况某道路工程为二级公路，是当地重要的对外通道，随着地方经济的快速发展，该道路现已无法满足日益增长的车辆通行需要，改扩建势在必行。本次改造遵循经济性原则，不改变原线形。因交通量增大，加之重载和超载现象的增多，使路面抗滑性不足的缺陷随之暴露。为改变这一现状，在道路改扩建过程中，应运用露石水泥混凝土，以增强路面的抗滑性能。本文重点对道路工程露石水泥混凝土路面施工关键技术进行分析。2 道路工程露石水泥混凝土路面施工关键技术露石水泥混凝土是将水泥混凝土的拉毛、刻槽工艺改为露石工艺，在实际施工中，露石工艺直接关系到混凝土的路用性能，了解并掌握施工关键技术，是保证露石水泥混凝土路面整体质量的关键。2.1 喷洒露石剂2.1.1 选择露石剂露石剂是露石工艺中的关键，在选择过程中，要综合考虑多方面因素，确保所选的露石剂能够满足施工需要。常用的露石剂分为粉末状和液态两种，粉末状露石剂容易附着在新铺的混凝土表面，可在撒布后覆盖塑料膜，但由于需要以人工的方式撒布，会出现不均匀的情况，大规模施工要配备专用的撒布设备，容易引起扬尘，对周围环境造成污染。基于此，粉末状的露石剂已经很少使用。液态露石剂能够在一定压力下，经喷头使露石剂达到雾化的状态，可以更加均匀地喷洒于水泥混凝土表面，这种露石剂可通过简易的装置人工喷洒，也可借助小型的设备实现机械化喷洒，作业效率相对较高。液态露石剂由多种化学成分组成，可将这些成分归纳为两大类，一类是有效成分，另一类是辅助成分。本工程选用的液态露石剂具体的性能指标如下：固体含量12%，细度小于70 m，黏度为3050 s，密度大于1.0 g/cm，pH值为8.01。露石剂的黏度是最为重要的指标之一，直接关系着喷洒及雾化效果，黏度达到40s左右最佳。2.1.2 喷洒时间喷洒露石剂需要在水泥混凝土摊铺、振捣、抹面等工序完成后开展。混凝土抹面后，会在表面形成水膜，受到水膜的影响，露石剂与混凝土的附着效果会有所降低，甚至会出现露石剂流淌的状况，导致渗透深度及均匀性不足。为确保露石达到预期的效果，露石剂要均匀喷洒，以雾化的状态喷出，如混凝土的表面有水，则会导致水膜不均匀，影响露石的均匀度。在水膜没有完全消失的情况下喷洒露石剂，水会对露石剂产生一定的稀释作用，露石效果随之降低。露石剂的喷洒不宜过晚，如在抹面后较长时间喷洒露石剂，此时的混凝土已经达到初凝，硬化的表面会对露石剂的渗透效果造成影响，导致无法达到预期中的渗透深度，露石达不到要求。由于喷洒时间会受到作业环境的温湿度及风速的影响，因此，要结合现场实际情况，合理确定露石剂的喷洒时间。收稿日期：2023-06-15作者简介：董文政（1991），男，工程师，从事公路工程施工工作。道路工程露石水泥混凝土路面施工关键技术研究董文政（邢台路桥建设集团有限公司，河北 邢台 054000）摘要：以某道路工程实例为依托，对露石水泥混凝土路面施工关键技术进行研究。研究结果表明，在露石水泥混凝土路面施工中，应合理选择露石剂，并确定出最为适宜的喷洒时间，采取有效的喷洒方法，以此来确保露石剂的喷洒质量。同时，选取合理的刷洗方式，从而提高露石效果，保证施工质量。关键词：露石工艺；水泥混凝土路面；施工技术中图分类号：U416.1文献标识码：B97总658期2023年第28期（10月 上）2.1.3 喷洒方法本工程中选用的露石剂为液态产品，呈现为乳液状，具有一定的黏稠度，为使露石剂均匀喷洒在混凝土表面，要将乳液雾化。在工程中常用的雾化设备有：喷枪、液压装置（手动）、高压水枪、专用喷洒机。1）喷枪是由喷雾器提供压力，经塑料管将露石剂送至喷枪，利用空气压缩机，使露石剂达到雾化状态后喷出。喷枪能够调节雾化效果，操作较灵活，雾化效果好，但喷洒出的露石剂只能覆盖较小的面积，且速度慢、效率低，无法满足大规模施工需要。2）液压装置以人工手动摇杆的方法提供压力，可远距离喷洒，能够满足大面积施工需要，但雾化效果一般。3）高压水枪的雾化效果可以调节，兼具喷枪和液压装置的优点，是较为理想的露石剂人工喷洒设备。4）专用喷洒机由两部分组成，一部分是行走装置，另一部分是喷洒系统。行走装置由汽油机驱动，喷洒系统由空压机提供动力，水泵将露石剂注入喷头后，带有压力的露石剂会从喷头喷出。该设备的特点体现在如下方面：露石剂存储罐内带有搅拌装置，喷洒过程中，露石剂不会出现沉淀的情况；喷洒管道带有刷洗功能，不会造成管路堵塞；喷洒机可以加热，作业环境温度较低时，能通过加热增强雾化效果2。本工程选取专用喷洒机，在保证喷洒效果的前提下，加快施工速度。2.2 喷后防护当露石剂喷洒完毕后，受到作业环境温湿度及风力的影响，露石剂的成分会有所挥发，且混凝土表面的水分也会散失，露石剂无法充分发挥出自身的作用，增大了后续刷洗工艺的难度，影响露石效果。基于此，当露石剂喷洒好以后，要采取有效的养生防护措施，可通过覆盖塑料薄膜的方法进行养护，该方法操作简单且效果较好。操作方法及控制要点如下：露石剂喷洒完毕后810 min，及时覆盖塑料薄膜，并将混凝土表面完全覆盖在薄膜下，覆盖时，不得拖拉薄膜，覆盖后，用重物将薄膜的边角压实。为提高覆膜效果，可采用横向滚动的方法。人为滚动薄膜时，每次停顿后，表面会产生一道压痕，露石效果会因此受到影响，为避免这一问题的发生，可在薄膜卷中插入绳索，通过提拉绳索达到连续覆膜的效果。2.3 刷洗方式选择刷洗工序直接关系到露石效果，因此，要严格控制该工序的质量。当露石剂喷洒好并达到适宜刷洗的时间后，应先去除混凝土表面的砂浆，露出内部的集料。大面积刷洗前，应先试刷，如水泥砂浆很容易就被冲洗掉，且集料随之出现脱落现象，说明尚未达到刷洗时间。当冲掉水泥砂浆的难易程度适中，并且集料无脱落的情况，此时是最佳的刷洗时间。露石水泥混凝土路面常用的刷洗工艺有以下两种，一种是人工刷洗，另一种是机械刷洗。2.3.1 人工刷洗这是一种性价比较高的刷洗方式，唯一的不足是速度慢，采取有效的措施控制刷洗过程，能够确保质量达标，从而达到预期的刷洗效果。根据使用的设备不同，可将人工刷洗分为两种方式，即高压水枪刷洗和无压水管刷洗。前者是利用高压水枪作为刷洗设备，对混凝土表面尚未完全凝结的砂浆直接冲洗，随后使用扫帚将流动的砂浆清除，使路面整洁。这种刷洗方式轻松、省力，但水枪能够覆盖的面积有限，速度也相对较慢，而且水枪的压力大，冲洗出来的表面纹理存在不均匀的问题，还可能造成洗刷过度的情况，容易引起集料脱落。无压水管这种刷洗方式以无压水作为辅助，利用扫帚将混凝土表面未凝结的砂浆搓散，被水流带走，达到刷洗的效果3。与水枪相比，扫帚所能覆盖的面积更大一些，刷洗速度较快，纹理更加均匀，但操作人员的劳动强度较高。2.3.2 机械刷洗人工刷洗的优点显而易见，但其作业速度相对较慢，而自行式刷洗机的作业速度较快，该机械设备的走行速度最快能够达到 15 km/h，具有无级变速功能，刷洗压力可调，可以将被清除的泥浆定向抛出4。刷洗效率高是机械刷洗的优势，适用于大面积刷洗作业，在小范围内施工的经济性略低于人工刷洗。在本工程中，露石水泥混凝土路面的分布范围较广，各标段内的工程量相对较少，采用机械刷洗的方法虽然能够加快作业速度，但却会增加费用。经比较，最终决定选用人工刷洗中的无压水管作为刷洗方式，之所以选择该方式，除了考虑经济性外，还不会因为机械故障而延误工期。2.4 刷洗工艺指标控制2.4.1 刷洗时间从露石剂喷洒完毕至混凝土表面可以进行刷洗的这段时间，即刷洗时间，该时间的控制是露石水泥混凝土施工的关键。过早刷洗，容易引起集料剥落，会使混凝土表面出现坑槽，导致路面的平整度下降；如过晚刷洗，会因为表面凝结硬化而增大刷洗的难度。在判断混凝土表面的可刷洗状态时，较为常用的方法有以下几种：经验值表法、划痕试验法、试冲法。1）混凝土表面的刷洗时间主要与以下因素有关：水泥标号、水灰比、环境温度等。研究结果表明，水泥的标号越高刷洗时间越早；随着水灰比的减小，刷洗时间会随之缩短，这种情况在环境温度较低的条件下更加明显；环境温度与刷洗时间存在相关性，即温度越低，刷洗时间越长，反之则越短。混凝土表面可98交通世界TRANSPOWORLD刷洗的时间有较长的间隔，更有利于控制，从而提高露石效果。2）当混凝土表面尚未达到完全硬化的情况下，用尖状物在其上划刻，会留下一定程度的划痕。划痕的深度与施加的作用力和混凝土的硬化程度有关。基于此，可通过测试小车进行划痕试验，来判断混凝土表面的可刷洗状态。向测试小车带有划痕钢片的一端施加荷载，拉动小车在混凝土表面上前行，钢片会在尚未完全硬化的混凝土表面留下一道划痕，按其深度，便可判断出当前的混凝土是否适宜刷洗。试验结果表明，划痕较浅、边缘完好为适宜刷洗。3）在施工现场可以采用试冲的方法判断混凝土表面的可刷洗状态。如混凝土表面的水泥砂浆很容易被水冲掉，且集料出现脱落的现象，混凝土表面较软，说明尚未达到适宜的刷洗时间。水泥砂浆冲掉的难度适中，且整个过程基本无集料脱落的现象，表明此时的混凝土达到最为适宜的刷洗时间。本工程采用现场试冲的方法来确定混凝土的可刷洗时间。2.4.2 露石深度水泥混凝土中的集料经过刷洗后外露的高度，即露石深度，该指标可用于刷洗质量的评定。在二级公路中，水泥混凝土路面的露石深度应控制在3.0 mm左右5。可使用游标卡尺测量露石深度。具体的测试步骤如下：通过游标卡尺测出圆盘的深度，随后将圆盘置于路面板上，使其达到水平状态，并在侧孔内垂直插入游标卡尺，使探针与砂浆表面接触，用测得的数值减掉圆盘的厚度，便可得到露石深度。2.4.3 平整度控制水泥混凝土路面归属于刚性路面的范畴，此类路面对平整度的要求高于沥青路面。当水泥混凝土路面与沥青路面的平整度相同时，前者的行车舒适度要低于后者，因此，使得水泥混凝土路面在公路工程中的应用受到阻碍。为确保露石水泥混凝土路面的平整度达标，就必须保证未刷洗前的混凝土表面平整，因此，平整度控制成为露石水泥混凝土路面施工的关键。具体控制要点如下：1）在控制水泥混凝土的平整度时，要确保坍落度达到现行规范标准的规定要求，即20 mm左右。施工过程中，可采取抽查的方法检测混凝土的坍落度，当坍落度为20 mm时，路面的露石效果较好6。坍落度过大会增加表面浮浆，形成流淌现象，增大局部砂浆的厚度，提高刷洗难度。严重时会导致骨料无法露出；如坍落度过小，则无法振捣密实。2）为确保水泥混凝土路面平整，应使每一车料的用水量相同，用水量改变，除了会造成砂浆厚度变化外，还会对刷洗效果产生不利影响，使得混凝土表面收缩，从而增大了裂缝的产生概率。因此，要控制每车料的用水量。3）施工时，应从地势较低的位置处开始，逐步向地势高的地段进行。当施工段的坡度超过6%时7，如果从高向低施工，则会使砂浆出现流淌现象，当局部的砂浆达到一定厚度时，其下的集料便无法露出，影响露石效果。4）水泥混凝土振捣时间过长，容易引起粗集料下沉，造成离析，使得刷洗后表面出现大量小粒径的集料，无法达到抗滑要求。如振捣时间过短，则无法达到密实效果，会使混凝土的强度下降。因此，要严格控制振捣时间。此外，要及时清除振捣过程中产生的多余砂浆，以确保砂浆厚度均匀。5）低凹位置处补料时，不可使用砂浆，而是用混合料填补，这是因为砂浆会与露石剂产生反应，刷洗时被水冲走，无法达到修补的效果，使路面的平整度受到影响8。3 结束语露石水泥混凝土路面施工是一项较为复杂的工作，其中涵盖的内容较多，一旦出现问题，会对路面质量造成影响。为此，要掌握施工关键技术，在实际工程中合理运用，从而确保路面施工质量。参考文献：1 于博.露石混凝土路面在长临高速公路中的应用J.山西交通科技，2020（5）：8-10.2 郑月云.基于冬季条件下的山区道路水泥混凝土路面抗滑性能及评价研究J.佛山科学技术学院，2020（11）：165-167.3 赵疆.隧道露石水泥混凝土路面施工控制技术研究J.公路交通科技（应用技术版），2020（4）：45-47.4 蔡正森，胡圣江，侯子义，等.露石混凝土路面清扫刷洗一体化工艺改进研究J.混凝土，2019（6）：156-160.5 马晋.露石混凝土路面性能研究及施工控制J.北方交通，2019（9）：74-78.6 韩德.高抗滑隧道露石水泥混凝土路面施工关键技术探究J.山西建筑，2019（5）：134-136.7 冉红平.隧道露石混凝土路面路用性能和施工工艺研究J.黑龙江交通科技，2018（12）：15-16.8 观锦成.隧道露石混凝土路面施工工艺控制要点及路用性能研究J.建材与装饰，2017（19）：252-253.99