浅谈影响水泥混凝土路面平整度的因素及其控制

2010-08-15董秀杰朱文秀

黑龙江交通科技 2010年12期

董秀杰,朱文秀

（佳木斯市路桥工程有限公司）

水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、水稳性好、使用寿命长、养护费用低等优点。随着水泥混凝土路面技术的日臻完善,混凝土路面的发展极为迅速,特别是在高等级、重交通的道路上有了较大的发展。水泥混凝土路面为刚性路面,行车的舒适性不如沥青混凝土路面,而平整度是影响水泥混凝土路面行车舒适性的最主要的指标。为了提高水泥混凝土路面的平整度,必须从施工工艺和施工方法上下功夫,从混合料的拌和到水泥混凝土路面的成型应采用先进的大型拌和设备和施工机械设备,以满足施工的连续性和减少水泥混凝土路面施工缝。

1 影响水泥混凝土路面平整度的因素

1.1 影响水泥混凝土路面平整度的内外因素

（1）外在因素：主要有环境、地质、交通量、车速等。

（2）内在因素：主要有设计、施工两大因素。设计因素包括结构层及层数、各层厚度、水泥混凝土混合料配合比等。施工因素涉及路基、路面不均匀沉陷；半刚性基层质量不好、局部不成整体；基层顶面平整度不好；不同结构的连接；材料不均匀；施工机械及施工工艺的缺陷等。从上面可以看出,施工因素对水泥混凝土路面平整度的影响最大。

1.2 影响水泥混凝土路面平整度的施工因素分析

（1）水灰比控制不严。混凝土拌制过程中,由于水灰比控制不严,拌合料坍落度出现波动导致摊铺不均匀。坍落度过小和易性差对人工抹平不利,坍落度过大造成混凝土表面浮浆过多,人工抹平后出现不同程度的抹印,影响路面的平整度。

（2）剂量不准的影响。如果配料未采用准确的计量装置,骨料和水泥的比例不稳定,或砂的含量时多时少,都会影响拌合料的和易性,造成密实度不均匀,导致收缩不均匀,影响路面的平整度。

（3）振捣不实或振捣过度,或提浆刮平不好,都会给人工做面带来困难,造成平整度不理想。振动梁的刚度不足,使用时造成下挠变形,也会使混凝土路面呈现中部微凹不平的局面。

（4）横板的设置对平整度的影响。路面的标高和平整度都有赖于横板支设的稳固和横板顶面的标高,横板接头处要丝毫无差。

（5）模板控制不好,人工难以找平。混凝土终凝前必须用人工或机械抹平其表面。人工抹平劳动强度大、工效低,而且会把水分、水泥和细砂带到混凝土表面,致使它比下部混凝土多浆,导致其干缩性高强度低。

（6）胀缩缝和施工缝影响路面的平整度。水泥混凝土路面的胀缝处是路面的薄弱环节,其好坏对路面的使用质量和路面的平整度影响较大。

（7）水泥混凝土路面施工机械和施工工艺落后,以及施工中操作不认真都会对水泥混凝土路面的平整度产生影响。

2 提高混凝土路面平整度的施工控制

实践证明采用大型机械施工是保证高速公路水泥混凝土路面平整度的前提条件。以采用先进的德国维特根sp-850滑模摊铺机进行水泥混凝土施工为例,介绍提高混凝土路面平整度的施工控制措施。该摊铺机特点是不设边缘固定模板,将布料、松方控制、高频振捣棒组、挤压成型滑动模板、拉杆插入、抹面等机构安装在1台可自行的机械上,通过基准线控制,摊铺出密实度高、动态平整度好、外形几何尺寸准确的水泥混凝土路面。该机1次能摊铺2个车道,摊铺宽度达到9m；配备的自动悬浮抹平板,能够提浆、消除表面气泡和粗集料托动局部缺陷；在拌和、运输保证的情况下,可实现不停机匀速、连续摊铺,减少因停机增加的工作缝。由于机械摊铺减少了人工摊铺人为因素的影响,因此混凝土路面平整度大大提高。

（1）注意控制路面基层的质量,路面基层质量和平整度对混凝土面层有很大的影响。基层施工过程中,由于基层早期强度未到,过早开放交通,造成基层表面脱粒,形成坑槽；路面面层冬季备料和混凝土面层摊铺重交通运输以及二灰基层受冻融影响,易形成坑槽,造成基层表面凹凸不平,基层标高改变,影响混凝土路面面层摊铺平整度。另外,路面摊铺过程中,滑模摊铺机履带通过土路肩时,由于履带打滑,附着力不足,摊铺机不能拉动混凝土,强制抬高底板标高,影响路面平整度。因此,滑模摊铺机履带通过基层时,应保证履带行进部位基层的平整度和坚硬度。

（2）做好试铺试验段工作。按照《滑模规程》规定,高速公路水泥混凝土路面在正式摊铺前,应进行试验路段摊铺。通过试验段试摊铺,可检验路面全部施工机械的性能、数量、配套组合的合理性,并提供改进措施；通过对混凝土试拌和,确定混凝土坍落度、振动粘度系数和含气量等参数,从而确定混凝土生产配合比；确定滑模摊铺机各项适宜的工作参数,如摊铺速度、振捣频率、超铺角度设置、挤压底板前仰角度设置、振动搓平梁设置位置和自动抹平板位置等；确定合理的施工工艺流程、施工组织和全面质量管理体系,为保证混凝土路面平整度打下良好的基础。

（3）严格控制原材料规格和用量。滑模摊铺水泥混凝土路面应严格控制粗集料和细集料规格和用量。碎石最大粒径不得大于30mm,超径含量不大于5％；0.15mm以下石粉含量不大于1％；砂砾应严格进行筛分,防止超径和泥土杂质混入。在满足抗盐冻要求下,水泥用量不少于270 kg/m3,根据施工条件下天气和温度情况进行适当调整；砂率应控制在32～36之间；严格控制外掺剂如早强剂、减水剂和引气剂使用,因为外掺剂剂量不准确将影响混凝土早期强度,造成混凝土面板裂纹、塌边和掉角缺陷；严格控制混凝土混合料的水灰比,避免摊铺混凝土过稀或过干,坍落度应控制在20～27mm之间,混凝土各拌合站之间的拌和料的工作性应均匀稳定,坍落度误差控制在0.75mm以内,避免塌边人工修整,影响平整度。

（4）注意控制滑模摊铺机工作参数。滑模摊铺机是将螺旋控制板、松方控制板、振捣棒组和震动搓平梁等功能组合为一体工作的机械,因此摊铺机各项工作参数优劣将直接影响混凝土路面的平整度和铺筑质量。

滑模摊铺的施工基准线应随时进行测量和仪器抽检,发现拐点或不平顺,应及时纠正。基准线桩应牢固固定在基层或路基上,严禁任何人或车辆碰撞造成松动,造成传感器掉线,影响混凝土路面平整度。

摊铺机的布料器应始终处于工作状态,根据机前料堆位置,及时均匀左右布料,并保证混凝土面板两角混凝土充足。另外,摊铺机前卸料应均匀,机前缺料不允许行进摊铺,应及时用机械备料或人工加铺找补。

松方控制板的高度应根据振动仓内料位的高度随时调整,仓内料位应保证高于路面10cm。料位过高或过低,造成挤压力大小不均,引起回弹变形量变化,影响摊铺平整度。

摊铺机振捣棒应保证间距小于45 cm,数量充足,水平部位平行路面,悬浮在路表面振捣。振捣棒频率应根据混凝土干稀程度和厚度控制在6 000～10 000次/min,干料用高频振捣,稀料用低频振捣。同时,干料应减慢摊铺速度,稀料应加快速度。

摊铺机的挤压底板仰角应根据摊铺段落的纵坡大小进行调整。上坡摊铺仰角要小,下坡仰角要大,保证摊铺机有足够的挤压力,防止挤压底板前仰角过大,混凝土路面出现拉裂,影响路面平整度。

自动抹平板的压力应根据混凝土的干稀和路面纵坡变化进行调整。抹平板压力宜轻不易重,压力大将影响纵横向平整度,过轻则提浆整平作用小。

通过加强对滑模摊铺施工以上过程的管理,将保证混凝土路面的几何尺寸和外观质量,从而使路面平整度水平明显提高。