论我国发展碾压混凝土路面的技术条件

刘 璐,刘 刚

(1.龙建路桥伊哈公司;2.黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司)

1 设备条件

1.1 拌和设备

根据国内外经验和试验研究结果,路面碾压混凝土的拌和必须采用强制式拌和机,水泥、水及砂石材料的计量精度达到现行施工规范规定精度即可。这一要求与普通水泥混凝土路面基本一致。

碾压混凝土的稠度对水的变化非常敏感。研究结果表明,混凝土的稠度及其波动是影响碾压混凝土路面平整度的主要因素,而造成混凝土稠度变化的主要原因是混凝土单位用水量的变化,也就是加水量和砂石材料含水量的变化。对于一般拌和机,加水量的控制还是比较准确的,最大的问题就是砂石含水量变化时能否及时检测并自动修正砂石和水的用量。从这个意义上讲,应推荐带有自动检测砂石含水量的拌和机,或配备附加的快速砂石含水量测定系统。从我国目前引进或国产的一些大型拌和设备来看,这一要求是可以达到的。在实在无法满足这一要求时,采用增加砂石含水量的检测频率、及时人工调整的方法也可在一定程度上解决这一问题。

1.2 摊铺设备

(1)保证较好的摊铺平整度。摊铺是碾压混凝土路面施工的关键工序,是碾压等后续工序的基础,只有摊铺出平整的表面,才有可能得到压实后平整的路面。为此,要求摊铺机必须具备工作性能良好的均衡供料系统和自动找平系统。

(2)保证足够的预压密实度。超干硬的碾压混凝土材料经沥青摊铺机摊铺后,必须经过大型振动压路机的碾压作用才能密实成型,如果摊铺后的混凝土过于松散,则在压路机的作用下势必会产生推挤,从而破坏路面的平整度;另外,碾压混凝土路面摊铺之后,由于压实的作用,摊铺后的表面将有一定的沉降,基层的不平整将反映到表面来。当基层的平整度一定时,摊铺后的密实度越高,压实沉降量越小(即松铺系数越小),对摊铺平整度的破坏越小,压实后的平整度越好。根据攻关过程中铺筑的几条试验路的试验,摊铺预压密实度应能在 88%以上。

近年来,随着高等级公路的迅速发展,机械化施工已成为公路建设的方向。为了具备高等级公路的施工资格,各施工单位纷纷从国外或在国内购买大型沥青摊铺机等施工机械。

综合上述情况,将带有强力熨平板沥青路面摊铺机用于高等级公路碾压混凝土路面施工是完全可能的。

1.3 碾压设备

碾压是碾压混凝土路面施工必不可少的工序,当混凝土的配合比确定之后,硬化混凝土的强度主要取决于混凝土的密实程度,降低1%的压实度,可造成约0.27MPa的抗折强度损失,可见压实的重要。而压实质量的好坏主要取决于压路机的性能。另一方面,碾压也是破坏摊铺平整度、影响最终平整度的关键因素。因此,选择适宜的压路机是保证路面质量的关键因素之一。

根据碾压混凝土路面施工的特点,压路机的选型总体原则,一是保证能达到预定的压实效果;二是对平整度的破坏最小;三是保证路面表面均匀致密。根据这个原则,在对比了多种混凝土路面适宜的主导碾压机械不同型号压路机碾压效果后,认为碾压应采用自重 10～12t的振动压路机,振动频率不低于30Hz,优先选用振动频率较大(40Hz以上)的压路机。如有可能,尽量选用双轴振动、多级振动频率和振幅、碾压轮直径和宽度较大的振动压路机。

3 施工技术

3.1 提高路面平整度的关键技术

碾压混凝土路面最大的难题是难以达到足够的路面平整度,这也是多年来制约碾压混凝土路面发展的主要障碍。

为了攻克碾压混凝土路面平整度这一世界性难题,首先对路面平整度的影响因素进行了深入、全面的分析,并通过大量的室内试验和现场试验进行了研究,提出了如下保证碾压混凝土路面平整度的关键技术。

3.2 抗滑技术

以前由于路面平整度问题一直没有得到很好解决,碾压混凝土路面一直停留在低速交通阶段,路面防滑问题相应不很突出。但是要使碾压混凝土路面应用于高等级公路,抗滑问题是必须解决的一项关键技术。

采用缓凝裸露法和硬性刻槽法可使竣工时路面构造深度达到规定满足要求。课题组在对表面构造修筑工艺和解决微观构造的技术措施深入研究的基础上提出了碾压混凝土路面的抗滑处理原则。

(1)对于高速公路和一级公路,应采用缓凝裸露法或硬性刻槽法进行表面处理,以形成要求的路表宏观构造。当粗集料抗磨光能力达不到现行规范要求时,需做抗滑表层(一次摊铺碾压成型)。

(2)对于其他等级的公路,可不作任何处理,依靠通车后行车的作用逐渐形成宏观构造,必要时可采取限速研磨措施,加速裸露进程。

采用上述研究成果,基本可以解决碾压混凝土路面的抗滑问题。

3.3 接缝技术

碾压混凝土路面由于在材料、施工工艺上与普通混凝土有一定差异,因此在接缝设计及施工上亦有其特殊性。“八五”攻关过程中进行了室内试验、理论分析和现场试验等,提出了碾压混凝土路面从接缝设置原则到施工工艺的成套技术,并在以下两方面取得了突破性进展。

(1)采用碾压混凝土材料的有关参数和路面板的有关指标,对碾压混凝土路面板的温缩应力、温度翘曲应力、干缩应力及荷载应力进行了计算,并结合试验路的观测结果,研究提出了全厚式碾压混凝土路面缩缝间距的建议值为 6～8m。

(2)在不破坏摊铺机结构的情况下,研制出纵缝拉杆设置装置,解决了全厚式碾压混凝土路面无法设置拉杆的世界性难题。

应用上述接缝设计和施工技术,基本上可解决碾压混凝土路面的接缝问题。

3.4 其他配套技术

除上述关键技术外,在碾压混凝土材料试验方法、配合比设计方法、材料物理力学性能、外加剂和粉煤灰应用技术、施工质量检测等方面也已形成了一系列配套技术。