蓝商高速公路露石水泥混凝土施工

王艳花 上亚锋

【摘要】本文结合蓝商高速公路工程实例，在纵坡较大路段施工露石水泥混凝土基层，与水泥混凝土相比它改善了路面层间结合，增强了基层与沥青面层的粘结力，进一步提高了路面使用性能。施工露石水泥混凝土基层时，表面不用进行拉毛这一工序，同时铺筑沥青面层之前也不需要对砼表面进行铣刨或者抛丸工艺。本文从原材料、施工工艺方面阐述了露石水泥混凝土的施工过程和特点。

【关键词】 蓝商高速公路露石水泥混凝土 施工

1工程概况

蓝商高速公路LM-3标全长23.16公里，属山岭重丘区，在本标段有4km采用复合式路面结构，20cm级配碎石+20cm水泥稳定碎石+24cm水泥砼+6cm AC-20中粒式沥青砼+5cm AC-16中粒式沥青砼，因为该段高速公路跨越秦岭山脉，坡高路陡，地势险要且此处设计桥隧较多，曲线半径较小，路线纵坡较大，因此为了改善路面层间结合，提高该段路面使用性能，经长安大学中心实验室专家与管理处研究决定将穿越秦岭山脉设计路线纵坡≥2.5%的复合式水泥砼基层直接做成露石水泥砼基层。

2名词解释

露石水泥混凝土路面（EACCP），是在面层水泥砼混合料铺筑完成后，喷洒露石剂对砼表面进行化学处理，延缓表面2-3mm厚水泥砂将的凝结，但不影响主体砼的正常凝结硬化，当主体混凝土达到一定强度后，刷洗其表面进行表面除浆，露出2mm左右高度、均匀分布的粗集料表面，这样形成的水泥砼路面就是露石水泥混凝土路面。

露石砼与传统的水泥砼相比，其原材料（水泥、粗集料、细集料）要求、配合比设计、施工工艺都有所不同。

3原材料

3．1水泥

用于拌制普通水泥砼的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥等都可以用于露石水泥混凝土施工。在这里我们建议宜选用道路硅酸盐水泥。因为道路硅酸盐水泥与同标号普通硅酸盐水泥相比，耐磨性好，而且水泥混凝土抗折强度也有所提高，从而延长道路的使用寿命，提高行车安全。水泥标号选择应适应路面抗折强度要求，不宜采用早强型水泥。

3．2粗集料

粗集料的选择不仅要符合普通道路混凝土的要求，而且要满足露石混凝土对粗集料的力学性能、技术性能等特殊要求，见下表1、表2。

露石水泥砼粗集料综合力学要求表1

力学指标 要求值

集料磨光值（PSV）不小于 45

集料压碎值（%）不大于 20

洛杉矶磨耗率（%）不大于 20

针片状含量（%）不大于 5

单粒级碎石级配要求表2

方孔筛尺寸（mm） 2.36 4.75 9.5 16 19 26.5

指标 累积筛余(%)

粒级 9.5-19 100 90-100 40-60 0-10 0

4.75-9.5 95-100 80-100 0-15 0

注:两种规格碎石具体掺配比列应根据混凝土技术性能及露石表面冲洗纹理情况确定。

3．3细集料

细集料应质地坚硬、耐久、洁净，符合规定级配，泥土、硫化物和硫酸盐以及有机物的含量应满足《公路水泥混凝路面设计规范》对细集料的集料的技术要求。

对露石混凝土的施工，砂的级配较普通混凝土路面有更高的要求。一方面因为混凝土振捣时，较小粒径的颗粒易上浮到表面，对于粒径大于2.5mm小于5mm的颗粒，既不易在刷洗时随表面砂桨刷洗走，又与混凝土母体的粘结力不强，在冲洗和使用时极易出现剥落；另一方面砂中大粒径颗粒一般风化严重，强度较低，极易被磨损，从而影响混凝土表面露石的效果。为此，一般要求砂的级配范围如表3。

细集料的级配要求 表3

粒度 方孔筛尺寸（mm）

0.15 0.30 0.60 1.18 2.36 4.75

累积筛余(以质量计)(%)

中砂 90-100 70-92 41-70 10-50 0-5 0-2

3．4露石剂

是专用于露石混凝土施工的主要材料，可有效地使新铺筑水泥混凝土路面表面水泥砂浆缓凝，但不影响内部早期强度形成。

露石剂：Hs—lI型露石剂是由多种成分和水形成的一种无腐蚀性的乳液，在温度为1℃～30℃时，露石剂保存期为半年。Hs—II型露石剂相关技术性能指标如下：

HS-II液态露石剂技术性能指标

固体含量（%） 细度（µm） 粘度

（s） 密度

(g/cm3) PH值 颜色 容器中存

放状态

12 <70 35-50 >1 8 淡蓝 经搅拌

无结块

沉淀

露石剂的粘度对温度有一定的敏感性，随着温度的变化其粘度也会发生变化，温度越低，其粘度就越大。在喷洒露石剂的时候要求将其粘度调到33秒～40秒之间，这样的喷洒雾化效果最好。

露石剂的喷洒工作既可采用喷洒车来完成，也可采用人工喷洒。无论何种方式喷洒，原则上要使露石剂雾化后，均匀喷洒在新铺混凝土表面上，且在混凝土表面上不产生流淌，要求路表面露石剂的喷洒量控制在300±15g／m2。

露石剂在使用前首先要检查露石剂的储量是否充分满足工程所需；其次要检查露石剂的性能指标，保证露石剂的固体含量、细度、粘度等指标符合规定的要求，经搅拌后颜色均匀、无结块、沉淀。

4配合比设计

按照图纸及设计文件要求的强度等级进行试配设计，作为露石混凝土应着重考虑表面的构造、纹理、露石深度以及碎石颗粒含量，因此在合理满足工作性要求下尽可能使用较小的水泥用量，砂率和水灰比较多的碎石。

5露石混凝土施工工艺

露石剂混凝土在原材料选择、露石剂选择、配合比设计、施工工艺控制、薄膜养生、刷洗、湿养生等方面，均有其特殊的要求。但其施工工艺大部分与普通水泥混凝土路面相同，但与普通混泥土路面施工相比，增加了露石剂喷洒、覆盖塑料膜、表面刷洗露石工艺等几项步骤。

6露石水泥混凝土振捣

（1）采用一层连续浇注时直接采用平板振捣器初步整平振动密实，再用三辊轴整平机进行振实整平。

（2）整平是重要的施工工艺，严格控制表面的平整度，这直接影响露石工艺的效果，是确保整个工程質量的关键技术之一，因此原则上在表面层铺筑时禁止使用振动梁拖拉振动以及手拉式整平碾提浆找平方式施工。详细过程如图1。

施工工艺流程

施工准备 测量 放样 复测高程下承层检验安装模板检测模板摊铺底层混凝土振 捣 摊铺上层混凝土振捣 提浆 整平收面 抹光 喷洒露石剂

刷洗路面 切 缝养 生质量检测，当然以上这些工序中和普通混凝土一样，也要进行原材料准备、检测、认可、混凝土配合比的设计及运输，还要进行混凝土试验件制作和检测。

7露石剂的喷洒

7．1喷洒时间的确定

露石混凝土路面经过正常的摊铺、振捣、抹面等施工工序后，下一道工序便是喷洒露石剂，但这道工序并不是立刻进行，而是要间歇一段时间，从抹面后到开始喷洒露石剂所等待的时间就是喷洒时间。原则上，喷洒时间是从水泥混凝土抹面后开始，到混凝土表面水膜消失时所经历的时间。

水泥混凝土在振捣抹面收平后，表面出现一层水膜，由于这层水膜的存在，在喷洒露石剂时会影响露石剂在混凝土表面的附着，有时还会产生露石剂流淌的现象，从而影响露石剂渗透的深度和均匀性，也会影响露石效果。一方面，为达到良好露石效果，应力求均匀喷洒，就要使露石剂在一定压力作用下以雾化状态喷出，而在有表面水的情况下，出于路面不可能绝对的平，所以表面的水膜也不均匀，因此，这层水膜的存在会影响露石的均匀性；另一方面，在水膜未消失时喷洒露石剂，混凝土表面水对露石剂的稀释作用使液体总量增加，从而增加溶液的渗透深度，这样也会影响露石效果。

但露石剂的喷洒也不能太晚，在有水膜的情况下，宜等待表面游离水挥发后再喷洒露石剂。露石剂喷洒绝不能太晚，如果喷洒露石剂与抹面之间间隔时间太长，混凝土已接近初凝状态，混凝土表面凝结硬化会阻止露石剂的渗透，达不到预定的渗透深度，轻则导致混凝土表面露石达不到要求深度，重则造成混凝土表面根本露不出石料。

环境气温、温度、风速是影响喷洒时间的重要因素。气温为25℃时，推荐值为40～60min。具体情况需要结合当天的施工条件和外界环境综合考虑。

7．2露石剂的喷洒方法

液态露石剂是由多种成份和水形成的一种乳液，为了确保能喷洒均匀，必须将露石剂雾化。

露石剂的喷洒可由喷洒车或人工完成，无论采用哪种方式喷洒，原则上，要使露石剂物化后，均匀喷洒在新铺筑的混凝土表面上，且在混凝土表面上不产生流淌。人工喷洒露石剂推荐使用高压水枪进行雾化，这种设备雾化效果好，速度快，可操作性强，实践证明这是目前最理想的人工雾化设备。另也可以使用机械喷洒露石剂，需要专门的露石剂洒布机（供大面积、大规模使用）

7．3露石剂剂量标定

露石剂的喷洒量可控制在300±15g/m2。为了确保露石剂能均匀覆盖在混凝土表面，在大面积喷洒前，我们应进行试验段对喷洒剂量进行标定。标定方法如下；计算20 m2露石剂用量，确宝露石剂在此面积范围内均匀喷洒完。

8覆盖塑料膜工艺

喷洒露石剂后，由于环境温度及刮风，易使混凝土表面水分和露石剂成份挥发，影响露石剂的正常化学作用，从而导致随后的刷洗工艺难以实施。为此，需在喷洒露石剂后，采用塑料薄膜覆盖。

覆盖薄膜养生应注意的事项:

（1）喷洒露石剂后5～10分钟，即应覆盖塑料膜。如气温高、风大，则喷洒后即刻覆盖塑料薄膜。

（2）一定要使所有的混凝土表面均被塑料膜覆盖，不得有裸露的表面。

（3）不得使塑料膜在洒布了露石剂的混凝土表面上拖、拉，以免破坏露石剂在混凝土表面上分布的均匀性。

（4）覆盖塑料膜后，要在塑料膜的边、角处用木块或其他物体压严实，以免塑料膜张开进风。

推荐采用横向滚动覆膜，这种覆膜方式所采用的薄膜厚度较薄，在滚动过程中膜与混凝土表面粘在一起，达到封闭养生的目的；同时减轻自重，以防滚动过程中在混凝土表面产生压痕。

9露石水泥混凝土路面的刷洗

9．1刷洗时间的确定

喷洒露石剂并覆盖塑料膜养生一定时间后，达到适宜的刷洗时间，除去混凝土表面的砂浆、露出集料。露石水泥混凝土路面刷洗时间是指喷洒露石剂后，混凝土表面达到可刷洗状态所经历的时间。对混凝土刷洗时间控制的是否适宜，是露石水泥混凝土路面施工中的关键环节之一。刷洗的太早，会造成表面集料的剥落，形成坑槽，造成路表面平整度人为损失，导致路面施工质量和使用品质大幅下降；刷洗的太晚，混凝土水泥浆的凝结硬化会增加刷洗难度，或根本露不出露石集料，均不能形成良好的表面纹理。确定刷洗时间的方法可采用划痕试验法和试冲法进行检测。

9．1．1划痕试验法

在一般情况下，混凝土表在未完全硬结时，尖状物划上去会产生一定深度的刻痕。用小刀在混凝土表面划一痕迹，当划痕很浅，但浅析可见，量划痕边缘基本上无破损时，即为合适的刷洗标志，如划痕较深、周边破损较大，则还需等待一定时间再刷洗。

9．1．2试冲法

在室内试验和室外施工中，可以用水直接小面积冲洗水泥混凝土表面，以直观地确定否达到合适的刷洗时间，这种方法称为冲洗。

刷洗时，当很容易把水泥砂浆冲掉，并伴有集料脱落，用手指感觉刷洗后的水泥混凝土较软，这表明水泥混凝土尚达不到适宜的刷洗时间；当冲掉水泥砂浆的难度适中，且没有集料脱落，刷洗后的水泥混凝土较硬，这就标志此时可进行露石工艺的刷洗了。

9．2路面刷洗

在露石水泥混凝土的施工过程中，喷洒露石剂并进行养生后，达到露石混凝土适宜的刷洗时间，即要除去混凝土表面的砂浆，把集料露出来，这就是露石水泥混凝土的刷洗施工工艺。

混凝土铺筑前期采用试冲法确定刷洗时间，露石工艺熟练掌握后，两种方法即可。刷洗分为人工刷洗和机械刷洗。

人工刷洗一般是采用普通供水管流水刷洗并辅以刷子来进行。刷子的种类有扫帚、棕榈刷、金属刷等。其作用是：将未凝结的表面砂浆搓揉、松散、成为泥浆，在水流作用下带走。人工刷洗最简单、最经济的刷洗工艺，尽管在刷洗均匀性方面容易存在问题，实践证明，通过严格控制施工质量及加强管理，人工刷洗也可获得良好露石效果。

机械刷洗采用EACCP自行式刷洗机，可以大提高路面的施工效率，相对人工刷洗，刷洗机刷洗的路面表面纹理更丰富、均匀、减小了人为对露石效果的影响。

两种刷洗各有特色，施工过程中可以根据实体工程的具体情况选择合适的刷洗方法。刷洗过程中，发现有局部没有刷洗或者刷洗深度不够，则用扫帚、钢丝刷进行局部重点处理。

9．3露石深度测量

露石深度是指集料外露高度，用来评价刷洗质量。本项目露石水泥混凝土路面深度宜控制在4～6mm。且表面砂浆被刷洗后，所露出的砂浆表面是硬化的，用手指甲不易划起。

露石深度的测量借助于透明机圆及游标卡尺。本项目具体测试分为如下三个步骤：

（1）先用游标卡尺测试圆盘的厚度，多测几点取平均值；

（2）将透明圆盘放在路面板或EACCP上，按动圆盘不能晃动，确保圆盘水平。分别在测孔中插入游标卡尺，注意游标卡尺的探针应接触砂浆表面，将所得读数减去圆盘厚度即为測试点的露石深度。

（3）每个横断面测试四处，每处测试6个点以上，取平均值即得每个断面的露石深度。

10养生

露石水泥混凝土养生工艺同普通混凝土混凝土。常用的养生方法包括湿法养生、塑料薄膜养生和喷洒养生剂养生。

在雨季或养生用水充足的情况下，要采用湿养生，在混凝土表面全面覆盖保湿养生膜、土工毡、土工布、麻袋或草帘等，并每天均匀洒水数次，使覆盖物底部始终保持潮湿状态。

采用覆盖保湿养生膜、塑料薄膜养生时，应在混凝土表面不见浮水，手指压无痕迹时进行。养生期间应保持膜的完整，如有破裂，应立即补盖；薄膜厚度应适度，宽度大于覆盖面约60cm。两条薄膜对接时，重叠厚度小于40cm。养生时间参照相关规范。前7天混凝土强度增长最快，应特别注意加强养生，严禁出现混凝土表面发白的情况。

结束语：露石水泥混凝土是一项新技术，它的优点还有待于更多的实践证实，同时也有待于在实践中不断的探索改进，为公路行业更好的服务。本次露石水泥砼施工长安大学中心实验室驻扎我标段给予了认真、全面的技术指导。

参考文献

[1]《普通水泥砼施工技术规范》

[2] 长安大学高伟教授写的《露石砼施工技术要点》

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。