露石水泥混凝土在桥面铺装中的应用

张文杰 罗占业

（中交二公局第四工程有限公司 洛阳 471013）

西部开发省际通道包头至树林召高速公路位于内蒙古自治区包头市和鄂尔多斯市达拉特旗树林召镇境内，路线全长36.986km。该高速公路建成后通行煤炭运输车较多，吨位较重，高温季节桥面沥青混凝土在超重车辆的反复作用下，极易在行车轮迹处产生较大剪切变形。为了解决沥青混合料桥面铺装与桥面板间抗剪能力不足的问题，包树高速公路三标合同段在全线率先推广应用了露石水泥混凝土进行桥面铺装施工。

1 “露石”作用机理

采用传统方法设计施工的桥面铺装，大量出现因沥青混凝土与桥面板层间粘结力过小而产生推移、拥包等病害，其主要原因为层间摩阻力不足，铺装层内部产生较大的剪应力，引起不确定破坏面的剪切变形，或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差，抗水平剪切能力较弱，沥青路面在气温较高时抗剪强度下降，在水平方向上产生相对位移和拥包等病害［1］。

影响沥青混凝土与桥面板间粘结性能的主要因素为层间摩阻力和层间粘结力，在车辆荷载反复作用下，层间粘结力变化不大，而层间摩阻力往往占主导作用。因此需要通过增强沥青混凝土与桥面板层间粗糙度来提高摩阻力，从而达到提高层间抗剪切破坏的性能。露石混凝土施工时在水泥混凝土混合料铺筑完毕后，喷洒露石剂对水泥混凝土表面2～3mm 进行化学处理，延缓表面水泥砂浆的凝结，再用水清洗表面浮浆，露出约2 mm 高度碎石的表面，“露石”正是采取表面粗糙处理措施，使层间摩阻力增大，提高层间抗剪切破坏的目的。

2 桥面铺装表面处理传统工艺

（1）凿毛法是对桥面板表面粗糙处理工艺中最为普遍的一种，凿毛深度为2～5 mm，密度为1m2在2000个点以上，清除水泥混凝土表面光滑浆皮。但该方法劳动强度大、效率低、进度缓慢，对桥面板浇筑层薄的水泥混凝土损伤较大，机械凿毛易造成混凝土的裂缝或松动。

（2）拉毛施工工艺操作简单，水泥混凝土拉毛深度3mm、宽度4mm，难以达到对表面粗糙处理的要求。

（3）刻槽法一般深为3～5 mm，槽净间距1～1.5mm，该处理方法对提高桥面板粗糙度有一定作用，尤其是对于较大纵坡的桥面，效果不是很显著，沥青混凝土与桥面板层间推移、拥包等病害比较严重。

3 露石水泥混凝土施工工艺

3.1 露石水泥混凝土材料要求

（1）水泥。露石水泥混凝土对水泥并没有特别的要求，普通水泥混凝土中适用的硅酸盐水泥均可用于露石水泥混凝土。

（2）粗集料。各力学性质指标中磨光值是影响露石水泥混凝土路面耐磨性最重要的因素，磨光值大的集料将使露石水泥混凝土路面获得很高的耐磨性［2］。集料除满足普通混凝土所要求的技术指标外，要特别考虑力学性质、粒径大小和颗粒的几何形状。

（3）细集料。细集料应由颗粒坚硬、强度高、洁净、耐风化的天然砂构成。在混凝土配制时应同时考虑砂的细度模数和级配情况。

（4）露石剂。露石剂是由多种成分组成的一种无腐蚀性缓凝乳液，无毒无味，对人体、结构物、环境均无不良影响。对水泥混凝土喷洒后可延缓其表面的水泥硬化速度，起到缓凝作用。

3.2 施工工艺

（1）露石混凝土是在桥面水泥混凝土浇筑完毕后，待桥面混凝土水膜消失后再喷洒露石剂。要求露石剂在一定压力作用下均匀地呈雾化状态喷洒，一般通过人工使用简单喷洒器具完成喷洒操作，这样其雾化效果和喷洒速度就能满足要求。桥面混凝土采用325～375g／m2的露石剂喷洒计量，确保露石剂喷洒的均匀性。

（2）第一次覆膜养生地。在喷洒露石剂后，为防止露石剂成分随混凝土表面水分一并挥发，影响露石剂的正常化学作用而导致桥面露石效果，一般采用塑料薄膜即可满足要求。混凝土第一次养生覆膜可采用横向滚动覆膜，为避免混凝土表面较软时塑料薄膜滚动过程中停顿产生压痕，破坏砂浆厚度和露石剂的均匀性而影响露石效果，可将薄膜卷内插入滚轴，并于滚轴两端各系一条绳索，覆膜人员通过提拉绳索实现连续滚动覆膜，这样可取得良好效果。覆盖养生应注意以下事项：①喷洒露石剂后即可覆盖塑料膜；②一定要使所有的混凝土表面均在塑料膜的覆盖之下，不得有裸露部分；③避免使塑料膜在洒不了露石剂的混凝土表面上拖拉以及任何形式的其他作业，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，以免塑料膜张开导致水分挥发。

（3）刷洗。本桥采用人工刷洗。在进行大面积刷洗之前，首先进行小面积试刷洗，确保露石深度，且刷洗表面的砂浆后，下面的砂浆是硬化的。人工刷洗一般采用普通供水管水流刷洗并辅以竹扫帚、刷子来进行，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。

（4）露石水泥混凝土的第二次养生。在刷洗完毕后，采用塑料膜潮湿养护，养护不少于7d。养生期内一定要保持混凝土表面的潮湿度，确保水化反应充分进行，避免由于养生不善导致集料脱落。

（5）在桥面混凝土强度达到设计标号70%以后，方可在桥面上进行其他的施工活动。

4 试验检测

根据当地原材料供应情况，水泥使用当地生产的普通硅酸盐水泥P·O42.5；露石水泥混凝土粗集料由5～10，10～20mm2种碎石掺和组成；细集料采用II区中砂，细度模数为2.85；施工配合比（质量比）为：水泥∶砂∶碎石∶水∶减水剂＝1.0∶1.542∶2.624∶0.39∶0.006。

露石水泥混凝土达到养生龄期后，对施工后桥面铺装的平整度、构造深度、表面抗滑值等相关质量指标进行了检测，检测结果表明各项指标均满足要求，构造深度检测结果见表1，各测点构造深度均为2～3mm。

表1 构造深度检测结果

5 露石技术质量控制措施

（1）露石水泥混凝土桥面铺装对原材料没有特殊要求，故普通水泥混凝土路面的配合比设计及选材的基本原则也基本上适用于露石水泥混凝土。

（2）目前桥面铺装混凝土配合比中普遍存在水泥用量偏大、砂率过大的问题，这一方面容易造成混凝土桥面板上较大的微裂缝数量，另一方面也使得混凝土表面浮浆过多，除浆工作量较大。因此，在混凝土配合比设计时要掌握合适的水泥用量与砂率，通过使用外掺剂、控制水灰比、控制施工工艺等来提高混凝土的强度和工作性，而不能仅通过增加水泥用量、砂率来提高，否则，水泥混凝土板的使用性能得不到保证。

（3）为了达到水泥混凝土表面露石剂最佳渗透深度，露石剂喷洒用量要求在规定范围内使用，若用量太小，渗透深度较小且不均匀；若用量太大，露石剂易流淌，造成渗透深度过大且不均匀，混凝土表面的稳定性将受到影响。

（4）为了达到良好露石效果，要掌握好露石剂喷洒时间，待水泥混凝土表面水膜消失后再喷洒露石剂，且应力求均匀喷液。若露石剂喷洒时间太晚，水泥混凝土表面易初凝，使露石剂不能达到渗透效果。

（5）露石的处理方法采用水冲洗法，要掌握好水冲洗时间，刷洗的太早会造成表面集料的剥落，形成小坑槽，影响桥面铺装施工质量；刷洗的太晚，水泥浆的凝结硬化会增加刷洗难度，粗集料不能外露，无法形成良好的露石效果。

（6）露石水泥混凝土养生分为2次，第一次养生是在喷洒露石剂后及时覆盖塑料膜养生，防止露石剂过快蒸发，第二次养生是露石水泥混凝土表面砂浆除去后进行的养生，覆盖塑料膜即可。

（7）露石水泥混凝土施工时露石剂的喷洒和水冲洗是2个关键步骤，施工时应充分考虑施工气温、湿度、风速、水泥标号、水灰比等因素的影响。

6 结语

通过露石混凝土作用机理分析与桥面铺装表面处理传统工艺比较，可以得出，露石混凝土施工工艺形成的表面纹理，能提高足够的沥青混凝土与桥面板层间摩阻力，比传统工艺具有更好的抗剪切性能，能更加有效地防止桥面铺装推移、拥包等病害现象。同时露石混凝土施工操作简单，易掌握，施工不会造成环境污染。

［1］徐鸥明，常海洲，韩 森，等.露石技术在桥面铺装结构中的应用研究［J］.公路，2009（10）：96－97.

［2］韩 森，李志玲，张东省，等.露石水泥混凝土路面性能［J］.长安大学学报：自然科学版，2004，24（4）：6－9.