露石水泥混凝土路面施工工艺研究

露石水泥混凝土路面施工工艺研究

韩鹏飞,王欣

(武汉城开房地产开发有限公司,武汉 430000)

摘要：露石水泥混凝土路面是一种新型路面，文章研究了露石水泥混凝土铺设过程中遇到的材料选择、施工工艺、刷除时间的确定、养护等关键技术问题，发现温度越高，刷除时间越早，最早与最迟刷除时间有较大的间隔。介绍了露石混凝土路面施工过程中的质量控制。

关键词：露石混凝土；露石剂；施工工艺；刷除时间

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.008

Abstract:Exposed-aggregate cement concrete pavement is a new road.This paper studies material selection,construction properties, the brushing-washing time, curing and so on, which are involved in construction of exposed-aggregate cement concrete pavement. It is pointed that the higher temperature the earlier brushing-washing time, and there is a bigger interval. It introduces the quality control during the construction of exposed-aggregate cement concrete pavement.

收稿日期：2015-05-07.

作者简介：韩鹏飞(1964-),工程师.E-mail:498318790@qq.com

Study on the Construction Technique of Exposed-aggregate

Cement Concrete Pavement

HANPeng-fei,WANGXin

(Wuhan Chengkai Real Estate Development Co,Ltd,Wuhan 430000,China)

Key words:exposed-aggregate concrete;exposed-stone agent;construction properties;brushing-washing time

水泥混凝土路面采用水泥混凝土作为层面材料的一种路面，具有刚度大、强度高、耐久性好、日常维护费低等优点，因而在世界各国得到了广泛的应用[1]。但是水泥混凝土路面施工造成表面形成一定厚度的砂浆层，在车辆荷载和磨损下，路面的防滑性能快速衰减，一般通车两年后，衰减量可达10%～40%，严重影响行车安全[2]。因此，水泥混凝土路面通常进行防滑耐磨处理，国内外水泥混凝土路面采用的常用防滑技术主要有：1)选择高耐磨的水泥和集料；2)表面构造处理，包括拉毛法、刻槽法、压纹法、露石法等[3]；3)旧水泥混凝土路面薄层罩面[4]；4)在路面施工中再压入磨光值较高的碎石。但是，这些方法得到的表面构造使用寿命短，防滑性容易衰减。因此，需要将水泥混凝土路面的耐磨性和防滑性结合起来研究和探讨。

国外大量的研究专注于建立混凝土的强度与耐磨性之间的关系，认为强度是决定耐磨性的主要因素。掺合料作为水泥混凝土的“第四”组分，不仅可以提高其工作性能和耐久性，对耐磨性也有显著改善。硅灰的颗粒极细，活性很高，可发生火山灰反应，改善混凝土孔结构，提高其耐久性。Ghafoori等研究表明，硅灰的掺量在10%以内时，混凝土的耐磨性能随着掺量的增加而变大[5]。王军等通过在水泥混凝土路面涂刷渗透型密封材料，提高经过抗滑构造处理水泥混凝土路面的防滑性和防滑耐久性。该方法主要是通过密封剂对路面构造进行固结处理，起到固结补强的作用，从而提高路面的使用寿命，提高混凝土耐磨性[6]。仲晓林等研制出一种由硅灰和多种化学外加剂复合而成的YJ高强耐磨外掺料[7]。还有研究通过加入耐磨骨料提高混凝土的耐磨性，骨料一般用煅烧矾土、金刚砂、金属纤维、石英、铁屑，并多与粉煤灰、矿粉、硅灰等混合掺入[8]。另外，纳米材料和乳液可以提高混凝土的耐磨性，主要是降低了空隙率，利用TiO2纳米材料显著提高混凝土的耐磨性，延长混凝土的寿命[9]。

目前，国内外对水泥混凝土路面的防滑耐磨性取得了大量研究成果，路面的耐磨性大多集中于水泥混凝土的原材料及配合比选择、掺合料加入、施工工艺的改善等，缺乏系统高效的解决方案。水泥混凝土路面的防滑性主要通过简单的表面构造，如拉毛、刻槽、压纹等来提高，存在防滑性衰减大的问题，未能从根本上解决传统的水泥混凝土路面防滑耐磨性差的问题。

露石水泥混凝土路面是在面层水泥混凝土混合料铺筑完成后，喷洒露石剂对混凝土表面进行化学处理，延缓一定厚度的水泥砂浆的水化，但不影响主体混凝土的正常凝结硬化，当底层混凝土到达一定强度后，再用水刷洗表面除浆，得到粗集料裸露的混凝土路面[10]。国内主要针对露石混凝土的制备工艺、露石深度等研究，缺乏系统性和新技术的应用，技术不够成熟，限制了露石水泥混凝土路面的应用。

该文从原材料、露石剂、施工工艺控制、薄膜养护、刷除时间、路面性能测试等方面研究露石水泥混凝土。

1原材料要求

1.1　水泥

水泥是混凝土重要组成部分之一，直接影响混凝土的力学和耐久性等性能。露石混凝土所用水泥标号越大，其砂浆与集料之间的粘结强度越大。

1.2　粗集料

粗集料的颗粒形状和表面特征对集料和浆体之间的粘结强度以及混凝土拌合物流动性影响较大，混凝土用粗集料以接近球型或立方体为好。露石混凝土主要通过裸露的粗集料在表面形成的特殊宏观结构和微观结构，进而表现出各项良好的性能。露石混凝土对粗集料的要求较高，其力学性能、粒径大小、形状、磨光值等参数应能满足我国沥青混凝土路面施工技术中对表面抗滑层集料的技术要求。

1.3　细集料

露石混凝土对砂的级配比普通混凝土有更高的要求。露石混凝土的最理想露石深度为1.5 mm左右。因此细集料的最大粒径不宜超过2 mm。

1.4　露石剂

露石剂是露石工艺中最重要的部分，其本质是一种缓凝剂。申培亮等[11]人研发了一种复合型高性能液态露石剂，主要由缓凝组分、渗透组分和水组成。

2施工工艺和露石剂的喷洒

2.1　施工工艺

1)按照现行混凝土路面施工规范下浇筑混凝土。

2)当平板振捣器振捣后，按一般工序手工抹平，当表面无明显水分残留时开始喷洒露石剂，一般室内为30～90 min，室外根据温度和风速确定喷洒时间。

3)覆膜养护，待混凝土表面喷洒露石剂后，立即使用聚乙烯薄膜覆盖养护。

4)混凝土表面刷除，在15 ℃养护条件下，露石混凝土的最佳表面刷除时间为20～32 h，具体表面刷出时间根据室外温度和风速确定。

2.2　喷洒时间

水泥混凝土在振捣抹面收光后，表面会出现一层水膜，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，有时候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。一方面，为达到良好的露石效果，应力求均匀喷液，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，由于路面不可能绝对的平，所以表面的水膜也不均匀，因此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，从而增加溶液的浓度，影响露石的效果。

露石剂的喷洒也不能太晚，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。具体时间依施工现场条件(光照、风速等)及具体温度而定。

2.3　喷洒露石剂后的养护

喷洒露石剂后，及时采取养护措施。养护应注意的事项：

1)喷洒露石剂后5~10 min，即应覆盖聚乙烯薄膜。

2)一定要使所有的混凝土表面均在薄膜的覆盖之下，不得有裸露的部分。

3)避免使薄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)覆盖薄膜后，要在薄膜的边、角处用木块或其他物体压实，以免薄膜张开进风。

3露石混凝土路面刷除时间的确定

刷除时间是指喷洒露石剂后，混凝土表面达到可刷除状态所经历的时间。对混凝土刷除时间的控制，是露石水泥混凝土施工中的关键环节之一。判断刷除状态的方法如下：

1)划痕试验法

在一般情况下，混凝土表面未完全硬结时，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化一道痕迹，当划痕很清晰可见，且划痕边缘基本上午破损时，即为合适的刷除标志，如划痕较深，周边破损较大，则还需等待一定时间再刷除。

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，以直观地确定是否达到合适的刷除时间。

刷除时，当很容易把水泥砂浆冲掉，并伴有集料脱落，用手指感觉刷除后的水泥混凝土较软，这表明水泥混凝土尚不到适宜的刷除时间。当冲掉水泥砂浆的难度适中，且没有集料脱落，刷除后的水泥混凝土较硬，这就标志此时可以进行刷除。

4结语

露石混凝土路面是一种具有很好应用前景的路面。在严格控制各项指标的前提下，露石混凝土路面的各项指标的前提下，露石混凝土路面的各项优良特性能达到充分体现，能真正起到抗滑、降噪、防眩、排水的功效。可以得到以下结论：

a.对于露石混凝土，刷除时间随温度的升高而提前，最早与最迟刷除时间时间间隔越大，对现场露石工艺施工越有利。

b.对露石水泥混凝土刷除时间的控制，是露石水泥混凝土施工中的关键环节之一。通过划痕法和试冲法确定适宜的刷除时间。

参考文献

[1]夏连学, 赵卫平.路基路面工程[M].北京: 人民交通出版社, 1997.

[2]古军. 水泥混凝土路面抗滑型式和耐磨性能技术研究[J].科技信息,2009,17:528.

[3]金小磊.水泥混凝土路面抗滑技术措施研究[J]. 山西建筑， 2010(020): 288-289.

[4]张文君,宋宝春,冯大南. 水泥混凝土路面抗滑问题的探讨[J]. 森林工程, 2002, 18(4): 47.

[5]Ghafoori N,Diawara H. Abrasion Resistance of Fine Aggregate Replaced Silica Fume Concrete[J].Wear,1999(1).

[6]王军, 吴光蓉, 徐颖, 等. 改善水泥混凝土路面抗滑性能的研究[J]. 中外公路, 2009, 29(6): 281-283.

[7]仲晓林, 孙跃生, 仲朝明, 等. 高强耐磨混凝土外掺料的性能及水化作用机理[J]. 混凝土, 2005(4): 24-26.

[8]张雄. 建筑功能材料[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2000.

[9]Li H,Zhang M H,Ou J P. Abrasion Resistance of Concrete Containing Nano-particles for Pavement[J]. Wear, 2006, 260(11): 1262-1266.

[10]刘奕东. 露石混凝土施工工艺控制措施[J]. 科学之友，2009：3-4.

[11]申培亮.防滑耐磨水泥混凝土路面材料的设计与性能研究[D]. 武汉:武汉理工大学， 2013.