露石水泥混凝土路面施工工艺研究

田 虎

(中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东 日照 276800)

露石水泥混凝土路面施工工艺研究

田 虎

(中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东 日照 276800)

介绍了露石混凝土的研究现状，从露石混凝土路面施工的原材料、露石剂喷洒及覆膜、清扫工艺等方面，阐述了露石水泥混凝土路面的施工措施，并通过在露石剂喷洒设备和露石清扫机械方面的创新，提出了新的机械化程度更高的露石混凝土施工思路，使之更利于长距离、大规模施工。

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0 引言

露石混凝土(EACCP)是一种在国内运用不多但是有着良好性能的新型混凝土[1]。具有抗滑性能好、行车噪声低[2]、不易产生眩光、排水能力强等优良特性[3]。并且考虑到隧道防火及抗滑衰减过快等问题，这种具有丰富表面纹理的路面相较于沥青路面及传统的水泥混凝土路面来说更加适用于长大公路隧道路段[4]。

目前针对露石混凝土传统的研究往往注重于混凝土的强度指标，磨耗性能[5]，刷洗时间和双层结构施工等。对于露石混凝土的整体施工工艺的创新性研究不多，或者已经是十几年前的施工思路，在筑路机械层出不穷，科技飞速发展的今天，急切需要新的施工思路和工艺来推动EACCP的普及和发展。

1 原材料要求

1)水泥。

根据EACCP抗滑耐久性方面考虑，推荐选用道路硅酸盐水泥。因为与同标号普通硅酸盐水泥相比，道路硅酸盐水泥耐磨性好，而且水泥混凝土抗折强度也有所提高。

2)粗集料。

露石混凝土对粗集料高磨光值、压碎值、技术性能等特殊要求，见表1。

3)细集料。

露石混凝土的施工中，砂的级配较普通混凝土路面有更高的要求。因为混凝土振捣时，较小粒径的颗粒易上浮到表面，造成整体露石效果不均匀；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。因此，对于大于2.36 mm的砂子，应该被筛除。分别使用去除2.36 mm以上粒径的河砂和未筛分河砂进行露石试验，刷洗之后的效果见图1。

4)露石剂。

所选用的露石剂为长安大学生产的Hs-Ⅱ型露石剂[6]，相关技术性能指标如表2所示。露石剂喷洒工作采用人工喷洒，在露石剂雾化后，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。

表2 Hs-Ⅱ液态露石剂技术性能指标

大量实体工程实践表明，当洒水喷淋系统的水压不小于0.8 MPa，相应的射水喷头的射出口径不大于0.3 mm，射水会呈现出较好的雾化效果[7]。

2 露石剂喷洒及覆膜工艺

2.1 露石剂喷洒时间的确定

水泥混凝土在振捣抹面收平后，由于混凝土组成材料的自重作用，内部游离水分通过毛细孔道上浮，在表面出现一层水膜，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。因此，露石剂喷洒的最早时间即为混凝土表面水膜消失的时间。但露石剂喷洒时间也不能过迟，否则由于水泥初凝，在表面凝结成一层硬壳，可能会阻止露石剂向下作用，后期露石不均匀或难以达到露石效果。

同时施工现场的环境气温、温度、风速也是影响喷洒时间的重要因素。具体情况需要结合当天的施工条件和外界环境来综合考虑。

2.2 露石剂的喷洒方法

露石剂的喷洒可由喷洒车或人工完成。人工喷洒露石剂(如图2a)所示)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。通过专门定制的工作桥，进行喷洒施工。但在施工时由于机器压力大，注意调节喷头，使露石剂雾化后再进行喷洒作业。

使用机械喷洒时，需要专门的露石剂洒布机(见图2b))。由于露石剂具有一定的固含量，在实际使用过程中很容易出现堵塞喷头的现象，因此要求露石剂喷洒前务必搅拌均匀，喷洒设备压力足够，必要时可以对喷洒机械增加气压机的方法，增大设备的内部压力。喷洒前后务必对喷洒机械进行清洗和检查。

3 覆盖塑料膜工艺

混凝土养生过程中，由于水化放热，表面温度持续升高。因此，喷洒露石剂后，需要采用塑料薄膜覆盖(如图3所示)的方法进行养生。为了使露石均匀，覆盖薄膜一定要全部密封。两块薄膜相交处留有一部分重叠，并做好边角的密封。实际施工为露天环境，无可避免有风的作用，因此，覆盖上薄膜后需用工具将薄膜压在水泥混凝土表面，并赶出膜下残余气泡。

4 清扫时间的判定及清扫工艺

4.1 露石刷洗时间的判定

传统的露石刷洗时间判定主要有划痕法、试刷法和试冲法等方法。随着混凝土养生阶段水化反应过程研究的不断完善，露石刷洗时间的判定可以使用混凝土成熟度的方法进行。路面铺筑完成后，由于混凝土内部水泥水化反应放热，使混凝土温度逐渐升高，在一定时间内混凝土表面温度随着养生时间的延长呈现增加趋势。根据韩森[8]的研究成果，即：对于具体的EACCP，如果水泥标号一定、碎石一定、水灰比一定，那么影响露石剂刻蚀深度的因素只有温度。瑞典学者S·GBergstrom[9]在总结大量混凝土试验后提出采用温度T与时间t的乘积代表混凝土的成熟度Ms，公式为：

Ms=Ti×ti

(1)

其中，Ms为混凝土成熟度；Ti为在ti时间内混凝土的温度；ti为养护时间，以h计。

从露石深度和工程施工效率分析，混凝土成熟度不宜过大，否则可能会出现露石不均匀或不露石，并且由于施工等待太长，最终可能延误工期。通过工程现场实际施工发现，温度为35 ℃，养生时间为8 h，露石深度较为适宜。此时，露石清扫时混凝土成熟度介于240 ℃·h～300 ℃·h，280 ℃·h清扫效果最佳，但由于现场温度和风速存在一定差异，具体视现场情况而定。

4.2 路面刷洗

EACCP的刷洗方法主要有人工刷洗(如图4a)所示)和机械刷洗两种。相较于人工刷洗，机械刷洗(如图4b)所示)以其高效、快速等优点受到广泛青睐。图4中刷洗机械为普通道路清扫机，受机器清扫功率和清扫毛刷性能的影响，在施工中出现漏扫及不均匀的地方，需要人工进行补扫。

4.3 EACCP专用自行式刷洗机

随着国内对EACCP研究的深入，清扫专用机械方面也取得了一些成果。长安大学在陕西省公路局科技处的大力支持下，与有关公司联合研制了EACCP自行式刷洗机，见图5。此机械是一种专门针对EACCP路面设计的机械，具有刷洗效率高、露石更均匀，可以实现清扫速度无级变速和清扫压力可调节等优点。

4.4 露石深度测量

露石深度的测定使用长安大学韩森课题组制造的露石深度专用测试仪(如图6所示)进行。测试方法如下：将透明圆盘放在清扫干净的EACCP上，分别在测孔中垂直插入游标卡尺的测针，如果游标卡尺在圆盘上面的读数在10 mm刻度线以上，观测结果有效，若显示刻度不在10 mm以上，则说明触碰位置是凸起的石头，则测试结果无效应该舍弃。

5 结语

使用十几年前的旧方法去处理一种颇具前景的路面，很难达到想要的效果，技术更新即显得尤其重要。在露石混凝土路面施工工艺方面，通过对露石剂喷洒方法、露石清扫时间的判断、清扫方法的改进，多运用新的技术和新的方法，使之施工机械化程度更高，科技含量更高。

[1] 董雨明.隧道抗滑低噪声水泥混凝土路面研究[D].西安：长安大学,2004.

[2] 韩 森，李志玲，张东省，等.露石水泥混凝土路面关键技术研究[J].中国公路学报，2004,17(4)：17-20.

[3] 闫倩倩,李雪峰,田 波,等.低噪声露石水泥混凝土路面配合比设计研究[J].施工技术，2015(24)：33-34.

[4] 杨小龙，李 波，李晓辉.细粒式露石混凝土路面配合比设计研究[J].中外公路，2015(1)：22-25.

[5] 宋永朝,黎富春,梁乃兴.基于数字图像技术的露石混凝土表面构造研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2012(4)：71-74.

[6] 程贤鹏.坡道路段露石水泥混凝土路面施工技术研究[D].西安：长安大学，2008.

[7] 赵 丽.道路清扫车工作装置结构的改进[J].机械工程与自动化，2015(3)：121.

[8] 韩 森.露石水泥混凝土路面研究[D].西安：长安大学，2006.

[9] 方光秀,李发千,郑文忠.混凝土成熟度新论及新成熟度准则应用[J].低温建筑技术，2002(2):2-4.

Research on the construction technology of exposed cement concrete pavement

Tian Hu

(FirstEngineeringDevelopmentLimitedCompany,ChinaRailway14BureauGroup,Rizhao276800,China)

This paper introduced the research status of exposed concrete, from the raw materials, exposed aggregate spraying and laminating, cleaning process and other aspects of exposed concrete pavement construction, elaborated the construction measures of exposed cement concrete pavement, and through the innovation of exposed aggregate spraying equipment and exposed mechanical cleaning aspects, put forward the exposed concrete construction ideas of new and higher mechanization, helpful for the long distance, large scale construction.

exposed concrete, pavement, exposed aggregate, cement

1009-6825(2017)21-0120-03

2017-05-18

田 虎(1978- ),男,工程师

U416.216

A