混凝土路面翻砂预防措施研究

2020-08-26

魅力中国 2020年27期

（中国水利水电第九工程局有限公司，贵州贵阳 550081）

一、工程概况

遵义市“十三五”农村公路“建养一体化”绥阳县工程，主要以等外级公路为主，路基标准横断面布置为：0.5m（加固路肩）+3.5m（路面铺筑宽度）+0.5m（加固路肩），路肩路面均采用C30 混凝土浇筑，路肩结构尺寸为50cm×24cm，路面结构层为6cm 厚填隙碎石层+18cm 厚混凝土面层。

二、翻砂原因分析

在施工过程中，由于未全面掌握现场实际生产条件，受混凝土施工过程中质量管控及成品保护等因素影响，路面混凝土可能发生翻砂现象。通过对本工程施工过程数据分析，砂石料质量、水灰比、养生过程是造成路面翻砂的主要原因，此外，混凝土振捣、收面及半成品保护等也是是否翻砂的影响因素。结合施工过程中已收集的数据，通过对路面施工数据进行分析如下表所示。

表1 施工过程数据统计分析表（部分）

（一）水灰比

水灰比过大是造成混凝土路面翻砂的主要原因之一，水灰比的大小直接影响混凝土的强度。水灰比过大时，混凝土中多余的游离水分的蒸发，在水泥浆面层产生过多毛细孔，降低了密实性，降低了混凝土面层的强度，易引起翻砂。另外，表面水分过多，混凝土面层抹压修光时间延长，甚至有可能超过水泥的终凝时间，造成施工地面质量无法保证。此外，水灰比过大易造成混凝土拌合物在运输、施工过程中漏浆、泌水等现象。

造成水灰比过大的原因有多种，包括未按规定设置称量系统、未根据集料含水率对拌合用水量进行调整，甚至存在施工班组无视设计配合比，擅自将用水量增加，便于浇筑时摊铺平仓的现象。

（二）集料质量

绥阳县内全部为机制山砂，一般料场开采区域内含多种岩体类型、风化程度各不相同的岩体，部分母材强度及破碎指标不能够满足规范要求。加之喀斯特地貌作用下岩体沟壑较深，内部填充大量的泥层。在砂石生产过程中，如对泥层和风化岩体清理不完全，极易导致细集料石粉含量、细度模数及粗集料含泥量、压碎指标等出现不满足规范要求的情况。

砂石料中含泥量超标，所含粘土会包裹水泥颗粒，延缓及阻碍水泥的水化及混凝土的凝结，造成水泥与集料粘结力减弱，直接影响拌合混凝土强度，降低了混凝土道路表面的耐磨性，造成道路通车一段时间后出现翻砂现象。压碎指标代表着碎石料的强度，碎石压碎指标不合格会造成拌合出来的混凝土抗压强度不足，通车后易造成路面磨损起粉。

（三）混凝土振捣

规范明确要求，混凝土振捣以混凝土表面无气泡冒出，混合料不再下沉，表面泛浆为结束。但在项目部管理人员现场巡视过程中，发现部分道路作业人员操作无规程，比较随意。一般先由插入式振捣器振捣至混凝土内部密实后，在由平板振动器及震动梁振捣至表面大致平整。在平板振动器及震动梁振捣过程中，由于操作人员随意性较大，为便于后期抹面，常出现象过振现象，致使混凝土表面泌水，表面水灰比增大，混凝土表面强度降低，易出现翻砂现象。

（四）收面时间

如路面收面过早，此时水泥水化作用刚刚开始，凝胶尚未全部形成，游离水分较多，表面会出现水光，易造成表面水灰比过大。如收面过迟，水泥已经终凝硬化，此时收面操作困难，且会破坏已经硬结的表面，从而造成表面翻砂。

（五）养护

养护不当是造成混凝土路面翻砂的主要原因之一。规范要求在路面浇筑完成混凝土终凝后及时进行养护。但部分班组为图方便，在每日浇筑结束后，即对当日完成路段全部覆盖洒水保湿养护。此时，存在后浇筑路段的混凝土还未终凝，洒水造成表面水灰比增大，混凝土强度降低。或者出现在高温施工期间，暴露在阳光下的混凝土未及时得到覆盖保湿，造成表面水分蒸发，水泥水化不完全，表面强度降低的现象。部分道路在低温施工期间，未对浇筑完成的路段进行覆盖保温养护，造成混凝土受冻损影响强度。此外，个别道路沿线群众较多，路面施工完成后或施工过程中未按规范要求养生足够时间，即开始通车，造成混凝土表面强度受损，从而产生翻砂现象。

在雨季施工过程中，个别工作面未准备覆盖遮雨工具，造成新浇筑路面混凝土被雨水冲刷、浸泡，或造成表面水灰比增加，强度降低，也是发生翻砂的原因之一。

三、翻砂预防措施

（一）配合比设计

本项目初期试验室出具的配合比水灰比为0.53，现场实际应用过程中效果不佳。为确定适合本项目的水灰比，确保路面施工质量，项目部考虑减小水灰比，以改善混凝土泌水、漏浆的现象。在不改变水泥用量的情况下，通过多次试配试验，并对现场试拌混凝土进行取样检测，确定了最佳水灰比，如下表所示。

表2 水灰比调整试验参数表

在水泥用量不变条件下，降低水灰比，塌落度减小，稠度将增大，拌合物的流动性将随之减小，但有效改善了混凝土的黏聚性和保水性。

根据水灰比调整结果确定的设计配合比如下表所示。

表2-10 设计配合比

施工前，定期测定砂石料实际含水率，对设计配合比用水量进行调整，调整公式如下：

拌合用水量=201-含水率×堆积密度

（二）原材料控制

在料场选择时，必须取样对母材抗压强度进行检测，母材抗压强度不低于70MPa，避免因母材强度不足造成生产的集料石粉含量、压碎指标不满足要求。在料场开采过程中，对覆盖层及风化、破碎的岩层清理干净，避免进入破碎机。对筛分孔进行检查，确定是否满足级配、粒径要求。拌制混凝土使用的水泥进场抽检强度、安定性符合规范要求，禁止使用受潮、结块的水泥。

（三）拌和站工艺

改进拌和站称量系统，增设流量计，精确控制每盘拌合的混凝土量，定量控制水灰比，保持在0.49。在每条道路混凝土工程正式开工前，由项目工程技术部、质量管理部及设备物资部联合对混凝土生产系统进行检查，是否满足精确控制各原材料参比，查看设备说明书及检定证书，由工程技术部对混凝土配合比及拌合要求进行交底、指导。混凝土拌合时间不低于60s，避免搅拌不均匀导致灰浆分离。

（四）运输过程

采用罐车运输混凝土，混凝土从拌合出料至运输到仓面浇筑时间不得超过1 小时，不满足要求时可考虑掺入缓凝剂。为避免骨料分离，要求卸料高度不超过2m，否则，应采用溜槽进行卸料。如运输条件受限，只能采用自卸汽车进行混凝土运输时，必须先对车厢缝隙进行密闭，确保运输过程中浆液损失小，在运输至现场后，对拌合物塌落度进行检测，满足要求才能入仓浇筑。

（五）平仓振捣

对于边角的部分，应先用插入式振捣器按顺序振捣，再用振捣梁纵横交错托振。振捣器在每一位置振捣的持续时间，以拌合物停止下沉、不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准，并不宜过振。使用振动梁振实路面时，振动梁应具有足够的强度和质量。振动梁应垂直路面中心线沿纵向拖行，拖行速度不得低于1m/min，往返2-3 遍，使表面翻浆均匀平整。

（六）收面

在路面混凝土浇筑过程中，及时对应完成的道路进行收面。当混凝土振捣完成后，用抹光机对表面进行磨平，再用铁抹子或木抹子在混凝土表面反复压抹，直到达到工程所需表面光洁要求。在初凝前半个小时，进行第二次收面，确保路面平整。初凝后禁止再进行收面工作，否则，容易破坏表面整体性，易造成表秒破碎、剥落。

（七）养护

因地制宜，选择合适的养护方法。夏季水分蒸发较快，宜选择洒水保湿养护，并以草帘覆盖，加强保水，减小水分流失，每日洒水2～3 遍，洒水量不宜过大，以草帘等覆盖物随时保持湿润为最佳。由于本地区道路多在山区，冬季气温较低，且常有雾气、露水，可不洒水，只需对混凝土路面进行覆盖保温，避免冻损。在冬季气温低于5℃后，禁止洒水养护，避免表面结冰影响强度发展。雨季施工时，现场需要常备塑料薄膜，在下雨前对未终凝的路面进行遮挡。混凝土养护在水泥终凝后立即开始，至少养护14 天时间。在混凝土达到设计龄期前，对道路交通进行控制，不允许车辆通行。