水泥混凝土路面施工技术研究

郭宇

（龙岩市上杭公路事业发展中心，福建 上杭364200）

0 引言

对于不同类型的公路应根据其实际通行需求和存在的问题选择针对性的施工技术，从而保证行驶环境的安全性。但施工的过程中经常存在路面不平整、路基压实不足以及稳定性差的问题，拥堵现象时有发生，对道路交通出行和周围居住环境造成不良影响。因此，针对水泥混凝土路面施工技术的研究十分有必要。

1 工程概况

S308 线白砂岭路段，位于上杭县境内，里程桩号为401K+000—407K+780，1996 年铺设水泥混凝土路面。采用15cm 厚5%水泥稳定碎石基层，25cm 厚C35混凝土面层（混凝土抗折强度为5.0MPa）。路面宽度：12m。设计荷载：汽-20，挂-100。边施工边通车是该路段的施工特点，也是最突出的矛盾。根据调查显示，该路段经常存在水泥板板角破碎、下沉等病害问题，对车辆安全出行造成一定影响。

2 水泥混凝土路面技术问题及成因

调查发现，在实际施工过程中公路平整度存在一定问题，导致难以控制事故发生率，经常有部分大型载重货车行驶颠簸，一些装载树苗、煤块、砂石的车辆甚至还会因颠簸而使物品掉落飞出，对其他车辆和过路行人造成影响。这一问题的成因主要在于公路工程路基路面施工质量不佳形成沉降缝、断裂缝等，因此需要提升道路强度。路基压实不足问题在公路工程中时有发生，经常表现为路基材料膨胀、季节性的冷热收缩，进而引发路面受损。若目标建设区域的土壤结构为软土地基，那么这种情况还会加剧，抗剪性、抗压性均比较低，沉降问题加剧。

3 落实水泥混凝土路面施工

3.1 明确技术流程

在施工前期务必做好准备工作和技术交底，明确相关流程。首先，需要对目标建设区域进行地质环境勘察工作，并做好数据分析，为后续水泥混凝土混合物的级配打下基础。其次，将方案上报至当地政府，对其进行价值评估。最后，需要提前进行施工物品的准备，包括材料、机械以及工程队伍，务必符合建设规范，发挥最大效用，具体工程技术及交互流程如图1所示。

图1 路面施工技术交互流程图

此次工程在进行路面基层检测后开始测量放样，直线段和曲线段分别以20m 和5m 为间隔布置布桩，并完成中心桩的布置结合中心线与边桩位置实现对混凝土块的核对。此外，基层的处理也是重中之重的环节，主要针对基层中的隆起、空鼓情况。案例工程选择素混凝土对基层空鼓和隆起情况进行换填，并用胀缝板分离，对存在温缩、干缩裂缝进行防水处理，对于较大的纵向裂缝应用水泥稳定碎石进行填补。

3.2 材料选择配比

水泥混凝土材料的构成包括水泥、集料、外加剂和水，应按照公路的通行用途进行科学配比，达到规定的强度。通过案例工程勘察能够详细了解实际情况，在水泥材料选择时需要保证其稳定性良好，同时黏稠度、凝固时间以及强度差等均需要满足国家道路建设规范。水泥混凝土公路实际施工时会对原有地段情况造成一定破坏，将路基替代地层，因此路基在正式通车后需要承受较大负荷。因此，想要提升稳定性延长使用寿命需要科学配置混凝土配合比。

该工程根据相关资料设计两种配合比方案，具体如表1 所示。

表1 混凝土配比方案

通过对比后发现方案1 的水化热量在3d、7d、30d分别为100J/kg、173.2J/kg 和249.2J/kg；方案2 的水化 热 量 在3d、7d、30d 分 别 为156J/kg、207J/kg 和279J/kg，因此选用方案1 的混凝土配比。在应用前需要由专业资质机构做好水泥质量检测，集料选择方面尽可能选择质地优良且坚硬的集料提升基层稳定性，细度模数在2.5 以上，粒径在4.0cm 以下，该工程选择应用无杂质的中粗砂。

3.3 现场环境及设备准备

此次工程的难点之一在于边施工边通车，因此在施工过程中既要缩减物料到场的时间，又要保证正常通车，减低对交通的影响。因此，针对现场环境的布设需要安排专人进行昼夜交通指挥。施工单位在选择混合料拌和场地时，既要满足距离近，又要保证不会影响交通，并且要布置在原材料存放仓附近，做好防水防潮措施。摊铺机在运行过程中会同时进行坍落度检测，做好振捣频率的调整。为降低摊铺机颠簸情况对水泥混凝土的影响，可以通过缩短基准线状间距和降低行驶速度等方式来实现。施工时，搓平梁高程需要略低于挤压底板，可在搓平梁的两个三等分点处安装振捣器，控制打杆深度一致。此次工程施工作业包括地表处理、碾压、修整等，需要结合工程量合理搭配机械设备。选用的设备方案为：重型压路机∶轻型压路机∶摊铺机∶拌和机=9∶2∶2∶1。

3.4 模板安装

在进行安装时需保证路面两侧模板安装的平直度、高度以及厚度，避免出现弯曲情况，且高度与混凝土板相一致。安装时间模板钉入基层并做好固定工序，保证与基层垂直。模板之间还需保证平整紧密，严禁错位情况，若发现基层与模板存在缝隙，则要及时进行材料填充并压实，完成安装后施工单位需要进行质量验收，做好位置、高度以及严密性等多项参数检查，并在内部涂刷隔离剂，确保水泥混凝土能够顺利脱落避免黏结。针对模板安装过程前后的混凝土面层施工工艺流程如图2 所示。

图2 混凝土面层施工流程

3.5 混凝土拌和运输与振捣

混凝土拌和工序需要保证其不会存在物料不均匀、离析等情况，根据集料配比进行拌和。此次工程所应用1000 型混凝土拌和机进行搅拌，将前期准备好的材料进行称重并按照顺序投放，此过程要结合天气和物料含水量进行灵活控制。水泥混合料配置需要按照先砂石后水泥的顺序，完成拌和后还需根据实际情况加入适量水或碎石，避免运输和摊铺阶段的水分蒸发。每盘拌和料的搅拌时间一般控制在60s 左右，保证坍落度合格后送往现场。水泥混凝土运输需要应用自卸式运输车，车辆内部与模板一样涂抹隔离剂，防止水泥与车内部结构黏结，要正分批次装料，将装载量控制在80%左右，同时做好防雨水、防日晒措施，保证车辆行驶速度。混凝土拌和质量是工程质量的关键部分，将施工流程汇总为图3。

图3 混凝土拌和工艺流程

此次工程选择扣铲法完成对水泥混凝土的撒铺，保证卸料高度在1.5m 以内，以免出现物料离析。整个撒铺过程不得扬撒或直接抛，否则也会导致离析，甚至内部出现大量气泡。在模板附近插捣从而分出浆水避免蜂窝现象。插捣过程需要注重连续性，切忌插捣一段时间后间断，若由于特殊原因，则要在初凝时间内用湿麻布覆盖避免假凝。该工程振捣作业主要应用振捣梁、振捣棒与振捣器相结合的方式。首先应用振捣棒对目标物料进行快插、慢插多次振捣，每次时间约为20～30s，保证表面没有气泡，且表面冒浆。其次主要针对一些表面呈现低洼情况的混凝土，用平板振捣器进行整平处理，再用振捣梁在表面平行移动，此动作重复2～3 次。在振捣过程中需要时刻关注模板状态，是否存在漏浆、模板倾斜、模板连接不平整等情况。

3.6 混凝土抹面养护

经过实践证明，搓平梁与顶模板之间高程差与挤压搓平的力成正比，越大说明挤压搓平力越大，路面平整度也会随之提升，抹平板纵向摆动会造成部分板底压力，影响水泥混凝土表面平整度。因此需要相关人员做好抹平板位置的调节，校准高程。完成振捣工序后利用滚筒进行纵向反复滚动，在应用工具保证表面无沁水的情况下，再利用工具进行2～3 遍抹面压光。模板顶面也需提前做好清洁处理，在振动梁面层振实后需用滚杠，在较长范围内进行匀速的托滚整平，保证水泥浆在滚杠之前亦可用刮尺整平，并做好清边整缝处理黏浆。应用平整度仪进行验收检测，再进行压纹工序以提升路面摩擦力。完成以上操作后还需对水泥混凝土表面进行洒水养护，为避免水分蒸发过快，可以先在表面铺设草垫再实施洒水行为，时间控制在7d 左右，当最终检测的养护强度能够达到80%后即可进行通车，并持续性养护2～3d，直至强度达到100%。

3.7 路面切缝设计

混凝土工程中经常会出现摊铺溜肩、倒边情况，需要额外进行布置支撑侧膜，以实现对凹陷的处理。需要应用到水准仪实现对缺陷的填补，保证整个结构的平直性。针对路面的切缝设计，需要在浇筑工序完成后，且强度在30%以上时才能进行切缝处理。间隔5m 设计一次切缝，切缝设计部贯穿路面结构，深度控制在整体厚度的1/4 即可，宽度控制在5mm 左右，利用小型切缝机，避免操作失误。整个过程中禁止车辆行驶，以免破坏切缝。一般情况下针对纵缝的处理方式普遍以平缝加拉力杆为主，在面板中间布置螺纹钢筋保证纵缝线与面板垂直。横缝则需要根据横缝的实际间距进行填充布置。胀缝则用于保证水泥混凝土面板能够实现自由伸展，从而避免由于温差而导致内部应力过大，造成断层情况。对于这一问题，此次工程采用增加膨胀缝来降低面板拉力。

3.8 水泥混凝土施工后检测

水泥混凝土地面的检测内容主要包括抗折强度、抗压性等。在水泥混凝土表面进行弹簧驱动弹击的方式进行回弹效果记录，从而分析混凝土强度，同时利用超声波检测仪记录的数值来测定强度。该工程在最终验收环节进行混凝土强度检测时间道路划分为20 个区域，并制定200 个监测点实现一一检验，最终结果显示强度平均值为46.1MPa，最小值为42.2MPa，标准差2.74，碳化深度在0.5mm 以内，目前国家针对水泥混凝土道路强度指标为C40，当前结果完全符合强度要求。

4 结语

综上所述，当前影响公路工程施工质量的关键内容之一在于水泥混凝土施工技术的应用，因此应根据相关规范、道路各项指标以及目标建设公路的实际用途进行施工。此次水泥混凝土路面施工工程在科学管理下最大限度地发挥技术优势，且强度和后期质量均符合标准。混凝土搭配设计环节需要注重配合比是否能够满足混凝土的耐久性、抗压性需求，不断改进摊铺方式，选用合适的设备，全力打造安全道路交通环境。