公路碾压混凝土基层抗裂性能及施工方法分析

2023-01-08赵星陆

交通世界 2022年15期

赵星陆

（邢台市公路建设养护中心，河北邢台 054000）

0 引言

碾压混凝土基层以其自身所具备的诸多优点，在公路工程中得到越来越广泛的应用。与半刚性基层相比，碾压混凝土基层的抗疲劳强度更高，有助于路面刚度的提升，能减少车辙的出现。不仅如此，碾压混凝土施工速度快，质量易于控制，水泥用量小，经济效益显著。借此本文就公路碾压混凝土基层抗裂性能及施工方法展开分析。

1 工程概况

某公路工程按照一级公路标准建设，路线全长45.657km，双向六车道，行车时速为80km/h。该公路的道路红线宽度为55.5m，路面结构为沥青混凝土，设计使用年限为15 年，路面设计荷载为BZZ-100kN。依据现行规范标准的规定要求，一级公路的可靠度要达到90%以上，路面结构的可靠度指标为1.28。公路运营一段时间后对该道路现场检测发现，部分路面的承载力无法满足车辆通行需要，为恢复路面的使用性能，可采取补强的方法改造路面。基层补强选用的是强度等级为C25 的碾压混凝土，要求其抗裂性能满足工程要求。本文重点对该公路碾压混凝土基层抗裂性能及施工方法展开分析。

2 路面碾压混凝土基层抗裂性能及施工方法

2.1 抗裂性能分析

2.1.1 养护条件

在标准、洒水、自然三种养护方式下，按照实验室给出的混凝土配合比，分析不同养生条件对混凝土抗裂性能的影响，根据分析结果，确定最佳的养护方式。由测试结果可知，标准养护下的混凝土抗折劈裂强度要高于另外两种养护方式，基于此，在对碾压混凝土养护时，建议采用标准养护[1]。

2.1.2 压实度

碾压混凝土基层的抗裂性能与压实度密切相关。试验显示，碾压混凝土密实度增加后，内部存在的空隙会不断缩小，由此使其本身的强度和抗冲刷能力得到显著提升。同时，压实度提高后，混凝土内的水化反应会更加充分，水泥与骨料之间的结合更为紧密，产生温缩与干缩现象的概率随之减少，碾压混凝土的抗收缩能力进一步增强。通过重型击实试验的方法，确定出最大干密度以及与之相对应的含水率，据此配制混凝土，然后将压实度分别控制在94%、96%、98%和100%，分析不同压实度下混凝土的抗裂性能。结果表明，混凝土的压实度在96%和98%时，混凝土抗折和劈裂强度增速最快。故此，碾压混凝土的压实度达到96%～98%为宜。

2.2 碾压混凝土施工技术要点

2.2.1 碾压混凝土拌和

（1）碾压混凝土拌和厂要设置在地势相对较高的区域，作业前需修筑排水设施，拌制场地要具有足够的承载力和平整度。本工程为一级公路，拌和场地需要使用混凝土进行硬化处理，硬化层的厚度要达到20cm 以上，选用的混凝土强度等级不低于C15[2]。

（2）拌和施工中，所有的原材料均必须分开堆放，不得混堆，每种材料要做明显的标识。水泥、细集料要覆盖防尘，不得露天存放，必须堆放到库房内或防雨的工棚中，以免雨淋影响材料的使用性能。

（3）拌制混合料前，要先调试相关设备，确保集料的级配和含水率达标，若原材料发生变化，则必须对拌制设备重新调试。当气温在15℃以下时，搅拌缸内的水泥温度应控制在10℃以上，气温超过30℃时，搅拌缸内的水泥温度应控制在50℃以下[3]。

2.2.2 碾压混凝土运输

碾压混凝土的含水量相对较少且混合料较为松散，为避免水分快速蒸发，在混合料运输过程中，要采取有效的措施，保证运输车的车厢洁净、无杂质。具体的运输要点如下：

（1）结合工程量、混合料拌制设备的日产量、运输距离以及路况等客观条件，对自卸式汽车的吨位和数量合理确定[4]。

（2）当混合料装满后，使用帆布覆盖，尽快将混合料运送至施工现场，运输控制时间以30min 为宜，从而确保混合料运至现场后的工作性能满足路面基层的施工要求。

（3）当混合料运至现场后，实验员可抽样检测，判断混合料的含水量是否与摊铺作业要求相符，结合实际决定是否需要加水调整[5]。

2.2.3 碾压混凝土摊铺

（1）在对碾压混凝土摊铺前，要对下承层全面检查，确认质量符合摊铺施工要求后，便可在其上对碾压混凝土基层进行摊铺。

（2）当采用两层连续摊铺的方法作业时，要控制好每层的厚度，以18～20cm 左右为宜。施工中使用大功率的摊铺设备时，可按照试验结果，适当增加层厚。

（3）当下承层选用的是稳定细粒材料时，摊铺碾压混凝土前，要对下承层顶面先做处理后，再摊铺混凝土；当下承层选用的是中粗粒材料时，碾压混凝土摊铺作业前，要先对下承层全面清理，随后撒铺水泥净浆，最后摊铺碾压混凝土。

（4）采用两台摊铺机以并行的方式作业，确保两台摊铺机的型号相同，摊铺时，两台摊铺机之间保持10m 左右的距离，纵向要保证重叠30～40cm。对于超宽路段无法通过摊铺机完成摊铺作业时，可选择人工的方式对混合料摊铺。本工程为一级公路，摊铺作业时，使用纵向模板，以此来确保摊铺质量[6]。

2.2.4 碾压混凝土压实

对于碾压混凝土基层施工而言，压实与质量的关系较为密切，通过有效压实，能够提高基层平整度，从而保证路面的使用性能。碾压混凝土压实技术要点如下：

（1）配置碾压机械设备时，一级公路半幅摊铺时，至少配备4 台重型压路机，路面为六车道时，要增加一台重型压路机。碾压设备选好后，必须由专人操作，以此来确保压实质量达标。

（2）本工程中，初压使用钢轮压路机，先用双钢轮压路机稳压2 遍，然后改用振动压路机或是吨位在25t 以上的轮胎压路机碾压。为消除轮迹，可在平整度达标后，再用双钢轮压路机碾压一遍[7]。

（3）为提高压实效果，可结合同类工程的施工经验，合理确定压路机作业参数，一旦参数确定之后，不得在施工过程中随意更改，以免对压实质量造成影响。

2.2.5 养生切缝

（1）碾压混凝土可以采用的养生方式有覆盖、洒水等，具体的养生方式可以根据工程实际情况而定。养生期间要封闭交通，避免车辆通行影响养生效果，除洒水车外，禁止其他车辆进入碾压混凝土基层养生范围；采用洒水养生的方法时，可按照工程所在地的气候情况，对洒水的频率合理确定，高温季节可在上午和下午的适当时间各洒水一次；以覆盖的方式对碾压混凝土基层养生时，若是选用薄膜覆盖，则要保证薄膜的厚度在1.0mm 以上，以使薄膜相互搭接，如果薄膜破损则必须及时更换；揭膜后的48h 内要对上面结构层施工，对于蒸发量较大的地区，要在薄膜覆盖的基础上适量补水。

（2）养生完毕后，可对碾压混凝土基层预切缝，可将切缝的间距控制在8.0～15m；按照基层的厚度对切缝的深度合理确定，通常为层厚的1/2 左右，宽度以5.0mm 为宜；切缝完毕后，要及时缝隙中杂质全面清理，并用热沥青灌缝[8]。