火山灰水泥混凝土路面施工技术研究

郭佩峰

（邢台华辰交通建设监理咨询有限公司，河北 邢台 054000）

0 引言

火山灰是一种性能优异的材料，具有良好的隔温性和活性，分布较为广泛，便于开采，可作为集料，在水泥混凝土路面施工中应用。部分山区有大量的火山灰资源，而砂石等材料却相对比较匮乏，通过试验发现，火山灰物理、力学性能与水泥混凝土制备中的粗集料与掺合料类似，可用于水泥混凝土制备。

1 工程概况

某公路工程项目中的第五标段位于自然保护区内，为重点建设路段，全长23.546km，南北走向。工程所在地为火山地貌，具有一般山地气候的特点，即冬长夏短。由地勘结果可知，在该公路的沿线上，地质分为以下几种：碎石土、火山灰和砂砾、泥灰岩以及低液限黏土等。根据设计要求，上山路段采用水泥混凝土板和预制块路面，水灰比控制在0.45 以内，基层为水泥、火山石稳定碎石。本次修筑的火山灰水泥混凝土路面有两种类型，分别为预制块和现浇，二者施工工艺有所差别，但采用的配合比完全相同。下面重点对火山灰水泥混凝土路面施工技术展开分析。

2 火山灰水泥混凝土路面施工技术

2.1 施工材料

2.1.1 水泥

水泥选用32.5#普硅水泥，从当地一家水泥生产厂采购，产品的物理性质、化学成分，全部与国家现行规范标准的规定要求相符，关键指标的测试结果如下：水泥细度为4.0%，安定性为28.8，初凝和终凝时间分别为300min 和375min，3d 和28d 抗压强度分别为27.2MPa和4.0MPa[1]。

2.1.2 碎石

用于水泥混凝土生产中的碎石，必须洁净、无风化，且压碎值不得超过35%。本次选用的碎石为工程所在地附近一家石场提供，通过物理试验获得碎石的关键指标，具体如下：31.5mm 筛孔的通过率为100%，0.075mm 以下筛孔的通过率为0；含泥量为0.4%，针片状含量为1.9%，吸水率为1.32%，压碎值为10.3%[2]。

2.1.3 火山灰

火山灰就地取材，磨成粉末状，比表面积应在350m2/kg以上，具体的化学组分如下：铁铝硅氧化物含量为88.6%，氧化钙含量为2.1%，氧化镁含量为0.6%，三氧化二铁含量为5.3%，烧失量为2.6%[3]。

2.2 预制块路面施工

2.2.1 预制块制作

本工程中，选用预制块成型机，按照施工要求，集中生产水泥混凝土预制块，制作过程中，磨细火山灰的掺入使预制块外观略黑，与普通的水泥混凝土预制块相比，质量更轻，初凝时间更短。该情况与火山灰本身的颜色及其较强的吸水性有关。生产出的预制块需检测强度和尺寸，确定是否与水泥混凝土相关标准相符。

2.2.2 预制块铺设

（1）水泥混凝土预制块正式铺设前，先在基层上摊铺一层厚度为4.0cm 的砂垫层，选用湿度适中的砂，确保摊铺的均匀性，摊铺完毕后，通过轻型压路机碾压，为预制块铺设提供条件。

（2）以道路中线和路拱形状为依据，设置方格铺砌带，先铺设边缘石，在对道路中间部位铺砌，两侧纵向排砌进度要比中间略快。应保证铺砌的预制块垂直，并嵌入整平层一定深度，块间采用错峰或是嵌挤的方法确保牢固，顶面要保持齐平，预制块长边垂直于行车方向。需要注意的是，在超高路段上，可从低处逐步向高处铺砌。

（3）水泥混凝土预制块的铺设方法有顺铺和逆铺两种，前者是作业人员站在铺砌好的路面上，边砌边进，这种方法可保障路面的纵横坡度及平整度，确保预制块不会对砂垫层造成破坏，唯一的不足是不便于取预制块。后者是作业人员站在砂垫层上，面朝铺好的路面，边砌边向后退，该方法可以看到完成的路段，有助于提高铺砌质量，取预制块比较方便。因此本工程采用逆铺法对水泥混凝土预制块进行铺砌。

（4）预制块铺砌的过程中，应先铺边线，选用尺寸较大且表面平面的石块，顺着路线方向铺砌，石块的长短边要相互交替，铺砌完毕后，及时填土夯实。道路中间的预制块可沿着中线每间隔5～10m 划分一个段落，在每段起点位置处设置导向，以确保预制块铺砌的高度一致，并保持水平[4]。

2.2.3 嵌缝压实

（1）一段铺砌完毕后，对预制块初步夯击，本工程使用重量为25t 的夯锤，自由下落高度设定为15m，夯击后，路面的下沉量在20～30mm 左右，当出现预制块突出或陷落的情况时，应将其剔除，对砂垫层进行处理后，重新铺砌预制块。

（2）夯击完毕后，用轻型压路机碾压，在预制块上均匀撒布粒径为5.0～15mm的石屑或是砂砾，将之扫入预制块的缝隙内，经过碾压后，达到嵌缝密实的效果[5]。

2.3 现浇混凝土路面施工

2.3.1 测量放线

测量小组按照设计文件，在道路上准确测放出中线和边线，并在中线上每隔20m设置一根中线桩，同时在其两侧设置边桩。将控制桩设置于相对比较稳定的位置处，确保精度满足相关规范的规定要求。可将临时水准点设置边线附近，为高程复核提供便利条件。

2.3.2 模板制安

（1）本工程采用木模板，选材方面以质地坚硬、弯曲变形几率小、无裂纹的木料作为首选，模板厚度控制在4.0～6.0cm左右，高度与水泥混凝土板的厚度保持一致。对模板的内壁和顶面做抛光处理，并确保接缝严密，避免漏浆[6]。

（2）在现场安装模板时，必须按照放线的位置支立，并保证模板稳固，接头部位平顺、紧密。当模板支设完毕后，在内壁上均匀涂刷隔离剂，防止混凝土黏附。

2.3.3 混凝土铺筑

（1）按照设计图纸要求，依据拌和站的产能，以提高模板周转效率为前提，对混凝土板分幅、风格。铺筑前，检查基层，看是否平整，并对模板和钢筋全面检查，确保支撑牢固可靠，位置准确无误，随后从模板的一端使混凝土入模，当板厚超过22cm 时，可采用分层的方法铺筑，以两层为宜，每层的厚度相同，而板厚在22cm以内时，可一次性浇筑。

（2）当混凝土铺筑至板厚2/3 时，可将模板内的铁橛拔出，保证混凝土铺筑在分缝的位置处结束，一块完整的混凝土板不得存在接茬。铺筑时，可先对钢筋下部的混凝土进行铺筑，振捣密实后放置钢筋，对上层混凝土铺筑即可。胀缝与路面中心线垂直，缝宽要保持一致，上部灌入填充料，下部设置胀缝板；传力杆固定后，应与混凝土板面保持平行，误差控制在5.0mm以内。

（3）施工缩缝时，可以采取切缝的方法，若作业条件受限，则可选择压缝的方法施工。压至规范标准要求的深度后，及时将压缝刀提出，用原浆将缝槽修补平整。需要注意的是，只能使用原浆，不得另行调制，以免影响整体效果。

2.3.4 养生

当混凝土板现浇完毕后，应及时按照规范标注的规定要求养生，可以选择膜覆盖加洒水的方法，具体的操作要点如下：

（1）选择塑料薄膜、麻袋、草席或土工布等，覆盖在终凝的混凝土上，以达到保湿的效果。养生期间，每天洒水，次数可根据实际情况而定。

（2）本工程所在地的昼夜温差相对较大。因此，在混凝土板现浇后3d，采取有效的保温措施，避免早期收缩裂缝的产生。在混凝土养生期间，除洒水车之外，其余车辆不得通行，以免对混凝土板造成损坏。

3 结语

火山灰以其自身所具备的优异性能，可以作为水泥混凝土中的集料或掺合料，能够提高水泥混凝土的整体性能，改善路面的使用性能。在水泥混凝土路面施工中应用火山灰时，应控制好用量，掌握施工技术要点，以确保路面的整体质量。