2011年一級結構工程師基礎知識精講班講義第七講(3)

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    進一步提高水泥混凝土路面的施工質量我國許多高速公路及地方道路經(jīng)常出現(xiàn)路面開裂、斷板、唧泥的現(xiàn)象,出現(xiàn)大量的返工。由于水泥混凝土路面修復困難,經(jīng)常出現(xiàn)邊施工邊通車,安全隱患大,經(jīng)濟損失大,社會影響極壞。如何進一步提高水泥混凝土路面的施工質量,減少或杜絕常見病害的發(fā)生,提高行車的舒適性,是每位工程技術人員十分關注的問題。筆者經(jīng)過多年的學習和積累,對如何提高路面的施工質量,談談一些見解。
    (一)加強水泥混凝土路面混合料原材料的選擇。建好高速公路水泥混凝土路面的基本物質條件是路面水泥混凝土原材料要精良,進場前控制好原材料的質量相當重要。
    水泥主要控制水泥的抗折強度。我國水泥廠家眾多,生產(chǎn)技術良莠不齊,因此,選擇合格的水泥是保證混凝土強度的首要因素。另外,對水泥的安定性及游離氯化鈣含量,水泥的細度、干縮率與凝結時間、水泥的含堿量,以及控制水泥中混合材料的摻量,夏天施工時注意控制水泥的施工溫度。
    粉煤灰要采用一、二級灰,主要控制粉煤灰中燒失含碳量和細度等指標。
    外加劑的選用是路面混凝土材料科學中的關鍵。合適的外加劑,一是要滿足適應性要求,二是滿足施工混凝土路面所要求的較低水泥用量下的高抗折強度;三是滿足所用的機械施工方式對可施工性質的要求,四是滿足小變形和耐久性要求。
    粗集料主要控制其粒徑、硬度以及含泥量和粒形。一般選用火成巖和變質巖,不使用沉積巖,可以保證巖石的強度,進而保證混凝土的抗彎拉強度。加工則采用反擊式,沖擊式或錘式二級破碎設備,僅用鄂式破碎很難滿足其針片狀含量要求;細集料主要控制砂中含泥量的要求以及細度模數(shù)?;備佀嗷炷谅访嫔暗募毝饶?shù)為2.0~3.5之間,含泥量應小于2%。
    (二)優(yōu)化水泥混凝土配合比設計。水泥混凝土配合比的設計和優(yōu)化是滑模攤鋪路面的關鍵技術,配合比設計時除滿足水泥混凝土路面的物理力學指標外,重要的是考慮混凝土的工作性和經(jīng)濟性。因此對以下幾方面的內(nèi)容要特別注意。
    1、減水劑的選用。要配制出高抗彎拉強度、耐久性好的混凝土配合比,就要求混凝土的水灰比較小,因此必須采用高效減水劑,保證混凝土較好的工作性。
    2、礦料級配的組成原則。砂率的選用由于有比較成功的實踐經(jīng)驗,目前的理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)比較成熟,容易選定。但粗集料一般要采用兩級配集料進行摻配,由于粗集料加工的現(xiàn)狀不理想,確定一個相對合理的摻配系數(shù)是極其重要的。根據(jù)筆者的經(jīng)驗以及查閱相關資料,粗集料組成為曲線并略偏粗更有利于路面平整度的控制及抗彎拉強度的提高。另外,粗集料的含泥量一般不大于1%,砂的含泥量不大于2%,否則將嚴重影響路面的抗折強度和增大干縮變形。
    3、水泥、粉煤灰的路用品質要求。在配合比設計前,對水泥的路用品質進行檢測,如發(fā)現(xiàn)問題,及時與廠家進行協(xié)商和探討,調整水泥的組分,確保水泥品質的完全合格。粉煤灰則必須達到二級以上,對每車材料必須進行檢測后才能入罐,否則三級以上的粉煤灰對路面的危害極大。
    4、配合比設計的影響因素的綜合協(xié)調
    (1)粗集料的種類和粒徑。碎石和礫石均可施工優(yōu)質的水泥混凝土路面,但礫石混凝土的粒徑不大于20mm,碎石混凝土應不大于30mm。
    (2)單位水泥用量。路面混凝土的單位水泥用量不宜過大,過大會使水泥漿量增多,集料之間的嵌鎖力減小,抗折強度提高不明顯。且由于水泥漿量增大會增大干縮變形,影響路面平整度,易產(chǎn)生開裂,且經(jīng)濟性不好。52.5#水泥用量一般不少于300Kg,不宜大于360Kg。
    (3)含氣量。目前,規(guī)范已要求檢測混凝土的含氣量。筆者認為,引氣劑的使用,即有利于路面的抗凍性,也對路面的抗彎拉強度,降低路面剛度,減少變形性能有較大的改善。因此,在路面中檢測含氣量是路面設計和施工理論上必要的進步。
    (三)水泥混凝土路面的施工
    1、認真細致地做好試驗路段。攤鋪水泥混凝土路面試驗路段分為試拌和試鋪兩階段,通過試驗路段的試驗應達到下述目的。
    試驗段在與施工條件等同的條件下實施,通過在指定工作段先試驗性地組織施工、測算、總結,得出所有必需的工作參數(shù)和施工經(jīng)驗,用以指導正式生產(chǎn)。
    通過試驗段的實施,要確定以下內(nèi)容:原材料的適用性及水穩(wěn)混合料的和易性及其力學指標。
    驗證配合比(水泥用量、礦料級配)是否符合規(guī)范要求。
    拌合機、運輸車、攤鋪機的適當數(shù)量、工作效率、組合方式,及人員安排的合理性。
    攤鋪工藝,松鋪系數(shù)??v橫接縫的處理方式。
    其他技術指標。各種檢測手段的適用性。
    試驗段鋪筑結束后,由施工單位和監(jiān)理會商試驗結果,提交試驗總結報告。
    2、水泥混凝土路面的施工。路面試驗段完成后,根據(jù)試驗段取得的成果,用以指導大面積施工。
    (1)高等級路面必須采用滑模攤鋪機施工。目前世界上使用的三大主流攤鋪機為:德國的Wirtgen 機型,美國的GOMACO機型和CMI機型。三種攤鋪機各有其優(yōu)缺點及不同的操作原理,但以德國的Wirt?鄄gen機型適應性更廣。但是隨著工程質量的要求越來越高,材料越來越精良,三種攤鋪機在國內(nèi)都做出了優(yōu)質高平整度的路面。筆者參與施工的道路,采用GOMACO GP2600型攤鋪機和Wirtgen SP850均做出了平整度較好的路面。
    (2)在路面攤鋪前,做好各項準備工作。一是對基層進行清掃、修補。對破損的基層采用高標號的水泥砂漿修補平整密實,對基層裂縫則進行清縫后灌入瀝青并在表面粘貼不窄于1米寬的單層油氈,防止路面反射裂縫的出現(xiàn);二是準備好攤鋪機行走的基線,確?;€平滑順適,逐樁檢查板厚,并對板厚不合適的位置進行基線微調;三是對脹縫、鋼筋補強位置進行預先標識并提前到位,不因鋼筋的安裝影響攤鋪機的連續(xù)作業(yè)。
    (3)路面當日開工前,對材料進行含水量檢測,特別是對砂和小碎石的含水量要特別注意。拌和時注意控制混凝土的拌和質量,確?;炷撂涠鹊木鶆颉?BR>    (4)根據(jù)天氣情況,如溫度、風速等,對混凝土的出廠坍落度進行微調,確保機前混合料的均勻,根據(jù)運距的變化,微調減水劑及水灰比,使混凝土的工作性得到保障(5)攤鋪機在開工前,應調整好振動捧,抹平板等的位置,校核攤鋪機的仰角及平面位置等。施工時,控制振搗倉的料位及機前的料位,并控制行進速度,不宜過快。太快則工人的修邊速度跟不上,拉桿插入的位置不太準確,且機手對前、后的照顧易出現(xiàn)瑕疵,一般以1.0~1.5米/分鐘為宜。另外,根據(jù)施工后的路面情況,及時調整攤鋪機的振動頻率。
    (6)路面施工后,及時噴灑養(yǎng)護劑,根據(jù)天氣情況(溫度、風速、濕度等)確定養(yǎng)護劑的噴灑遍數(shù)、濃度。路面切縫后,采用保濕養(yǎng)護膜或薄膜覆蓋養(yǎng)生。養(yǎng)生28天后,開放交通。
    (7)路面縱橫縫的施工。脹縫的設置一般以盡量少為宜。根據(jù)當?shù)氐臏夭顮顩r及施工時的溫度,設置脹縫的位置。結構物附近必須設置。