水泥混凝土路面施工方法

'水泥混凝土路面施工水泥混凝土路面的构造和特点一、水泥混凝土路面的构造及其基本要求1．路基：水泥混凝土的弹性模量为2.5×104~4.0×104Mpa。因此,水泥混凝土面层板具有很高的刚度和扩散荷载的能力,通过面层板传到路基顶面的荷载压应力值很小,一般不超过0.05MPa。因此,水泥混凝土路面并不要求强度大或承载力高的路基。然而,如果路基的稳定性不足,产生不均匀沉陷,则仍将给混凝土面层带来很不利的影响。由于路基不均匀支承,会使面板在受荷时底部产生过大的弯拉应力,导致混凝土路面破坏。路基支承不均匀的原因主要是由于填料的土质不均匀、湿度不均匀、膨胀土冻胀、湿软地基未达充分固结、排水设施不良、压实不足或不当,以及新老路基交接处、填挖交界处处理不当等多种原因所造成的。为了保证路基支承的均匀性,遇有上述情况时,宜分别采取相应的处理措施：1）选择填料：宜选用低膨胀性土(塑性指数在10以下)或对冰冻不敏感的土(砂砾等)作填料;将膨胀性高或对冰冻敏感的土放在路堤的下层,而在上层用好填料填筑;对不同来源和性质的填料进行适当地拌和等。（2）控制压实度和压实时的含水量：在气候为润湿、中湿或过湿的地区压实塑性土,压实时的含水量宜略高于最佳含水量。这时的压实土,渗透性、浸水后的膨胀量和冻胀都可减小,从而可提供体积变化小而支承均匀的路基。（3）加强路基排水设施：尽可能提高路基设计标高或加深边沟底部深度,以增加路面同地下水位之间的距离。设置路基排水设施,以拦截浅透水层流向路基的渗透水或降低地下水位。（4）对路基上层土进行处理：路基上层土,特别是对于湿软土层,应采用低剂量石灰或水泥等结合料作稳定处理。2.基层和垫层：水泥混凝土面层下设置基层和垫层,主要有如下几方面的作用：（1）防卿泥：混凝土面层如直接放在路基上,会由于路基土塑性累计变形量大,细料含量多和抗冲刷能力低而极易产生卿泥现象。铺设基(垫)层后,可减轻以至消除卿泥的产生。（2）防冰冻：在季节性冰冻地区,用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基(垫)层,可以减少路基的冰冻深度,从而减轻冰冻的危害作用。3）防水：在湿软土基上,铺筑开级配粒料基(垫)层,可以排除从路表面渗入面层板下的水分,以及隔断地下水毛细上升。　（4）减小路基顶面的压应力,并缓和路基不均匀变形对面层的影响。　（5）为面层施工(如立侧模、运送混凝土混合料等)提供方便。同时,还能提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命。 3．水泥混凝土路面对基层和垫层结构方面的要求：（1）刚度要求：随着交通繁重程度的增加,对水泥混凝土面层下基层和垫层的刚度要求应逐渐提高,以限制板的弯沉量,从而减少卿泥和错台等病害的产生。在公路水泥混凝土路面设计规范中,按交通等级分别提出了基层顶面当量回弹模量Et的最低要求。因而,在选择基层和垫层类型和确定其厚度时,应考虑满足要求。而在原有公路上铺筑混凝土面层时,原有路面顶面的当量回弹模量Et也需满足规定。 （1）防冻胀要求：在季节性冰冻地区,路面结构的总厚度(包括面层、基层和垫层)应占当地最大冰冻深度的一定比例,以防止或减轻路基不均匀冻胀对混凝土路面的不利影响。（3）厚度：防止卿泥所需的基层或垫层厚度一般不得小于15cm,作为原有路面上的补强,最小结构厚度一般为8~10cm。此外,基层和垫层的厚度确定还要满足表"基层顶面当量回弹模量"的要求。同时,在季节性冰冻地区则要考虑满足抗冻层最小厚度的要求,并按此调节垫层的厚度。　　（4）宽度：基层和垫层的宽度应大于面层宽度,以便有足够的位置供立侧模用,同时,较宽的基层和垫层也有利于改善面层板边缘的受荷条件。4．排水和路肩：（1）面层一基(垫)层一路肩排水系统：为了迅速排除渗入路槽内的水分,可以采用开级配粒料作基层(或垫层),汇集通过面层接(裂)缝和外侧边缘渗下的水分,通过空隙和横坡横向排至基层(或垫层)的外侧,并由纵向集水管汇集后横向排出路基。开级配粒料,可以不用结合料处治,而用水泥或沥青结合料处治。为防止路基土的细粒渗入渗水基层(或垫层),堵塞空隙而使排水作用失效,在透水基层(或垫层)下应设置过滤层。 （1）路肩：路肩给路面结构提供侧向支承,供车辆紧急或临时停靠,在车行道进行修补时可作为临时车道使用,因而路肩应具有一定的承受车辆荷载的能力。路肩的层次结构和材料选择,除了考虑承载能力外,还应结合路面排水系统的布置和要求,使渗入路面的水分能由排水通道迅速排离出路面结构,为铺筑出符合质量标准的水泥混凝土路面提供基本保证。二、水泥混凝土路面的特点：　　所谓素混凝土路面,是指除接缝区和局部范围(边缘和角隅)外不配置钢筋的混凝土路面。1．水泥混凝土路面具有以下优点：（1）强度高：混凝土路面具有较高的抗压强度和抗弯拉强度以及抗磨耗能力。（2）稳定性好：混凝土路面的水稳性、热稳性均较好,特别是它的强度能随着时间的延长而逐渐提高,不存在沥青路面的那种老化现象（3）耐久性好：由于混凝土路面的强度和稳定性好,所以它经久耐用,一般能使用20~40年,而且它能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。　　（4）养护费用少、经济效益高：与沥青混凝土路面相比,水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用均较少。它的建筑投资虽较大,但使用年限长,故所分摊于每年的工程费用较少。　　（5）有利于夜间行车：混凝土路面色泽鲜明,能见度好,对夜间行车有利。2．水泥混凝土路面的缺点：　　（1）对水泥和水的需要量大：这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。　　（2）有接缝：一般混凝土路面要建造许多接缝,这些接缝不但增加施工和养护的复杂性,而且容易引起行车跳动。　　（3）开放交通较迟：一般混凝土路面完工后,要经过15~20天的湿治养生,才能开放交通。　　（4）修复困难：混凝土路面损坏后,开挖很困难,修补工程量大,费用高,且影响交通。由于混凝土路面的强度高,耐久性好,能适应重载、高速而繁密的汽车运输的要求,在我国一些城市道路、工矿道路、停车场和机场跑道上采用较多。由于它的水稳性及能见度好,特别适用于修筑隧道内的路面。但是,修筑混凝土路面,要耗费大量的水泥和一定数量的钢材,因此,在我国公路路面上目前采用得还不很多。随着我国公路运输事业的发展,行车时车载质量和速度日益提高,特别是水泥工业的进一步发展,今后,混凝土路面在我国必然会得到越来越广泛的采用。水泥混凝土路面技术要求和配合比设计一、路用混凝土的技术要求： 　　1．强度：路面混凝土主要是以混凝土的抗弯拉强度(抗弯折度)为设计标准。设计混凝土路面的厚度应.　　以行车反复荷载产生的应力不超过混凝土路面设计使用年限未期的疲劳抗弯拉强度为依据。路面混凝土的抗弯拉强度是以15cm×15cm×55cm的试件,标养28d,以三分点双力点的抗折强度为标准一、路用混凝土的技术要求：　　1．强度：路面混凝土主要是以混凝土的抗弯拉强度(抗弯折度)为设计标准。设计混凝土路面的厚度应.　　以行车反复荷载产生的应力不超过混凝土路面设计使用年限未期的疲劳抗弯拉强度为依据。路面混凝土的抗弯拉强度是以15cm×15cm×55cm的试件,标养28d,以三分点双力点的抗折强度为标准混凝土路面要求有两个强度指标：　　抗弯拉强度：根据材料情况、施工条件等因素,通过试配确定。路面混凝土的抗弯拉强度,不得低于规定值。当混凝土路面浇筑后,如不需在28d后开放交通肘,可采用90d龄期强度,其强度一般为28d龄期强度的1.1倍。2．和易性(工作性)：混凝土在拌和操作中要求混合料有较大的流动性,以易于拌和均匀,而且在运输和浇灌时不会发生砂石与水泥浆分离现象,在捣实时混凝土内部均匀密实,不致发生麻面蜂窝等。混凝土应具备的这些便于施工与保证工程质量的性质,称为混凝土混合料的和易性。目前还没有一种能全面表征混凝土和易性的测定方法,最常用的方法有：坍落度试验、维勃稠度试验和捣实因素试验等影响和易性的因素主要有：水泥浆的数量、水泥浆的稠度、砂率、水泥品种和集料性质、外加剂等。因此,在拌制混凝土时,必须根据使用材料、施工机械、施工气候等条件,在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下,选择合理的配合比和适宜的胡落度,或掺加各种外加剂(如减水剂、流化剂等),以提高混凝土的和易性。3．耐久性：由于路面混凝土直接受到行驶车辆的磨损,寒冷积雪地区又受到防滑链轮胎和带钉轮胎的冲击,同时长年经受风吹日晒、雨水冲刷及冰雪冻融的侵蚀,因此,要求混凝土路面必须具有良好的耐久性。为了提高混凝土耐久性,应注意以下几点要求：（1）混凝土组成材料的质量符合标准要求；（2）合理选择水泥品种(普通水泥)；（3）适当控制水灰比及水泥用量； （4）选用较好的砂石集料及改善集料级配；（5）掺加外加剂,如引气剂、减水剂等。4．表面特性：混凝土路面,应具有良好的表面功能(或表面特性)。即要求路面具有足够的抗滑、耐磨及平整性。一般地,采用坚硬、耐磨、表面粗糙的集料,可提高路面的抗滑能力;选用优质材料(包括填缝料)进行合理组成设计,可提高路面的耐磨性;依靠控制混合料的均匀性、和易性,可提高表面的平整度。二、对材料的要求：　　水泥混凝土路面是由混凝土面板与基层组成的路面结构,具有刚度大、强度高、稳定性好、使用寿命长等特点,适用于各级公路特别是高速公路和一级公路。水泥混凝土面板必须具有足够的抗折强度,良好的抗磨耗、抗滑、抗冻性能以及尽可能低的线膨胀系数和弹性模量。混凝土拌和物应具有良好的施工和易性,使混凝土路面能承受荷载应力和温度应力的综合疲劳作用,为行驶的汽车提供快速、舒适、安全的服务1．水泥：水泥是混凝土的胶结材料,混凝土的性能在很大程度上取决于水泥的质量。施工时应采用质量符合我国现行国家标准〈道路硅酸盐水泥〉规定技术要求的水泥。通常应选用强度高、干缩性小、抗磨性能及耐久性能好的水泥,施工时根据公路等级、工期要求、浇筑方法、路用性能要求、经济性等因素选用合适的水泥品种及标号。通常使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,若采用其他品种的水泥,必须满足路用性能和经济性要求。 2.粗集料：为获得密实、高强、耐久性好、耐磨耗的混凝土,粗集料(碎石或砾石)必须质地坚硬、耐久、干净,有良好的级配。　　粗集料的粒状以接近正方体为佳。长度大于平均粒径2.4倍的称针状颗粒,厚度小于平粒径的0.4倍的称片状颗粒。表面粗糙且多棱角的粗集料,同水泥浆的粘附性好,配制的混土有较好的强度,在相同水泥浆用量条件下,砾石配制的混凝土具有较好的和易性 集料的磨耗率,用双筒式磨耗机测定时应不大于4%。用于寒冷地区的混凝土,集料的坚固性要求在硫酸纳溶液中浸湿和烘干5次循环后的质量损失小于5%(寒冷地区)或3%(严寒地区)。　　粗集料的最大粒径应不大于40mm。其级配可采用连续级配或间断级配。连续级配的优点是所配制的混凝土较密实,具有优良的利易性,不易产生离析现象。间断级配同它相比,配制相同强度混凝土所需的水泥用量可少些,但容易产生离析现象,并需采用强力振捣。3.细集料　　细集料的粒径范围为0.15~5mm。细集料分为天然砂(如河砂、海砂或山矿等)和人工轧制石料得到的人工砂(如石屑等)两种。人工砂具有较多棱角,其和易性不及天然砂。路面混凝土用砂应具有高的密度和小的比表面积,以保证新拌混凝土有适宜的和易性,硬化后应有足够的强度和耐久性,同时又达到节约水泥的目的。因此,要求细集料应质地坚硬、耐久、洁净,并具有良好级配。　4.水;清洗集料、拌和混凝土及养生所用的水,不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类有机物等。饮用水一般均适用于混凝土。非饮用水经化验满足以下条件时可以使用:硫酸盐含量(按SO4-2计)小于2.7mg/cm3,含盐量不超过5mg/cm3,pH值大于4。5.外加剂：为改善水泥混凝土的技术性能,往往在混凝土拌制过程中加入适宜的外加剂,外加剂现已被列为混凝土混合料的必备成分。其用量一般不超过水泥用量的5%, 常用的外加剂有流变剂、调凝剂及引气剂三大类。（1）流变剂：流变剂是改善新拌混凝土流变性能的外加剂,如塑化剂、减水剂和流化剂,而减水剂是这类外加剂最典型代表。减水剂又称分散剂。由于使用时单位体积混凝土混合料中的用水量减少,故名减水剂。混凝土加入适量的减水剂,可在保持新拌混凝土工作性相同的情况下,显著地降低水灰比;或在水灰比不变的条件下,可大大改善新拌混凝土的工作性,从而提高混凝土的强度和改善了混凝土的抗冻、抗磨、收缩等一系列物理一力学性能。目前常用的有木质素系减水剂(简称M剂)、茶系减水剂(NF、MF等)、水溶性树脂类减水剂(SM)等。2）调凝剂：　　调凝剂是调节水泥凝结时间的外加剂,是促凝剂、速凝剂和缓凝剂的总称。　　促凝剂是缩短混凝土中水泥浆从塑性状态转化到固体状态所需时间的外加剂。促凝剂与水泥矿物作用能生成稳定和难溶化合物,加速水泥浆凝聚结构的生成。常用促凝剂有水玻璃、铝酸钠、碳酸钠、氟化钠、氯化钙和三乙醇胺等。其中氯化钙、三乙醇胺等还兼有早强剂的作用。早强剂早强剂是加速水泥混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂对水泥中的硅酸三钙和硅酸二钙等矿物的水化有催化作用,能加速水泥的水化和硬化,具有早强的作用。通常采用的有氯化钙(CaCl2)早强剂,三乙醇复合早强剂等。　　速凝剂是使水泥混凝土迅速凝结和硬化的外加剂,可用于冬季施工。速凝剂与水泥在加水拌和时立即反应,使水泥中的石膏失去缓凝作用,促成铝酸三钙迅速水化。并在溶液中析出其水化物,导致水泥迅速凝结。（3）改变混凝土含气量的外加剂：　　引气剂能在混凝土中形成细小的、均匀分布的,并在硬化后仍能保持的空气微泡。引气剂为憎水性表面活性物质,由于它能降低水泥一水一空气的界面能,同时由于它的定向排列,形成单分子吸附膜,提高泡膜的强度,并使气泡排开水分而吸着于固相粒子表面,因而能使搅拌过程混进的空气形成微小(孔径0.01~2mn)而稳定的气泡,均匀分布于混凝土中。6．接缝材料：　　接缝所用材料质量的好坏,对保证水泥混凝土路面的正常使用和质量是至关重要的。接缝处出现的主要问题如下：　　（1）接缝渗水：由于接缝材料不能与混凝土板很好粘结,特别是气温较低时,混凝土板收缩后缝隙增大,从而使路面表面水渗入混凝土板下的基层,造成地基承载力降低和卿泥,混凝土板出现断裂和错台。（2）填缝料外溢：气温较高时混凝土板膨胀,如填缝料本身压缩性能及热稳性差,就容易从缝中溢出,流淌到缝的两侧板的表面,影响路面平整度和路容。　　（3）杂物嵌入：如接缝材料性能差,则杂物极易嵌入缝中,使接缝失去胀缩作用,板产生拱胀及断裂。尤其是小粒径石子嵌入时,使接缝处板端压力集中,以致接缝(特别是胀缝)附近的混凝土板挤碎。接缝材料按使用性能分为接缝板和填缝料两类。接缝板应选用能适应混凝土面板膨胀收缩、施工时不变形、耐久性良好的材料, 如杉木板、纤维板、泡沫橡胶板、泡沫树脂板等。填缝料应选用与混凝土面板缝壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土面板收缩、不溶于水和不渗水、高温时不溢出、低温时不脆裂和耐久性好的材料,如沥青橡胶类、聚氯乙烯胶泥类、沥青码蹄脂类等加热施工式填缝料和聚氨脂焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青橡胶类等常温施工式填缝料。 三、配合比设计：　　路面混凝土配合比设计是根据设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和经济合理的原则,通过试验确定混凝土混合料各成分的配合比例。配合比设计的主要任务是选择好水灰比、用水量和砂率这3个参数。其一般步骤为：　　根据已有的配合比试验参数或以往的经验,得出初拟设计配合比；　　按初拟设计配合比进行试拌,考察混合料的工作性,按符合要求的情况作必要的调整;然后进行强度和耐久性试验,按符合要求的情况再做必要的调整,得到设计配合比；　　根据混凝土的现场实际浇筑条件,如集料供应情况(级配、含水量等)、摊铺机具和气候条件等,进行适当调整,得出施工配合比。配合比设计可采用经验公式法,其设计步骤为：1．确定混凝土的配合比强度fc：　　　　　　fc=Rifcm式中：fcm一设计弯拉强度；Ri一提高系数,其值为1.10~1.15,可根据施工技术水平和工程的重要性选用,等级高的公路采用较大的提高系数;施工技术水平高、混凝土板的强度变异性小的,提高系数可取低值,否则取高值。2．计算水灰比ω/c：碎石混凝土：ω/c=1.5684/(fc+1.0079-0.3485fsc)砾石混凝土：ω/c=1.2618/(fc+1.5492-0.4565fsc)式中：fsc一水泥胶砂标准试件弯拉强度,Mpa。路面混凝土的最大水灰比ω/c,应符合规定：公路、城市道路和厂矿道路,不应大于0.50；机场道面和高速公路,不应大于0.46；冰冻地区冬季施工,不应大于0.45。3．计算用水量ω：　　每立方米混凝土的用水量以ω（kg/m3）可按下述经验公式确定：碎石混凝土：ω=104.97+3.09hs+11.27(c/ω)+0.61sr砾石混凝土：ω=86.89+3.70hs+11.24(c/ω)+1.00sr式中：sr一一砂率,%；即细集料(砂)占粗细集料之和的百分率；hs一坍落度,cm；一般取1~3cm。 按理论计算法计算砂率时,采用下式：Sr=k"[ρsVg/(ρsVs+ρg)]式中：ρs一细集料(砂)的松装密度,kg/cm3；ρg一粗集料(石子)的松装密度,kg/cm3；Vs一1立方米混凝土中细集料(砂)的松装体积,m3；Vg一1立方米混凝土中粗集料(石子)的松装体积,m3;K"一拨开系数,在1.0~1.2范围内,一般可取1.05。4．计算水泥用量C：　　　　C=ω(c/ω)路面混凝土的水泥用量一般应不小于300kg/m3,不大于450kg/m3。5．计算集料用量：在已知砂率、单位用水量和水泥用量的情况下,可以采用绝对体积法或假定密度法确定粗、细集料的用量。（1）用绝对体积法计算时,细集料用量：粗集料用量：　　　g=s[(100-sr)/sr]（2）用假定密度法计算时,细集料用量：s=sr(ρb-c-ω)/100粗集料用量计算与用绝对体积法计算时相同。式中：ρw一水的密度,g/cm3,可取1； ρc一水泥的密度,g/cm3,可取2.9~3.1；ρs一细集料的表观密度,g/cm3；ρg一粗集料的表观密度,g/cm3；ρb一混凝土的假定密度,g/cm3,可取2.4~2.5。6．外加剂用量：　　通过试拌与试验确定,一般不超过水泥用量的5%。7．配合比的调整：　　通过上述计算得到的配合比,是根据以往经验公式和参数确定的材料初步用量,它同材料的实际情况存在一定的差异。为此,必须通过试验进行配合比调整。（1）试拌调整：按上述初步定出的配合比,取样试拌,测定其工作性。如果测得的工作性低于设计要求,则可保持水灰比不变,适当增加水泥浆用量;如果测得的工作性超过设计要求,则可以减少水泥浆用量,或者保持砂率不变,增加砂石用量。当砂浆过多时,可酌量增加石子;砂浆少时,则可酌情增加砂浆。每次调整加入少量材料,重复试验(时间不得超过20min),直|到符合要求为止。（2）强度校核：按符合工作要求的配合比,适当增减水泥用量，配制3组配合比的新拌混凝土梁式试件,并测定其实际密度。经养生到规定龄期后测定其强度。如果实测强度未能达到要求的配制强度时,可采取提高水泥标号、减小水灰比或改善集料级配等措施。3）试验室配合比计算：通过调整得到符合工作性和强度要求的配合比后,还应按混凝土的实测密度校正其计算密度。混凝土的计算密度为经试拌调整后每立方米混凝土各种材料单位用量之和。校正系数k为实测密度同计算密度之比值。各种材料用量均乘以校正系数k,即为定出的试验室配合比。（3）施工配合比换算：试验配合比是在集料处于标准含水状态(饱和面干状态)下计算出来的。施工现场的集料含水量经常变化,因而须根据拌制时集料的实际含水量对实验室的配合比进行调整。集料中的水分应在用水量中扣除,因水分所减少的集料数量则在集料用量中补足,由此保证施工配合比。 第三节水泥混凝土路面施工一、轨模式摊铺机施工：　　轨模式摊铺机施工,是机械化施工中最普通的一种方法。是由支撑在平底型轨道上的摊铺机将混凝土拌和物摊铺在基层上。摊铺机的轨道与模板是连在一起的,安装时间步进行。轨模式摊铺机施工混凝土路面包括施工准备、拌和与运输混凝土、摊铺与振捣、表面整修及养护等工作。1．机械选型和配套：　　混凝土路面施工前必须做好各种机械的选型和配套,以便施工时能正常进行。用轨模式摊铺机施工时,主要工序是混凝土的拌和与摊铺成型,因此,应把混凝土摊铺机作为第一主导机械,拌和机作为第二主导机械。选择的主导机械应能满足施工质量和工程进度要求。 （1）主导机械选型：　　主导机械的选择,应考虑满足施工质量和进度的要求,同时还要考虑我国现阶段工程单位的技术人员素质、管理水平和购买能力等实际情况。配套机械的选型和配套数量,须保证主导机械发挥其最大效率,且使用配套机械的类型和数量尽可能少。用机械铺筑的路面质量(密实度和平整度)以及操作进度取决于水泥混凝土的拌制质量。工作度主要与混凝士配合比有关,也与拌和方式有关。在选择拌和机型时,主要考虑拌和品质和拌和能力、机械可靠度、工作效率和经济性。（2）配合机械及配套机械：　　配合机械：配合机械主要是指运输混凝土的车辆。选择的主要依据是混凝土的运量和运输距离。研究表明,运距在1lm以内,以2t以下的小型自卸车比较经济;运距在50m左右时,以5~8t中型自卸车最为经济。考虑到混凝土在运输过程中水分的散失和离析等问题,更远的运输距离以采用容量为6m3以上的混凝土拌和运输车较为理想。配套机械：　　前方系统—以VöGEIZ机型为主导机械的配套机械，以C450X机型为主导机械的配套机械；　　后方系统—一般双卧轴强制拌和机配套机械，配有自动控制配料系统的混凝土拌和楼(站)配套机具。2．施工准备：　　混凝土路面施工前的准备工作包括材料准备及质量检验、混合料配合比检验与调整、基层的检验与整修、施工放样及机械准备等。　　根据混凝土路面施工进度计划,施工前应分批备好所需的各种材料,并在使用前进行核对、调整,各种材料应符合规定的质量要求,新出厂的水泥应至少存放一周后方可使用。路面在浇筑前必须对混凝土拌和物的工作性进行检验并作必要的调整。施工放样是用轨模式摊铺机施工混凝土路面的重要准备工作。首先根据设计图纸恢复路中心线和混凝土路面边线,在中心线上每隔20m设一中桩,同时布设曲线主点桩及纵坡变坡点、路面板胀缝等施工控制点,并在路边设置相应的边桩,重要的中心桩要进行拴桩。每隔l00m左右应设置一临时水准点,以便复核路面标高。由于混凝土路面一旦浇筑成功就很难拆除,因此测量放样必须经常复核,在浇捣过程中也要进行复核,做到勤测、勤核、勤纠偏,确保混混凝土路面的平面位置和高程符合设计要求。3．拌和与运输：（1）拌和：采用轨模式摊铺机施工时,拌和设备应附有可自动准确计量的供料系统;无此条件时,可采用集料箱加地磅的方法进行计量。各种组成材料的计量精度应不超过下列范围：　　水和水泥±1%；　　　粗细集料±3%； 　　　　外加剂±2%。拌和过程中加入外加剂时,外加剂应单独计量。用国产强制式搅拌机拌和坍落度为1~5cm的混凝土拌和物,最佳拌和时间应控制为：立轴式强制拌和机为90~180s；双卧轴强制式拌和机为60~90s。最短拌和时间不低于低限,最长拌和时间不超过高限的3倍。（2）运输：通常采用自卸汽车运输混凝土拌和物,拌和物坍落度大于5cm时应采用搅拌车运输。从开始拌到浇筑的时间应满足下列要求：用自卸汽车运输时,不得超过1h；用搅拌车运输时,不得超过1.5h。若运输时间超过上述时间限制或在夏季浇筑时,拌和过程中应加入适量的缓凝剂。运输时间过长,混凝土拌和物的水分蒸发和离析现象会增加,因此应尽量缩短混凝土拌和物的运输时间,并采取措施防止水分损失和混合料离析。4．摊铺与振捣：　　（1）轨模安装：轨模式摊铺机的整套机械在轨模上前后移动,并以轨模为基准控制路面的高程。摊铺机的轨道与模板同时进行安装,轨道固定在模板上,然后统一调整定位,形成的轨模既是路面边模又是摊铺机的行走轨道。模板应能承受机组的质量,横向要有足够的刚度,轨模数量应根据施工进度配备并能满足周转要求,连续施工时至少需配备三个全工作量的轨模。2）摊铺：轨模式摊铺机有刮板式、箱式或螺旋式三种类型,摊铺时将卸在基层上或摊铺箱内的混凝土拌和物按摊铺厚度均匀地充满轨模范围内。刮板式摊铺机作业：　　摊铺机本身能在模板上自由地前后移动,在前面的导管上左右移动,并且由于刮板本身也旋转,所以可以将卸在基层上的混凝土堆向任意方向自由地摊铺。这种摊铺机比其他类型摊铺机的质量轻,容易操作,易于掌握,故使用较普遍, 但其摊铺能力较小。箱式摊铺机作业：混凝土通过卸料机(纵向或横向)卸在钢制的箱子内,箱子在机械前进行驶时横向移动,同时箱子的下端按松铺高度刮平混凝土。由于混凝土一次全部放在箱内,所以质量大,但能摊铺均匀而且很准确,其摊铺能力大,故障较少。螺旋式摊铺机作业：由可以正反方向旋转的螺旋杆(直径约50cm)将混凝土摊开。螺旋后面有刮板,可以准确调整高度。这种摊铺机的摊铺能力大,其松铺系数一般在1.15-1.30之间。 （3）振捣：混凝土的振捣，可采用振捣机或内部振动式振捣机进行。　　混凝土振捣机是跟在摊铺机后面,对混凝土进行再一次整平和捣实的机械。其作用一方面是补充摊铺机初平的缺陷, 更重要的是使松铺混凝土在全宽度范围内达到正确高度,它与振捣密实度和路面平整度直接相头,其后是一道全宽的弧面振捣梁,以表面平板式振动把振动力传至全厚度。5．表面整修：振捣密实的混凝土表面应进行整平、精光、纹理制作等工序的作业,获得平整、粗糙的表面,混凝土路面具有良好的路用性能。（1）表面整平：表面整平采用的表面整修机有纵向移动或斜向移动两种。纵向表面整修机工作时,整平梁在混凝土表面纵向往返移动,通过机身的移动将混凝土表面整平。斜向表面整修机通过一对与机械行走轴线成10°左右的整平梁作相对运动来完成整平作业，其中一根整平梁为振动梁。（2）精光及纹理制作：精光是对混凝土路面进行最后的精平,使混凝土表面更加致密、平整、美观,此工序是提高混凝土路面外观质量的关键工序之一。在混凝土表面制作纹理,是提高路面抗滑性能的有效措施之一。制作纹理时,用纹理制作机在路面上拉毛、压槽或刻纹,纹理深度控制在1~2㎜范围内,在不影响平整度的前提下提高混凝土路面的构造深度,可提高表面的抗滑性能。6．养护：　　混凝土表面修整完毕后,应进行养生,使混凝土板在开放交通前具备足够的强度和质量。养生期间,须防止混凝土的水分蒸发和风干,以免产生收缩裂缝;须采取措施减少温度变化,以免混凝土板产生过大的温度应力;须管制交通,以防止人畜和车辆等损坏混凝土板的表面。　　混凝土板的养生,可根据施工工地情况及条件,选用湿治养生、喷洒成膜材料养生等方法。其养生时间按混凝土抗弯拉强度达到3.5MPa以上的要求试验确定。通常使用普通硅酸盐水泥时约为14h。1）湿治养生：湿治养生由三个时期组成,防护层润湿期、保证混凝土凝固的蓄能期和含水量逐渐降低不产生收缩应力的终结期。　　混凝土终凝后覆盖于板的表面,每天均匀洒水,保持潮湿状态, 但注意洒水时不能有水流冲刷。蓄能期内,每天对含水材料润湿2~3次;在昼夜温差大的地区,混凝土板浇筑3d内应采取保温措施,防止混凝土板产生收缩裂缝。（2）喷洒成膜材料养生：喷洒成膜材料养生是将几种化工原料按一定比例配制成油状溶液,用喷洒机具喷(或刷)在混凝土表面,溶液中挥发物挥发后形成一层较坚韧的纸状薄膜,利用薄膜不透水的作用,将混凝土中的水化热和蒸发水大部分积蓄下来自行养护混凝土的方法。这种方法可节约用水,在干旱地区或施工用水困难地区较为适用。目前常用的成膜材料有过氯乙烯树脂和氯偏乳液等。7．接缝施工：　　混凝土路面在温度变化时会产生较大的温度变形,如混凝土板产生胀缩和翘曲等,为消除温度变形受到约束时产生的温度应力,避免混凝土路面出现不规则开裂,必须在混凝土路面的纵横方向上设置胀缝和缩缝。同时,在混凝土路面施工过程中由于各种原因造成路面施工中断会形成施工缝。接缝施工质量的好坏将直接影响到混凝土路面的使用性能及养护维修工作量的大小,因此各类接缝的施工应做到位置准确,构造及质量符合设计及规范要求。（1）胀缝施工：胀缝应与混凝土路面中心线垂直,缝壁垂直于板面,宽度均匀一致,缝中不得有粘浆或坚硬杂物,相邻板的胀缝应设在同一横断面上。胀缝传力杆的准确定位是胀缝施工成败的关键,传力杆固定端可设在缝的一侧或交错布置。施工过程中固定传力杆位置的支架应准确、可靠地固定在基层上,使固定后的传力杆平行于板面和路中线,误差不大于5mm铺筑混凝土拌和物时,严禁造成传力杆位移,否则,将导致混凝土路面接缝区的破坏。横向缩缝施工：混凝土面板的横向缩缝一般采用锯缝的办法形成。混凝土结硬后应适时锯缝,合适的锯缝时间应控制在混凝土已达到足够的强度,而收缩变形受到约束时产生的拉应力仍未将混凝土面板拉断的时间范围内。经验表明,锯缝时间以施工温度与施工后时间的乘积为200~300个温度小时或混凝土抗压强度为5~l0MPa较为合适。缝的深度一般为板厚的1/4~1/30。（2）纵缝施工：纵缝施工应符合设计规定的构造,保持顺直、美观。纵缝为平缝带拉杆时,应根据设计耍求,预先在模板上制作拉杆置放孔,模板内侧涂刷隔离剂,拉杆采用螺纹钢筋制作。缝槽顶面采用锯缝机切割,深度为3~4cm,并用填缝料灌缝。不切割顶面缝槽时,应及时清除面板上的粘浆。假缝型纵缝的施工应预先用门型支架将拉杆固定在基层上或用拉杆置放机在施工时置自入。假缝顶面的缝槽采用锯缝机切割,深6~7cm,使混凝土在收缩时能从切缝处规则开裂。（3）接缝填封：混凝土养护期满即可填封接缝,填封时接缝必须清洁、干燥。填缝料应与缝壁粘附紧密,不渗水,灌注高度一般比板面低2mm左右。当使用加热施工型填缝料时,应加热到规定的温度并搅匀,采用灌缝机或灌缝枪灌缝;气温较低时应用喷灯加热缝壁,使填缝料与缝壁结合良好。保持缝内清洁,防止砂石等杂物掉人缝内。二、滑模式摊铺机施工：滑模式摊铺机比轨模式摊铺机更高度集成化,整机性能好,操纵方便,生产效率高,但对原材料、混凝土拌和物的要求更严格,设备费用较高。1．施工准备：滑模式摊铺机施工水泥混凝土路面的准备工作包括以下内容： （1）基层质量检查与验收：对基层的检验项目及质量验收标准与轨模式摊铺机施工相同。(2)测量放样,悬挂基准绳：滑模式摊铺机的摊铺高度和厚度可实现自动控制。摊铺机一侧有导向传感器,另一侧有高程传感器。导向传感器接触导向绳,导向绳的位置沿路面的前进方向安装。高程传感器接触高程导向绳,导向绳的空间位置根据路线高程的相对位置来安装。测量时沿线应每200m-增设一水准点,并在控制测量精度、平差后使用。摊铺机摊铺的方向和高程准确与否,取决于导向绳的准确程度,因此导向绳经准确定位后固定在打入基层的钢纤上。(3)混凝土配合比与外加剂：滑模式摊铺机对混凝土拌和物的品质要求十分严格,集料的最大集料粒径应小于30~40cm,拌和物摊铺时的坍落度应控制在4~6cm。为了增加混凝土拌和物的施工和易性,以达到所需要的坍落度,常需要使用外加剂。所掺外加剂的品种、数量应先通过试验确定。　　(4)根据路面设计宽度,调整滑动模板摊铺宽度,置放纵缝拉杆。2．工艺特点：　　滑模式摊铺机施工混凝土路面不需要轨模,摊铺机支承在四个液压缸上,两侧设置有随机移动的固定滑模,摊铺厚度通过摊铺机上下移动来调整。滑模式摊铺机一次通过即可完成摊铺、振捣、整平等多道工序。（1）摊铺与捣实：滑模式摊铺机的摊铺过程是：首先由螺旋摊铺器把堆积在基层上的水泥混凝土向左右横向铺开,刮平器进行初步刮平,然后振捣器进行捣实,刮平器进行振捣后整平,形成密实而平整的表面,再利用搓动式振捣板,对混凝土层进行振实和整平,最后用光面带光面。（2）整面与防滑处理：滑模式摊铺机的整面工作与轨道式基本相同它由三个行程完成。　　第一行程：把振捣梁、振捣板和整平梁放下到离混凝土面层顶面标高1.5~3cm的上方,启动振动器,整面机以一挡速度前进,而振捣梁和整平梁却以二或三挡的速度进行横向摆动,此时振动梁推动着较厚的混凝土料堆, 而整平梁只刮着较薄的砂浆。当这行程至终点时,稍微提升这三个装置,再倒挡退回原处。第二行程：整面机以二挡前进,在行进中均匀地将工作装置全部放下,而三者都作横向摆动,振捣梁同时振动,因此,只是在振捣梁的前面积聚着少量的混凝土。　　第三行程：整面机仍以四个工作装置同时工作但行驶速度较慢。这一行程是在混凝土初凝后进行的,此时整平梁以36次/min的速度横向摆动,而其幅度约为180~250cm,同时又以较小的振幅作上下振动。光面带是橡胶编织物,主要用作表面整平抹光。3．工艺过程：　　滑模式摊铺机的施工工艺过程与轨道式基本相同,但轨道式摊铺机与之配套施工的机械较复杂、程序多,特别是拆装固定式轨道,不仅费工,而且施工成本也大大增加,同时操作又比较复杂。而滑模式摊铺机则不同,由于整机性能好,操纵方便和采用电子导向,因此生产效率高。　　下面以铺筑钢筋混凝土路面为例,介绍滑模式摊铺机的工艺过程。第一作业行程：摊铺机牵引着装载钢筋网格的大平板车,从已整平的基层地段起点开始摊铺,此时可从正面或侧面供应混凝土,随后的钢筋网格大平板车,按规定位置将钢筋网格自动卸下,并铺压在已摊平的混凝土层上,如此连续不断地向前辅筑。第二作业行程：它是紧眼在第一行程之后,压入钢筋网格,混凝土面层进行摊铺、振实、整平、光面等作业程序。钢筋网格是用压入机压人混凝土的。压人机是摊铺机的一个附属装置,不用时可以卸下,使用时安装在摊铺机的前面,它由几个液压千斤顶组成。施工开始时,摊铺机推着压入机前行,并将第一行程已铺人的钢筋网格压人混凝土内。摊铺机则进行摊铺、振捣、整平、光面等工作,最后进行切缝,喷洒养护剂和防滑处理。 4．施工中应注意的问题：滑模摊铺机施工中,最常见的问题是坍边和麻面。（1）胡边问题：坍边的主要形式有边缘出现坍落,或边缘倒现,或松散元边等。如果拌和质量高,坍边现象则可减少到零。（2）麻面问题：麻面主要是由于混凝土拌和物胡落值过低造成的,混合料拌和不均匀也是原因之一。因此,应严格控制混凝土拌和物的拥落度,使用计量准确且拌和效果好的拌和机,同时对混凝土的配合比作适当调整。第四节施工质量检查与竣工验收一、质量控制：1．原材料质量检验：　　混凝土用的水泥、砂、碎(砾)石、水、外加剂和钢筋等原材料,应按规定进行检查和试验,并应做好记录。因此对进场的原材料必须按有关标准的规定进行合格检验。但是由于这些原材料大多数是非均质材料,同批不同部位和不同批的材料质量都存在差异。因此对进场后的材料在使用过程中仍需按有关规定要求定期抽样检查。集料的含水量是影响配比组成变化而导致混凝土强度波动的主要因素,含泥量和石料粉料含量的变化也对强度有重要影响,在混凝土生产过程中对原材料的质量控制,除经常性的检验外,还应随时掌握其含量的变化规律,并拟定相应的对策。如砂石的含泥量超出标准要求时,应坚持筛洗或采取能保证混凝土质量的其他有效措施。砂的含水率,可通过含水率快速测定装置所测定的含水率,及时调整混凝土配合比中的实际用水量和集料用量。2．工作性测试：反映混凝土工作性,一般用坍落度试验、维勃稠度试验和捣实因素试验测定。（1）坍落度试验：是1918年美国D·Abmms提出的,目前世界各国普遍采用。坍落度是新拌混凝土自重引起的变形,它只对富水泥浆的新拌混凝土比较敏感(适合于流动性混凝土)。对于相同性质的新拌混凝土,不同试样的胡落度可能相差很大;相反,不同组成的新拌混凝土,它们工作性质有很大差别,但却可能得到相同的坍落度,因此坍落度不能满意地反映混凝土的工作性。（2）维勃稠度试验：维勃稠度仪是由美国T·C·Powem建议的重塑仪发展而来。试验方法是将坍落度筒放在直径为240mm,高度为200mn的圆筒中,圆筒安装在专用的振动台上。按规落度试验的方法将新拌混凝土装于坍落度筒中,垂直提起坍落度筒,在新拌混凝土顶上置一透明圆盆。开动振动台并记录时间,从开始振动至透明圆盘被水泥浆布满的瞬间止,所经历的时间,以秒计(精确至1s),即为新拌混凝土的维勃稠度值。3）捣实因素试验：由英国Glanville等人于1964年提出, 该法是对新拌混凝土做标准数量的功后测定密实度改变的程度。这一试验特性是对低工作性的新拌混凝土反应较为敏感。3．混凝土强度检测：　　（1）一般规定：混凝土的强度检验应以28d龄期的抗弯拉强度为标准。一般采用梁式试件测定抗弯拉强度,也可用圆柱劈裂强度测定结果,由经验公式推算小梁抗弯拉强度。当同时采用钻芯劈裂试验的推算强度和小梁抗弯拉强度时,应同时符合规定的强度要求。混凝土抗弯拉强度检验,应符合下列要求：1）应使用正在摊铺的混凝土拌和物制作试件。2)每天或每铺筑200m3混凝土,应同时制作二组试件,龄期应分别为7d和28d;每铺筑1000m3至2000m3混凝土应增做一组试件,用于检查后期强度,龄期不应小于90d。3)当水泥混凝土的7d强度普遍达不到28d强度的60%(矿渣水泥混凝土为50%)时,应检查分析原因,并对混凝土的配合比作适当修正。4)浇筑完成的混凝土板,应检验实际强度,可在现场钻取圆柱试件进行圆柱劈裂强度试验,以圆柱劈裂强度推算小梁抗弯拉强度。（2）强度快速测定方法：压蒸法：抗弯拉强度是水泥混凝土路面最重要的指标,但用28d强度试验来控制混凝土的质量是很难满足现代施工要求的。近年来,提出了水泥混凝土蒸铀的强度快速测定技术,计算公式如下：fc=2.918+1.728fc，4hRc=14.591+1.826Rc，4h式中：fc一标准养生28d的抗弯拉强度,Mpa；fc，4h一压蒸养生4h的抗弯拉强度,Mpa；Rc一标准养生28d的抗压强度,Mpa；Rc，4h一压蒸养生物的抗压强度,Mpa。现场快速检测方法：现场快速测定法常见的有超声一回弹法和射钉法两种。超声一回弹法是用超声仪测定在混凝土中的超声声速和利用回弹仪测定混凝土的回弹值,根据下列回归公式,求得混凝土的强度:fc=1.574υ+0.1334N-7.6769Rc=23.897υ+1.3078N-120.9950式中：υ一超声声速,km/s；N一回弹值。射钉法是由国产紧固技术的射钉枪,把钉射入混凝土中(混凝土厚度应大于15cm),根据射钉外露长度来估算混凝土强度：R=α+bl-s式中：R一推算的现场混凝土抗压或抗弯强度,Mpa；α,b一-回归系数；l一射钉外露长度,mm；s一推定式的剩余标准差,Mpa》4．表面功能检测：（1）抗滑性和舒适性：采用表面构造深度来衡量其混凝土路面抗滑性, 并用铺砂法进行检测。高速公路和一级公路,抗滑构造深度≥0.8mm，其它公路抗滑构造深度≥0.6mm。混凝土路面的平整度用平整度仪或3mm直尺检测。用3mm1直尺测量时,其与路面之间的间隙:高速公路和一级公路≤3mm,其他公路≤5mm。当用平整度仪测量时，其标准偏差：高速公路和一级公路≤1.8mm，其他公路≤2.5mm。（1）耐磨性：为检测混凝土的耐磨性,国内有关单位已研制了MS-250混凝土钻孔磨耗机和HM-A型混凝土磨耗机。用磨耗机圆盘旋转1600r后,混凝土表面环形轨道上均匀6点的平均磨耗深度作为磨耗指标。二、竣工验收：　　混凝土路面完工后,应根据设计文件、交工资料和施工单位提出的交工验收报告,按国家建设工程竣工验收的办法组织验收。验收时应提交设计文件和交工资料、交工验收报告、混凝土强度试验报告、材料检查及材料试验记录、基层检查记录、工程重大问题处理文件、施工总结报告、工程监理总结报告等。施工单位应在施工完毕后,将全线以1km作为一个检查段,按随机取样的方法选择对每一检查段的测点,按混凝土面层质量验收和允许偏差的规定进行自检,并向监理部门和建设单位提供全线检测结果及施工总结报告。施工质量监理单位应会同施工单位一起按随机抽样的办法选择一定数量的检查段进行抽样检查,抽样总长度不宜少于全程的30%,检查的内容和频度应符合规范规定,检查指标的评定标准为：对于高速公路和一级公路,可考虑αl=95%的保证率;对于其他等级公路可考虑的α2=90%的保证率。检查段应不少于3个,每段长度为1km。 '