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1、水泥混凝土路面施工技術,市政建設有限公司晉江項目部2011年10月13日,主要內容有:一、概括二、水泥混凝土路面施工三、季節(jié)性施工四、常見病害和預防措施五、質量檢查和交工檢查六、結語、一、概括、一、 定義水泥混凝土路面(cememtconcretepavement )是以水泥混凝土為主要材料的表面層路面,簡稱混凝土路面。 也稱為剛性路面,通稱白色路面,是高級路面。 我國城鎮(zhèn)道路工程施工與質量驗收規(guī)范 (CJJ1-2008 )被定義為用水泥混凝土鋪成的道路的表面層。 路面水泥混凝土,我國公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范 (JTGF30-2003 )把路面水泥混凝土定義為能滿足路面鋪路工作性、彎曲強
2、度、表面功能、耐久性、經濟性等要求的水泥混凝土材料。 分類為普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維混凝土和裝配混凝土、碾壓混凝土等各種路面。 采用最廣泛的是普通混凝土(素混凝土),簡稱混凝土路面。 普通混凝土路面是指除目地區(qū)和局部范圍(邊緣和角落)外不配置鋼筋的混凝土路面。 鋼筋混凝土、連續(xù)鋼筋混凝土主要用于重量、特重交通、軟土地基段。 預應力混凝土路面是近十幾年來隨著預應力技術的進步而發(fā)展的新型混凝土路面,主要用于有特殊要求的高級路面。 鋼纖維混凝土路面主要用于隧道和橋面鋪裝。 裝配式混凝土路面主要用于城市有景觀要求的路面。 碾壓混凝土因為其技術缺陷,在國內主要用于高級
3、道路的基礎,如果需要大面積用于行道路面,就需要解決表面容易分離、松弛等技術問題。 圖1的普通水泥混凝土路面、圖2的鋼筋混凝土路面、水泥混凝土根據其鋪裝技術分為小型機械的鋪裝、滑動型機械的鋪裝、軌道鋪裝、三輥鋪裝和碾壓混凝土等方法。 小型機械鋪裝法主要用于城市二次道路和二次道路以下的路面施工的滑動型和軌道鋪裝機主要用于高級路面施工,而軌道鋪裝機由于施工速度慢的原因而有被淘汰傾向的三輥軸單元主要用于城市道路和一級以下的道路的施工。 圖3小型機械的施工,圖5的滑動式鋪機的施工,圖5-1滑動式鋪機的施工效果,本項目的工程設計在普通混凝土路面上,根據道路等級和現場有機械的情況,施工計劃采用三輥軸機組的施
4、工技術。 圖6的帶排振的三輥軸機組,3,發(fā)展歷史我國始于上世紀20年代末,最先應用于少數大城市道路和機場跑道。 到了50年代,隨著水泥工業(yè)的發(fā)展,中國幾個大、中城市的干線道路和機場跑道上,混凝土路面開始大規(guī)模鋪設。 70年代初以來,部分省開始在道路干線上鋪混凝土路面。 國內的混凝土路面大多是用素混凝土在單層的現場澆筑,但采用組裝式的砌塊,做成雙層式,配置鋼筋的情況也不少。 二、水泥混凝土路面施工,(一)混凝土路面結構和特征1,水泥混凝土路面結構和基本要求(一)路基水泥混凝土彈性模量為2.5104Mpa4.0104Mp,具有高剛性和擴散載荷能力,通過面板傳遞到路基上面的載荷壓力值小對路基強度和承
5、載力的要求并不那么高。 對路基的要求:穩(wěn)定性、影響因素:穩(wěn)定性不足不均勻下沉過大彎曲應力破壞原因:填充劑的不均勻、濕度不均勻、膨脹土凍結膨脹、濕潤軟土地基不充分粘著、排水設施不良、壓實不足和不適當,以及新舊路基的接合處、填充邊界處理不適當等,(2)基礎層和緩沖層的防止凍結,減少路基上面的壓力應力,緩和路基不均勻變形對表面層的影響,便于表面層施工(如立側型、混凝土混合物的輸送等),提高基礎材料:剛性:貧混凝土、碾壓混凝土等半剛性:水泥穩(wěn)定、二灰穩(wěn)定、石灰穩(wěn)定柔軟性:瀝青穩(wěn)定球團、球團排水基礎:多孔水泥穩(wěn)定碎石、多孔瀝青穩(wěn)定碎石、水泥混凝土路面對基礎結構的要求:剛性(當量反彈彈性模量防止凍結膨脹:
6、在季節(jié)性凍結地區(qū),路面結構的總厚度(包括表面層、基層和緩沖層)占當地最大凍結深度的一定比例,必須防止或減輕路基不均勻凍結膨脹對路面的不良影響。 厚度:必須在15cm以下。 滿足基層上面當量反彈彈性模量的要求。 在季節(jié)性凍結地區(qū),為了滿足防凍層的最小厚度的要求,由此調節(jié)緩沖層的厚度。 寬度:請使寬度大于表面層的寬度,確保有足夠的位置用于立側模。 寬廣的基層和緩沖層有助于改善表面層板緣的載荷條件。 通常,緩沖層比基層兩側至少寬25cm,或與路基相同的寬度。 基礎層比混凝土表面層的兩側寬2035cm (采用小型機械和軌道式鋪路施工),或寬5060cm (采用滑動式鋪路施工),與路基相同寬度。 (3)
7、排水和路肩出現接縫、裂紋,通過外側邊緣浸入的水會積存在路基上,導致路基潤濕、基層和底層侵蝕,會發(fā)生清泥和錯層等病害。 對策:設置有可以采用開段配骨料作為基礎層(或緩沖層)的過濾層的路肩下設置排水層,在圖7的路肩上設置排水土工布,2、特征(1)強度高。 (2)穩(wěn)定性好。 (3)耐久性好。 可以使用2040年。 (4)養(yǎng)護費用小,經濟效益高。 (5)抗滑。 (6)有利于夜間行駛。 但是,(1)也有水泥和水的需要量多的缺點。 (2)接縫多。 (3)交通開放緩慢。 (4)養(yǎng)護修復困難。 (2)技術要求和配合比設計1、技術要求(1)強度。 包括混凝土的彎曲強度和彎曲彈性模量。 (2)耐久性。 汽車磨損,
8、寒冷積雪地區(qū)的防滑輪胎和釘輪胎的沖擊,風曬傷,雨水被沖走,冰雪結冰。 必須注意以下幾點: a、混凝土構成材料的質量符合標準要求的b、合理選擇水泥品種c、合理控制水灰比和水泥使用量d、良好的砂礫骨料和選擇改善骨料傾斜的e、放氣劑、減水劑等添加劑混合。 (3)和易性。 大的流動性,在攪拌和均勻化方面方便的分離現象不發(fā)生很好地,麻面蜂窩等不發(fā)生。 測定方法:斜坡度試驗、海貍粘度試驗和印章因子試驗等。 影響因素:水泥漿的數量、水泥漿的粘度、砂率、水泥品種和骨料的性質、外添加劑等。 攪拌時,要根據使用的材料、施工機械、施工氣候等條件,在保證混凝土強度、耐久性和經濟性的基礎上,選擇合理的配比和適當的崩塌度
9、,或者配合各種添加劑(減水劑、流動劑等),提高混凝土的穩(wěn)定性。 (4)表面特性。 混凝土路面必須具有良好的表面功能(或表面特性)。 也就是說,路面要求具有充分的滑動阻力、耐磨損性和平坦性。 采用硬、耐磨性、表面粗糙的骨料,選擇能提高路面滑動阻力的優(yōu)質材料(包括填料)進行合理的組成設計,提高路面耐磨性,控制混合物的均勻性、容易性,提高表面的平坦性。 2、材料要求原材料有水泥、粗骨料(碎石)、細骨料(砂)、水、外添加劑、填料和加強鋼筋等。 (1)水泥根據道路等級、工期要求、澆筑方法、路用性能要求、經濟性等因素,按表5選定。 特重和重交通要選擇525號以上的水泥中度和輕量的交通,標簽要選擇425號以
10、上的水泥。如果供給條件允許的話,要優(yōu)先選擇早強水泥,以縮短養(yǎng)護時間。 在采用機械化鋪路時,應該選擇散裝水泥。散裝水泥夏季出貨溫度:南方不得超過65,北方不得超過55混凝土攪拌時的水泥溫度:南方不得超過65,北方不得超過55,并不能低于10。 水泥的物理性能和化學成分應滿足表6的要求。 (2)粗骨材質硬,耐久,清潔,有良好傾斜的碎石、碎石、礫石。 各項技術指標滿足表7的要求。 有高速、一級、二級以及耐鹽(凍結)要求的三、四級道路在級以上,無耐鹽(凍結)要求的三、四級道路、碾壓及貧混凝土基礎可以使用級。 有抗鹽(凍結)要求時,級骨料吸水率不得超過1.0%,級不得超過2.0%。 以最大標稱粒徑24粒
11、級配合。 玉石不得大于19.0mm碎石不得大于26.5mm碎石不得大于31.5mm。 (3)細骨材質堅硬,耐用,清潔天然砂,機械砂,混合砂。 高速、一級、二級道路及要求耐鹽(凍結)的三、四級道路不得低于級。 無耐鹽(凍結)要求的三、四級道路、碾壓和貧混凝土基礎可以使用級砂。 特重、重交通應使用河沙,硅質含量在25%以上。 各項技術指標滿足表9的要求。 斜率滿足表10的要求,天然砂為中砂,也可以使用細度系數為2.03.5的砂。 相同配方砂細度的變化范圍不得超過0.3。 否則,分別堆起來調整配合比的砂率。 (4)水、飲用水可以直接作為混凝土攪拌和養(yǎng)護用水。 對水質有疑問時,驗證以下指標以供合格者使
12、用。 硫酸鹽含量(以SO42-計)小于0.0027mg/mm3的鹽分含量必須超過0.005mg/mm3,PH必須在4以下。 不得有油、泥和其他有害雜質。 (5)添加劑的技術指標應滿足表11的要求。 提供質量檢驗報告,說明主要化學成分,認定人無毒副作用。 煤氣引進劑必須選擇表面張力下降值大、水泥漿中起泡容量多、致密、泡沫穩(wěn)定時間長、不溶殘渣少的產品。 有要求耐冰(鹽)凍結的地區(qū),各交通等級的路面必須使用導氣劑,在無要求耐冰(鹽)凍結的地區(qū),二級及二級以上的道路的路面混凝土必須使用排氣劑。 在海水、海風、氯離子、硫酸離子的環(huán)境中,或者冬季噴灑冰鹽的路面上,最好配合防銹劑。 (6)鋼筋網、繼電器桿、
13、拉桿等符合標準。 外觀筆直,不可有裂紋、傷痕、傷痕、表面油污、生銹。 繼電器的加工應該用鋸切,不能按著切。 (7)接縫材料膨脹縫合板適應混凝土的膨脹和收縮,施工時不變形,彈性復原率高,耐久性好。 塑料、橡膠發(fā)泡板、瀝青纖維板等。 填縫材料與混凝土的粘結牢固,反彈性好,不溶于水,不潤濕,高溫時不擠出,不流動,埋入阻力強,有抗老化的龜裂,負溫度伸長大,低溫不脆,耐久性好等。 常溫填縫材料有聚(聚氨酯)、硅酮系、氯丁二烯橡膠、瀝青系等。 加熱式有瀝青馬蹄脂類、聚氯乙烯水泥類、改性瀝青類等。 3、配合比設計根據設計的彎曲強度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經濟合理的原則,通過試驗確定各成分的配合比例。
14、 主要任務是選擇灰比、用水量和砂率三個參數。 一般配合設計步驟如下: (1)根據現有的配合比較試驗參數和以往的經驗,得到初始設計配合比;(2)按照初始設計配合比進行考驗,考察混合料的工作性,在符合要求的情況下進行必要的調整,然后進行強度和耐久性試驗,在符合要求的情況下進行必要的調整,得到設計配合比根據現場的澆筑條件,如骨料供給情況(傾斜、含水量等)、鋪裝器具和氣候條件等進行適當調整,得到施工配合比。 經驗式法配合比設計,其步驟如下: (1)混凝土配合比強度fcfc=Rifcm式: fcm設計彎曲強度(參照表4 ),MPa; 提高具有ri-1.101.15值的系數。(2)計算灰比w/c的碎石混凝
15、土: w/c=1.5684/(fc 1.0079-0.3485fsc )砂礫混凝土: w/c=1.2618/(fc 1.5492-0.4565fsc )式中: fsc水泥實測28d抗折強度(工廠礦道路,機場道路和高速公路,不可超過0.50,凍結地區(qū)冬季施工,不可超過0.45。 用真空脫水技術施工的話,灰比可以擴大5%10%,但脫水后的剩馀灰比必須滿足上述要求。 (3)在計算用水量w的灰比的條件下,確定用水量實質上是確定混凝土中水泥漿的使用量,后者取決于混凝土的操作性要求和構成材料的性質、細骨料的粗細和含量等。 每立方米的混凝土使用水量w(kg/m3 )為碎石混凝土: w=104.97 3.09
16、hs 11.27(c/w) 0.61sr砂礫混凝土: w=86.89 3.70hs 11.24(c/w) 1.00sr式,sr-砂率參照表15進行選擇,或用理論算法決定hs-斜坡度、cm; 一般為13cm。 用理論算法計算砂率時,下式: sr=ksvg(svsg)式:s-細骨料(砂)的體積密度、kg/cm3; g-粗骨料(石)體積密度、kg/cm3; Vs1立方米混凝土中細骨料(砂)的體積,m3; Vg1立方米混凝土中粗骨料(石)的體積,m3; k-離開系數在1.01.2的范圍內,一般優(yōu)選為1.05。 (4)計算水泥使用量cc=w(c/w )一般為300kg/m3以上且450kg/m3以下。
17、(5)骨料使用量的計算如果知道砂率、用水量、水泥使用量,可使用絕對體積法或假定密度法確定粗、細骨料的使用量。 絕對體積法計算,細骨料使用量: s=(100-w /w-c /c )/(1/s (100-Sr )/Sr (1/g ) )粗骨料使用量: g=s(100-sr)/sr密度法,細骨料使用量: S=sr(b-c-w)/100粗骨料使用量c水泥密度、g/m3、優(yōu)選2.9301; s細骨料的外觀密度、g/m3; g-粗骨料外觀密度,g/m3; b-混凝土的假設密度,g/m3,優(yōu)選2.42.5。 (6)外加劑的使用量一般不要超過水泥使用量的5%,通過試驗和試驗決定。 (7)配合比的調整a、考驗調
18、整。 b、強度檢查。 c、試驗室配合比的計算。 d、施工配合比換算。 (三)三輥軸單元水泥混凝土路面施工1、工藝流程施工方案確定攪拌站選擇預備材料和混合材料配合調整測量放樣基礎檢查和整修支撐??蚝弯摻?拉桿和拉桿)拌和混凝土輸送混凝土鋪混凝土刮平鋪濾布和氣墊真空處理機械擦拭機械磨磨表面磨磨機械鋸縫脫模養(yǎng)生填縫交通開放。 2、施工準備(1)施工技術準備圖紙的學習、技術基礎、工程量的計算、材料用量的計算、施工方案的制定、板寬的設定、縫合位置的設定、鋼筋的設置的強化等工作。 (2)機械設備選型三輥軸機組、真空脫水、盤式磨床調平、貼標機拉毛的施工方案。 (3)混凝土攪拌站設置k 1,000右側商混、2
19、臺混凝土攪拌機(MAO2250/1500型)、8臺混凝土運輸罐車。 圖8水泥混凝土攪拌站、(4)材料的準備及其性能檢測的準備、砂、石的含量、傾斜、有害物質的含量、檢測堅固性的碎石強度、針片狀、磨損等。 泥的含量超過標準時,提前清洗12d,其他項目不符合時,選擇材料或救濟措施。 水泥出廠質量報告書檢查了細度、凝結時間、穩(wěn)定性以及3d、7d和28d的強度。 濕氣凝固的水泥禁止使用的新出貨至少要保管一周。 檢查外添加劑的性能指標,判定在試驗中是否適用。 (5)混合料配合比的檢查和調整施工前檢查設計配合比是否合適,不合適時立即調整。 (6)下承層檢查和改修a、基層和封層:寬度、冠、海拔、平坦度、厚度、壓密度、封層施工質量等。不合格、整修破損、修復。 b、測量放樣:每隔20m放置一條中心線、邊界線、膨脹狹縫、收縮狹縫、曲線的起點和縱斷面角。 核對塊線,距人孔、人孔蓋至少1cm。 橫向區(qū)塊線垂直于中線。 工作測量、工作核、工作糾正。 3、安裝鑄模采用槽鋼,長34m,組裝牢固,組裝簡單,高度與板厚相同。 天花板與板面齊平,底面與基礎層緊密接觸,低洼處用新混凝土平整地鋪著。 檢查接縫的臺階、偏移、平坦度,去除臺階偏移3mm以上、不平坦的部分后重新加載。 內側蓋上塑料薄膜,脫模防止漏膠。 圖9模板安裝,4