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水泥混凝土路面施工工序

水泥混凝土路面施工工序

一、施工准备工作

施工前的准备工作包括选择混凝土拌和场地,材料准备及质量检查,混合料配合比检验与调整,基层的检验与整修等项工作。

(一)选择混凝土拌和场地

根据施工路线的长短和所采用的运输工具,混凝土可集中在一个场地拌制,也可以在潜线选择几个场地,随工程进展情况迁移。拌和场地的选择首先要考虑使运送混合料的运距最短。同时拌和场还要接近水源和电源。此外,拌和场应有足够的面积,以供堆放砂石材料和搭建水泥库房之用。

(二)材料准备及其性能检验

根据施工进度计划,在施工前分批备好所需要的各种材料(包括水泥、砂、石料及必要的外加剂),并在实际使用时核对调整对已选备的砂和石料抽样检测含泥量、级配、有害物质含量、坚固性;对石子还应抽检其强度针片状颗粒含量和磨耗等。如含泥量超过允许值,应提前1~2d冲洗或过筛至符合规定为止,若其它项不符合规定时,应另选料或采取有效的补救措施。

已备水泥除应查验其出厂质量报告单外,还应逐批抽验其各项指标是否符合要求。另外,新出厂的水泥至少要存放一周后可使用。外加剂按其性能指标检验,并须通过试验判定是否适用。

(三)混合料配合比检验与调整

混凝土施工前必须检验其设计配合比是否合适,如不合适,应及

时调整。

(1)和易性(工作性)检验与调整。按设计配合比取样试拌,测定其工作性(或坍落度),必要时还应通过试铺实地检验。

(2)强度的检验。按工作性符合要求的配合比,成型混凝土抗弯拉及抗压试件,养生28d后测定强度,或压蒸4h快速测定强度后推算28d强度。强度较低时,可采用提高水泥标号、降低水灰比改善集料级配等措施。

除进行上述检验外,还可以选择不同用水量、不同水灰比、不同砂率或不同集料级配等配制混合料,通过比较,从中选出经济最合理的方案。施工现场砂和石子的含水量经常变化,必须逐班设定,并调整其实际用量。

(四)基层检验与整修

1.基层检验

基层的宽度、路拱与标高、表面平整度、厚度和压实度等,均须检查其是否符合规范要求。如有不符之处,应予整修。在工程实践中,要求基层完成后,应加强养护,控制行车,使其不出现车槽。如有损坏应在浇筑混凝土板前采用相同材料修补压实,严禁用松散粒料填补。

对半刚性基层。要注意把握整修时间,过迟难以整修且很费工。对加宽的部分,新旧部分的强度应一致。若在旧砂石路或沥青路面上铺筑混凝土路面时,所有旧路面的坑洞、松散等损坏,以及路拱横垮台或宽度不符合要求之处,均应事先翻修、调整、压实。

2.测量放样

测量放样是水泥混凝土路面施工的一项重要工作。首先应根据设计图纸放出中心线及连线,在现场核对施工图纸的混凝土分块线。要求分块线距窨井盖及其它公用事业检查井盖的连线保持至少1cm 的距离,否则应移动分块线的位置。放样时为了保证曲线地段中线内外侧车道混凝土块有较合理的划分,必须保持横向分块线与路中心线垂直。对测量放样必须经常进行闭合。包括在浇捣混凝土过程中,要做到勤测、勤核、勤纠偏。

3.安设模板

基层检验合格后,即可安设模板。模板宜采用钢模,长度3~4m,接头处应有牢固拼装配件,装拆应简易。模板高度应与混凝土面层板厚度相同。模板两侧铁钎打入基层。模板的侧顶面与混凝土板顶面齐平,并应与设计高程一致,模板底面应与基层顶面紧贴,局部低注处(空隙)要事先用水泥浆铺平并充分夯实。无钢模时,也可采用木模,但厚度宜在5cm以上。模板安装完毕后,宜再检查一次模板相接处的高差和模板内侧是否有错位和不平整等情况,高差大于3mm或有错位和不平整的模板应拆去重新安装。如果正确,则在内侧面均匀涂刷一薄层油或沥青,以便拆模。

二、混凝土的拌和与运输

(一)混凝土的拌和

混凝土必须采用机械搅拌。搅拌站应合理布置拌和机和砂石、水泥等材料的堆放地点。力求提高拌和机生产率。搅拌机的容量应根据

工程量在大小和施工进度配置,同时,施工工地宜有备用的搅拌机和发电机组。

拌制混凝土的供料系统应尽量采用配有电子秤的自动设备,有困难时,最低限度也要采用集料箱加地磅的计量方法,而体积法难以达到计量准确的要求,应停止使用。采用自动计量设备时,在每天开始拌和前,应按混凝土配合比要求。对水泥、水和各种集料的用量准确调试后(特别应根据天气变化情况,测定砂石材料的含水量,以调整拌制时的实际用水量),输入到自动计量的控制存储器中,经试拌检验无误,再正式拌和生产。配量的精确度为:水和水泥:±1%;粗细集料:3%。外加剂精确度为±2%。每工班至少应检查两次材料配量的精确度,每半天检查两次混合料的坍落度。

搅拌机装料的顺序宜为:砂、水泥、碎(砾)石。进料后,边搅拌边加水。搅拌时间应根据搅拌机的性能和拌和和易性确定。混凝土拌和最短搅拌时间,自材料全部进入搅拌机起至拌合物开始出料止的连续搅拌时间应符合下表的规定。搅拌最长时间不得超过最短时间的二倍。

混凝土拌合物最短搅拌时间

搅拌机容量转速(转/min)搅拌时间(s)

低流动性混凝土干硬性混凝土

自由式 400l 18 105 120

800l 14 165 210

强制式 375l 38 90 100

1500l 20 180 240

(二)混凝土运输

为保证混凝土的工作性,在运输中应考虑蒸发失水和水化失水(指水泥在拌和之后,开始水化的反应,其流动度下降),以及因运输的颠簸和振动使混凝土发生离析等。要减小这些因素的影响,其关键是缩短运输时间,并采取适当措施防止水分损失(如用帷布或其它适当方法将其表面覆盖)和离析。

混凝土拌和物可采用自卸机动车运输。当运距较远时,宜采用搅拌运输车运输,混凝土拌和物从搅拌机出料后,送至铺筑地点进行摊铺、振捣、做面,直至浇筑完毕的允许最长时间,由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定,并应符合设计及规范规定,若时间超过限值,或者在夏天铺筑路面时,宜使用缓凝剂。

装运混凝土拌和物的过程中,还不应漏浆,并应防止离析。出料及铺时的卸料高度不应超过1.5cm。当有时显离析时,应在铺时重新搅拌。运送用的车箱在每天工作结束之后,必须用水冲洗干净。

三、摊铺与振捣

(一)摊铺

摊铺混凝土前,应对模板的间隔、高度、润滑、支撑稳定情况和基层的平整、润湿情况以及钢筋的位置和传力杆装置等进行全面检查。

混凝土混合料运送车辆到达摊铺地点后,一般直接倒入安装好侧模的路槽内,并用人工找补均匀,如发现有离析现象,应用铁锹翻拌。

混凝土板厚度不大于24cm时,可一次摊铺。大于24cm时,宜分两次摊铺,下层厚度宜为总厚度的3/5。摊铺的松料厚度,应考虑振实的影响而预留一定的高度。具体数值,根据试验确定,一般可取设计厚度的10%左右。

用铁锹插捣几下,使灰浆捣出,以免发生蜂窝。

(二)振捣

摊铺好的混凝土混合料,应迅即用平板振捣器和插入式振捣器均匀地振捣。平板振捣器的有效作用浓度一般为22cm左右。不采用真空脱水工艺实施,宜采用2.2KW的平板振捣器,采用真空脱水工艺施工时,可采用功率较小的平板振捣器。插入式振捣器主要用于振捣面板的边角部、窨井、进水口附近,以及安设钢筋的部位,施工中宜先用频率6000次/min以上的振捣器。

振捣混凝土混合料时,首先应用插入振捣器在模板边角等平板振捣器振捣不到之外振一次(如面板厚度大于22cm,则需用插入式振捣器全面顺序插振一次),同一位置不宜少于20s。插入式振捣器移动间距不宜大于其作用半径的1.5倍,其至模板的距离不应大于其作用半径的0.15倍,并应避免碰撞模板和钢筋。分两次摊铺的,振捣上层混凝土混合料时,插入式振捣器应插入下层混凝土混合料5cm,上层混凝土混合料的振捣必须在下层混凝土拌和物初凝之前完成。其次,再用平板振捣器全面振捣。振捣时应重叠10~20cm。同一位置振捣时,当水灰比小于0.45时,振捣时间不宜少于30s;水灰比大于0.45时,不宜少于15s,以不再冒气泡并泛出水泥浆为准。

混凝土在全振捣后,再用振动梁进一步拖拉振实并初步整平。振动梁往返时拉2~3遍,使表面泛浆,交赶出气泡。振动梁移动的速度要缓慢而均匀,前进速度以1.2~1.5m/min为宜。对不平之处,应及时铺筑人工补填找平。补填时就用较细的混合料原浆,严禁用纯砂浆填补,振动梁进行时,不允许中途停留。牵引强度不可过短,以减少振动梁底部的倾斜,振动梁底面要保持平直,当弯曲超过2mm时应调整或更换,下班或不用时,要清洗干净,放在平整处(必要时将振动梁朝下搁放,以使其自行校正平直度),不得暴晒或雨淋。

最后再用平直的滚械进一步滚揉表面,使表面进一步提浆并调匀。滚械的结构一般是挺直75~100mm的无缝钢管,在钢管两端加焊端头板,板内镶配轴承,管端焊有两个弯头式的推拉定位销,伸出的牵引轴上穿有扒拉杆,这种结构既可滚拉又可平推提浆赶浆,使表面均匀地保持5~6mm左右的砂浆层,以利密封和作面。设有路拱时,应使用路拱成形板整平。

如发现混凝土表面与拱板仍有较大高差,应重新补填找平,振滚平整。最后挂线检查平整度,发现不符合之处应进一步处理刮平,直到平整度符合要求为止。

四、表面整修和防滑处理

㈠表面整修

1、真空混凝土面板整修

采用真空工艺时,脱水后还应进行机械抹光、精抹、制毛等工序。

⑴机械抹光。圆盘抹光机粗抹或用振动梁复振一次能起匀浆、粗

平及表现致密作用。它能平整真空脱水后留下的凹凸不平,封闭真空脱水后出现的定向毛细孔开口,通过挤压研磨作用消除表层孔隙,增大表层密实度,使表层残留水和浆体不均匀分布现象的改善,以减少不匀收缩。实践证明,粗体是决定路面大致平整的关键,因此应在3m直尺检查下进行。通过检查,采取高处多磨、低处补浆(原浆)的方法进行边抹光边找平,用3m直尺纵横检测,保证其平整度不宜大于1cm。应注意的是抹光机进行的方向不同,其效果亦略有不同。顺路方向行进易保证纵向的平整,横路方向行进则纵向平整度效果略逊。

⑵精抹。精抹是路面平整度的把关工序。为给精抹创造条件,可在粗抹后用包裹铁皮的木搓或小钢轨(或滚杠)对混凝土表面进行拉锯式搓刮,一边横向搓、一边纵向刮移。为避免模板不平或模板接头错位给平整度带来的影响,横向搓刮后还应进行纵向搓刮(搓杆与模板平行搓刮),同时要附以3cm直尺检查。搓刮前一定要将模板清理干净。搓刮后即可用3cm直尺于两侧边部及中间三处紧贴浆面各轻按一下,低凹处不出现压痕或印痕不显,较高处印痕较深,据此进行找补精平。每抹一遍,都得用3m直尺检查,反复多次检查直至平整度满足要求为止。精抹找补应用原浆,不得另拌砂浆,更禁止撒水或水泥粉,否则不但易发生泌水现象,延长制毛间隔时间,还会因水灰比的不均匀,致使收缩不均匀,在较高温度下,还会出现表面网裂,路面成形通车后表层破皮脱落。

⑶制毛。制毛是为保持路面的粗糙度,提高路面的抗滑性能,但

对路面平整度亦有一定影响。制毛一般采用压纹(或压槽)和拉毛(或拉槽)两种方法,但这两种方法各有利弊。压纹具有向下挤压致密作用,能增强路面的耐磨性,如果掌握得当,纹理顺直均匀(深度一般0.6~1.0mm),比较美观。但纹理深浅均匀性很难掌握,因为它不但与压纹的时间有关,而且还与混凝土真空脱水的均匀性有关。在吸垫的四周,特别是密封带处,由于真空度分布较小,脱水较少,故压纹时间应长些,而吸垫中央部分真空度大,脱水多,所以压纹时间应短一些,这就造成了压纹时间上的矛盾。解决这一问题的办法是:以四周边混凝土适合压纹的时间为准。在板面中央等强度较高的部位,采用在压纹机上加载的办法解决。当混凝土脱水不够,强度较低时,应切忌压纹,否则在相邻压纹机之间的路面上很容易形成不平整的一条鼓包。拉毛易疏松和破损表层,使表层1~2mm范围内密实度受到影响,不利于路面的耐磨性,但拉毛对平整度会有所改善。采用压纹的路面平整度,一般都不如拉毛的路面平整度好。

2、普通混凝土面板整修

不采用真空脱水工艺时,应用大木抹多次抹现至表面无泌水为止,吸水抹面的间隔时间除同施工温度有关外,还受日照、风力、水泥用量等因素的影响,故实际操作时还需根据当时情况而定。

修整时,每次要与上次抹过的痕迹重叠一半。在板面低洼处要补充混凝土,并用3m直尺检查平整度。

抹面结束后,即可用尼龙丝刷(或拉槽器)在混凝土面层表面横向拉毛(槽)。

五、接缝施工

接缝是混凝土路面的薄弱环节,接缝施工质量不高,会引起板的各种损坏并影响行车的舒适性。因此,应特别认真地做好接缝施工。

㈠纵缝

小型机具施工时,按一个车道的宽度(3.75~4.5m)一次施工,纵向施工缝一般采用平缝加拉杆或开口缝加拉杆的形式。但在道口等特殊部位,一次性浇筑的混凝土板宽度可能会大于 4.5m,这就需要设纵向缩(假)缝。纵向假缝一般亦应设置拉杆。

缝纵拉杆应采用螺纹钢筋,设置在板厚的中间并应避免将脱模剂(如沥青等)涂洒在拉杆上。

纵向施工缝拉杆可采用三种方式设置。第一种是在模板上设孔,立模后在浇筑混凝土之前将拉杆穿在孔内,这种方式缺点是拆模板较困难。第二种是把拉杆弯成直角形,立模后用铁丝将其一半绑在模板上,另一半浇在混凝土内,拆模后将露在已浇筑混凝土侧面上的拉杆弯直。第三种方式是采用带螺栓的拉杆,一半拉杆用支架固定在基层上,拆模后另一半带螺栓接头的拉杆同埋在已浇筑混凝土内的半根拉杆相接。

纵向缩(假)缝施工应预先将拉杆采用门型式固定在基层上或用拉杆置放机在施工时置入。假缝顶面缝槽用切缝机切缝,缝宽为3~8mm,深度1/4~1/5板厚,使混凝土在收缩时能从此缝向下规则开裂,防止因切缝深度不足引起不规则裂缝。

㈡横缝

横向缩缝可采用在混凝土凝结后(碎石混凝土抗压强度达到6.2~12.0Mpa,砾石混凝土达到9.0~12.0 Mpa)钮切或在混凝土铺筑时压缝的方式修筑。压缝法施工方法是:当混凝土混合料做面后,应立即用振动压缝刀压缝。当压至规定深度时,应提出压缝刀,用原浆修平缝槽,严禁另外调浆。然后,应放入铁制或木制嵌条,再次修平缝槽,待混凝土混合料初凝前泌水后,取出嵌条,形成缝槽。由于切缝可以得到质量比压缝好的缩缝,因此,应尽量采用这种方式。特别是高等级公路必须采用切缝法。其施工工艺为:

⑴切缝前应检查电源、水源及切缝机组试运转的情况,切缝机刀片应与机身中心线成90°角,并应与切缝线在同一直线上。

⑵开始切缝前,应调整刀片的进刀深度,切割时应随时调整刀片切割方向。停止切缝时,应先关闭旋扭开关,将刀片提升到混凝土板面上,停止运转。

⑶切缝时刀片冷却用水的压力不应低于 0.2 Mpa。同时应防止切缝水渗入基层和土基。

⑷当混凝土强度达到设计强度的25%~30%,即可进行切割,当气温突变时,应适当提早切缝时间,或每隔20~40m先割一条缝,以防因温度应力产生不规则裂缝。应严禁一条缝分两次切割的操作方法。

⑸切缝后,应尽快灌注填缝料。

这里应指出的是,切割时间要特别注意掌握好,切得过早,由于混凝土的强度不足,会引起粗集料从砂浆中脱落,而不能切出整齐的

缝。切得过迟,则混凝土由于温度下降和水分养活而产生的收缩因板长而受阻,导致收缩应力超出其抗菌素拉强度而在非预定位置出现早期裂缝。合适的切割时间应控制在混凝土获得足够的强度,而收缩应力并未超出其强度的范围内时,它随混凝土的组成和性质(集料类型、水泥类型和含量、水灰比等),施工时的气候等因素而变化。施工技术人员须依据经验并进行试切后决定。

六、养生及拆模

㈠养生

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,可根据施工工地的情况及条件,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3.5 Mpa以上的要求试验确定。通常,使用普通硅酸盐水泥时约为16d,使用早强水泥时约为2d,使用普通硅酸盐水泥时约为14d。

在养生初期,为养活水分蒸发,避免阳光照射,防风吹和暴雨等,可以用活动的三角形罩棚将混凝土板全部遮起来。

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。

润湿期宜用草袋(帘)等,在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。终结期内,必须保证混凝土逐渐失水,与周围环境温度保持平衡。

混凝土板在养生期间和填缝前,应禁止车辆通行,在达到设计强度的4%以后,方可允许行人通行。养生期满后方可将覆盖物清除,板面不得留有痕迹。

㈡拆模

拆模时间应根据气温和混凝土强度增长情况确定,采用普通水泥时,一般允许拆模时间见下表。

拆模应仔细,不得损坏混凝土板的边、角、尽量保持模板完好。拆模后不能立即开放交通,只有混凝土板达到设计强度时,才允许开放交通。当遇特殊情况需要提前开放交通时,混凝土板的强度应达到设计强度80%以上,其车辆荷载不得大于设计荷载。

混凝土板允许拆模时间

5℃72小时20℃30小时

10℃48小时25℃24小时

15℃36小时30℃18小时

注:①允许拆模时间,自混凝土成形后至开始拆模时计算;

②使用矿渣水泥时,允许拆模宜延长50%~100%。