高速公路隧道砼路面施工质量控制浅探.doc

高速公路隧道砼路面施工质量控制浅探水泥砼路面是以水泥浆为胶凝材料，以粗细集料为刚架形成强度的一种高级路面。其具有刚度大、强度高、耐磨特性好、整体性与稳定性优等特点。目前，福建省高速公路隧道路面施工基本采用水泥砼路面，而高速公路水泥砼路面要承受车辆高密度荷载的冲击、摩擦、弯曲和温度、湿度的反复变化，因此要求它必须具备较高的抗弯抗强度和耐磨性。2003年6月，交通部颁布的JTGD40-2002公路水泥砼路面设计规范将高等级公路路面水泥砼28天龄期设计抗弯拉强度从老规范4.5MPa提高到5.0MPa，这就充分说明抗弯拉强度是控制高等级水泥砼路面质量的关键。在邵三高速公路XXX合同段隧道路面砼施工中，我们通过认真优选各种原材料，合理确定配合比参数，并经过大量室内外试验，成功配制了满足高速公路设计要求的高质量隧道路面砼。一、隧道路面砼的配制1、主要原材料的选择1.1水泥根据JTG F30-2003公路水泥砼路面施工技术规范要求，路面砼工程水泥的选用，除各项路用品质必须合格外，同时强调“应通过砼配合比试验，根据其配制弯拉强度、耐久性和工作性优选适宜的水泥品种、强度等级”，路面砼各项技术指标满足要求后方可使用。而且，水泥种类一旦选定，不得随意更改。1.2集料1.2.1细集料：路面砼用细集料应采用洁净、坚硬，符合规定的级配要求且细度模数大于2.5的II区中粗砂。施工中要求同一配合比用砂的细度模数变化范围不宜超过0.3，否则，应分别堆放，并调整配合比中的砂率后使用。1.2.2粗集料路面砼用粗集料应选用表面粗糙且多棱角、质地坚硬、耐久的碎石、碎卵石和卵石。但是与水泥浆粘结性好的碎石所配制的砼具有较高的强度。1.3外加剂根据现场施工情况可以选用减水剂、缓凝剂、早强度和抗折剂。选择外加剂品种前，必须与所用的水泥进行适应性检验，高速公路路面砼宜选用减水率大，坍落度损失小，可调控凝结时间的外加剂。1.4拌和水应采用饮用水。也可采用硫酸盐含量PH值符合规定的非饮用水。海水一般情况下不能用作砼拌和用水。1.5外掺料经有关部门同意，并经过经验验证，可采用I级粉煤灰来改善砼的性能。以上所有路面砼用原材料质量均应符合JTG F30-2003公路水泥砼路面施工技术规范中原材料技术要求的规定。2、配合比设计根据JTG F30-2003水泥混凝土路面施工技术规范规定，路面砼配合比设计采用抗弯拉强度指标的设计方法，在邵三高速公路建设中，我们也采用了以抗弯拉强度为指标的配合设计方法。2.1试配强度 路面砼抗弯拉砼的试配强度(fcf,o)按以下公式确定：fcf,o=kxfcf,k式中：fcf,k砼设计抗弯拉强度，MPak系数，施工水平一般者取k=1.15如：设计抗弯拉强度为5.0 MPa时，则试配强度值取5.75 MPa。2.2设计参数选择2.2.1坍落度：根据国内振捣设备和施工条件的实际情况，大部分施工单位采用三滚轴机组摊铺和插入式振捣棒组的排式振捣机进行施工。因此，根据施工经验，现场拌料出机时坍落度选择3050mm，摊铺时坍落度为1030mm较为合适。砼过于干硬，操作则比较困难且平整度也较难达到规范要求。2.2.2水灰比：水灰比按经验选择，如无经验数据可按公式计算，高速公路最大水灰比规定不应大于0.44。2.2.3砂率：砂率是指砼中砂的质量与砂石总质量的比率。砂率大小可根据砂的细度模数和粗集料种类，查表取值。2.2.4假定路面砼表观密度值为24002450kg/m3。路面砼配合比设计步骤，可参照JTG F30-2003水泥砼路面施工技术规范。4.1条普通砼配合比设计进行。二、施工工艺流程质量控制在高速公路隧道路面砼中，其抗压强度、抗弯拉强度、厚度及平整度是质量检验中的必检重点项目。因此，施工中除重点控制原材料质量外，还应加强对工艺流程中砼拌和物的拌和、运输、摊铺、振捣、抹面和养护等施工工艺流程进行控制，要确保工作不中断，施工不停顿。1、搅拌水泥砼搅拌质量直接影响砼的内在质量，砼的质量则影响路面的平整度。砼搅拌机在拌和前应拌制一定数量的同比例砂浆来润湿拌和机内壁，按粗集料、细集料、外加剂、水泥的顺序进行加料，进料后边搅拌边加水，搅拌时间应保证混合料充分搅拌均匀，气泡充分溢出。一般砼拌和时间不小于1.53min，搅拌时间过短会影响硬化后强度，时间过长影响砼的和易性且砼的含气量会发生变化。2、运输运输工具选用的标准是保质保量，时间快，不漏浆，不离析，出料高度应小于1.5米。当车辆将砼拌和物运至施工现场时，应有专人指挥车辆均匀卸料，布料应与摊铺速度相适应。3、摊铺(以三滚轴机组和插入式振捣棒组的排式振捣机为例)当坍落度为1040mm的拌和物摊铺时，松铺系数为1.121.15，坍落度大时取低值，坍落度小时取高值，超高路段，横坡高侧取高值，横坡低侧取低值。摊铺时应避免砼拌和物离析。三滚轴摊铺整平机行走辊与槽钢边模顶要清除一边杂物，边行走边清理，设专人负责，一边一人，对每一段砼摊铺、整平、压实至少行走6次以上，并不断用锹填或铲除砼，平整后再静压34次。4、振捣。砼拌合物布料长度大于10米时，便可开始振捣作业。4.1三滚轴机组铺筑砼面积时，必须同时配备有一台安装插入式振捣棒组的排式振捣机，振捣棒的直径宜为50100mm，间距不应大于其有效作用半径的1.5倍，并且不大于500mm。插入式振捣棒组的振动频率可在50200HZ之间选择，当面板厚度较大和坍落度较低时，宜使用100HZ以上的高频振捣棒。该机宜同时配备螺旋布料器和松方控制刮极，并具备自动行走功能。4.2砼的振捣过程是拌和物的下陷，流平与沉实的同时排除气泡的过程。振捣时间不宜过长，只要砼表面出现镜面水泥砂浆，砼与模板相联处也出现水泥浆，表面停止冒出气泡就说明砼已振捣密实。若振捣时间不足，抹面困难且抹面后集料外露，路面平整度较差，若振捣时间过长，集料严重下沉，影响路面上部结构的耐磨性。一般采用插入式排式振捣拌机和平板式振捣相结合来进行。5、抹平抹平应分两道工序进行。第一道用方直尺横向推平水泥浆二遍，再纵向用方直尺推平水泥浆二遍，都同时找平，用三米直尺检查，进行修补高或低处，再抹平，抹光。第二道用3米直尺纵向和横向严格检查，小于3mm的不再整修，大于3mm的不平整处必须尽快修整平整，使其达到规范要求，抹面后的路面应平整密实。6、养护养护的目的是保证砼在强度增长的过程中有水泥反应所需的水分和温度。因此，当路面砼施工完毕后，应及时用土工布覆盖并开始浇水养生。路面砼养护期一般为714天。三、路面砼施工中应注意的问题1、原材料选择不当1.1水泥新出厂的水泥不能立即使用，因为新出厂的水泥温度较高，且游离氧化钙等还没有完全消解。1.1.2禁止使用游离氧化钙和氧化镁含量较高，水泥体积稳定性差的水泥。水泥熟料如煅烧不充分，会产生较多的游离氧化钙，因为它的水化过程较慢，导致水泥已凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀的体积变化不均匀现象，使路面现出龟裂、断板等。为防止水泥安全性不良引起路面裂缝，应加强对水泥的检验，并选用低碱性水泥。1.1.3一般来说，高速公路隧道路面施工从拌料到抹面等全过程的时间往往较长超过水泥凝结时间的现象屡见不鲜，而水泥的凝结时间问题是影响砼路面浇筑质量的重要因素。因此，在路面砼施工中要求水泥的初凝时间不得早于1.5h，终凝时间不得迟于10h。1.1.4不同品种水泥不得随意掺合使用，因为不同水泥中混合材质量及掺量都不同，掺合后将使水泥性能发生变化，强度等级降低而影响强度。1.2粗、细集料1.2.1集料中针片状石子含量不能超标，若针片状石子含量过高在砼中易出现架空现象，空隙率较大，受压易折断，从而影响砼强度。1.2.2粗集料中的含泥量、含石粉量不能超出规范要求。在拌制路面砼过程中，若粗集料中的含泥量，含石粉量超标，将直接影响水泥浆与集料之间的握裹能力，同时对路面塑性收缩开裂和干缩变形影响很大，从而降低砼强度。施工中要采用高压冲水装置，对含泥量，含石粉量超标的粗集料进行高压翻洗，以确保干净的粗集料用于砼拌工程中。1.2.3粗集料的最大粒径和级配控制根据JTG F30-2003公路水泥砼路面施工技术规范规定，用做路面用的粗集料不得使用不分级的统料，应按最大公称粒径的不同采用24个粒级的集料进行掺配，并应符合规范规定的级配要求。碎石最大公称粒径不应大于31.5mm。但施工中往往控制不严，造成砼抗弯拉强度值相对偏小。合理选择良好且采用质地坚硬、耐久、洁净的碎石，对砼小梁抗弯拉试件强度和劈裂抗弯拉强度均有很大的提高。2、配合比控制不严且计量不准确2.1水灰比施工中，如水灰比偏大，使砼密实性降低，但水灰比偏小时，因和易性差，影响施工操作，也难以振捣密实，两种均使砼强度降低。因此，路面砼施工中应严格控制水灰比。2.2计量不准确砼的配合比是根据砼的强度、耐久性、耐磨性、和易性来确定。根据规范规定砼拌和时，各种衡器应经有关计量检定部门检定，且应保持准确。砼拌和允许计量误差为：水泥及外掺料1%，粗细集料2%，水1%，外加剂1%。施工中若计量不准确也影响砂石材料的级配，没有一个良好的集料级配，砼的密实性就难以保证。在邵三高速公路建设中，福建省交通厅、质监站以及业主等有关单位对此作了明确文件规定：大体积砼施工工程均应采用拌和站并必须配有一定数量的自动计量设备。3、施工操作不规范3.1标高控制不严。施工中若标高控制不严，使砼板块厚度达不到设计板厚要求，造成砼强度不均。在砼板块厚度不均界面，在外力作用下及收缩时产生拉应力，易产生裂缝，影响砼的使用质量。3.2振捣不密实。从施工现场取芯的芯样上，往往会发现芯样气孔较多。这是砼振捣不密实的表现。砼有足够的弯拉强度是来自于其自身的密实性。3.3随意向砼中加水。施工中往砼中加水现象与水灰比过大的情况类似，随意加水会使砼中自由水份增加，随着水份蒸发，使砼内空隙增大。3.4养护不及时。砼的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护会影响砼水化作用的正常进行和水化物的生成，从而影响砼的强度。3.5平整度欠佳。平整度不佳的主要原因是抹面操作人员掌握不好形成的，另外跟平板振捣梁也有一定的关系，一般采用铝合金大尺，横跨模板上来回抹平几次，然后转90度再抹平，使平整度得到有效控制。4、施工人员素质和责任心，是确保路面施工质量的根本保证。4.1施工技术人