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水泥混凝土路面施工技术 一 概述二 水泥混凝土路面施工三 季节性施工四 常见病害及防治措施 主要内容 1 定义水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面 简称混凝土路面 亦称刚性路面 俗称白色路面 它是一种高级路面 一 概述 2 混凝土路面分类普通混凝土 钢筋混凝土 连续配筋混凝土 预应力混凝土 钢纤维混凝土和装配式混凝土 碾压混凝土等各种路面 采用最广的是普通混凝土 素混凝土 简称混凝土路面 所谓普通混凝土路面 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 钢筋混凝土 连续配筋混凝土主要用在重或特重交通 以及软弱地基路段 预应力混凝土路面主要用于有特殊要求的高等级路面 钢纤维混凝土路面主要用于隧道和桥面铺装 装配式混凝土路面主要用于城市有景观要求的路面 碾压混凝土主要用于高等级路面的基层 图1普通水泥混凝土路面 图2钢筋混凝土路面 图3预应力混凝土路面 图4钢纤混凝土 图4钢纤混凝土 图5碾压混凝土路面 3机具的选择水泥混凝土根据其铺筑工艺不同又可分为小型机具铺筑 滑模机械铺筑 轨道摊铺机铺筑 三辊轴机组铺筑和碾压混凝土等方法 图6小型机具施工 图7滑模摊铺机施工 图8轨道摊铺机施工 图9三辊轴摊铺机 图9带排振的三辊轴机组 一 混凝土路面构造和特点 1 路基水泥混凝土有很高的刚度和扩散荷载的能力 通过面板传到路基顶面的荷载压应力值很小 一般不超过0 05Mpa 对路基强度和承载力要求不是很高 对路基的要求 稳定性影响因素 稳定性不足 不均匀沉陷 过大的弯拉应力 破坏原因 填料的不均匀 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 二 水泥混凝土路面施工 2 基层和垫层作用 防卿泥 防水 防冰冻 减小路基顶面压应力 缓和路基不均匀变形对面层的影响 为面层施工 如立侧模 运送混凝土混合料等 提供方便 提高路面结构承载能力 延长使用寿命 基层材料 刚性 贫混凝土 碾压混凝土等半刚性 水泥稳定 二灰稳定 石灰稳定柔性 沥青稳定粒料 粒料排水基层 多孔隙水泥稳定碎石 多孔隙沥青稳定碎石 各类基层的适用范围 3 水泥混凝土路面对基层结构的要求 刚度 当量回弹模量 必须限制板的弯沉量 从而减少卿泥和错台等病害的产生 防冻胀 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路面的不利影响 厚度 不得小于15cm 要满足基层顶面当量回弹模量要求 在季节性冰冻地区要满足抗冻层最小厚度要求 按此调节垫层厚度 宽度 宽度应大于面层宽度 以便有足够的位置供立侧模用 较宽的基层和垫层有利于改善面层板边缘的受荷条件 通常垫层比基层每侧至少宽出25cm 或与路基同宽 基层应比混凝土面层每侧宽出20 35cm 采用小型机具或轨道式摊铺机施工 或50 60cm 采用滑模式摊铺机施工 4 特点 强度高 稳定性好 耐久性好 能使用20 40年 养护费用小 经济效益高 抗滑性能好 利于夜间行车 但也存在以下缺点 水泥和水的需要量大 接缝较多 开放交通较迟 养护修复困难 二 三辊轴机组水泥混凝土路面施工1 工艺流程施工方案确定 搅拌站选择 备料和混合料配比调整 测量放样 基层检验和整修 支立模板和安设钢筋 拉杆和传力杆 拌和混凝土 运输混凝土 摊铺混凝土 振捣混凝土 提浆 刮平 机械抹平 机械抹光 表面拉毛 机械锯缝 拆模 养护 填缝 开放交通 2 施工准备 1 施工技术准备图纸学习 技术交底 计算工程量 材料用量 编制施工方案 纸上定板块分幅 胀缝位置 加强钢筋设置等工作 2 机械设备选型三辊轴机组 圆盘抹光机抹平 拉纹器拉毛 3 材料准备及其性能检验备料 检测砂 石含泥量 级配 有害物质含量 坚固性 碎石强度 针片状 磨耗等 如含泥量超标 提前1 2d冲洗或过筛 其它项不符 另选材料或补救措施 水泥出厂质量报告单 抽验细度 凝结时间 安定性及3d 7d和28d的强度 受潮结块的水泥禁止使用 新出厂的至少存放一周 外加剂性能指标检验 通过试验判定是否适用 4 混合料配合比检验与调整施工前检验设计配合比是否合适 如不合适 及时调整 5 下承层检验与整修A 基层和封层 宽度 路拱 标高 平整度 厚度 压实度 封层施工质量等 不符 整修 损坏 修补 B 测量放样 每20m放中线 边线 胀缝 缩缝 曲线起迄点和纵坡转折点 横向分块线与中线垂直 勤测 勤核 勤纠偏 3 安设模板采用槽钢 3 4m长 拼装牢固 装拆简易 高度与板厚相同 顶面与板面齐平 与设计一致 底面与基层紧贴 低洼 空隙 处用新拌混凝土铺平 检查接缝高差 错位和平整情况 高差大于3mm或错位 不平整拆去重装 内侧覆盖塑料薄膜 以便拆模和防止漏浆 图10模板安装 4 安装传力杆 拉杆胀缝和有需要的缩缝设置传力杆 连续浇筑时 在嵌缝板上预留圆孔穿传力杆 嵌缝板上设木制或铁制压缝板条 两端固定在钢筋支架上 支架脚插入基层内 不连续浇筑时 在端模板外侧增设定位模板 按间距及杆径钻孔 两板间安装一半杆长横木固定 拉杆要根据施工进度 采用预先置入振捣时扶正或边振捣边插入的方式 图11 1传力杆设置 图11 2传力杆设置 图11 3拉杆设置 5 混凝土的拌和与运输 1 混凝土拌和搅拌机的容量要与工程量大小和施工进度相适宜 每天拌和前 对水泥 水和集料用量调试 特别要根据天气变化情况 测定砂石含水量 试拌无误 正式拌和 精确度 水 水泥 1 集料3 外加剂单独计量 精确度 2 每班至少检查两次配料精度 每半天检查两次坍落度 2 混凝土运输要防止离析 有明显离析时 铺筑时重新拌匀 搅拌运输车工后 必须冲洗干净 6 摊铺与振捣 1 摊铺铺前 检查模板间隔 高度 薄膜覆盖 支撑 基层平整 润湿情况 钢筋位置 传力杆装置 人工配合三辊轴机组摊铺 整平 离析翻拌 严禁抛掷和搂耙 防离析 模板附近 加强振捣 防蜂窝 图11三辊轴机组摊铺 2 振捣先插入振捣模板边缘 角隅等处 不少于20s 移动间距 作用半径1 5倍 避免碰撞模板 再平板全面振捣 重叠10 20cm 水灰比小于0 45时 时间不少于30s 水灰比大于0 45时 不少于15s 以不再冒气泡并泛出水泥浆为准 最后整平机整平 带排振的整平机也需人工振捣边角 振捣与整平工序间隔不超过15min 滚压振实料位宜高于模板顶5 20 前进振动 后退静滚 来回2 3遍 专人处理料位的高低 图12插入式振捣器振捣 图13不带排振的三辊轴整平机 7 表面整修和防滑处理 1 圆盘抹光机粗抹 3m直尺检查 平整度不宜大于1cm 注意抹光机行进方向 顺路方向易保证纵向平整 2 精抹 3m刮尺刮平 原浆找补 禁止撒水或水泥粉 3 制毛 保持粗糙度 提高抗滑性能 影响平整度 压纹 压槽 或刻槽 压纹有挤压致密作用 能增强耐磨性 掌握得当 深度0 6 1 0mm 比较美观 但深浅均匀性很难掌握 强度较低时 切忌压纹 易形成鼓包 图14刻纹机 图15表面拉纹 接缝按方向可分为纵缝和横缝两大类 纵缝 与行车方向平行的接缝 横缝 与行车方向垂直的接缝 1 接缝布置 纵横缝一般垂直相交 其纵缝两侧的横缝不得互相错位 纵缝间距即板宽横缝间距即板长 路面接缝设置 1 横缝 2 纵缝 8 接缝施工 按形成原因不同 分为真缝和假缝 2 接缝的形成 真缝 完全断开 假缝 并未真正断开 缝深仅为板厚的1 4 1 5 下部混凝土仍连为一体 板收缩时 板沿假缝自然断裂 断缝为犬牙状 3 接缝里的钢筋 拉杆 作用是防止板块横向位移 采用螺纹钢筋 直径为12 16mm 最小长度为60 80cm 最大间距为60 90cm 保证接缝的传荷能力 采用光圆钢筋 避免或减轻错台 保证路面的平整度 传力杆 4 横缝的构造与设置 横向施工缝 因施工不连续 暂时停止施工时要设置施工缝 常设置在缩缝 胀缝位置处 必须添加传力杆 保证纵向整体性 横向缩缝 保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂 从而避免产生不规则的裂缝 横向胀缝 保证板在温度升高时能部分伸张 从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏 同时胀缝也能起到缩缝的作用 4 横缝的构造与设置 横向施工缝 设在缩缝处的施工缝 采用设传力杆的平缝形式 设在胀缝处的施工缝 其形式与胀缝相同 遇有困难而须设在缩缝之间时 施工缝采用设拉杆的企口缝形式 横向施工缝构造 尺寸单位 mm a 设传力杆平缝型 b 设拉杆企口缝型 真缝 4 横缝的构造与设置 横向缩缝 设置在设计板长处 垂直路中线方向等间距布置 假缝和设传力杆假缝形式 特重交通公路上 应在横向缩缝处的板中央设置传力杆顶部应锯切口 深度为面层厚度的1 4 1 5 宽度为3 8mm 槽内填塞填缝料 横向缩缝构造 尺寸单位 mm a 设传力杆假缝形式 b 假缝形式 假缝 传力杆 4 横缝的构造与设置 横向胀缝 临近桥梁或其他固定构造物处 或与其他道路相交处设置 横向胀缝构造 尺寸单位 mm 真缝 胀缝缝宽一般为10 20mm 胀缝处板中央应设置 滑动传力杆 5 纵缝的构造与设置 一次铺筑宽度小于路面宽度时 应设置纵向施工缝 纵向施工缝采用设拉杆的平缝形式 纵向施工缝 真缝 纵向施工缝构造 尺寸单位 mm 5 纵缝的构造与设置 一次铺筑宽度大于面板宽度时 需要设置纵向缩缝 纵向缩缝采用设拉杆的假缝形式 拉杆的作用是保证纵缝两侧路面层板在纵缝位置的紧密联系 以免沿路拱横坡向两侧滑动 纵向缩缝 纵向缩缝构造 尺寸单位 mm 假缝 拉杆 6 接缝材料 1 缝的分类 按位置分 按功能分 按构造分 真缝 完全断开假缝 1 4 1 5 h 施工缝胀缝缩缝 真缝 假缝 横缝纵缝 2 缝的钢筋 拉杆 螺纹钢筋传力杆 光圆钢筋 3 横缝构造 横向缩缝 横向胀缝 横向施工缝 缩缝处 平缝加传力杆型胀缝处 同胀缝缩缝之间 设拉杆企口型 假缝可设传力杆 4 纵缝构造 真缝设传力杆 纵向缩缝 纵向施工缝 假缝可设拉杆 真缝设拉杆 9 养生及拆模 1 养生养生期间 防止混凝土水分蒸发和风干 产生收缩裂缝 采取减少温度变化措施 以免产生过大温度应力 管制交通 防止人畜和车辆等损坏表面 湿治养生 喷洒成膜养生两种方法 养生时间按混凝土抗弯拉强度达到3 5Mpa以上以试验确定 通常普通硅酸盐水泥为14d 图16覆盖塑料薄膜养生 图17覆盖稻草或麻袋养生 2 拆模拆模时间根据气温和强度增长情况确定 拆模应仔细 不得损坏边 角 保持模板完好 不能立即开放交通 达到设计强度才允许开放交通 遇特殊情况需提前开放交通时 强度应达到设计强度80 以上 车辆荷载不得大于设计荷载 混凝土板允许拆模时间 一 高温季节施工气温高于30 拌和物温度为30 35 空气湿度低于80 时 最好不进行施工 若必须施工则应考虑温度和湿度条件 采取有效措施 确保混凝土质量 拌和站搭设遮阴棚 取用料堆内部温度相对较低的材料 洒水降低粗集料 模板和基层的温度 尽量用温度较低的水 拌和物温度超过35 时 在水中加冰 掺加缓凝剂 尽可能在气温较低的早晨和夜间施工 三 季节性施工措施 二 低温季节施工施工现场气温低于5 昼夜最低气温有可能降到 2 混凝土拌和物摊铺温度低于10 时 即为混凝土路面的低温季节施工 低温下因水泥水化速度降低而强度增长缓慢 结冰还会使新铺筑的路面受到破坏 因此 低温条件下混凝土路面施工时 必须有相应的工艺措施 当施工现场气温低于0 或混凝土拌和物温度低于5 时 应停止施工 三 雨季施工拟订雨季施工方案和相应措施 拌和站 砂石料堆场考虑防雨防洪 拌和站搭设遮雨棚 雨天或遇阵雨均应停止施工 运输车辆应备有遮盖物 雨后施工应及时排除基层表面积水 雨季及时调整拌和机加水量 尽量从料堆内部取料 严禁用含泥量大的底脚料 水泥贮放应防止漏雨和受潮 混凝土终凝前如遇下雨 应及时覆盖塑料膜 且不得触及路表面 以免影响路面外观 需雨下操作时 应制备足够长度 轻便 易于移动的防雨工作棚 一 混凝土混合料1 和易性不好现象 胶凝材料过少 松散 粘结性差 表面粗糙 胶凝材料过多 粘聚力大 容易成团 流动性差 浇筑困难 砂浆量过少 不密实 运输 浇筑过程中 产生离析分层 表面泌水严重 原因分析 水泥用量不当 砂率不当 水灰比不当 水泥品种不当 配合比不准 计量不精确 搅拌时间不足 管理不严格 处理措施 掺减水剂 缓凝剂 严格计量装置的标定与使用 加强原材料和混合料的质量检测与控制 保证配比准确 四 常见病害及防治措施 2 混合料色差大现象 硬化后颜色深浅不一 每盘出料的颜色呈 花样 原因分析 采用了不同品牌的水泥 搅拌时间不足 防范及处理措施 确定阶段进料量 选择品质稳定 产量大的供货单位 保证适当的搅拌时间 使混凝土混合料质量均匀稳定 色泽均一 3 不耐磨现象 表面起砂 砂浆脱落 石子裸露 形成损坏范围不一 凹陷不平的表面 原因分析 水泥品种选择不当 水泥强度等级选择不对 粉煤灰外掺料过多 水灰比过大 搅拌不匀 施工期间遭雨淋 防范及处理措施 选用强度等级不低于42 5的普硅或硅酸盐水泥 粉煤灰通过试验确定用量 水灰比按配比执行 控制搅拌时间 均匀 防雨淋 凿去松散的砂浆层 至骨料裸露 清洗干净 用专用的路用混凝土修补抹平 二 路面断板分为轻微 中度 严重断板 早期开裂断板和使用期开裂断板 1 原因分析早期 原材料不合格 基层标高失控 不平整 配合比不当 施工工艺不当 使用期 设计不当 厚度偏薄 平面尺寸不当 配合比不当 产生碱 集料反应或抗冻融差等耐久性问题 排水设计不当 超重车的影响 路基不均匀沉降 基层失稳 初期微裂缝的扩展 排水不良 桥 涵 面铺装损坏 2 处理措施裂缝修补 轻微断裂 裂缝无剥落或轻微剥落 裂缝宽度小于3mm的断板 灌入粘结剂方法修补 局部修补 轻微断裂 一定深度内开槽浇快凝小石子混凝土 或加大开槽深度 埋置钢筋用快凝混凝土修补 彻底的处理就是全板厚开槽 预埋钢筋后浇混凝土修补 整块板更换 严重断裂 裂缝处有严重剥落 板被分割成多块 有错台或裂块已开始活动的断板 整块板更换的措施 图18破碎性断板和裂缝 三 其他常见质量事故1 露石原因 坍落度小 失水快 掺入早强剂不当 凝结过快 无法收平 水灰比过大 水泥耐磨性差 用量不足 行车作用下磨损或剥落 形成露石 防治措施 严格控制水灰比和坍落度 合理使用外加剂 控制原材质量 确定合理配比 掌握好用水量 处理 粘结性良好的结合料进行罩面修补 图19表面露石 2 蜂窝现象 明显孔穴 大小不一 状如蜂窝 原因分析 振捣不足 漏振 漏浆 防治措施 严控坍落度 有效振捣 模板边插入振捣 不得漏振 模板足够刚度 稳定性 防空隙 防止漏浆 处理 拆模后 及时修补 3 胀缝不贯通现象 在厚度和水平方向不贯通 原因分析 前仓胀缝板底部漏浆 接缝板未紧靠边模板 接缝板移位 砂浆挤进 胀缝切缝深度不足 防治措施 封头板与侧模 基层接触紧密 足够的刚度和稳定性 不得移动和漏浆 浇后仓前清缝 锯缝深度 处理 人工清理贯通 回填与封缝 4 摩擦系数不足现象 光滑 摩擦系数低于设计标准或养护要求 原因分析 砂浆层较厚 砂偏细 质地偏软 坍落度及水泥用量大 振捣后汇集 抹面过光 未拉毛 使用时间长 自然磨损而磨光 防范措施 严控水灰比与坍落度及水泥 黄砂等原材料质量 采取拉毛 刻槽等防滑措施 处理 表面刻槽提高路面摩擦系数 用修补剂罩面 同时采取防滑措施 铺设沥青罩面层 5 传力杆失效现象 接缝一侧板上产生裂缝或碎裂 原因分析 杆垂直与水平向位置不准 发生移动 与混凝土粘结 端部未加套子留空隙 砂浆或其他嵌入物堵塞 防范处理措施 支架固定 水平 垂直向误差 3mm 检查传力杆是否移动 及时纠正 拆除封头板后 人工整理顺直 涂刷沥青 防止粘结 滑动端设长的小套管 留足空隙 严防套管破损 砂浆流入 堵塞空隙 防止胀缝被砂浆石子堵塞处理 凿除后重新设置或校正传力杆 再浇筑混凝土 6 错台现象 在接缝