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【摘要】公路建设规模的增大,我国南方因天气等其它原因的影响,水泥混凝土路面的修建越来越被重视。如何做好水泥混凝土路面的配合比设计与全过程的质量控制是保证使用寿命的关键。
【关键词】混凝土路面;配合比;质量控制
引言:近年来,高等级公路的发展十分迅速,随着高等级公路的密级化和交通流量的增多,对公路的质量将是一个严峻的考验。水泥混凝土路面因造价高、维修困难等原因,如何做好施工前期、过程中的质量控制是关键。现本人结合自身的一些施工经验,从水泥混凝土路面配合比的设计和质量控制做简要的阐述。
一、配合比设计的原材料要求
1、水泥:选用水泥时,除满足规范规定的各项要求外,还应通过混凝土配合比试验,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;
2、粉煤灰:混凝土路面在掺用粉煤灰时,应掺用质量指标符合表规范规定的电收尘Ⅰ、Ⅱ级干排或磨细粉煤灰,不得使用Ⅲ级粉煤灰;
3、粗集料:应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石,并应符合规范的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗冻(盐)要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料级别应不低于Ⅱ级,无抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用Ⅲ级粗集料。有抗(盐)冻要求时,Ⅰ级集料吸水率不应大于1.0%;Ⅱ级集料吸水率不应大于2.0%;
二、普通混凝土配合比设计
1、普通混凝土路面的配合比设计在兼顾经济性的同时应满足下列三项技术要求:
1)弯拉强度:各交通等级路面板的28d设计弯拉强度标准值fr应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)的规定。
2)工作性:滑模摊铺机前拌合物最佳工作性及允许范围应符合下表的规定。
3)耐久性:根据当地路面无抗冻性、有抗冻性或有抗盐冻性要求及混凝土最大公称粒径,路面混凝土含气量宜符合下表的规定。
2、外加剂的使用应符合下列要求:
1、)高温施工时,混凝土拌合物的初凝时间不得小于3h,否则应采取缓凝或保塑措施;低温施工时,终凝时间不得大于10h,否则应采取必要的促凝或早强措施。
2、)外加剂的掺量应由混凝土试配试验确定。引气剂的适宜掺量可由搅拌机口的拌合物含气量进行控制。实际路面和桥面引气混凝土的抗冰冻、抗盐冻耐久性,宜采用本规范附录F.1、F.2规定的钻芯法测定,测定位置:路面为表面和表面下50mm;桥面为表面和表面下30mm;测得的上下两个表面的最大平均气泡间距系数不宜超过下表的规定。
3、配合比参数的计算应符合下列要求:
1)水灰(胶)比的计算和确定(根据粗集料的类型来确定水灰比,并采用相应公式进行计算),应在满足弯拉强度计算值和耐久性两者要求的水灰(胶)比中取小值。
2)砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类,查下表进行取值。在软做抗滑槽时,砂率在下有的基础上可增大1%~2%。
注:碎卵石可在碎石和卵石混凝土之间内插取值。
3)根据粗集料种类和规范规定中适宜的坍落度,分别按给定的经验公式计算单位用水量(砂石料以自然风干状态计):
4)采用真空脱水工艺时,可采用比经验式公式计算值略大的单位用水量,但在真空脱水后,扣除每立方米混凝土实际吸除的水量,剩余单位用水量和剩余水灰(胶)比分别不宜超过规范规定的最大单位用水量和规范规定的最大水灰(胶)比。
5)路面混凝土掺用粉煤灰时,其配合比计算应按超量取代法进行。粉煤灰掺量应根据水泥中原有的掺合料数量和混凝土弯拉强度、耐磨性等要求由试验确定。Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰的超量系数可按表4.1.6初选。代替水泥的粉煤灰掺量:Ⅰ型硅酸盐水泥宜≤30%;Ⅱ型硅酸盐水泥宜≤25%;道路水泥宜≤20%;普通水泥宜≤15%;矿渣水泥不得掺粉煤灰。
6、配合比确定与调整:
由上述步骤推算得出的普通混凝土配合比,应在试验室内按下述步骤和《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053)规定方法进行试配检验和调整:
1)首先检验各种混凝土拌合物是否满足不同摊铺方式的最佳工作性要求。检验项目包括含气量、坍落度及其损失、振动粘度系数、改进VC值、外加剂品种及其最佳掺量。在工作性和含气量不满足相应摊铺方式要求时,可在保持水灰(胶)比不变的前提下调整单位用水量、外加剂掺量或砂率,不得减小满足计算弯拉强度及耐久性要求的单位水泥用量、钢纤维体积率。
2)对于采用密度法计算的配合比,应实测拌合物视密度,并应按视密度调整配合比,调整时水灰比不得增大,单位水泥用量、钢纤维掺量不得减小,调整后的拌合物视密度允许偏差为±2.0%。
三、水泥混凝土施工质量控制:
施工质量的控制、管理与检查应贯穿整个施工过程,应对每个施工环节严格控制把关,对出现的问题,立即进行纠正直至停工整顿。
1、施工过程中的质量管理要求:
1)各级公路各种混凝土路面铺筑方式的施工均应建立健全质量监测、管理和保证体系。应按铺筑进度做出质检仪器和人员数量动态计划。
2)施工全过程的质量动态检测、控制和管理内容应包括施工准备、铺筑试验路段和施工过程中的各项技术指标的检验,出现施工技术问题的报告、论证和解决等。
2、施工质量管理与检查
1)、施工单位应随时对施工质量进行自检。自检项目和频率:原材料应符合规范规定的进行;拌合物应符合规范规定的进行;混凝土路面应按下表规定进行。当施工、监理、监督人员发现异常情况,应加大检测频率,找出原因,及时处理。
2)每台搅拌楼所生产的拌合物,除应满足所用施工机械的可摊铺性外,还应着重控制拌合物的均质性和各质量参数的稳定性。现场混凝土路面铺筑的关键设备如摊铺机、压路机、布料机、三辊轴整平机、刻槽机、切缝机等的操作应规范稳定。
3、交工质量检查验收
1)混凝土路面完工后,施工单位应提交全线检测结果、施工总结报告及全部原始记录等齐全资料,申请交工验收。
2)质量问题处理:路面混凝土弯拉强度应采用小梁标准试件和路面钻芯取样圆柱体劈裂强度折算的弯拉强度综合评定。当弯拉强度不足时,每公里每车道应取3个以上芯样。二级及二级以下路面混凝土弯拉强度可按公式(11.4.2-1)或(11.4.2-2)计算,满足则可通过;不满足时,应通过试验得到各自工程的统计公式,试验组数不宜小于10组。
四、结束语
混凝土路面的施工应根据合同及设计文件、施工现场所处的气候、水文、地形等环境条件,选择满足质量指标要求、性能稳定的原材料,确定合理的配合比、并在全过程做好质量控制,才能保障路面的质量和延长使用寿命。
【关键词】混凝土路面;配合比;质量控制
引言:近年来,高等级公路的发展十分迅速,随着高等级公路的密级化和交通流量的增多,对公路的质量将是一个严峻的考验。水泥混凝土路面因造价高、维修困难等原因,如何做好施工前期、过程中的质量控制是关键。现本人结合自身的一些施工经验,从水泥混凝土路面配合比的设计和质量控制做简要的阐述。
一、配合比设计的原材料要求
1、水泥:选用水泥时,除满足规范规定的各项要求外,还应通过混凝土配合比试验,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;
2、粉煤灰:混凝土路面在掺用粉煤灰时,应掺用质量指标符合表规范规定的电收尘Ⅰ、Ⅱ级干排或磨细粉煤灰,不得使用Ⅲ级粉煤灰;
3、粗集料:应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石,并应符合规范的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗冻(盐)要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料级别应不低于Ⅱ级,无抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用Ⅲ级粗集料。有抗(盐)冻要求时,Ⅰ级集料吸水率不应大于1.0%;Ⅱ级集料吸水率不应大于2.0%;
二、普通混凝土配合比设计
1、普通混凝土路面的配合比设计在兼顾经济性的同时应满足下列三项技术要求:
1)弯拉强度:各交通等级路面板的28d设计弯拉强度标准值fr应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)的规定。
2)工作性:滑模摊铺机前拌合物最佳工作性及允许范围应符合下表的规定。
3)耐久性:根据当地路面无抗冻性、有抗冻性或有抗盐冻性要求及混凝土最大公称粒径,路面混凝土含气量宜符合下表的规定。
2、外加剂的使用应符合下列要求:
1、)高温施工时,混凝土拌合物的初凝时间不得小于3h,否则应采取缓凝或保塑措施;低温施工时,终凝时间不得大于10h,否则应采取必要的促凝或早强措施。
2、)外加剂的掺量应由混凝土试配试验确定。引气剂的适宜掺量可由搅拌机口的拌合物含气量进行控制。实际路面和桥面引气混凝土的抗冰冻、抗盐冻耐久性,宜采用本规范附录F.1、F.2规定的钻芯法测定,测定位置:路面为表面和表面下50mm;桥面为表面和表面下30mm;测得的上下两个表面的最大平均气泡间距系数不宜超过下表的规定。
3、配合比参数的计算应符合下列要求:
1)水灰(胶)比的计算和确定(根据粗集料的类型来确定水灰比,并采用相应公式进行计算),应在满足弯拉强度计算值和耐久性两者要求的水灰(胶)比中取小值。
2)砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类,查下表进行取值。在软做抗滑槽时,砂率在下有的基础上可增大1%~2%。
注:碎卵石可在碎石和卵石混凝土之间内插取值。
3)根据粗集料种类和规范规定中适宜的坍落度,分别按给定的经验公式计算单位用水量(砂石料以自然风干状态计):
4)采用真空脱水工艺时,可采用比经验式公式计算值略大的单位用水量,但在真空脱水后,扣除每立方米混凝土实际吸除的水量,剩余单位用水量和剩余水灰(胶)比分别不宜超过规范规定的最大单位用水量和规范规定的最大水灰(胶)比。
5)路面混凝土掺用粉煤灰时,其配合比计算应按超量取代法进行。粉煤灰掺量应根据水泥中原有的掺合料数量和混凝土弯拉强度、耐磨性等要求由试验确定。Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰的超量系数可按表4.1.6初选。代替水泥的粉煤灰掺量:Ⅰ型硅酸盐水泥宜≤30%;Ⅱ型硅酸盐水泥宜≤25%;道路水泥宜≤20%;普通水泥宜≤15%;矿渣水泥不得掺粉煤灰。
6、配合比确定与调整:
由上述步骤推算得出的普通混凝土配合比,应在试验室内按下述步骤和《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053)规定方法进行试配检验和调整:
1)首先检验各种混凝土拌合物是否满足不同摊铺方式的最佳工作性要求。检验项目包括含气量、坍落度及其损失、振动粘度系数、改进VC值、外加剂品种及其最佳掺量。在工作性和含气量不满足相应摊铺方式要求时,可在保持水灰(胶)比不变的前提下调整单位用水量、外加剂掺量或砂率,不得减小满足计算弯拉强度及耐久性要求的单位水泥用量、钢纤维体积率。
2)对于采用密度法计算的配合比,应实测拌合物视密度,并应按视密度调整配合比,调整时水灰比不得增大,单位水泥用量、钢纤维掺量不得减小,调整后的拌合物视密度允许偏差为±2.0%。
三、水泥混凝土施工质量控制:
施工质量的控制、管理与检查应贯穿整个施工过程,应对每个施工环节严格控制把关,对出现的问题,立即进行纠正直至停工整顿。
1、施工过程中的质量管理要求:
1)各级公路各种混凝土路面铺筑方式的施工均应建立健全质量监测、管理和保证体系。应按铺筑进度做出质检仪器和人员数量动态计划。
2)施工全过程的质量动态检测、控制和管理内容应包括施工准备、铺筑试验路段和施工过程中的各项技术指标的检验,出现施工技术问题的报告、论证和解决等。
2、施工质量管理与检查
1)、施工单位应随时对施工质量进行自检。自检项目和频率:原材料应符合规范规定的进行;拌合物应符合规范规定的进行;混凝土路面应按下表规定进行。当施工、监理、监督人员发现异常情况,应加大检测频率,找出原因,及时处理。
2)每台搅拌楼所生产的拌合物,除应满足所用施工机械的可摊铺性外,还应着重控制拌合物的均质性和各质量参数的稳定性。现场混凝土路面铺筑的关键设备如摊铺机、压路机、布料机、三辊轴整平机、刻槽机、切缝机等的操作应规范稳定。
3、交工质量检查验收
1)混凝土路面完工后,施工单位应提交全线检测结果、施工总结报告及全部原始记录等齐全资料,申请交工验收。
2)质量问题处理:路面混凝土弯拉强度应采用小梁标准试件和路面钻芯取样圆柱体劈裂强度折算的弯拉强度综合评定。当弯拉强度不足时,每公里每车道应取3个以上芯样。二级及二级以下路面混凝土弯拉强度可按公式(11.4.2-1)或(11.4.2-2)计算,满足则可通过;不满足时,应通过试验得到各自工程的统计公式,试验组数不宜小于10组。
四、结束语
混凝土路面的施工应根据合同及设计文件、施工现场所处的气候、水文、地形等环境条件,选择满足质量指标要求、性能稳定的原材料,确定合理的配合比、并在全过程做好质量控制,才能保障路面的质量和延长使用寿命。