高速公路隧道砼路面施工質(zhì)量控制淺探.doc

高速公路隧道砼路面施工質(zhì)量控制淺探水泥砼路面是以水泥漿為膠凝材料，以粗細集料為剛架形成強度的一種高級路面。其具有剛度大、強度高、耐磨特性好、整體性與穩(wěn)定性優(yōu)等特點。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車輛高密度荷載的沖擊、摩擦、彎曲和溫度、濕度的反復(fù)變化，因此要求它必須具備較高的抗彎抗強度和耐磨性。2003年6月，交通部頒布的JTGD40-2002公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范將高等級公路路面水泥砼28天齡期設(shè)計抗彎拉強度從老規(guī)范4.5MPa提高到5.0MPa，這就充分說明抗彎拉強度是控制高等級水泥砼路面質(zhì)量的關(guān)鍵。在邵三高速公路XXX合同段隧道路面砼施工中，我們通過認真優(yōu)選各種原材料，合理確定配合比參數(shù)，并經(jīng)過大量室內(nèi)外試驗，成功配制了滿足高速公路設(shè)計要求的高質(zhì)量隧道路面砼。一、隧道路面砼的配制1、主要原材料的選擇1.1水泥根據(jù)JTG F30-2003公路水泥砼路面施工技術(shù)規(guī)范要求，路面砼工程水泥的選用，除各項路用品質(zhì)必須合格外，同時強調(diào)“應(yīng)通過砼配合比試驗，根據(jù)其配制彎拉強度、耐久性和工作性優(yōu)選適宜的水泥品種、強度等級”，路面砼各項技術(shù)指標(biāo)滿足要求后方可使用。而且，水泥種類一旦選定，不得隨意更改。1.2集料1.2.1細集料：路面砼用細集料應(yīng)采用潔凈、堅硬，符合規(guī)定的級配要求且細度模數(shù)大于2.5的II區(qū)中粗砂。施工中要求同一配合比用砂的細度模數(shù)變化范圍不宜超過0.3，否則，應(yīng)分別堆放，并調(diào)整配合比中的砂率后使用。1.2.2粗集料路面砼用粗集料應(yīng)選用表面粗糙且多棱角、質(zhì)地堅硬、耐久的碎石、碎卵石和卵石。但是與水泥漿粘結(jié)性好的碎石所配制的砼具有較高的強度。1.3外加劑根據(jù)現(xiàn)場施工情況可以選用減水劑、緩凝劑、早強度和抗折劑。選擇外加劑品種前，必須與所用的水泥進行適應(yīng)性檢驗，高速公路路面砼宜選用減水率大，坍落度損失小，可調(diào)控凝結(jié)時間的外加劑。1.4拌和水應(yīng)采用飲用水。也可采用硫酸鹽含量PH值符合規(guī)定的非飲用水。海水一般情況下不能用作砼拌和用水。1.5外摻料經(jīng)有關(guān)部門同意，并經(jīng)過經(jīng)驗驗證，可采用I級粉煤灰來改善砼的性能。以上所有路面砼用原材料質(zhì)量均應(yīng)符合JTG F30-2003公路水泥砼路面施工技術(shù)規(guī)范中原材料技術(shù)要求的規(guī)定。2、配合比設(shè)計根據(jù)JTG F30-2003水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定，路面砼配合比設(shè)計采用抗彎拉強度指標(biāo)的設(shè)計方法，在邵三高速公路建設(shè)中，我們也采用了以抗彎拉強度為指標(biāo)的配合設(shè)計方法。2.1試配強度 路面砼抗彎拉砼的試配強度(fcf,o)按以下公式確定：fcf,o=kxfcf,k式中：fcf,k砼設(shè)計抗彎拉強度，MPak系數(shù)，施工水平一般者取k=1.15如：設(shè)計抗彎拉強度為5.0 MPa時，則試配強度值取5.75 MPa。2.2設(shè)計參數(shù)選擇2.2.1坍落度：根據(jù)國內(nèi)振搗設(shè)備和施工條件的實際情況，大部分施工單位采用三滾軸機組攤鋪和插入式振搗棒組的排式振搗機進行施工。因此，根據(jù)施工經(jīng)驗，現(xiàn)場拌料出機時坍落度選擇3050mm，攤鋪時坍落度為1030mm較為合適。砼過于干硬，操作則比較困難且平整度也較難達到規(guī)范要求。2.2.2水灰比：水灰比按經(jīng)驗選擇，如無經(jīng)驗數(shù)據(jù)可按公式計算，高速公路最大水灰比規(guī)定不應(yīng)大于0.44。2.2.3砂率：砂率是指砼中砂的質(zhì)量與砂石總質(zhì)量的比率。砂率大小可根據(jù)砂的細度模數(shù)和粗集料種類，查表取值。2.2.4假定路面砼表觀密度值為24002450kg/m3。路面砼配合比設(shè)計步驟，可參照JTG F30-2003水泥砼路面施工技術(shù)規(guī)范。4.1條普通砼配合比設(shè)計進行。二、施工工藝流程質(zhì)量控制在高速公路隧道路面砼中，其抗壓強度、抗彎拉強度、厚度及平整度是質(zhì)量檢驗中的必檢重點項目。因此，施工中除重點控制原材料質(zhì)量外，還應(yīng)加強對工藝流程中砼拌和物的拌和、運輸、攤鋪、振搗、抹面和養(yǎng)護等施工工藝流程進行控制，要確保工作不中斷，施工不停頓。1、攪拌水泥砼攪拌質(zhì)量直接影響砼的內(nèi)在質(zhì)量，砼的質(zhì)量則影響路面的平整度。砼攪拌機在拌和前應(yīng)拌制一定數(shù)量的同比例砂漿來潤濕拌和機內(nèi)壁，按粗集料、細集料、外加劑、水泥的順序進行加料，進料后邊攪拌邊加水，攪拌時間應(yīng)保證混合料充分攪拌均勻，氣泡充分溢出。一般砼拌和時間不小于1.53min，攪拌時間過短會影響硬化后強度，時間過長影響砼的和易性且砼的含氣量會發(fā)生變化。2、運輸運輸工具選用的標(biāo)準(zhǔn)是保質(zhì)保量，時間快，不漏漿，不離析，出料高度應(yīng)小于1.5米。當(dāng)車輛將砼拌和物運至施工現(xiàn)場時，應(yīng)有專人指揮車輛均勻卸料，布料應(yīng)與攤鋪速度相適應(yīng)。3、攤鋪(以三滾軸機組和插入式振搗棒組的排式振搗機為例)當(dāng)坍落度為1040mm的拌和物攤鋪時，松鋪系數(shù)為1.121.15，坍落度大時取低值，坍落度小時取高值，超高路段，橫坡高側(cè)取高值，橫坡低側(cè)取低值。攤鋪時應(yīng)避免砼拌和物離析。三滾軸攤鋪整平機行走輥與槽鋼邊模頂要清除一邊雜物，邊行走邊清理，設(shè)專人負責(zé)，一邊一人，對每一段砼攤鋪、整平、壓實至少行走6次以上，并不斷用鍬填或鏟除砼，平整后再靜壓34次。4、振搗。砼拌合物布料長度大于10米時，便可開始振搗作業(yè)。4.1三滾軸機組鋪筑砼面積時，必須同時配備有一臺安裝插入式振搗棒組的排式振搗機，振搗棒的直徑宜為50100mm，間距不應(yīng)大于其有效作用半徑的1.5倍，并且不大于500mm。插入式振搗棒組的振動頻率可在50200HZ之間選擇，當(dāng)面板厚度較大和坍落度較低時，宜使用100HZ以上的高頻振搗棒。該機宜同時配備螺旋布料器和松方控制刮極，并具備自動行走功能。4.2砼的振搗過程是拌和物的下陷，流平與沉實的同時排除氣泡的過程。振搗時間不宜過長，只要砼表面出現(xiàn)鏡面水泥砂漿，砼與模板相聯(lián)處也出現(xiàn)水泥漿，表面停止冒出氣泡就說明砼已振搗密實。若振搗時間不足，抹面困難且抹面后集料外露，路面平整度較差，若振搗時間過長，集料嚴重下沉，影響路面上部結(jié)構(gòu)的耐磨性。一般采用插入式排式振搗拌機和平板式振搗相結(jié)合來進行。5、抹平抹平應(yīng)分兩道工序進行。第一道用方直尺橫向推平水泥漿二遍，再縱向用方直尺推平水泥漿二遍，都同時找平，用三米直尺檢查，進行修補高或低處，再抹平，抹光。第二道用3米直尺縱向和橫向嚴格檢查，小于3mm的不再整修，大于3mm的不平整處必須盡快修整平整，使其達到規(guī)范要求，抹面后的路面應(yīng)平整密實。6、養(yǎng)護養(yǎng)護的目的是保證砼在強度增長的過程中有水泥反應(yīng)所需的水分和溫度。因此，當(dāng)路面砼施工完畢后，應(yīng)及時用土工布覆蓋并開始澆水養(yǎng)生。路面砼養(yǎng)護期一般為714天。三、路面砼施工中應(yīng)注意的問題1、原材料選擇不當(dāng)1.1水泥新出廠的水泥不能立即使用，因為新出廠的水泥溫度較高，且游離氧化鈣等還沒有完全消解。1.1.2禁止使用游離氧化鈣和氧化鎂含量較高，水泥體積穩(wěn)定性差的水泥。水泥熟料如煅燒不充分，會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因為它的水化過程較慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面現(xiàn)出龜裂、斷板等。為防止水泥安全性不良引起路面裂縫，應(yīng)加強對水泥的檢驗，并選用低堿性水泥。1.1.3一般來說，高速公路隧道路面施工從拌料到抹面等全過程的時間往往較長超過水泥凝結(jié)時間的現(xiàn)象屢見不鮮，而水泥的凝結(jié)時間問題是影響砼路面澆筑質(zhì)量的重要因素。因此，在路面砼施工中要求水泥的初凝時間不得早于1.5h，終凝時間不得遲于10h。1.1.4不同品種水泥不得隨意摻合使用，因為不同水泥中混合材質(zhì)量及摻量都不同，摻合后將使水泥性能發(fā)生變化，強度等級降低而影響強度。1.2粗、細集料1.2.1集料中針片狀石子含量不能超標(biāo)，若針片狀石子含量過高在砼中易出現(xiàn)架空現(xiàn)象，空隙率較大，受壓易折斷，從而影響砼強度。1.2.2粗集料中的含泥量、含石粉量不能超出規(guī)范要求。在拌制路面砼過程中，若粗集料中的含泥量，含石粉量超標(biāo)，將直接影響水泥漿與集料之間的握裹能力，同時對路面塑性收縮開裂和干縮變形影響很大，從而降低砼強度。施工中要采用高壓沖水裝置，對含泥量，含石粉量超標(biāo)的粗集料進行高壓翻洗，以確保干凈的粗集料用于砼拌工程中。1.2.3粗集料的最大粒徑和級配控制根據(jù)JTG F30-2003公路水泥砼路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定，用做路面用的粗集料不得使用不分級的統(tǒng)料，應(yīng)按最大公稱粒徑的不同采用24個粒級的集料進行摻配，并應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的級配要求。碎石最大公稱粒徑不應(yīng)大于31.5mm。但施工中往往控制不嚴，造成砼抗彎拉強度值相對偏小。合理選擇良好且采用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈的碎石，對砼小梁抗彎拉試件強度和劈裂抗彎拉強度均有很大的提高。2、配合比控制不嚴且計量不準(zhǔn)確2.1水灰比施工中，如水灰比偏大，使砼密實性降低，但水灰比偏小時，因和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實，兩種均使砼強度降低。因此，路面砼施工中應(yīng)嚴格控制水灰比。2.2計量不準(zhǔn)確砼的配合比是根據(jù)砼的強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定。根據(jù)規(guī)范規(guī)定砼拌和時，各種衡器應(yīng)經(jīng)有關(guān)計量檢定部門檢定，且應(yīng)保持準(zhǔn)確。砼拌和允許計量誤差為：水泥及外摻料1%，粗細集料2%，水1%，外加劑1%。施工中若計量不準(zhǔn)確也影響砂石材料的級配，沒有一個良好的集料級配，砼的密實性就難以保證。在邵三高速公路建設(shè)中，福建省交通廳、質(zhì)監(jiān)站以及業(yè)主等有關(guān)單位對此作了明確文件規(guī)定：大體積砼施工工程均應(yīng)采用拌和站并必須配有一定數(shù)量的自動計量設(shè)備。3、施工操作不規(guī)范3.1標(biāo)高控制不嚴。施工中若標(biāo)高控制不嚴，使砼板塊厚度達不到設(shè)計板厚要求，造成砼強度不均。在砼板塊厚度不均界面，在外力作用下及收縮時產(chǎn)生拉應(yīng)力，易產(chǎn)生裂縫，影響砼的使用質(zhì)量。3.2振搗不密實。從施工現(xiàn)場取芯的芯樣上，往往會發(fā)現(xiàn)芯樣氣孔較多。這是砼振搗不密實的表現(xiàn)。砼有足夠的彎拉強度是來自于其自身的密實性。3.3隨意向砼中加水。施工中往砼中加水現(xiàn)象與水灰比過大的情況類似，隨意加水會使砼中自由水份增加，隨著水份蒸發(fā)，使砼內(nèi)空隙增大。3.4養(yǎng)護不及時。砼的結(jié)構(gòu)和強度的形成及增長有一個過程，并需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時養(yǎng)護會影響砼水化作用的正常進行和水化物的生成，從而影響砼的強度。3.5平整度欠佳。平整度不佳的主要原因是抹面操作人員掌握不好形成的，另外跟平板振搗梁也有一定的關(guān)系，一般采用鋁合金大尺，橫跨模板上來回抹平幾次，然后轉(zhuǎn)90度再抹平，使平整度得到有效控制。4、施工人員素質(zhì)和責(zé)任心，是確保路面施工質(zhì)量的根本保證。4.1施工技術(shù)人