对某公路工程碾压混凝土施工工艺浅析
摘要：本文对该公路碾压混凝土的施工工艺及控制要点和注意事项，进行了简要的分析，以供同行提供参考作用。
关键词：公路工程；混凝土施工；施工工艺；控制要点
1工程施工概况
本项目为市的一级公路改造，包括旧路改造133.725km，新建33.576km。路面结构类型为：左幅15cm级配碎石+18cm水稳+22cm碾压砼+28cm混凝土路面；右幅15cm级配碎石+18cm水稳+20cm碾压砼+30cm混凝土路面。其中碾压混凝土设计标准抗压强度为15MPa，弯拉强度为3MPa，7d施工质检抗压强度为10MPa。经过专家讨论，现场控制压实度为98%以上，集料公称最大粒径小于31.5mm。集料筛分按每2000m3/次进行，均符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）的规定。通过室内试验确定碾压混凝土配合比为：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶石屑∶粉煤灰∶减水剂=184∶531∶573∶860∶115∶133∶46∶3.45。
2具体施工工艺
具体的施工工艺见图1。虽然这项工艺已经比较成熟，但也必须注意两点：一是挂线，二是松铺系数的确定。其中挂线要注意以下三点：
1）基线桩必须埋设牢固，各连接螺栓要紧固有效，桩柱间距一般为5m～10m，间距过大易增大钢丝挠度；
2）一次放线长度不宜超过200m，最好控制在80m～100m左右，遇弯道时要适当缩短；
3）需用拉力器张拉，拉力应不少于1000kN
图1施工流程图
松铺系数实质上是摊铺预压密实度的反映，与摊铺机的性能、摊铺速度、摊铺工艺参数及混凝土配合比有关，在施工中可以通过试验数据和试铺确定。根据经验，松铺系数一般为1.05～1.3，本项目现场试验确定松铺系数为1.2，这主要与施工机械的性能有关。
3施工控制要点
3.1含水量和温度
含水量的控制是个关键（包括料厂加水以及砂石含水量控制），要保证压实度，避免弹簧现象和松散现象。夏日施工，尤其是在南部地区，混凝土中含的水蒸发得特别快，往往是压路机还没压好，混凝土表面就泛白了，如果继续压的话，表面很难再压实。施工现场通常采取的办法是用水车补水，在泛白的混凝土表面喷一层雾状的水。冬季施工也应该注意，要想方设法保证碾压混凝土的施工温度，防止因温度太低导致的碾压混凝土开裂也是很关键的。有资料表明，当混凝土的温度处于-10℃～4℃之间时，混凝土的长期强度将会有较大的损失，损失程度甚至可以达到50%。本项目施工时有这样一个例子，还有20d就该开始春运了，但涵洞桥头大约100m的基层还没有施工完，为了赶工期必须在20d内保证该处施工完毕，而此时的平均气温只有10℃左右。当时施工人员采取的措施是，调整混凝土的配比，增加20kg/m3的水泥用量，以增加水泥水化的放热量。拌和时采用加热的水和集料，选择无风的时候进行碾压，碾压时间控制在20min之内，碾压完后用高分子养生膜覆盖，加盖帆布保暖养生，次日及时洒水养生，2d后及时切缝，7d后没有出现收缩裂缝。
3.2压实度
相关资料表明，降低1％的压实度，可造成约0.27MPa的抗折强度损失，毫无疑问，压实度的保证是至关重要的。压路机压实一般分为三道工序：首先初压，光轮静压1遍，然后复压，复压的遍数与压路机的性能、混凝土的配合比、路面厚度和重叠量有关，一般在2～6遍之间，如18t左右的压路机一般压3遍就能达到压实效果，复压过程当中先开小振，然后再开大振，最后再小振一遍；终压包括光轮静压光一次面，然后用胶轮压路机压2遍。压路机压实过程当中轮子重叠始终为轮宽的1/2，主要是为消除压痕，提高路面的平整度。压路机的碾压速度宜保持在2km/h～3km/h范围内，过快保证不了压实度，太慢提不高压实效率，会影响前面的摊铺速度。压路机的行走压实原则是从低往高压，从外往内压。在高速路改建过程中，为了保证半幅通车，一般路段基层有效压实宽度只有10m，而为了保证施工的连续性，需要保持两台压路机同时施工。这样的宽度施工本身就有些拥挤，再加上机手不知道压实的顺序，有些施工员也没这个意识，结果两台压路机同时上，一个从高往低压，一个从低往高压，最后导致中间高两边低的鼓包现象。即使在后来的测量抽检过程中发现了这样的问题，但碾压后的路面已经硬化了，处理起来相当麻烦。如果不处理，当施工面层时，挂线高度是以两边为准的，这样就会导致面层中间厚度满足不了设计要求（往往两边的厚度是超过设计要求的，中间位置即行车道附近的厚度会低于设计值）。根据经验，可以把碾压要点总结成三句口诀：“低高低、轻重轻、慢快慢”。
3.3裂缝产生的原因分析及裂缝处理方案
裂缝的产生有许多方面的原因，如切缝时间和深度，摊铺连续性，压路机停顿、调头、含水量、养护方法等，但主要有三大原因：机械摊铺的连续性；含水量的控制；底基层的反射裂缝。摊铺过程中，应尽量做好各项准备工作，防止因摊铺机停顿而出现的波纹现象。但是压路机停顿在实际工程中是不可避免的，因为前面的摊铺机不可能不间断地匀速摊铺。为了避免压路机压出波纹，一般施工人员在现场采取的方法是，将压路机压出来的坎用人工刨松，使其高度与未压实的高度保持基本一致。需要指出的是：含水量的控制至关重要，碾压混凝土的含水量不稳定，有可能会直接导致裂缝的出现。下面是在施工现场收集到的一组数据（见表1）。很明显，造成含水量变化大的原因主要是料厂集料含水量的变化。因为下雨后，料的外层是湿的，里层往往是干的。还有就是河沙的含水量，施工时往往赶上河沙紧缺，有的时候是刚刚运回工地就使用，没有储备沙。因此从源头上控制好含水量对施工来说是很重要的。底基层开裂导致基层反射裂缝也是一个原因，从施工现场来看，总能看到少许裂缝是从底基层反射上来的，只是底基层水泥含量较低（4%），出现的裂纹较少。
表1含水量控制表
注：室内试验最佳含水量为4.9%
裂缝的产生基本上是不可避免的，关键是如何对裂缝进行处理。本项目的处理方案是对短裂缝（小于50cm）采用乳化沥青砂浆修补，对长裂缝（大于50cm）采用先用乳化沥青砂浆修补，然后加盖土工布，铺混凝土路面时，在该处加钢筋网，或者用灌缝材料进行压浆处理。从表2可以看出，开始的时候，对出现裂缝的地方仅仅是铺油毛毡进行处理，结果效果非常差，凡是基层出现裂缝的地方，大部分裂缝都反射到了路面，导致路面开裂。实践证明，加铺钢筋网处理反射裂缝的效果很好，一般采用的是12×8的钢筋网，具体尺寸为50cm×裂缝长度。在有些地方，由于施工的原因使钢筋网放置的位置发生了偏移，结果裂缝还是反射到路面上来了，所以在放的时候要用钢钉将其固定住。
4施工注意事项
4.1摊铺机的摆放顺序
摊铺机的摆放其实是一个很容易被忽略的问题。本项目全线大部分是改建段，施工组织是半幅通车，半幅施工。半幅基层摊铺宽度为10m，两台摊铺机每台摊铺宽度为5m（加长可达7m），为避免纵向接缝和便于施工操作，摊铺时采用的是一台5m和一台7m的摊铺机，一台前一台后，两台摊铺机同步摊铺，保持距离约为10m左右。在开工摆放摊铺机的时候就要注意，走在前面的摊铺机最好是放在横坡低的位置，即弯道内侧或直线段的外侧。由于压路机的压实原则是从低往高压，这样有一个好处就是能最快地将新铺好的碾压混凝土压到。尤其是在夏天，气温高，水分蒸发很快，对新铺好的混凝土要尽快压实。
4.2平整度控制
一个很容易被忽视的细节是，摊铺机一前一后，后面的一台中，一个感应器是沿着挂线行走的，而另一个感应器是放在已经铺好的路面上随着摊铺机移动的。很多人都会忽视随摊铺机移动的感应器，其实两个感应器同时正常工作才能控制好厚度和横坡度。所以经常有人不注意在感应器要接触的地方踩下脚印，这样的话就很容易破坏摊铺的横坡。因此对在地面上移动的感应器应特别注意。良好的底基层平整度对基层的平整度也是一个很好的保证，如果底基层不平整，履带上下波动导致摊铺机的烫平板要不停地调整，自然会影响到平整度，故摊铺机后面应该设专人消除粗细集料离析现象，对局部粗集料的蜂窝应该铲除并用新的混合料补上。
4.3厚度的控制
厚度的控制主要是测量放线的任务，但施工时应该注意复核。具体做法是在前场拉线，即用一根绳子在道路两侧对应桩号的钢丝上用力拉紧后，再用钢尺量取底基层距绳子的高度，只要控制了这个高度，就能保证取芯的厚度。
