于 博

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

以降低路面行車(chē)噪聲來(lái)盡可能地改善道路兩側(cè)百姓日常生活環(huán)境等為主要目的，早在20世紀(jì)70年代，歐洲部分國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始從事減少道路行車(chē)噪聲的相關(guān)研究。比利時(shí)是世界上第一個(gè)發(fā)明露石混凝土路面和將其進(jìn)行推廣的國(guó)家。隨后該項(xiàng)技術(shù)在德國(guó)、美國(guó)、日本這些發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用[2]。在露石施工工藝及施工機(jī)械方面，國(guó)外具有相對(duì)完善的配置，值得國(guó)內(nèi)借鑒。

露石混凝土路面在2000年進(jìn)入我國(guó)，黑龍江哈綏線在修筑時(shí)采用了露石混凝土技術(shù)。之后，這種新型路面技術(shù)逐步得到采用。2003年后，陜西省在多條高等級(jí)公路中應(yīng)用了露石混凝土技術(shù)，促進(jìn)了露石混凝土路面的發(fā)展。2016年交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院在廣東省潮惠高速公路指導(dǎo)鋪筑了露石混凝土路面，取得了多項(xiàng)成果，攻克了施工技術(shù)上的瓶頸，保證了施工質(zhì)量，大大提升了施工效能，使得此項(xiàng)技術(shù)日趨成熟。

2017年山西省長(zhǎng)臨高速公路黃花嶺隧道首次采用了露石混凝土技術(shù)。

1 工程概況

長(zhǎng)治至臨汾高速公路黃花嶺隧道位于安澤縣良馬鎮(zhèn)，為路線穿越良馬至安澤縣間的越嶺隧道。設(shè)計(jì)為左右線分離式，右洞全長(zhǎng)2 110 m，左洞全長(zhǎng)2 114.00 m，左右線均屬長(zhǎng)隧道，隧道走向呈南西265°～237°。

工程位于長(zhǎng)臨高速黃花嶺隧道內(nèi)，隧道路面厚度左線28 cm、右線26 cm，上面層露石混凝土厚6 cm，下面層普通混凝土路面左線厚22 cm、右線厚20 cm，采用三輥軸機(jī)組雙層濕接鋪筑工藝施工，混凝土面板設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度5.0 MPa，板塊劃分為3.95 m×5 m、4.05 m×5 m。下面層設(shè)拉桿和傳力桿。具體工程量見(jiàn)表1。

表1 黃花嶺隧道路面工程數(shù)量表 m2

2 露石混凝土原材料要求及具體參數(shù)

2.1 施工設(shè)備

施工機(jī)械設(shè)備情況：自動(dòng)計(jì)量拌和站已經(jīng)過(guò)保養(yǎng)與維修，三輥軸雙層濕接攤鋪設(shè)備、刮平布料器、高頻排陣、鉤機(jī)、搓平梁、露石劑噴灑機(jī)、水車(chē)、運(yùn)輸車(chē)輛、支模模板、小型機(jī)具和工具，測(cè)量?jī)x器、試驗(yàn)儀器和檢測(cè)儀器。

2.2 材料準(zhǔn)備

a）上面層混凝土用9.5～16.0 mm高強(qiáng)耐磨玄武巖碎石600 t。

b）上面層用細(xì)集料，河砂產(chǎn)地黃河，細(xì)度模數(shù)2.2，600 m3。

c）上面層用混凝土外加劑（混凝土液化劑）40 t。

d）下面層用普通混凝土原材料。

2.3 原材料標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 水泥

面層露石混凝土對(duì)水泥材料的特性有明確要求，首先是耐久性，然后是低坍落度混凝土的體積穩(wěn)定性，因而宜采用低熱硅酸鹽水泥。

2.3.2 砂

耐磨性和耐久性是露石混凝土路面考慮的重點(diǎn)方向，上面層混凝土采用天然河砂且最大粒徑小于2.36 mm，宜選用中砂偏細(xì)，如圖1粗線表示。

圖1 露石混凝土用砂級(jí)配區(qū)間

下面層可采用符合《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F30—2014要求的細(xì)集料。

2.3.3 碎石

露石混凝土上面層選用的碎石不得產(chǎn)生堿活性反應(yīng)或疑似堿活性反應(yīng)，碎石最大粒徑16 mm（石料中不允許存在超粒徑顆粒），粒徑范圍9.5～16 mm，其中小于9.5 mm顆粒含量不應(yīng)大于5%，13.2～16 mm顆粒含量應(yīng)大于50%。技術(shù)指標(biāo)參見(jiàn)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F30—2014。

2.3.4 混凝土外加劑及混凝土專(zhuān)用液化劑

符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB 50119—2013相關(guān)技術(shù)要求。

2.3.5 露石劑

露石劑建議采用液劑，條件受限時(shí)可采用粉劑。液體露石劑的灑布量取用范圍300±15 g/m2。[3]

3 露石路面混凝土要求及具體參數(shù)

3.1 混凝土配合比及強(qiáng)度指標(biāo)

按照正交試驗(yàn)法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度5.0 MPa[4]。

3.2 工作性要求

a）露石混凝土工作性能應(yīng)與施工工藝相匹配，采用三輥軸施工工藝要根據(jù)排陣的振動(dòng)頻率確定混凝土的工作性，振搗棒的振動(dòng)頻率為高頻，一般為200 Hz即12 000 r/min，三輥軸施工工藝為插入式排陣、三輥軸淺表式振搗及支模的施工方式。

b）混凝土工作性要求。底層采用混凝土坍落度出機(jī)坍落度不宜超過(guò)50 mm，現(xiàn)場(chǎng)坍落度20～40 mm，且易振搗液化。

面層露石混凝土出機(jī)坍落度控制小于等于100 mm，現(xiàn)場(chǎng)坍落度40～80 mm。

c）振動(dòng)黏度系數(shù)?；炷恋恼駝?dòng)黏度系數(shù)參考三輥軸及排陣的行走速度、攤鋪厚度及振搗頻率。低頻三輥軸的行走速度宜控制在0.5～2 m/min，此時(shí)振搗棒對(duì)混凝土有效的振動(dòng)時(shí)間為30 s即混凝土液化時(shí)間最多不超過(guò)30 s。此時(shí)的混凝土振動(dòng)黏度系數(shù)100～400 Ns/m2（振動(dòng)黏度系數(shù)評(píng)定參見(jiàn)JTG T F30—2014施工技術(shù)細(xì)則附錄A）。

3.3 路用性能控制指標(biāo)

隧道露石混凝土路面抗滑性能一直是行車(chē)安全的重要保障參數(shù)[5]?？够阅艿谋ＷC主要為兩個(gè)控制指標(biāo)耐磨性能和粗糙度指標(biāo)。面層混凝土的構(gòu)造深度0.8～1.2，擺值（BPN）介于64～78之間，抗滑性能穩(wěn)定。

4 施工工藝要求及準(zhǔn)備情況

a）混凝土拌合樓。混凝土拌合樓數(shù)量根據(jù)施工進(jìn)度要求，配備相應(yīng)數(shù)量，以保證施工工期和施工效率的匹配。

b）三輥軸攤鋪機(jī)。采用單洞單幅鋪筑的施工方案，路面最大攤鋪寬度4.25 m，機(jī)組鋪設(shè)最大寬度6 m，可根據(jù)具體鋪筑路面寬度進(jìn)行調(diào)整。三輥軸的整體重量大于1 000 kg。三輥軸甩漿軸偏心距的檢測(cè)在2～4 mm，過(guò)大容易造成跳軸的現(xiàn)象，過(guò)小則起不到整形、粗平提漿的效果。

c）高頻排陣。高頻排陣的搗棒數(shù)量不少于6根，振動(dòng)頻率大于等于200 Hz（12 000 r/min），布設(shè)間距40～50 cm，側(cè)模與端邊振搗棒間距小于等于25 cm。如圖2。

圖2 排陣樣板

d）模板采用5 mm厚鋼模板，能穩(wěn)固支撐配套機(jī)械擾動(dòng)而不變形，單板長(zhǎng)度不大于3.5 m，如圖3。

圖3 鋼模板樣板

e）控制攤鋪系數(shù)刮平器。

f）精平的3 m寬刮平器，材質(zhì)為鎂鋁合金。

g）露石劑噴灑機(jī)，選用高壓水槍進(jìn)行噴灑。

h）表層砂漿清掃車(chē)，單次清掃寬度不小于1.5 m。

i）高壓水車(chē)水容量不小于4 m3。

5 露石混凝土面層施工工藝技術(shù)方案

5.1 總體施工方案

露石水泥混凝土路面施工分半幅封閉施工，各工序平行流水，相互交錯(cuò)，在施工組織上應(yīng)合理安排，做到機(jī)械、工具、勞力密切配合[6]。

5.2 施工方法

露石混凝土路面采用分層濕接的上下面層、逐層布料分層濕接施工的方式，其中必須保證兩層的濕接是主要的控制程序和關(guān)鍵步驟。該工藝采用高頻排陣+三輥軸機(jī)組+表面附著式振搗器的新型路面機(jī)械組合，下面層用低阻力低坍落度混凝土采用高頻排陣初步粗平；傳力桿布設(shè)采用前支架法進(jìn)行布設(shè)，拉桿采用后插式人工振動(dòng)插入方式。

5.2.1 施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

a）安設(shè)模板。

b）水泥混凝土的制備、運(yùn)輸。

c）下面層混凝土布料，傳力桿、拉桿布設(shè)，振搗及拉桿插入。

d）上面層布料、振搗及提漿整平。

e）露石劑噴灑及覆膜。

f）切縫、模板拆除及噴灑固化劑混凝土路面養(yǎng)生。

5.2.2 在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的關(guān)鍵點(diǎn)

a）平整度。

b）混凝土液化速度。

c）混凝土的坍落度。

d）露石深度（構(gòu)造深度）。

6 結(jié)語(yǔ)

從施工機(jī)具和工藝技術(shù)分析，露石混凝土路面施工難度不高，可推廣性較強(qiáng)，加之相較舊有混凝土路面不良的性質(zhì)，有效地改善了路面特性，降低了隧道內(nèi)封閉區(qū)間的噪聲污染，提高了行車(chē)安全和舒適性[7]，具有較大的環(huán)境和社會(huì)效益。隧道路面采用露石混凝土路面優(yōu)于以往的路面形式，體現(xiàn)了山西省公路行業(yè)內(nèi)對(duì)工程提質(zhì)升級(jí)的響應(yīng)和推進(jìn)。