張素雙
摘要:碾壓混凝土(RCC)在公路改擴建工程中應用較少,在新舊路面拼接方面也沒有相關的經驗。通過實心工程的應用,對碾壓混凝土基層的原材料、配合比、施工質量控制及強度特性進行統計分析。結果表明:在高速公路改擴建工程中,碾壓混凝土基層完整性好,壓實效果好,新舊道路接縫處芯樣致密,碾壓混凝土劈裂強度與抗彎強度相關性高。
關鍵詞:碾壓混凝土;公路改擴建;應用
1原材料試驗與配合比設計
1.1原材料
(1)水泥為惠州塔牌P.0.42.5(慢凝型)普通硅酸鹽水泥,試驗結果見表1。
(2)粗骨料來自項目1#礫石加工廠,機制砂來自機制砂生產線。試驗結果如表2和表3所示。
1.2配合比設計
為了滿足抗彎強度、和易性和耐久性的要求,盡可能的經濟。因此,本文采用正交試驗方法設計配合比。
1.2.1設計要求
以28d抗彎抗拉強度指標作為碾壓混凝土試驗配合比設計指標,設計要求28d抗彎抗拉強度不小于3.5mpa。施工過程中,7d抗壓強度控制在12MPa;和易性以改良VC值進行評價,改良VC值控制在30±5s。
1.2.2配合比試驗及選定
采用絕對體積法計算碾壓混凝土配合比。通過正交試驗分析,綜合設計出最優(yōu)級配、水泥和用水量,根據配方計算出強度為4.3MPa。
1.2.2.1正交試驗
根據集料篩分結果,設計了三個級配,見表4。
1.2.2.2試驗結果分析及配合比的選定
根據選定的級配、單位水泥用量和用水量配制碾壓混凝土,測定其改善VC值。按98%的壓實度對試樣進行成型。脫模后,按規(guī)范要求保存至相應齡期,并進行抗彎、抗拉、抗壓強度試驗。
試驗結果表明,在滿足改良VC要求的情況下,no。6 .配合比最佳,即2 #級配,水泥用量為240kg/m3,用水量為110kg/m3;然而,經濟的不。4號配合比優(yōu)于6號配合比,即2 #級配,水泥用量為220kg/m3,用水量為115kg/m3,其和易性和強度指標滿足要求。
影響VC值的因素順序為:
級配>水泥用量>用水量,這也間接地說明級配及水泥用量是影響和易性的主要因素。影響7d抗壓強度的因素排序為:級配>水泥用量>用水量;影響28d彎拉強度的因素排序為:級配>用水量>水泥用量。說明不同因素對不同齡期的強度影響也不相同。
2施工控制
碾壓混凝土基層施工工藝:攪拌、運輸、攤鋪機鋪裝(鋪裝前放置拉桿)、碾壓、養(yǎng)護、切割、清洗、填縫。結合實心工程的應用,總結了施工質量控制的要點。
2.1拌和
根據配合比設計,影響配合比質量的重要控制指標是級配、水泥和用水量,其中用水量直接決定其改善VC值的大小。為控制用水量,攪拌前應檢測各筒倉骨料含水率。根據檢測結果填寫攪拌通知單,并發(fā)送至攪拌站。出料后,應立即檢測實際含水率、水泥摻量和混合料級配。為了準確控制生產過程中的水分含量,對攪拌站進行了相應的改造。將含水率探頭安裝在混合筒出口的輸送帶位置,結合主控系統動態(tài)調整混合料的用水量。在運輸混合物時蓋上防水油布,以防止水分蒸發(fā)。
2.2攤鋪
RCC基層厚度設計為26cm,經過試驗段得出其松鋪系數為1.3;攤鋪前在新舊路面交界處植入拉桿,用于改善新舊板錯動和防止縱縫擴大。后采用全自動水泥漿灑布車對下承層灑布水泥漿,其水與水泥的比例為21、灑布量為1.5kg/㎡,用來改善層間粘結強度。
攤鋪時為避免產生縱向冷縫,采用兩臺攤鋪機成梯隊進行連續(xù)攤鋪,其單臺功率為180kW,滿足施工需求。但由于松鋪厚度大,攤鋪時粗集料易向前滑落,造成粗、細集料分布不均勻,形成了豎向離析帶。為解決此問題,對攤鋪設備進行局部改進,布料器前方加設擋料板、分動箱安裝分料板。攤鋪時控制前擋料板與下承層的間距盡可能地低于1cm,并保持混合料高于螺旋布料器2/3以上。通過改造攤鋪機,有效解決了縱向離析帶的問題。
2.3碾壓
軋制是施工過程中質量控制的重要環(huán)節(jié)之一。在混合擴散過程中,混合料的密度是影響其強度的主要因素。碾壓混凝土結構層厚度較普通基層厚,適當增加初始壓實度(鋪裝后的壓實度),可有效降低碾壓過程中混合料移動所形成的波;在正式碾壓時應遵循先輕后重、先低后高的碾壓順序,以此減少碾壓對混合料的推移。根據試驗段總結比較適宜的碾壓組合為:13t雙鋼輪初壓1~2遍+26t單鋼輪復壓3遍以上(以滿足壓實度為終止條件)+13t雙鋼輪終壓1~2遍收面。新舊路面拼接處因空間狹小,需同步采用小噸位的壓路機進行補壓,以保證其密實度,同時杜絕快速啟動、緊急剎車,且嚴禁設備在施工面掉頭。
2.4養(yǎng)生
碾壓混凝土基層經檢測合格后應立即覆膜養(yǎng)生,養(yǎng)生薄膜相互搭接長度建議大于20cm,并用砂袋進行輔助壓邊。養(yǎng)生期間需保持工作面的潮濕,在7d的養(yǎng)生期間,除補水車外,禁止其它車輛通行。
2.5切縫、清縫與灌縫
施工完成后,結合日平均氣溫及晝夜溫差確定合適的切縫時間,一般養(yǎng)生后24~48h左右進行,以免因強度上升后產生收縮裂縫。正式切縫時,應充分考慮10m的間距以及與舊路面板縫對齊,同時縫深應大于鋪筑層后的1/4,且大于70mm,縫寬宜為5~8mm。切縫時產生的灰漿,需立即清理。養(yǎng)生結束、再次進行清縫后,采用70#道路石油瀝青灌縫處理。
結束語
在改擴建工程中,RCC基層可以有效縮短施工周期,尤其對于高速公路改擴建工程采用白+黑或RCC基層,RCC基層更適合拼接施工,因此,碾壓混凝土基在高速公路改擴建工程中具有良好的應用前景。
參考文獻
[1]吳傳海,許新權,周勇.高速公路瀝青路面新式碾壓混凝土基層設計施工技術[M].北京:人民交通出版社股份有限公司,2016.
[2]謝光寧.碾壓混凝土基層在高速公路中的應用研究[J].廣東公路交通,2015(1):5-10.
[3]許新權.連續(xù)廠拌式碾壓混凝土基層在廣樂高速公路中的應用[J].廣東公路交通,2015(5):1-4.
[4]公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程JTG3420-2020:[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2020.
[5]公路水泥混凝土路面施工技術細則JTG/TF30-2014[S].北京:人民交通出版社,2014.