文/劉欣、董民、郭芮 山東匯友市政園林集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250031
在現(xiàn)代化城市建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中,城市道路建設(shè)以及交通工程施工是城市化構(gòu)建目標(biāo)達(dá)成的重要舉措,相對(duì)于住宅類建筑工程而言,城市道路以及橋梁交通類工程的建筑難度更高,且施工面積也比較廣,此時(shí)對(duì)于混凝土的質(zhì)量要求更高,必須確?;炷辆邆涓咝阅堋⒏邚?qiáng)度功能,如此才能進(jìn)一步提升交通工程使用過(guò)程中的耐壓性和抗熱性,減少病害類問(wèn)題出現(xiàn)。鑒于此,針對(duì)高強(qiáng)混凝土在城市道路與交通工程中的實(shí)踐應(yīng)用這一內(nèi)容進(jìn)行深入分析具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
瀝青混凝土道路施工技術(shù)是較為先進(jìn)的道路施工技術(shù),主要利用瀝青與混凝土等材料鋪筑道路,從而形成較為平整的路面?;炷敛馁|(zhì)有高強(qiáng)度、高性能、抗重載、耐磨損和道路基層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),用于耐重載交通道路交通大環(huán)境下,不僅能夠提高超重載運(yùn)輸車輛對(duì)道路的使用效果,還能從很大程度上減小超重載車輛對(duì)混凝土道路的破壞性,道路運(yùn)行順暢,提高行車安全性,延長(zhǎng)混凝土道路的使用壽命。所以在水泥混凝土道路研究過(guò)程中,針對(duì)耐重載交通進(jìn)行混凝土的研發(fā)是具有重要意義的。
(1)與普通的混凝土相比,高強(qiáng)混凝土雖然在強(qiáng)度方面明顯提升,但是高強(qiáng)混凝土?xí)资芡饨缦嚓P(guān)影響因素的干擾。因此,在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中,高強(qiáng)混凝土的建筑強(qiáng)度可能會(huì)比標(biāo)養(yǎng)條件下的試塊強(qiáng)度明顯更低,在進(jìn)行有關(guān)城市道路與交通工程的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中,一定要充分地考慮相關(guān)干擾因素。(2)與普通的混凝土相比,高強(qiáng)混凝土在耐火性方面也存在著明顯的區(qū)別。環(huán)境溫度較高的條件之下,普通混凝土與高強(qiáng)混凝土在損失強(qiáng)度值的水平方面是能夠基本維持一致的。在溫度為95℃到300℃的環(huán)境之下,高強(qiáng)度混凝土損失強(qiáng)度的比率,約為25%~35%左右,而此時(shí)普通混凝土的強(qiáng)度損失比率會(huì)明顯略低,由此可知高強(qiáng)混凝土雖然強(qiáng)度方面表現(xiàn)優(yōu)異,但是其耐火性并不十分理想。(3)在水化熱的階段當(dāng)中,高強(qiáng)混凝土十分容易出現(xiàn)裂縫,因此在針對(duì)城市道路與交通施工的方案設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程當(dāng)中,都需要對(duì)設(shè)計(jì)方案以及施工方案進(jìn)行優(yōu)化及探討,科學(xué)合理地計(jì)算收縮開(kāi)裂,確保施工方法以及構(gòu)造措施都能夠滿足實(shí)際的道路需求。(4)高強(qiáng)混凝土的彈性模量以及抗拉強(qiáng)度會(huì)受到配合比及原材料的影響。高強(qiáng)混凝土的等級(jí)相同時(shí),其砂率、外加劑、水膠比、礦物摻合料、水泥、骨料比率之間是可以完全不同的,同時(shí)其彈性模量也會(huì)存在較大的差異。因此,在對(duì)高強(qiáng)混凝土的彈性模量或抗拉強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),一定要對(duì)其范圍水平進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)定。較為理想的方法就是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)量得到結(jié)果。(5)大部分高強(qiáng)混凝土都是在受壓構(gòu)件當(dāng)中使用,十分容易受壓而發(fā)生斷裂,因此在對(duì)鋼筋搭錨固以及構(gòu)件局壓等進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),一定要強(qiáng)化對(duì)箍筋的設(shè)計(jì)。不僅如此,高強(qiáng)混凝土相對(duì)來(lái)說(shuō)脆性比較大,在變形性能方面相對(duì)較小,在搭接鋼筋時(shí)會(huì)可能出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象;在鋼筋彎曲的邊角點(diǎn)位置,同樣的也可能會(huì)因?yàn)榫植繅毫^(guò)大而出現(xiàn)高強(qiáng)混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象。(6)在等值橫向力的約束當(dāng)中,相比普通混凝土,高強(qiáng)混凝土的縱向力承載性能要明顯較弱,所以在進(jìn)行城市道路與交通工程的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中,一定要設(shè)計(jì)具有復(fù)合螺旋箍筋的局部壓力承載力或柱子,要對(duì)橫向力的約束作用進(jìn)行修改。(7)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度升高時(shí),其抗拉能力、抗剪能力及粘結(jié)力也會(huì)隨之不斷升高,但是高強(qiáng)混凝土的抗壓能力與抗拉能力、抗剪能力、粘接力之間的比值會(huì)不斷縮小,所以在進(jìn)行城市道路與交通工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中,一定要對(duì)構(gòu)件的抗剪、抗沖切及抗扭等系列問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)解決。(8)超強(qiáng)混凝土的脆性較高,假如構(gòu)件受力較大時(shí),需要采用一定的措施來(lái)使得其延性進(jìn)一步加強(qiáng)。
耐重載交通道路混凝土道路主要結(jié)構(gòu)作用就是承受車輛行駛的沖擊、震動(dòng)和道路磨損等,主要性能就是抗折、耐磨和抗疲勞等。抗折是保證車輛重載形式的前提,耐磨是保證混凝土路面防滑的基礎(chǔ),也是影響行車安全和道路使用持久性的重要依據(jù)。所以在耐重載交通環(huán)境下,抗折性和耐磨性至關(guān)重要,這種混凝土路面能夠很好地解決超載、重載所面臨的道路使用難題,大大延長(zhǎng)了道路使用壽命。普通水泥混凝土由于輕度不足以支撐超重載道路壓力,路面極易受到高強(qiáng)度破壞,為耐重載交通而生的高抗折、高耐磨混凝土材料,具有強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)和持久性高等性能,能真正解決混凝土路面因超重、超載導(dǎo)致的破壞和使用壽命短等問(wèn)題,同時(shí)還大大提高了行駛車輛的安全性,為了深入研究高抗折、高耐磨的性能指標(biāo),開(kāi)展對(duì)其性能的研究及推廣應(yīng)用。
高抗折、高耐磨道路施工過(guò)程中,對(duì)原料的投放比例和攪拌工藝要求嚴(yán)格,稍有不慎就會(huì)影響整個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量。但是在施工過(guò)程中,道路混凝土需要的原料種類較多且成分復(fù)雜,在投放和攪拌過(guò)程中,要想達(dá)到理想的效果,必須注意攪拌過(guò)程是否均勻,所以在攪拌機(jī)的選擇上也要下功夫,一般選擇雙臥軌強(qiáng)制攪拌機(jī),才能達(dá)到均勻攪拌的效果。除了攪拌均勻外,還要嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間,防止由于攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短影響性能。做配合比實(shí)驗(yàn)時(shí),主要應(yīng)以抗彎強(qiáng)度為主要目標(biāo)。主要采用干硬性比較大的混凝土,對(duì)于這種混凝土的利用,可以減少用量。減小收縮率。進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)時(shí),對(duì)水灰比的要求一般應(yīng)在0.5 的范圍內(nèi)。砂率的要求應(yīng)在和易性滿足的情況下取較小值,一般為(26%}28%)水泥的使用量為330-360kg/m3,水泥的多少對(duì)工程的質(zhì)量安全尤為重要。工程施工時(shí)應(yīng)注意混凝土的拌和方法。要求采用強(qiáng)制方法進(jìn)行拌和工作。
在選擇材料之后需要科學(xué)計(jì)算瀝青混凝土混合料的配合比,并對(duì)配合比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),判斷配合比是否合理,從而進(jìn)一步提升混合料性能。之后需要利用專用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行混合料的拌和。在該工程中需利用拌和能力為的間歇式瀝青混合料拌和設(shè)備進(jìn)行拌和。在拌和時(shí)需要嚴(yán)格控制加熱時(shí)間及加熱溫度,將瀝青混凝土混合料的出料溫度控制在最佳狀態(tài)中。需要密切觀察混合料的顏色變化情況,如果出現(xiàn)花白料需要及時(shí)分析瀝青計(jì)量是否存在問(wèn)題,如存在問(wèn)題需及時(shí)補(bǔ)充瀝青并重新拌和,當(dāng)混合料顏色一致且完全均勻后可以停止拌和。
在完成瀝青混凝土混合料的拌和工作后,需要利用大噸位自卸載重汽車將混合料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。在運(yùn)輸前需要清洗車廂,避免雜質(zhì)進(jìn)入到混合料中,且每卸一斗混合料就需要挪動(dòng)一下汽車位置,避免混合料出現(xiàn)離析等問(wèn)題。在運(yùn)輸時(shí)需要利用篷布覆蓋車輛,從而達(dá)到保溫防雨等效果,最后需要將車輛停在攤鋪機(jī)前10 ~30cm 處,為后續(xù)攤鋪提供便利。
在第一透水層凝固成型前,將若干管體以大于小于的預(yù)設(shè)角度傾斜插設(shè)于第一透水層使其固定,將管體交叉的部位固定,例如通過(guò)膠粘結(jié),或焊接,或綁扎等方式固定,具體的固定方式以能夠牢靠固定為準(zhǔn),以使管體形成穩(wěn)固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。并且使上述的若干管體的端部大致均勻分布于穩(wěn)定層,使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),即從由路面至路基方向以任意角度在穩(wěn)定層獲取截面時(shí),若干管體均呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本文所述的透水基層,其包括透水的穩(wěn)定層,包括透水的穩(wěn)定層,穩(wěn)定層包括填料和多根管體,管體至少具有沿軸向的用于容許水流通過(guò)的流道,流道至少貫穿管體的端部;任一管體均與路面成預(yù)設(shè)角度固定設(shè)置,預(yù)設(shè)角度大于0°且小于180°,多個(gè)管體相互交叉成網(wǎng)狀,填料填充管體形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙中,管體之間相互連接或通過(guò)填料支撐以保持各個(gè)管體的預(yù)設(shè)角度。通過(guò)設(shè)置與路面成預(yù)設(shè)角度固定的多根管體,其預(yù)設(shè)角度大于0°小于180°,管體與路面不平行,若干管體交叉并連接以形成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),將填料填充于管體形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙中最終形成穩(wěn)定層,或者說(shuō)將管體以預(yù)設(shè)角度放置于填料形成的幾何體內(nèi),通過(guò)填料來(lái)支撐管體以保持其預(yù)設(shè)的角度最終形成穩(wěn)定層。在穩(wěn)定層受到靠近路面一側(cè)傳來(lái)的壓力時(shí),該穩(wěn)定層中管體形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠沿管體及各管體的連接節(jié)點(diǎn)傳遞壓力,使該壓力至少部分轉(zhuǎn)化為其他方向的力,提高穩(wěn)定層抵抗沉降變形的能力。通過(guò)設(shè)置管體形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在填料的孔隙率較大時(shí),能夠彌補(bǔ)穩(wěn)定層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和抗變形能力,以兼顧穩(wěn)定層的透水能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí),在填料的孔隙率較小,不足以應(yīng)付突然增大的瞬時(shí)排水需求時(shí),管體設(shè)置的流道還能夠提高穩(wěn)定層的臨時(shí)蓄水能力,提高路面即時(shí)排水的速率。在同一填料情況下,填料孔隙率較小時(shí),則其排水率較小而強(qiáng)度較大,管體在進(jìn)一步提高穩(wěn)定層抗變形能力的同時(shí),其流道還能提高即時(shí)排水的需求,從而使穩(wěn)定層能夠進(jìn)一步兼顧排水能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
澆筑混凝土是施工過(guò)程當(dāng)中的一個(gè)重要步驟,在進(jìn)行施工的過(guò)程當(dāng)中,一定要對(duì)高強(qiáng)混凝土進(jìn)行充分的振搗,從而確保能夠均勻地澆筑高強(qiáng)混凝土。在進(jìn)行高強(qiáng)混凝土的振搗過(guò)程當(dāng)中,一定要使用頻率較高的振動(dòng)器,振搗一定要密實(shí),盡可能地避免過(guò)度振搗,但是也不得漏振搗,以高強(qiáng)混凝土表面呈泛漿平坦?fàn)顬檫m宜。每一個(gè)位置的振搗時(shí)間維持在30 秒左右,不宜過(guò)長(zhǎng),假如高強(qiáng)混凝土的粘度較高時(shí),可將振搗的點(diǎn)適當(dāng)加密。在進(jìn)行澆筑施工之前,一定要確?;炷帘怀浞值卣駬v,避免未被振搗的高強(qiáng)混凝土被澆筑施工。不僅如此,還需要對(duì)施工完成之后的止水帶周圍的高強(qiáng)混凝土進(jìn)行密實(shí)的振搗,確保在振搗過(guò)程當(dāng)中止水帶不會(huì)發(fā)生位置偏移,而在對(duì)其他物件進(jìn)行調(diào)運(yùn)或者是拆模的過(guò)程當(dāng)中,嚴(yán)禁損壞止水帶。
在完成攤鋪工作后需立即利用專用碾壓設(shè)備對(duì)路面進(jìn)行碾壓,增強(qiáng)瀝青混凝土混合料的壓實(shí)度。在該工程中需要利用臺(tái)雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)與膠輪壓路機(jī)共同進(jìn)行碾壓,且碾壓前需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查,避免后續(xù)出現(xiàn)無(wú)法正常運(yùn)行等問(wèn)題。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》明確路面壓實(shí)度,如將壓實(shí)度控制在以上。同時(shí),需要優(yōu)化碾壓順序,即先進(jìn)行初壓,之后進(jìn)行復(fù)壓,最后進(jìn)行終壓。此外,在碾壓前需再次檢查瀝青混凝土混合料的松鋪厚度、平整度,確保完全符合要求后再進(jìn)行碾壓。在碾壓時(shí)需要先利用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行次碾壓并使輪跡每次重疊前輪寬的;之后利用膠輪靜壓機(jī)進(jìn)行復(fù)壓并使輪跡每次重疊前輪寬的;最后利用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行終壓。碾壓時(shí)需將初始碾壓速度調(diào)整為之后逐漸將速度調(diào)整為。在完成碾壓工作后需要檢測(cè)路面壓實(shí)度,如果壓實(shí)度仍然不符合要求需再次進(jìn)行碾壓。
瀝青混凝土道路施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生橫向接縫與縱向接縫,如果不做好處理工作會(huì)影響施工質(zhì)量,所以需要優(yōu)化接縫處理。(1)橫向接縫的處理。橫向接縫屬于工作縫,可以利用平接縫技術(shù)進(jìn)行處理。從實(shí)際情況來(lái)看,若將攤鋪層的側(cè)端直尺調(diào)整為懸臂狀則直尺與攤鋪層接觸的位置就是橫向接縫的位置,可以利用切縫機(jī)進(jìn)行處理,減少外界因素對(duì)接縫平整度的影響。且需要清洗處理過(guò)程中產(chǎn)生的灰漿并在接縫處涂抹一定的粘層油,利用熨平板攤鋪接縫位置的瀝青混凝土混合料,最后可利用鋼輪壓路機(jī)碾壓接縫處并利用直尺檢測(cè)接縫處的平整度。(2)縱向接縫的處理。如果采用整幅攤鋪這種方式就不會(huì)產(chǎn)生縱向接縫,但該工程采用的是半幅攤鋪的方法,便會(huì)出現(xiàn)縱向接縫。若想有效處理縱向接縫就需要在攤鋪時(shí)將缺口預(yù)留在已經(jīng)攤鋪路面的混合料位置,將其當(dāng)作高程基準(zhǔn)面。且需要利用熱接縫這種方式進(jìn)行碾壓處理,從而消除缺口。
為保證道路的施工質(zhì)量和后期的使用壽命,在施工完成后對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)生,多采用道路噴灑養(yǎng)護(hù),噴濕后覆蓋保險(xiǎn)薄膜進(jìn)行養(yǎng)生,或者在施工現(xiàn)場(chǎng)能有充分的水源情況下,采用麻袋進(jìn)行封堵,注水2cm 左右進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
在泵送高強(qiáng)混凝土?xí)r,一定要選用優(yōu)異性能的設(shè)備最大泵送,高強(qiáng)混凝土的壓力,必須要小于最高泵壓的80%。為了預(yù)防高強(qiáng)混凝土因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊懚l(fā)生裂縫,從原材料方面就要進(jìn)行溫度保護(hù)及溫度控制,不僅如此,在施工現(xiàn)場(chǎng)還需要使用木模板來(lái)進(jìn)行保溫,確保高強(qiáng)混凝土的表層溫度與中心內(nèi)部溫度之間的溫度差小于25℃;確保高強(qiáng)混凝土周邊氣溫與表層溫度的溫差小于25℃。在進(jìn)行施工之前,一定要對(duì)施工當(dāng)天的天氣情況進(jìn)行了解并掌握,盡可能地避免在不良天氣下施工,比如說(shuō)雨天及雪天都是不適合施工的,不僅如此,還需要在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備相應(yīng)的覆蓋物,比如說(shuō)塑料薄膜等,確保在緊急出現(xiàn)惡劣天氣時(shí),可以對(duì)高強(qiáng)混凝土進(jìn)行有效的保護(hù),避免其受到雨水的沖刷而影響質(zhì)量。
在道路施工完成后,檢查道路外觀平整性,有無(wú)麻點(diǎn)、坑洼、蜂窩、裂痕和粗細(xì)集料外露等情況出現(xiàn),在養(yǎng)生過(guò)程中,及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面不平現(xiàn)象,驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)為路面平整不存水,幾何方向不偏離。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
攤鋪是至關(guān)重要的環(huán)節(jié),如果這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)影響工程整體質(zhì)量,所以需要嚴(yán)格控制攤鋪環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。(1)在攤鋪前應(yīng)利用液化氣對(duì)攤鋪機(jī)的熨平板進(jìn)行加熱處理,使熨平板的溫度與瀝青混凝土混合料的溫度相似。(2)在調(diào)整攤鋪機(jī)的位置后,施工人員需要緩緩地將卸料車中的瀝青混凝土混合料倒人攤鋪機(jī)中。此外,需要科學(xué)控制攤鋪機(jī)的攤鋪寬度,使其大于半幅寬度。
高抗折、高耐磨是耐重載道路的重要優(yōu)點(diǎn),也是保證該性能的重要指標(biāo),能否達(dá)到這些性能直接影響道路的使用年限和使用功能,所以完工后通過(guò)道路養(yǎng)護(hù)后,嚴(yán)格計(jì)算抗折、耐磨的技術(shù)指標(biāo),各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后方可正式投入使用。
施工溫度會(huì)對(duì)瀝青混凝土道路施工技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量產(chǎn)生較大影響,所以施工過(guò)程中需要加大溫度控制力度。即在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制瀝青加熱溫度、礦料加熱溫度、混合料出料溫度、混合料倉(cāng)貯存溫度、混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的溫度等,減少溫度對(duì)施工造成的影響,從而提高施工質(zhì)量。
綜上所述,隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展,超載、重載運(yùn)輸越來(lái)越多,這對(duì)常規(guī)的水泥混凝土道路的挑戰(zhàn)增加。由于重載交通為貨物運(yùn)輸常態(tài),常規(guī)道路混凝土使用期間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)臺(tái)及脫空等現(xiàn)象,甚至有很多道路由于受重載車輛的碾壓,直接出現(xiàn)路面粉碎等現(xiàn)象,大大減少了道路的使用壽命,還存在著很大的交通運(yùn)輸安全問(wèn)題。隨著對(duì)抗折、耐磨道路混凝土的研究,在常規(guī)水泥混凝土的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,成功研究出高抗折、高耐磨的混凝土,在水泥里加入礦物摻和料和聚丙烯纖維等原材料,極大改善道路混凝土的整體性能,增加抗折、抗磨損的強(qiáng)度,嚴(yán)格按照原材料比例進(jìn)行攪拌,使力學(xué)性能和耐磨性能都實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍??拐?、耐磨性能都要保持的前提,是對(duì)施工工藝和技術(shù)要求更加嚴(yán)格,除了按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置外還要更加考驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)水平,因?yàn)槭┕l件限制,施工人員的經(jīng)驗(yàn)就發(fā)揮了重要作用,把標(biāo)準(zhǔn)控制在合格之內(nèi),是每個(gè)專業(yè)道路施工人員的基本要求,所有配比結(jié)果都要符合耐重載道路混凝土滿足高強(qiáng)度、高耐磨的需要。