路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)

譚立元

(湖南省路橋建設(shè)集團有限責任公司，湖南 長沙　410116)

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路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)

譚立元

(湖南省路橋建設(shè)集團有限責任公司，湖南 長沙410116)

摘要：通過對路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)進行相對客觀的研究，分析了施工過程中可能會遇到的問題，并提出了相應(yīng)的改善措施。

關(guān)鍵詞：路面混凝土；投料攪拌；裹砂石法

1路面混凝土的破壞機理

路面混凝土的硬化強度關(guān)系著整個道路路面工程施工質(zhì)量的好壞。但是在實際的施工過程中，混凝土在受到壓力之前，其不同的混合物之間本來就有很多細微的縫隙，行業(yè)內(nèi)稱之為界面裂縫。在專業(yè)領(lǐng)域，混凝土在受到壓力前會產(chǎn)生壓力的原因主要有兩個。一個原因是因為水泥在摻入清水攪拌后，會出現(xiàn)水化收縮的現(xiàn)象，之后一旦硬化，又會因為干燥的地面環(huán)境形成拉應(yīng)力，最終致使界面裂縫的出現(xiàn)。第二個原因是因為路面在干燥的過程中，水分的轉(zhuǎn)移會在一定程度上受到較粗的骨料的阻礙，進而水分就會較多的集中在某一個地方，這個時候，在水分集中的地方就會產(chǎn)生了一個界面，行業(yè)內(nèi)稱之為水膜，進而致使界面縫隙的產(chǎn)生。除了混凝土受力之前產(chǎn)生會產(chǎn)生界面縫隙之外，混凝土在受到壓力之后也會有原生裂縫的產(chǎn)生，這種原生裂縫是細小的石頭和砂漿的形態(tài)變化不一致導(dǎo)致的。混凝土在受到壓力之后，細小石頭的實際彈性模量在客觀條件下比一般的砂漿要大，由于在這個過程中還有彎拉應(yīng)力起了共同的作用，使得砂漿在橫向基礎(chǔ)上的變形比細小的石頭要大上很多，進而就會在細微石頭的邊緣部位形成一種作用力，物理學上稱之為拉應(yīng)力，最終導(dǎo)致路面上的界面之間又部分脫離的現(xiàn)象。從以上分析可以看出，由于變形不一致產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得原生裂縫在最開始的時候得以形成，由此可見，界面縫隙最初的發(fā)源地正是界面，然后在地面施工的過程中，其逐漸延伸到了砂漿之中，到達一定程度之后，使得面板被穿透，使其被破壞。所以，可以由此得出結(jié)論，在路面混凝土進行施工操作的過程中，務(wù)必切實提高界面的粘合能力，同時提施工過沖中砂漿的強度，這樣才能安全有效地防止界面裂縫的產(chǎn)生。

2路面混凝土的增強機理

2.1孔結(jié)構(gòu)和水泥石的改善和強化方面

路面混凝土硬化之后形成的水泥石，其實質(zhì)是由凝膠、晶體、水分和孔等共同作用形成的。從這個方面來講，水泥石的內(nèi)聚力大體上取決于孔隙率、孔形狀、孔分布等幾個主要的參數(shù)數(shù)據(jù)。一般而言，如果孔徑大于0.1 μm，其會對水泥石的質(zhì)量會造成一定程度上的影響，主要表現(xiàn)在強度下降和耐久性能降低。與此對比，孔徑如果小于0.05 μm，那么其形成的毛細孔不會對水泥石的強度和耐久性等其他性能造成不良的影響。在具體的操作和實驗過程中，事實證明，>1 000埃的孔隙之所以會存在，正是由于水泥石的強度下降和抗?jié)B透性下降形成的，相反的，如果將孔隙調(diào)整到<500埃，水泥石的強度和抗?jié)B透性能會得到明顯增強。在水泥漿的制作過程中，一旦其作為一種高強度的粘附劑，粘附力的不同大小是由骨料最表層的濕潤效應(yīng)所決定的。從這方面來說，水泥漿對骨料的濕潤范圍和濕潤強度越大，其粘附力則就越大，所以最終的混凝土親水性也相對較好，如此一來，其表面所具有的石灰?guī)r也使得混凝土的強度在一定程度上提高了很多。

2.2不同混合物之間的粘附力強化方面

在以往的道路路面施工過程中，一般都是采用所有的混合物放在一起進行攪拌的傳統(tǒng)施工方法，在這個過程中，混合物之間就會出現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域所稱的氣界面。同時，隨著施工人員對其加水進行攪拌，水作為混凝土的原材料之一，必然要與所有的其他材料融合，從而在其他材料表面形成另外一種專業(yè)領(lǐng)域所稱的液界面。也就是說，在對混凝土進行施工攪拌的過程中，有一定的空氣殘留在混凝土的孔隙之中。本文所研究和分析的新型的裹砂石法，其在施工的過程中，相當一部分的水在一開始就和砂石的表層界面融合，由此形成了固定的液界面，而后在骨料進行潤濕操作后，其表面又逐漸形成了氣界面。在這種情況下，一旦施工人員將水泥投放到混合物中，就會在最短的時間內(nèi)粘貼到骨料最表面的水膜上面，從這方面考慮，這種新型的裹砂石法對強化界面層起了很大的作用。

3實際的應(yīng)用效果

3.1對比試驗

為了推廣路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)，湖南省長沙市市政建設(shè)工程總公司早在2015年年初就曾在岳麓區(qū)相關(guān)的混凝土路面工程施工中，將這種新型的施工方法同傳統(tǒng)的施工方法作了比較試驗。表1為該試驗的比較結(jié)果。

表1　不同投料、攪拌方法結(jié)果比較

從表1可以看出，對混合原料按照一定比例進行不同批次的投放和攪拌，其效過比傳統(tǒng)的攪拌方法要好很多，特別是混合物的強度明顯增強。在三種攪拌方法中，強度增長最為顯著的則是裹砂石法。

在道路路面的施工過程中，在保證高質(zhì)量的前提下，適當?shù)販p少經(jīng)濟成本是非常有意義的。為此，在試驗的過程中，試驗又做了兩組試驗，一組試驗沒有減少水泥的使用量，一組試驗則減少了10%的水泥使用量。表2為試驗結(jié)果。

表2　不同的水泥量對比試驗結(jié)果

通過以上試驗說明，在道路路面施工的過程中，采用新型的裹砂石法對混合物進行攪拌，不但節(jié)省水泥、降低經(jīng)濟成本，而且混凝土硬化之后，起抗壓能力和強度都會得到顯著提高，其平均強度提高值大約為4%。

3.2裹砂石法實施方案

通過科學實驗證明，裹砂石法作為一種新型的路面施工方法，它是諸多攪拌方法中施工效果最好的方法，在實際的應(yīng)用中，其具體的施工方案如圖1所示。

圖1　裹砂石法混凝土攪拌流程

裹砂石法最關(guān)鍵的操作過程為漿的制作，建筑領(lǐng)域普遍稱之為水泥漿的制作。其實質(zhì)就是施工人員按照混合原料的不同比例進行分批次添加而形成的一種實際效果比較好的水泥漿。針對這種優(yōu)質(zhì)的水泥漿，其并非是普通的具有固定邊圍的外殼，而是一種在施工的過程中同骨料緊密相連的基材本體。從這個方面來說，裹砂法制作出來的水泥漿本身就是水泥石基材的重要組成部分。

4結(jié)論

實驗證明，在不增加攪拌設(shè)備和施工人員，以及攪拌時間沒有得到延長等客觀條件下，采用裹砂石法進行按比例、分批次的投放混合原料，其抗壓性能和強度的增加更為顯著，強度提高率在10%到20%之間，與其他投放原料的方法想比，裹砂石法投放的原料次數(shù)少，在操作上更為方便簡潔，在保證施工質(zhì)量的前提下，可以結(jié)語5%至10%的水泥使用量，從這些方面來看，裹砂石法更加適合向全國進行深層次的推廣。

參考文獻：

[1]秦昉.水泥混凝土投料攪拌工藝及其影響試驗研究[D].長安大學，2013.

[2]謝勇成.路面高質(zhì)量混凝土裹砂石法施工新技術(shù)[J].國外公路，1998(6):48-50.

[3]楊鵬.雙螺旋軸攪拌機攪拌高強混凝土的攪拌工藝研究[D].長安大學，2014.

The new construction technology of coated gravel method of high quality concrete of pavement

TAN Li-yuan

(Hunan Road and Bridge Construction Group Co., Ltd., Changsha, Hunan 410116, China)

Abstract:This article objectively researches the new construction technology of coated gravel method of high quality concrete of pavement, analyzes problems may be encountered in the construction process, and proposes the corresponding improvement measures.

Keywords:concrete of pavement; composite mixing; coated gravel method

收稿日期：2015-12-02

作者簡介：譚立元(1974-)，男，湖南長沙人，主要從事公路與橋梁施工管理工作。

中圖分類號：U416.216

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)04-0009-02