陳加慶

摘要：本文通過對廈門南部山區(qū)生態(tài)（戰(zhàn)備、旅游）公路工程的施工經(jīng)驗總結(jié)，介紹了露石混凝土路面及混凝土弧形邊溝施工工藝。

關(guān)鍵詞：露石路面 弧形邊溝 施工工藝

1.工程概述

廈門南部山區(qū)生態(tài)（戰(zhàn)備、旅游）公路西林—云頂巖段是廈門市區(qū)經(jīng)西林通往云頂巖的唯一道路，同時K0+000—K1+040也是通往景洲樂園景區(qū)的一條旅游道路。和平時以旅游為主，其主導(dǎo)思路是要體現(xiàn)自然、生態(tài)公路，避免破壞原來的生態(tài)平衡，要做到工程與環(huán)境的完美結(jié)合，因此，在本工程的設(shè)計中，設(shè)計師們采用了廈門市交通委領(lǐng)導(dǎo)自南非考察學(xué)習(xí)回來的露石混凝土面層與弧形邊溝的自然生態(tài)理念，而我們的任務(wù)就是將這些先進(jìn)的理念付諸實施。關(guān)鍵的問題是，該兩項技術(shù)在福建省乃至全國均屬首創(chuàng)，幾乎沒有可供借鑒學(xué)習(xí)之經(jīng)驗，幸運(yùn)的是，我們在廈門市交通委、廈門市交通質(zhì)監(jiān)站、設(shè)計單位、監(jiān)理單位及長安大學(xué)各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和幫助及施工單位的努力下，克服重重難關(guān)，終于取得了較為理想的效果。

該工程主要施工內(nèi)容為路基土石方工程、排水工程、防護(hù)工程及路面工程。其中路面為露石混凝土路面結(jié)構(gòu)；排水溝形式為混凝土弧形邊溝。露石混凝土路面及混凝土弧形邊溝均為新技術(shù)、新工藝。

2.露石水泥混凝土路面施工

該工程地處廈門云頂巖，為廈門海拔最高的山路，最大坡度為16%坡度較大，使用普通混凝土路面形式無法滿足抗滑要求。

施工前期，即由廈門市交通委牽頭，組織該項目業(yè)主單位、監(jiān)理單位及施工單位至陜西西安參觀學(xué)習(xí)露石混凝土的施工技術(shù)。露石混凝土路面的優(yōu)點具備所有普通混凝土路面的優(yōu)點，還具有抗滑性好、噪音低、舒適性好、表面光線柔和雨天路面起一定的排水作用等優(yōu)點。

施工期間，實驗段設(shè)置于K1+600－K1+750段（部隊哨卡處）左側(cè)，分兩次進(jìn)行工程試驗。并邀請專家到施工工地進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。

第一次試驗為K1+650—K1+750段，分四段按四種級配進(jìn)行施工，即粗骨料（9.5mm~19mm）和細(xì)骨料（5mm）的比例按9∶0（單級配）、9∶1、9∶2、9∶3四種。因各方面材料準(zhǔn)備不足、機(jī)械設(shè)備難以滿足技術(shù)要求及沖洗時間過遲等因素影響導(dǎo)致試驗失敗。

第二次試驗為K1+600—K1+650段，露石混凝土骨料級配直接采用9∶1的形式?？偨Y(jié)了第一次試驗失敗經(jīng)驗，取消了平板振動器，改良了振動梁、露石劑噴槍等設(shè)備（受地形限制無法采用三輥軸路面施工機(jī)械施工，否則露石效果和路面平整度可能會更理想），加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù)措施。澆注完成后二十四小時監(jiān)控，每隔一小時觀測一次露石面層凝固情況（以指甲劃痕深淺控制）。以尋找最佳沖洗時間，經(jīng)觀測本次試驗以露石劑噴灑后后12小時后沖洗，露石效果相對較為成功。為以后全路段大面積施工提供了寶貴數(shù)據(jù)。

試驗過程中，主要掌握以下幾方面：

露石水泥混凝土路面的所有材料必需符合交通部發(fā)布的《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTG B40-2002）的要求。露石水泥混凝土路面施工將嚴(yán)格按《水泥混凝土路面施工規(guī)范》進(jìn)行施工。露石水泥混凝土路面，將采取分層施工露石水泥混凝土路面試驗段，試驗露石劑噴灑劑量、方法、養(yǎng)護(hù)、沖洗、露石等， 為以后全路段施工提供施工數(shù)據(jù)。施工方法為，第一層17CM厚C35混凝土面層澆筑后經(jīng)振搗密實，待表面無泌水現(xiàn)象，并在初凝時間內(nèi)即施工第二層5CM細(xì)骨料露石混凝土面層。具體如下：

⑴露石水泥混凝土路面的材料選擇：

集料選擇除考慮普通混凝土所要求的技術(shù)指標(biāo)外，要特別考慮力學(xué)性質(zhì)、粒徑大小，在可能的情況下還要考慮集料的顏色。各力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)中磨光值是影響露石混凝土路面耐磨性最重要的影響因素，磨光值大的集料將使露石混凝土路面獲得很高的耐磨性，進(jìn)而使其高抗滑性得到持久的保持;最大粒徑的大小則影響路面的表面構(gòu)造，從而進(jìn)一步影響路面的抗滑性與滾動噪聲水平;合適的集料最大粒徑會使路面既具有較高的抗滑性，又具有較低的滾動噪聲水平;集料的顏色會影響露石表面的外觀與反光性能，賞心悅目的路面外觀與光線柔和的路表將大大提高水泥混凝土路面行車的舒適性。一種路面是否可行，除技術(shù)性能外，是否經(jīng)濟(jì)也會成為這種路面能否推廣的決定性因素。上面簡述了對露石混凝土路面用集料的特殊要求，如果當(dāng)?shù)厝狈@種集料，而全厚度混凝土板必須采用外運(yùn)集料時，大量采用昂貴的優(yōu)良集料則會大大增加路面的造價，進(jìn)而導(dǎo)致該地區(qū)放棄這種路面結(jié)構(gòu)形式。為此，我們采用長安大學(xué)韓森教授提出的兩層鋪筑露石混凝土路面的施工工藝，即在表面5 cm厚度采用優(yōu)良的外運(yùn)集料，其余主要厚度采用當(dāng)?shù)乇阋说膫鹘y(tǒng)集料。露石混凝土路面全厚22 cm，其表層約5 cm厚混凝土采用性能較好的外運(yùn)集料— 輝綠巖，最大粒徑20 mm;其余約17cm厚度混凝土采用當(dāng)?shù)刎S富而便宜的石灰?guī)r集料，最大粒徑30 cm,這種兩層鋪筑的施工工藝大大降低了材料成本，而由此施工工藝引起的額外費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用兩種材料所節(jié)約的材料費(fèi)用。所以，這是一種經(jīng)濟(jì)的露石混凝土路面鋪筑方法。當(dāng)路面外觀要求小粒徑集料時，兩層鋪筑工藝也是必要的。

水泥標(biāo)號可按傳統(tǒng)混凝土路面混合料設(shè)計原則選擇，如果表面露石粒徑小，則需提高水泥強(qiáng)度或采取其他措施提高水泥砂漿對集料的粘結(jié)強(qiáng)度，以免小粒徑碎石顆粒剝落。

⑵ 露石水泥混凝土的施工方法

①拌和、運(yùn)輸、澆筑方法與C35混凝土相同，并在C35混凝土初凝期內(nèi)鋪筑施工，避免脫層，用振動梁等機(jī)具密實整平。應(yīng)該注意的是：

a高強(qiáng)度細(xì)骨料水泥混凝土的配合比調(diào)整

露石混凝土的骨料宜采用反擊破碎石，其強(qiáng)度較高，更能夠滿足強(qiáng)度和耐磨性要求，配合比調(diào)整主要目的是檢驗混凝土抗彎拉強(qiáng)度、水灰比及和易性如何滿足施工需要。本次試驗段的施工配合比，每立方混凝土的材料用量為水泥：386kg、砂：135kg、水：170kg、9.5mm~19mm碎石：1179kg、5mm碎石：131kg。經(jīng)中心試驗室現(xiàn)場取樣驗證，該露石混凝土配合比的28天抗彎拉強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計規(guī)范要求。

b路面振搗質(zhì)量控制

在第一次試驗段中，底層17cm普通混凝土采用商品混凝土（流動性大、塌落度大），且為保證混凝土的密實度，在上層露石混凝土澆注完成后，采用平板振動器進(jìn)行密實，致使面層沖洗時發(fā)現(xiàn)水泥漿較厚，沖洗后表面露石不均勻，局部坑洼平整度差等現(xiàn)象。在第二次施工時，全部采用自拌混凝土，嚴(yán)格控制拌和料的水灰比及塌落度等指標(biāo)。加強(qiáng)底層混凝土的振搗，取消面層平板振動器，振動梁振平后增加滾動梁的滾動遍數(shù)，以確保面層平整度和上面層5cm厚露石混凝土的密實度。經(jīng)28天后現(xiàn)場鉆孔取芯情況看，芯體表觀密實，證明該方法還是比較可行。

②噴灑工具：采用小型壓力式噴霧器，腳踏，手搖動直桿加壓;或采用空氣壓縮機(jī)連接噴槍；裝露石劑的容器，可用普通的塑料筒。

③噴灑時間：嚴(yán)格控制好露石劑的噴灑時間，以保證露石劑在混凝土表面達(dá)到均勻的滲透深度，保證良好的露石效果。在鐵抹收面后，待混凝土表面水膜消失后，這時混凝土表面還潮濕，手指輕壓稍有壓痕。露石劑的噴灑時間隨施工時的溫度的不同而不同，一般有陽光、氣溫在25度以下，抹面后需待40～60min；氣溫在25～35度，需待10～40min；3 5度以上需只10 min即可沖洗。原則上在表面水干燥后即可噴灑露石劑，但若是氣溫較低時，表面水干燥后等待20min左右，再噴灑露石劑，

④噴灑劑量：露石劑的噴灑量必須嚴(yán)格控制，每次噴灑前，要嚴(yán)格稱量露石劑的用量，并測量好噴灑面積，避免噴灑量過多或過少，導(dǎo)致沖洗時路面的構(gòu)造深度太深或太淺，而不能達(dá)到要求的構(gòu)造深度，影響路面的抗滑、粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性等一系列路面功能的指標(biāo)。 露石劑最佳劑量為200～250mg/平方，對于控制良好、霧化良好的機(jī)械化噴灑設(shè)備，露石劑的用量可用較低值。

⑤噴灑方法：露石劑必須噴灑均勻，噴灑后表面的露石劑顏色一致，呈淡藍(lán)色，且要避免發(fā)生流淌現(xiàn)象。噴灑人員應(yīng)站在橫跨混凝土板的跳板上，有一人掌握噴槍，擔(dān)任噴灑工作，由2人負(fù)責(zé)移動人力空壓機(jī)、溶液罐，并協(xié)助移動輸液管，空壓機(jī)壓力在0.4～0.5Mpa,這種壓力噴出的溶液能被較好的霧化。噴頭距混凝土表面約100CM，噴灑順序自橫向從一板面噴至另一板面，一行一行向前移動。混凝土板邊噴量應(yīng)多一些，彌補(bǔ)周邊覆蓋不嚴(yán)引起的露石劑損失。

⑶ 露石水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)：

噴灑露石劑長度以5—10米為一周期，施工效率較高。噴灑后約10分鐘左右，覆蓋塑料薄膜。如溫度較高，可立即覆蓋。塑料膜必須把混凝土表面封嚴(yán)，邊緣用木條和重物壓實，以防止露石劑的蒸發(fā)和損失。

⑷露石水泥混凝土路面的沖洗：

施工中要嚴(yán)格根據(jù)可沖洗標(biāo)準(zhǔn)和適宜沖洗時間控制露石混凝土的沖洗。到了混凝土適宜沖洗時間，就該揭去塑料薄膜，對混凝土表面進(jìn)行沖洗，除去表面砂漿以露出集料?；炷吝_(dá)到的可沖洗狀態(tài)是在噴灑露石劑、覆蓋薄膜進(jìn)行養(yǎng)生后，當(dāng)主體混凝土達(dá)一定的強(qiáng)度，而混凝土表面1.5～2.5mm厚度內(nèi)的砂漿為硬化。具體可沖洗狀態(tài)通過以下方法確定：

①用測試小車劃橫痕確定：小車的帶刻鋼片的一端加一定的荷載的作用下會在未凝結(jié)的混凝土表面留下劃痕，根據(jù)劃痕深度，劃痕周邊破損情況估計是否適宜沖洗。如劃痕較深，周邊破損較大，則還需要等待一定時間再沖洗。

②根據(jù)施工的氣溫參考表確定，參考表如下：

③根據(jù)已知的成熟度、工地混凝土表面溫度，確定適宜沖洗時間。

把合適沖洗時刻的成熟度定義為：

M（成熟度）＝T（溫度）×t（適宜沖洗時間）（℃×hrs）

同一標(biāo)號的水泥，溫度越高，適宜沖洗所需的成熟度越大。但對于一般的混凝土施工氣溫，成熟度在300－450(℃·hrs)范圍之內(nèi)。由于實際工地氣溫的變化，混凝土表面溫度T也隨之變化。表面溫度T可以近似平均值T即可：

T＝（T1+T2+T3…/T）/t

式中：T1是混凝土抹面后第一個小時的表面溫度，℃

T2是混凝土抹面后第二個小時的表面溫度，℃

T3是混凝土抹面后第三個小時的表面溫度℃，t為整數(shù)。

在實際工地，可以通過塑料薄膜內(nèi)的溫度計，每小時讀一次數(shù)來實際測定混凝土的表面溫度，因此，適宜的沖洗時間t為：t＝M/T(小時) 。

綜合上述的方法確定沖洗時間后，應(yīng)進(jìn)行混凝土的沖洗。沖洗前先小面積試沖，并對現(xiàn)場采用的沖洗器具調(diào)整搗合適的沖洗力度。直到所有都達(dá)到預(yù)定的要求后，才可以進(jìn)行露石混凝土沖洗。要求混凝土表面在沖洗時，石料不脫落，最佳集料外露高度不大于1.5毫米。如果超過了露石混凝土的可沖洗狀態(tài)，即噴灑的露石劑作用消失，混凝土表面已凝結(jié)硬化，露石工藝則不可能完成。因此，一定要隨時觀察，控制好沖洗時間。

⑸切縫、養(yǎng)生：

露石混凝土路面同其他混凝土路面一樣須進(jìn)行切縫，把面層分為較小的板塊，切縫后進(jìn)行養(yǎng)生，以保證水泥水化過程的順利，避免出現(xiàn)收縮裂縫，并使混凝土路面在開放交通時有足夠的強(qiáng)度。

3.混凝土弧形邊溝

該路段山體內(nèi)側(cè)部分邊溝，取消了傳統(tǒng)的梯形邊溝和矩形邊溝形式，設(shè)計形式為混凝土弧型邊溝，靠公路內(nèi)側(cè)與路面銜接部分為1∶8的緩坡路面，外側(cè)為弧形內(nèi)凹的混凝土溝墻，順接山體，將山水匯集于溝底凹槽。既保證主線的線形美觀，又充分利用水溝位置來增加路面行車交會寬度，由于弧形邊溝的斷面較淺，因此每隔一段距離設(shè)置一道橫穿管涵進(jìn)行分流就顯得尤為重要。

施工過程中應(yīng)注意：1∶8的緩坡溝底的線形要圓滑、順暢，盡量結(jié)合地形寬度和景觀進(jìn)行設(shè)置；弧形內(nèi)凹的混凝土溝墻在保證外觀的前提下，盡量采用現(xiàn)澆混凝土，避免水流下滲形成暗溝或沖刷路基；溝底橫穿管清理較為困難，因此在橫穿管的沉井處應(yīng)設(shè)置雨水蓖，防止樹枝、樹葉等雜物堵塞；外側(cè)邊溝與山體順接部分要求盡量連接緊密，即弧形邊溝坡度與現(xiàn)場山坡坡度一致，并根據(jù)實際坡率調(diào)整弧形邊溝寬度（邊溝高度與略高于砼面板邊側(cè)高度為宜）。

4.結(jié)束語

普通混凝土路面抗滑性低、噪聲大、陽光反射強(qiáng)烈等缺陷會影響這種路面在新的公路建設(shè)或維修工程中的采用，對這些缺陷進(jìn)行改善，將有助于拓展水泥混凝土路面的應(yīng)用范圍。露石混凝土路面正是克服普通混凝土路面諸多缺陷的路面形式之一，它可在行車舒適、抗滑性高、噪聲低、光線柔和等方面表現(xiàn)出優(yōu)良的性能?；炷粱⌒芜厹霞缺ＷC主線的線形美觀，又充分利用水溝位置來增加路面行車交會寬度。廈門南部山區(qū)生態(tài)（戰(zhàn)備、旅游）公路工程采用露石路面、弧形邊溝的施工方案，不僅具有上述優(yōu)點，還具有施工簡單、節(jié)約投資等優(yōu)點，可給類似公路工程施工提供借鑒?！?/p>

參考文獻(xiàn):

[1]《露石水泥混凝土路面關(guān)鍵技術(shù)研究》 韓森 (中國公路學(xué)報2004No.4)

[2]《露石路面在隧道建設(shè)中的應(yīng)用》 朱子靳（《中國公路》2003，?？?）