倪 沖

(江西省贛撫平原水利工程管理局, 江西 南昌 330096)

無砂混凝土在灌區(qū)道路施工的應(yīng)用

倪 沖

(江西省贛撫平原水利工程管理局, 江西 南昌 330096)

無砂混凝土作為一種具有良好的透水性、保土性，集支撐、透水、降噪及過濾等用途為一體的新型材料。因其具有較高的強(qiáng)度、較低的成本、簡易的施工等特點(diǎn)，成為灌區(qū)道路施工的重要材料之一。文章主要從施工過程中材料的選擇、配比，施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程、現(xiàn)場管控等方面，論述了無砂混凝土在灌區(qū)道路施工中的應(yīng)用，以期為類似工程提供參考。

無砂混凝土；灌區(qū)；道路施工；支撐；透水

灌區(qū)道路包括了公路、簡易公路、田間生產(chǎn)道路及灌區(qū)基層站院道路施工，它有自身的規(guī)范要求。一般來說，灌區(qū)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的四級(jí)或者三級(jí)制定，在規(guī)劃時(shí)，要滿足一定的條件，首先要保證交通順暢，便利農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，適應(yīng)施工與工程管理。其次要與灌排渠、溝相結(jié)合。再次要與田間工程規(guī)劃相一致。最后設(shè)計(jì)路線要短，占地要少，并且節(jié)省工程量。總的來說，要以方便交通、節(jié)省用地、節(jié)約投資為總原則，同時(shí)還要考慮到防洪搶險(xiǎn)的要求[1]，因此，灌區(qū)道路規(guī)劃既要本著節(jié)約成本的原則設(shè)計(jì)，又要保證質(zhì)量。另外，灌區(qū)的規(guī)劃中越來越偏重于生態(tài)功效和“海綿效應(yīng)”，因此，灌區(qū)道路需要具備較強(qiáng)的排水性以及生態(tài)功能。

1 無砂混凝土的材料技術(shù)要求

1.1 原材料的選擇

無砂混凝土的原材料包括了水泥、粗骨料、粘接劑和水。水泥的質(zhì)量要根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇，可以選擇普通硅酸鹽水泥，粗骨料可以使用顆粒均勻的碎石或者礫石，粒徑最大值要低于層厚的1/3，且最好選用中等粒徑如10～20 mm范圍內(nèi)的骨料[2]，站院內(nèi)道路可增加小粒徑5～10 mm的用量(可占30%～50%)，對(duì)提升面層平整度及外觀有較好的效果。可以使用連續(xù)級(jí)配骨料，也可以使用間斷級(jí)配骨料。拌和及養(yǎng)護(hù)用水可以使用自來水。

1.2 配合比設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)配合比時(shí)，首先要根據(jù)工程要求選擇相應(yīng)的強(qiáng)度標(biāo)號(hào)，不同的配比，抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也會(huì)不同，要根據(jù)工程抗壓強(qiáng)度的要求通過實(shí)地試驗(yàn)選擇合適的材料配比。一般來說，1 m3無砂混凝土質(zhì)量是骨料緊密度、單方水泥使用量和水用量三者的總和，依據(jù)這一基本原則，就可以在配比試驗(yàn)上有一個(gè)基本參照原則[3]。單方無砂混凝土骨料的用量可以根據(jù)干燥骨料緊密度數(shù)值確定。水泥用量可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，如選擇240～300 kg/m3范圍內(nèi)的數(shù)值，以30 kg/m3為一個(gè)變動(dòng)范圍。無砂混凝土的性能取決于原材料、水灰比以及骨灰比，原材料主要指水泥和粗骨料的選擇。在用水量最佳時(shí)，水泥用量的增加可以使骨料水泥漿的稠度以及厚度增加，從而增加混凝土強(qiáng)度，但超過一定數(shù)值，又會(huì)使孔隙率降低，從而降低透水性[4]，因此，要根據(jù)強(qiáng)度要求，選擇合適的水泥用量。水灰比和骨灰比的作用在于確保骨料所有顆粒都能夠被水泥漿包裹，并且混凝土內(nèi)部孔隙率符合工程要求。骨灰比是由混凝土強(qiáng)度決定的，強(qiáng)度越低，則骨灰比越大，骨灰比一般在6∶1～15∶1范圍內(nèi)。水灰比對(duì)于水泥漿對(duì)于骨料包裹的均勻性有很關(guān)鍵的作用，一般選擇0.38～0.52這一范圍內(nèi)，使用新型聚羧酸高效減水劑，摻量為0.4%。

1.3 指標(biāo)試驗(yàn)

無砂混凝土的配比需要試驗(yàn)的指標(biāo)系數(shù)包括抗壓強(qiáng)度、孔隙率以及透水系數(shù)[5]?？箟簭?qiáng)度的檢測是為了檢測試塊的28 d抗壓強(qiáng)度。透水系數(shù)的檢測的依據(jù)是變水位與定水位?？紫堵蕜t是浸泡試塊直至飽和狀態(tài)后，稱重W1，再控干水后擦干試塊，等到重量恒定后再稱重得W2，取試塊體積V，就能夠得出孔隙率。各項(xiàng)指標(biāo)系數(shù)結(jié)果見表1、表2。

表1 既用于支撐又用于透水時(shí)無砂混凝土的合適配比

表2 僅用于透水時(shí)無砂混凝土的合適配比

2 施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)機(jī)械準(zhǔn)備?；炷涟韬驼?、自卸車或小型農(nóng)用車、反鏟或手推車、一般用平板振搗器電碾壓車、發(fā)電機(jī)。

(2)人員準(zhǔn)備。管理人員、施工技術(shù)人員、工程監(jiān)理員、質(zhì)檢員、試驗(yàn)員及施工人員都要到位，保持完備的人員配比，才能確保工程質(zhì)量。

2.2 工藝流程

無砂混凝土道路基層施工工藝流程，如圖1所示。

圖1 無砂混凝土施工工藝流程

2.3 施工參數(shù)

(1)混凝土的攪拌?；炷恋臄嚢栊枰褂脧?qiáng)制式攪拌技術(shù)。無砂混凝土使用水泥量較大，因此水泥漿的厚度以及稠度都較大，要使水泥漿可以均勻包裹骨料，需要延長攪拌時(shí)間，最短攪拌時(shí)間不能少于60 s，一般在2～4 min。投料時(shí)要嚴(yán)格遵照試驗(yàn)完成的混凝土配合比，投放順序是水泥-水-外加劑，將這三種材料攪拌均勻后，再投入碎石或礫石攪拌至均勻。

(2)攤鋪參數(shù)。施工之前，要先對(duì)攤鋪系數(shù)作試驗(yàn)，可以選擇一段200 m長的路段進(jìn)行試驗(yàn)，到碾壓機(jī)施工時(shí)一般需要1.05～1.1的系數(shù)。

(3)碾壓次數(shù)。無砂混凝土是通過碾壓成型的，因此碾壓必須要充分。在施工開始前，為了確保碾壓效果，可以使用不同的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)雺?，再根?jù)工程實(shí)際要求選擇碾壓設(shè)備以及碾壓遍數(shù)。以20 t、1 t以及小型振動(dòng)碾三種設(shè)備為例，通過試驗(yàn)可以得到具體效果，從而確定碾壓遍數(shù)。

3 現(xiàn)場施工管理

(1)混凝土的拌和。按照試驗(yàn)后確定的配合比，粗骨料保持飽和面干的狀態(tài)，再準(zhǔn)確過秤，之后開始拌和，確保攪拌時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求。冬期攪拌時(shí)，要根據(jù)氣候狀況適當(dāng)加入防凍劑，氣溫低于-5 ℃時(shí)，要用熱水拌和，水溫超過65 ℃時(shí)，先拌和骨料，再投入水泥，低于-10 ℃時(shí)，要先將骨料加熱，且不得超過60 ℃。攪拌時(shí)間要延長50%左右。

(2)混凝土的運(yùn)輸。為了保證混凝土能夠保持配合后的最佳狀態(tài)，混凝土的運(yùn)輸時(shí)間要控制在30～40 min這一范圍內(nèi)，由于無砂混凝土的坍落度為零，因此，要避免混凝土在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，使混凝土能夠保持0坍落度。同時(shí)，混凝土在工程施工過程中要連續(xù)供應(yīng)[6]。如果在冬期施工時(shí)，還要減少運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸距離和裝卸次數(shù)，并且采取嚴(yán)格的保溫措施，確?；炷猎谶\(yùn)輸過程中每小時(shí)不會(huì)超過5 ℃的降溫。

(3)測量放樣和安裝模板。測量好高程和中樁后開始安裝模板。使用鋼模板，并且模板的寬度及標(biāo)高都要有嚴(yán)格的控制，安裝完成后要復(fù)測核對(duì)。確保模板支撐牢固，不會(huì)變形，一旦變形，要及時(shí)更換模板。模板安裝完成后，還要清理倉面，驗(yàn)收合格后，正式施工。

(4)卸料和攤鋪。在安裝模板時(shí)，每隔一定的距離留下一個(gè)缺口，以便卸料。運(yùn)輸時(shí)使用自卸農(nóng)用車，拌和好的混凝土直接由倉面卸料。卸料后，人工攤鋪。按照每車運(yùn)輸量可攤鋪的路段長度卸料，減少攤鋪工作量以及時(shí)間。

(5)成型。攤鋪開始后，每攤鋪20～30 m，就可以使用碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓，碾壓設(shè)備和遍數(shù)按照試驗(yàn)結(jié)果選擇。常溫下，白天氣溫較高，碾壓10 min左右，夜間時(shí)，則適當(dāng)延長至15～20 min。碾壓時(shí)要有人工跟隨，隨時(shí)平整并拍實(shí)局部未碾壓平整的路段，并且做好施工記錄。

(6) 養(yǎng)護(hù)。無砂混凝土失水較快，因此要及時(shí)灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不得使用壓力水對(duì)路面直接沖射，養(yǎng)護(hù)時(shí)間由工程設(shè)計(jì)要求決定。

4 施工質(zhì)量控制

(1)水泥量。無砂混凝土沒有流動(dòng)性，坍落度為零，稠度又需要根據(jù)強(qiáng)度以及包裹均勻度進(jìn)行控制，因此，混凝土的性能需要通過水泥漿的含量來控制。一方面是通過目測來確定，合格的無砂混凝土表面會(huì)發(fā)出金屬光澤，骨料會(huì)被均勻地包裹在水泥漿里邊，觸摸時(shí)會(huì)有黏稠感，但水泥漿不會(huì)下淌。另一方面，也可以取樣測定，實(shí)際結(jié)果和理論配比的誤差率要控制在±5%。

(2)密實(shí)度控制。密實(shí)度的控制是通過攤鋪厚度以及成型厚度來控制的。施工前，要進(jìn)行密實(shí)度的試驗(yàn)，確定攤鋪系數(shù)。

(3)強(qiáng)度。無砂混凝土在道路施工中，需要通過抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度進(jìn)行控制。施工前，必須完成抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的試驗(yàn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。

5 結(jié) 論

無砂混凝土既加快了施工進(jìn)度，又降低了施工成本。相較于半剛性路基，又有更好的強(qiáng)度，受力均勻度高，大大提高了路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，延長了路面使用壽命。同時(shí)，還具備滲透、降噪、降塵等生態(tài)功效，是一種更為實(shí)用并且具有較高效益的技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于水利工程的道路、場地及水工建筑物施工中。

[1] 李曉波.胖頭泡蓄滯洪區(qū)撤退道路布設(shè)方案探討[J].黑龍江水利科技,2016,44(7):68-70.

[2] 王桂芳,王廷益,鐘勇.CCS水工結(jié)構(gòu)中無砂混凝土施工工藝[J]. 云南水力發(fā)電,2015(2):64-67.

[3] 李紅彥.無砂大孔生態(tài)混凝土配合比及力學(xué)性能研究[J].廣東水利水電,2008(1):54-55，59.

[4] 梅新坡,馬秀峰.淺談無砂混凝土在小型水庫中的應(yīng)用[J]. 江西水利科技,2016,42(4):297-300.

[5] 張石明,李蔚.無砂混凝土護(hù)坡在信豐縣城市防洪工程中的應(yīng)用[J]. 江西建材,2012(3):167-168.

[6] 熊保根.生態(tài)混凝土護(hù)坡在水利工程中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2016(10):23-25.

倪 沖(1986-)，男，江西南昌人，工程師，主要從事水利工程施工與管理方面的工作。E-mail:qingfeng99245@163.com。

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