田 虎

(中鐵十四局集團(tuán)第一工程發(fā)展有限公司，山東 日照 276800)

露石水泥混凝土路面施工工藝研究

田 虎

(中鐵十四局集團(tuán)第一工程發(fā)展有限公司，山東 日照 276800)

介紹了露石混凝土的研究現(xiàn)狀，從露石混凝土路面施工的原材料、露石劑噴灑及覆膜、清掃工藝等方面，闡述了露石水泥混凝土路面的施工措施，并通過在露石劑噴灑設(shè)備和露石清掃機(jī)械方面的創(chuàng)新，提出了新的機(jī)械化程度更高的露石混凝土施工思路，使之更利于長距離、大規(guī)模施工。

露石混凝土，路面，露石劑，水泥

0 引言

露石混凝土(EACCP)是一種在國內(nèi)運(yùn)用不多但是有著良好性能的新型混凝土[1]。具有抗滑性能好、行車噪聲低[2]、不易產(chǎn)生眩光、排水能力強(qiáng)等優(yōu)良特性[3]。并且考慮到隧道防火及抗滑衰減過快等問題，這種具有豐富表面紋理的路面相較于瀝青路面及傳統(tǒng)的水泥混凝土路面來說更加適用于長大公路隧道路段[4]。

目前針對(duì)露石混凝土傳統(tǒng)的研究往往注重于混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)，磨耗性能[5]，刷洗時(shí)間和雙層結(jié)構(gòu)施工等。對(duì)于露石混凝土的整體施工工藝的創(chuàng)新性研究不多，或者已經(jīng)是十幾年前的施工思路，在筑路機(jī)械層出不窮，科技飛速發(fā)展的今天，急切需要新的施工思路和工藝來推動(dòng)EACCP的普及和發(fā)展。

1 原材料要求

1)水泥。

根據(jù)EACCP抗滑耐久性方面考慮，推薦選用道路硅酸鹽水泥。因?yàn)榕c同標(biāo)號(hào)普通硅酸鹽水泥相比，道路硅酸鹽水泥耐磨性好，而且水泥混凝土抗折強(qiáng)度也有所提高。

2)粗集料。

露石混凝土對(duì)粗集料高磨光值、壓碎值、技術(shù)性能等特殊要求，見表1。

3)細(xì)集料。

露石混凝土的施工中，砂的級(jí)配較普通混凝土路面有更高的要求。因?yàn)榛炷琳駬v時(shí)，較小粒徑的顆粒易上浮到表面，造成整體露石效果不均勻；另一方面砂中大粒徑顆粒一般風(fēng)化嚴(yán)重，強(qiáng)度較低，極易被磨損，從而影響混凝土表面露石的效果。因此，對(duì)于大于2.36 mm的砂子，應(yīng)該被篩除。分別使用去除2.36 mm以上粒徑的河砂和未篩分河砂進(jìn)行露石試驗(yàn)，刷洗之后的效果見圖1。

4)露石劑。

所選用的露石劑為長安大學(xué)生產(chǎn)的Hs-Ⅱ型露石劑[6]，相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)如表2所示。露石劑噴灑工作采用人工噴灑，在露石劑霧化后，均勻噴灑在新鋪混凝土表面上，且在混凝土表面上不產(chǎn)生流淌。

表2 Hs-Ⅱ液態(tài)露石劑技術(shù)性能指標(biāo)

大量實(shí)體工程實(shí)踐表明，當(dāng)灑水噴淋系統(tǒng)的水壓不小于0.8 MPa，相應(yīng)的射水噴頭的射出口徑不大于0.3 mm，射水會(huì)呈現(xiàn)出較好的霧化效果[7]。

2 露石劑噴灑及覆膜工藝

2.1 露石劑噴灑時(shí)間的確定

水泥混凝土在振搗抹面收平后，由于混凝土組成材料的自重作用，內(nèi)部游離水分通過毛細(xì)孔道上浮，在表面出現(xiàn)一層水膜，由于這層水膜的存在，在噴灑露石劑時(shí)會(huì)影響露石劑在混凝土表面的附著，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生露石劑流淌的現(xiàn)象，從而影響露石劑滲透的深度和均勻性，也會(huì)影響露石效果。因此，露石劑噴灑的最早時(shí)間即為混凝土表面水膜消失的時(shí)間。但露石劑噴灑時(shí)間也不能過遲，否則由于水泥初凝，在表面凝結(jié)成一層硬殼，可能會(huì)阻止露石劑向下作用，后期露石不均勻或難以達(dá)到露石效果。

同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境氣溫、溫度、風(fēng)速也是影響噴灑時(shí)間的重要因素。具體情況需要結(jié)合當(dāng)天的施工條件和外界環(huán)境來綜合考慮。

2.2 露石劑的噴灑方法

露石劑的噴灑可由噴灑車或人工完成。人工噴灑露石劑(如圖2a)所示)推薦使用高壓水槍進(jìn)行霧化，這種設(shè)備霧化效果好，速度快，可操作性強(qiáng)。通過專門定制的工作橋，進(jìn)行噴灑施工。但在施工時(shí)由于機(jī)器壓力大，注意調(diào)節(jié)噴頭，使露石劑霧化后再進(jìn)行噴灑作業(yè)。

使用機(jī)械噴灑時(shí)，需要專門的露石劑灑布機(jī)(見圖2b))。由于露石劑具有一定的固含量，在實(shí)際使用過程中很容易出現(xiàn)堵塞噴頭的現(xiàn)象，因此要求露石劑噴灑前務(wù)必?cái)嚢杈鶆颍瑖姙⒃O(shè)備壓力足夠，必要時(shí)可以對(duì)噴灑機(jī)械增加氣壓機(jī)的方法，增大設(shè)備的內(nèi)部壓力。噴灑前后務(wù)必對(duì)噴灑機(jī)械進(jìn)行清洗和檢查。

3 覆蓋塑料膜工藝

混凝土養(yǎng)生過程中，由于水化放熱，表面溫度持續(xù)升高。因此，噴灑露石劑后，需要采用塑料薄膜覆蓋(如圖3所示)的方法進(jìn)行養(yǎng)生。為了使露石均勻，覆蓋薄膜一定要全部密封。兩塊薄膜相交處留有一部分重疊，并做好邊角的密封。實(shí)際施工為露天環(huán)境，無可避免有風(fēng)的作用，因此，覆蓋上薄膜后需用工具將薄膜壓在水泥混凝土表面，并趕出膜下殘余氣泡。

4 清掃時(shí)間的判定及清掃工藝

4.1 露石刷洗時(shí)間的判定

傳統(tǒng)的露石刷洗時(shí)間判定主要有劃痕法、試刷法和試沖法等方法。隨著混凝土養(yǎng)生階段水化反應(yīng)過程研究的不斷完善，露石刷洗時(shí)間的判定可以使用混凝土成熟度的方法進(jìn)行。路面鋪筑完成后，由于混凝土內(nèi)部水泥水化反應(yīng)放熱，使混凝土溫度逐漸升高，在一定時(shí)間內(nèi)混凝土表面溫度隨著養(yǎng)生時(shí)間的延長呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。根據(jù)韓森[8]的研究成果，即：對(duì)于具體的EACCP，如果水泥標(biāo)號(hào)一定、碎石一定、水灰比一定，那么影響露石劑刻蝕深度的因素只有溫度。瑞典學(xué)者S·GBergstrom[9]在總結(jié)大量混凝土試驗(yàn)后提出采用溫度T與時(shí)間t的乘積代表混凝土的成熟度Ms，公式為：

Ms=Ti×ti

(1)

其中，Ms為混凝土成熟度；Ti為在ti時(shí)間內(nèi)混凝土的溫度；ti為養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以h計(jì)。

從露石深度和工程施工效率分析，混凝土成熟度不宜過大，否則可能會(huì)出現(xiàn)露石不均勻或不露石，并且由于施工等待太長，最終可能延誤工期。通過工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工發(fā)現(xiàn)，溫度為35 ℃，養(yǎng)生時(shí)間為8 h，露石深度較為適宜。此時(shí)，露石清掃時(shí)混凝土成熟度介于240 ℃·h～300 ℃·h，280 ℃·h清掃效果最佳，但由于現(xiàn)場(chǎng)溫度和風(fēng)速存在一定差異，具體視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

4.2 路面刷洗

EACCP的刷洗方法主要有人工刷洗(如圖4a)所示)和機(jī)械刷洗兩種。相較于人工刷洗，機(jī)械刷洗(如圖4b)所示)以其高效、快速等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛青睞。圖4中刷洗機(jī)械為普通道路清掃機(jī)，受機(jī)器清掃功率和清掃毛刷性能的影響，在施工中出現(xiàn)漏掃及不均勻的地方，需要人工進(jìn)行補(bǔ)掃。

4.3 EACCP專用自行式刷洗機(jī)

隨著國內(nèi)對(duì)EACCP研究的深入，清掃專用機(jī)械方面也取得了一些成果。長安大學(xué)在陜西省公路局科技處的大力支持下，與有關(guān)公司聯(lián)合研制了EACCP自行式刷洗機(jī)，見圖5。此機(jī)械是一種專門針對(duì)EACCP路面設(shè)計(jì)的機(jī)械，具有刷洗效率高、露石更均勻，可以實(shí)現(xiàn)清掃速度無級(jí)變速和清掃壓力可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。

4.4 露石深度測(cè)量

露石深度的測(cè)定使用長安大學(xué)韓森課題組制造的露石深度專用測(cè)試儀(如圖6所示)進(jìn)行。測(cè)試方法如下：將透明圓盤放在清掃干凈的EACCP上，分別在測(cè)孔中垂直插入游標(biāo)卡尺的測(cè)針，如果游標(biāo)卡尺在圓盤上面的讀數(shù)在10 mm刻度線以上，觀測(cè)結(jié)果有效，若顯示刻度不在10 mm以上，則說明觸碰位置是凸起的石頭，則測(cè)試結(jié)果無效應(yīng)該舍棄。

5 結(jié)語

使用十幾年前的舊方法去處理一種頗具前景的路面，很難達(dá)到想要的效果，技術(shù)更新即顯得尤其重要。在露石混凝土路面施工工藝方面，通過對(duì)露石劑噴灑方法、露石清掃時(shí)間的判斷、清掃方法的改進(jìn)，多運(yùn)用新的技術(shù)和新的方法，使之施工機(jī)械化程度更高，科技含量更高。

[1] 董雨明.隧道抗滑低噪聲水泥混凝土路面研究[D].西安：長安大學(xué),2004.

[2] 韓 森，李志玲，張東省，等.露石水泥混凝土路面關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國公路學(xué)報(bào)，2004,17(4)：17-20.

[3] 閆倩倩,李雪峰,田 波,等.低噪聲露石水泥混凝土路面配合比設(shè)計(jì)研究[J].施工技術(shù)，2015(24)：33-34.

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[8] 韓 森.露石水泥混凝土路面研究[D].西安：長安大學(xué)，2006.

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Research on the construction technology of exposed cement concrete pavement

Tian Hu

(FirstEngineeringDevelopmentLimitedCompany,ChinaRailway14BureauGroup,Rizhao276800,China)

This paper introduced the research status of exposed concrete, from the raw materials, exposed aggregate spraying and laminating, cleaning process and other aspects of exposed concrete pavement construction, elaborated the construction measures of exposed cement concrete pavement, and through the innovation of exposed aggregate spraying equipment and exposed mechanical cleaning aspects, put forward the exposed concrete construction ideas of new and higher mechanization, helpful for the long distance, large scale construction.

exposed concrete, pavement, exposed aggregate, cement

1009-6825(2017)21-0120-03

2017-05-18

田 虎(1978- ),男,工程師

U416.216

A