章亮
(桐城市交通運輸局,安徽安慶231400)
水泥混凝土路面在強度與穩(wěn)定性、防滑性、經(jīng)濟性等方面都有較為優(yōu)秀的表現(xiàn),有利于改善道路品質(zhì),提升結(jié)構(gòu)的可靠性,延長應(yīng)用周期,因此在當(dāng)代農(nóng)村公路項目建設(shè)中被廣泛使用。
農(nóng)村公路的施工級別與工藝標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低,一般屬于三、四級的項目,建設(shè)符合有關(guān)規(guī)定的基本標(biāo)準(zhǔn)即可。此類項目開發(fā)的目的通常是為適應(yīng)農(nóng)村當(dāng)?shù)氐目瓦\與物流需要,所以在早期設(shè)計中,技術(shù)要求比較低。
農(nóng)村公路分布比較零散,總體建設(shè)范圍較小,但總里程較大,部分地區(qū)的公路,甚至環(huán)繞于群山中,連通相鄰村落,因此建設(shè)期間的管理條件較差。再者,地形復(fù)雜,道路建設(shè)難度高。大多數(shù)位于山區(qū)的村落,公路要沿山建設(shè),路面高程差較大,同時沿線地質(zhì)條件狀態(tài)也有較大的差異,機械作業(yè)與物料運送,都存在不同程度的困難。
農(nóng)村公路項目的建設(shè)投資一般為國家撥款補助、當(dāng)?shù)卣曰I。國家撥款補助金額量較少時,政府自籌也很難提供足夠的幫助[1],所以,由于經(jīng)費來源不多,導(dǎo)致工程合同簽署價格偏低。在管理難度較大的條件下,難免會提高現(xiàn)場建設(shè)中偷工減料行為的發(fā)生概率,造成項目質(zhì)量下降。如今,雖然農(nóng)村公路逐漸完善并得到成長,但依舊有較多問題,降低了建設(shè)質(zhì)量。所以,應(yīng)當(dāng)格外強調(diào)此類公路項目建設(shè)中的質(zhì)量控制,保障總體建設(shè)能力,以此優(yōu)化公路品質(zhì),延長其運營年限。
根據(jù)農(nóng)村公路建設(shè)的質(zhì)量管控工作需要,有關(guān)路面材料的問題是關(guān)鍵技術(shù)要點。假設(shè)工藝管理不適宜,容易降低混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能,形成裂縫,造成項目成品未能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),以下為對路面質(zhì)量有較大影響的主要因素。
在農(nóng)村公路的水泥混凝土路面現(xiàn)場建設(shè)以前,需基于作業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、項目現(xiàn)實需求,做好混凝土原料的配合比試驗分析,見表1。在項目進行中,應(yīng)先保障使用的骨料滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),把控水灰比。在配比完成后,需按照各個配比方案,安排試塊分析,并開展3d和28d 的試壓,然后對比不同試驗組的試驗信息,挑選最優(yōu)配比。如果施工者與技術(shù)員不能全面了解混凝土的配比數(shù)據(jù),會影響路面混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能,降低農(nóng)村公路的實際建設(shè)質(zhì)量。
表1 水泥混凝土的配合比
測試混凝土結(jié)構(gòu)強度,是為了保障施工條件滿足實際項目的規(guī)劃及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。造成混凝土強度參數(shù)出現(xiàn)波動的重要原因通常是建設(shè)條件與測試方式。混凝土的強度測試狀態(tài)和投入現(xiàn)場的混凝土材料會有差異;混凝土材料在制備環(huán)節(jié)中,骨料及有機物等的含量管控不合理,造成其實際強度未能達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計需要。
養(yǎng)護作業(yè)有序進行,有助于水泥混凝土凝結(jié)和硬化,保障路面的安全應(yīng)用年限?,F(xiàn)場養(yǎng)護期間,工作人員需利用濕麻袋及稻草等,全面覆蓋建設(shè)路面,適時噴灑適量清水,維持路面的基本濕潤程度。另外,相關(guān)工作人員還應(yīng)管理來往汽車,防止影響到養(yǎng)護中的路面。在現(xiàn)場建設(shè)中,會有部分施工方為提高建設(shè)進度,簡化養(yǎng)護環(huán)節(jié),使路面由于結(jié)構(gòu)緊密度不足形成裂縫,嚴(yán)重影響路面整體的承載力以及實際服役年限。尤其是在冬季施工的項目,如果不及時開展有效的養(yǎng)護處理,路面會由于熱脹冷縮,形成縫隙。
路面建設(shè)前,應(yīng)當(dāng)實地檢測路基情況,確保達(dá)到以下要求:一是穩(wěn)定性達(dá)標(biāo),避免路基在面對正常行車荷載與自然環(huán)境,出現(xiàn)失穩(wěn)的情況;二是強度需滿足基礎(chǔ)要求,即彎沉值;三是合理的排水設(shè)施,公路建設(shè)范圍內(nèi),如邊溝及涵洞等,均要布置于適當(dāng)?shù)奈恢?,確保路基結(jié)構(gòu)可靠;四是路基高度、坡度、平整性等,均需符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
選擇適宜的材料拌和位置,對于農(nóng)村公路項目有較大的影響,不僅可以有效壓縮項目資金投入,還有利于保證成品質(zhì)量。確定料場的環(huán)節(jié)中,要求所選位置能提供足夠的水與電,并且物理面積也要足夠大,支持放置機器與短期集料[2]。另外,還應(yīng)注意安全、環(huán)保的問題。
水泥混凝土路面建設(shè)中,物料是極為關(guān)鍵的部分,對路面成品質(zhì)量有著直接的影響,包含水泥、粗集料、細(xì)集料、水、外加劑等。按照農(nóng)村公路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),挑選常規(guī)的硅酸鹽水泥及礦渣類的硅酸鹽水泥,并要求入場檢查質(zhì)量證明材料,核對出廠時間、類型等,如果是出廠達(dá)到三個月以上,或者觀察到受潮的現(xiàn)象,應(yīng)先進行檢測;粗集料,也就是石料,要求其強度應(yīng)達(dá)到80MPa,并且對于針狀與片狀的粗集料,符合規(guī)范值要求的同時,粒徑公稱需在37.5mm 以內(nèi);細(xì)集料,包含天然砂及機制砂,實際細(xì)度參數(shù)應(yīng)當(dāng)控制在2.3~3.0 以內(nèi),并且含泥量需在3%以下;水源,需達(dá)到當(dāng)前生活飲用水要求,能直接投入混凝土材料拌和及養(yǎng)生操作中,但如果是非生活用水,需先檢測其水質(zhì),防止混凝土材料出現(xiàn)任何不良反應(yīng);外加劑,需要根據(jù)配比試驗,在掌握外加劑自身性能的前提下,設(shè)置摻量。
混凝土材料配比最終確定的參數(shù)需達(dá)到彎拉強度、持久性等,并注意成本控制。對此部分的設(shè)計,可分成目標(biāo)與施工兩個部分,如果已經(jīng)通過批準(zhǔn),在現(xiàn)場建設(shè)期間不能私自隨意更改。嚴(yán)格管控水灰比與用水量、砂率。混凝土強度及和易性滿足設(shè)計及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時,水泥添加量最低的配合比參數(shù),經(jīng)濟性最佳。另外,強化對和易性及強度的分析,保障坍落度施工標(biāo)準(zhǔn)。機械振搗下,圓錐體坍落度在0~3cm以內(nèi)。
農(nóng)村公路的水泥混凝土路面建設(shè),一般會用到的機具有壓路機、灑水車、拌和機、振搗裝置等。拉桿及傳力桿,如圖1所示,需保持順直,不可出現(xiàn)機械損傷、裂紋、污漬、銹蝕等現(xiàn)象,前者通常是螺紋鋼,直徑規(guī)格是14mm,后者則選擇光圓鋼筋,尺寸是22mm。
圖1 傳力桿
大部分地區(qū)的農(nóng)村公路,會按照四級的標(biāo)準(zhǔn)施工,而在建設(shè)難度極高的路段,也會適當(dāng)降低施工標(biāo)準(zhǔn)。某省市的農(nóng)村公路,設(shè)計時速一般是20km,在橋涵路段,汽車荷載級別是公路Ⅱ級。通村路段的路基寬度是5.5m;硬化路基的寬度參數(shù)是4.5m。整個路面構(gòu)成由上至下分別是:水泥混凝土面板,該層厚度大約是18cm;基層則為碎石層,厚度是15cm。水泥混凝土結(jié)構(gòu)強度是按照28d 的標(biāo)準(zhǔn)管控,確保其至少達(dá)到4MPa。水泥混凝土路面應(yīng)用的混凝土材料是C30。澆筑選擇鋼模板,以1m 為標(biāo)準(zhǔn),布置支撐,在彎曲路段,會適當(dāng)縮短支撐間距?,F(xiàn)場施工應(yīng)用的混凝土材料,都是統(tǒng)一拌和,由運輸車運到現(xiàn)場,而后先進行機械攤鋪,最后用人工平整細(xì)化。在澆筑過程中,會安排振搗,保障路面的密實度,盡可能不出現(xiàn)蜂窩,隨后實施收面與切縫、養(yǎng)生等轉(zhuǎn)接。
公路的中線和邊線需按照施工圖紙進行準(zhǔn)確測量,確定放線位置?,F(xiàn)場工人需將折疊三腳架放在已經(jīng)處理好的碎石層上,打開三角支撐架,把鋼釬插到套管中,打進基層中,將模板加固。在安設(shè)模板期間,需先查看碎石層的狀況,如果發(fā)現(xiàn)不平整的現(xiàn)象,應(yīng)及時安排修補,在基層滿足驗收要求后,才能進行立模。另外,現(xiàn)場立模期間,應(yīng)把握好平面點位與標(biāo)高,確保路面厚度實際參數(shù)符合設(shè)計需要,不能把模板直接放于松散基層表面,而且前后模板不可發(fā)生錯位與高低差的問題,現(xiàn)場工人需做好測量。此外,為保障水泥混凝土的面板邊與板角實際密實性和強度,在現(xiàn)場澆筑以前,可涂刷一層脫模劑,或鋪設(shè)塑料薄膜,這樣處理也可避免板面兩側(cè)形成蜂窩孔,在折模處理中,也比較便利。
混凝土材料拌和需根據(jù)試驗得出的配合比數(shù)據(jù),完成原料拌和。在集中處理中,外加劑最后添加,在此環(huán)節(jié)中,加水的同時機器進行持續(xù)攪拌,相關(guān)人員需按照攪拌機的使用性能及原料本身的和易性,靈活調(diào)劑單次攪拌時長。一般整個攪拌時長在1~2min左右,并且純攪拌時長至少達(dá)到40s。混凝土材料運輸期間,要注意漏漿、離析等問題,運輸途中消耗的時長,應(yīng)當(dāng)在材料初凝時間以內(nèi),通常在夏季不會超過1/2~1/3h;冬季則不能超過1~1.5h。倘若遇到高溫及陰雨天氣,需在其表面覆蓋一層薄膜。
現(xiàn)場攤鋪以前,需要全面復(fù)查模板點位與規(guī)格,確認(rèn)無誤后,才能組織攤鋪。實際作業(yè)期間,把混凝土材料倒進模板路槽中,進行總體攤鋪,利用人工處理不均勻的部分。實際施工不能出現(xiàn)拋擲與耬耙,避免材料出現(xiàn)離析。攤鋪結(jié)束后,及時使用振搗棒處理,并且其與路面夾角應(yīng)維持在30~45o以內(nèi),振搗點位按照“品”字分布,尤其在路邊及四角的附近,需適當(dāng)增加振搗強度,直至路面不再出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象,并且也無氣泡及水泥漿冒出。此外,在現(xiàn)場作業(yè)中,不可出現(xiàn)快速拔插、拖行等動作,防止對模板造成損傷,使混凝土材料發(fā)生分層、離析等情況[3]。
振搗結(jié)束后,應(yīng)順著道路走向,實施滾動提漿,并借助木抹工具,將路面磨平,直至沒有泌水出現(xiàn),然后做好抹平壓光。農(nóng)村公路項目中,為確保交通安全,要順著橫坡,將路面進行壓紋處理。收面期間,把水泥混凝土道路橫向坡度,控制在2%~3%區(qū)間內(nèi),以便后期自然排水。完成以上工作后,需及時養(yǎng)生。在該環(huán)節(jié)中,要格外強調(diào)第一周的溫濕度管控,道路項目養(yǎng)生時長一般是2~3 周。
選擇覆蓋養(yǎng)生的項目,可利用土工布、草袋及保濕膜等,而且要適當(dāng)灑水,確保混凝土路面一直在適度潮濕的狀態(tài)中。在養(yǎng)生早期,應(yīng)注重現(xiàn)場管理,避免路面有任何人、車或是牲畜通過,直到強度滿足規(guī)劃的40%后,才能向行人開放,車輛要等到完全滿足設(shè)計強度后,才允許通過。在混凝土結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的25%~30%之間時,需安排切縫。通常是等距處理,不應(yīng)超過6m 的同時,至少要達(dá)到面板的寬度,深度則應(yīng)超過單層厚度的1/3。
農(nóng)村公路的水泥混凝土路面建設(shè)比較復(fù)雜,開工前需注重對各項準(zhǔn)備工作的管控。
5.1.1 原料品質(zhì)
挑選水泥材料時,水化熱反應(yīng)相對偏弱、強度更高的品種,并且骨料部分,需從級配與耐久性兩個方面考量。
5.1.2 施工設(shè)備
所有入場機器的使用性能應(yīng)保持良好狀態(tài),保障其能配合好現(xiàn)場施工作業(yè),優(yōu)化路面建設(shè)效率及品質(zhì)。
5.1.3 施工技術(shù)
相關(guān)人員應(yīng)全面分析技術(shù)的適宜性與各路段的信息資料等,給實地施工提供準(zhǔn)確參考。
路面建設(shè)現(xiàn)場,攤鋪材料的溫度應(yīng)約為30oC,假設(shè)現(xiàn)場氣溫偏高,應(yīng)做好降溫管理。振搗環(huán)節(jié)中,則應(yīng)選用性能較佳的振搗棒,借助適宜的檢測手段,評價操作效果,保證總體建設(shè)品質(zhì)。另外,施工方需不斷優(yōu)化管理方案,落實工程審計及監(jiān)管,提升操作工藝水平,給農(nóng)村公路成品質(zhì)量構(gòu)建良好的實現(xiàn)條件。
路面完工后,應(yīng)組織為期一個月左右的運維管控,確保路面定型質(zhì)量。養(yǎng)護期間,應(yīng)格外注意路面材料的溫濕度,防止由于溫度偏高,形成縫隙,保障路面性能。另外,需在適當(dāng)位置放上提示牌,讓施工路段逐漸趨于穩(wěn)定,達(dá)到預(yù)期承載力?,F(xiàn)實建設(shè)期間,水泥混凝土材料比較容易被所處環(huán)境的溫度干擾,為保障路面的完整性,需留出灌縫,直至完工后,根據(jù)相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)處理。某項目中灌縫中運用的材料,部分相關(guān)參數(shù)如表2所示。
表2 灌縫材料
公路項目是農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵構(gòu)成,近些年的施工規(guī)模持續(xù)擴大,有效帶動了農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展,改善了居民的生活條件。為確保公路的可用性,需了解對公路項目質(zhì)量有干擾的要素,并掌握現(xiàn)有水泥混凝土路面的有關(guān)施工工藝,聯(lián)系工程實況,安排現(xiàn)場作業(yè),注意對薄弱工序的管理,避免在公路后期正式運營時,短期內(nèi)便出現(xiàn)各類路面病害,消除建設(shè)時的隱患問題,維護路面結(jié)構(gòu)的耐久性。