梁飛

（河北光太路橋工程集團有限公司，河北 邯鄲 056002）

0 引言

碾壓混凝土路面是指采用攤鋪機（也可采用平地機）攤鋪，振動壓路機和輪胎壓路機碾壓成型的路面。與普通混凝土路面相比，其具有施工速度快、強度高、節(jié)約水泥、開放交通早等特點。

1 機械選型

1.1 拌和機

與普通混凝土路面相同，在碾壓混凝土路面施工中同樣要采用可實現(xiàn)自動計量的拌和機，這是保證質(zhì)量與進度的重要基礎(chǔ)。但由于碾壓混凝土屬于超干硬混凝土，對拌和機拌和性能有更高要求，需采用強制式拌和機。

根據(jù)相關(guān)研究成果，混凝土稠度與發(fā)生的波動都會對成型后路面實際平整度造成影響。導(dǎo)致混凝土稠度變化的原因為單位體積用水量發(fā)生變化，而引起用水量變化的原因為拌和時加水量改變或砂石料實際含水量改變。采用一般自動計量拌和機時，雖然能對加水量予以嚴(yán)格控制，但不能根據(jù)砂石料實際含水量及其變化對加水量進行調(diào)整。對此，建議使用能對砂石實際含水量進行自動檢測的拌和機，或在一般拌和機基礎(chǔ)上配備可對砂石料實際含水量進行快速檢測的系統(tǒng)。確定攪拌機具體形式后，對拌和效果有較大影響的因素為拌和時間。若選擇的是間歇式拌和機，則其拌和時間需結(jié)合實際拌和效果做適當(dāng)調(diào)整，而選擇連續(xù)式拌和機時，需確保拌和后的混合料達(dá)到均勻。為達(dá)到預(yù)期效果，對所選連續(xù)式拌和機，其葉片應(yīng)可以調(diào)整，如果無法調(diào)整，則應(yīng)考慮通過二次攪拌來解決。

為了使混合料生產(chǎn)能力與現(xiàn)場攤鋪進度良好適應(yīng)，若一臺拌和機無法達(dá)到要求，則需配備多臺拌和機進行聯(lián)合作業(yè)。此時要保證混合料拌和效果達(dá)到一致，否則會對出料均勻性造成很大影響，進而影響到施工質(zhì)量。若采用多臺攤鋪機進行作業(yè)，不僅要使原材料相同或相近，而且還要使用型號完全相同的拌和機，此外還要提前做好標(biāo)定，以免影響出料的均勻性。

1.2 運輸車

運輸車性能對混合料的生產(chǎn)及攤鋪系統(tǒng)能否穩(wěn)定、連續(xù)運行有直接影響。為便于和拌和機之間的配合，運輸車應(yīng)能順利進入卸料斗下方，同時高度應(yīng)合適，防止與拌和機發(fā)生碰撞，并避免落距過大導(dǎo)致離析。同時，為便于和攤鋪機之間的配合，所用運輸車還應(yīng)確保卸料順利完成，以免對攤鋪機的連續(xù)作業(yè)造成影響。根據(jù)試驗路經(jīng)驗，運輸車以載重在10～20t范圍內(nèi)的自卸車為宜，且料斗要有良好的升降功能，懸架高度應(yīng)與攤鋪機之間良好配合，并按照實際情況進行覆蓋。

1.3 攤鋪機

在碾壓混凝土路面施工中，攤鋪作為一道關(guān)鍵工序，在選擇攤鋪機類型時應(yīng)注意以下兩點：第一，保證路面平整度，這是保證之后碾壓達(dá)到密實的關(guān)鍵?；诖耍x攤鋪機不僅要有良好的工作性能，而且還需配備穩(wěn)定的自動找平及供料系統(tǒng)；第二，使攤鋪后的混合料有一定預(yù)壓密實度?；旌狭喜捎脭備仚C完成攤鋪后，需采用大型振動壓路機進行碾壓才可以達(dá)到密實。若攤鋪完成后混合料比較松散，則在碾壓時會產(chǎn)生明顯的推移，使平整度被嚴(yán)重破壞。此外，從碾壓混凝土路面的成型過程可以看出（見圖1），完成攤鋪施工后，受到持續(xù)壓實作用會使路面產(chǎn)生一定沉降，使基層結(jié)構(gòu)的凹凸在路面上反映出來。在這種情況下，若能提高攤鋪后密實度，則可減小壓實后路面的沉降量，進而減小對路面平整度造成的破壞，保證壓實完成后路面的平整度。結(jié)合相關(guān)試驗結(jié)果，攤鋪過程中的預(yù)壓密實度需達(dá)到88%以上。

圖1 一般混凝土路面和碾壓混凝土路面成型過程對比

2 混凝土拌制

混凝土拌制是指將質(zhì)量滿足要求的不同原材料按照一定配合比均勻混合。在進行料場管理與材料計量時，對于碾壓混凝土，其要求和普通混凝土并沒有太大差別，只是因為碾壓混凝土實際用水量相對較少，所以通過拌和達(dá)到均勻需要的時間比較長。

通常情況下，當(dāng)拌和的形式與機具不同時，拌和時間也不相同。即便采用同一種類型的拌和機，其葉片線速度、形式與位置不同也會對最終拌和效果造成影響，所以拌和時間作為混凝土生產(chǎn)重要參數(shù)往往難以統(tǒng)一規(guī)定[1]。結(jié)合相關(guān)試驗結(jié)果，充分參考國內(nèi)外現(xiàn)有經(jīng)驗，在施工過程中應(yīng)先做好試拌，按照拌和達(dá)到均勻這一基本要求確定拌和時間，然后在正式拌和過程中按照這一指標(biāo)嚴(yán)格控制。對于混凝土的拌和效果，一般采用實際抗折強度和設(shè)計值之間的偏差率作為指標(biāo)，通過專門的試驗加以驗證。

3 混凝土攤鋪

混凝土攤鋪是重要施工工序之一，是指將檢查合格的混凝土以要求的尺寸與預(yù)壓密實度沿橫縱向均勻鋪筑至基層表面，其主要工藝參數(shù)包括自動找平裝置的工作參數(shù)、混凝土攤鋪速度及熨平板工作參數(shù)等。

（1）自動找平裝置，是保證混凝土攤鋪質(zhì)量的重要部分，現(xiàn)在基本所有攤鋪機都配備自動找平裝置。在施工過程中應(yīng)選擇適宜的找平基準(zhǔn)，確保裝置始終處在最佳工作狀態(tài)。

（2）松鋪系數(shù)，實際上是混凝土攤鋪厚度和壓實厚度之比，采用合理的松鋪系數(shù)是使攤鋪厚度達(dá)到壓實厚度要求的關(guān)鍵。另外，松鋪系數(shù)在很大程度上反映了混凝土攤鋪過程中的預(yù)壓密實度，與攤鋪機自身性能、混凝土攤鋪速度及攤鋪施工的各項工藝參數(shù)有關(guān)。在正式施工開始前，需通過專門的試驗來確定合適的松鋪系數(shù)。根據(jù)以往經(jīng)驗，松鋪系數(shù)一般為1.05～1.15[2]。

（3）攤鋪速度，是對整個施工過程有重要影響的因素，采用合適的攤鋪速度，除了能保證施工質(zhì)量，還能起到加快進度和提高設(shè)備實際利用率的作用。為確保所選攤鋪速度合理性，應(yīng)明確以下幾方面內(nèi)容：第一，攤鋪速度和路面平整度之間的關(guān)系，根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果可知，當(dāng)機械配套一定時，如果攤鋪速度加快，則平整度變差；第二，攤鋪速度和路面壓實度之間的關(guān)系，當(dāng)攤鋪機夯實能量一定時，如果攤鋪速度加快，則夯實能量變小，使預(yù)壓密實度降低，影響路面平整度；第三，攤鋪速度和施工連續(xù)性之間的關(guān)系，在確定了拌和機類型后，同樣也確定了攤鋪機理論攤鋪速度。若攤鋪速度太快，則會使供料不及時導(dǎo)致經(jīng)常性停機。根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果，停機部位的混凝土可能出現(xiàn)凸起，對路面整體平整度造成影響。而如果攤鋪速度不恒定，則會導(dǎo)致供料或預(yù)壓無法達(dá)到均勻，也會對路面整體平整度帶來一定影響；第四，攤鋪速度和攤鋪機自身行駛性能之間的關(guān)系，現(xiàn)場常用的攤鋪機都引入了全液壓驅(qū)動及機電液一體化控制技術(shù)，可實現(xiàn)無級變速[3]。然而，相關(guān)專家提出，不建議攤鋪機以不足0.5m/min的慢速持續(xù)工作，因為這樣不利于勻速行駛，導(dǎo)致發(fā)動機或變速箱過熱，縮短機械使用壽命。

綜合考慮以上因素，如果攤鋪寬度為9m，攤鋪厚度為24cm，則攤鋪速度建議按照0.6～0.9m/min嚴(yán)格控制。在實際施工中，可結(jié)合具體的機械設(shè)備配置情況，通過下式計算確定適宜的攤鋪速度：

式（1）中：V為攤鋪速度（m/min）；Q為混凝土產(chǎn)量（m3/h）；B為攤鋪寬度（m）；H為路面厚度（cm）；K為效率系數(shù)，與機械設(shè)備配套情況有關(guān)，通常在0.85～0.95范圍內(nèi)取值，當(dāng)只有一臺拌和機時，取0.85，當(dāng)采用多臺進行聯(lián)合作業(yè)時，取0.95[4]。

（4）熨平板是攤鋪機的重要部件，現(xiàn)場所有攤鋪機均配備浮動熨平板。攤鋪時，熨平板浮于混凝土之上，攤鋪機以恒定速度連續(xù)行駛時，若混凝土自身性能指標(biāo)保持不變，則熨平板的受力將始終保持平衡。對于熨平板工作角，如果是一個常數(shù)，則單位時間進入到其底部的混凝土數(shù)量將保持不變，使攤鋪厚度達(dá)到均勻；而如果工作角變大，則會使單位時間進入到其底部的混凝土數(shù)量變大，當(dāng)熨平板受到的浮力超過熨平板自重時，會使熨平板保持的平衡狀態(tài)被打破，導(dǎo)致攤鋪厚度變大，直到形成新的平衡狀態(tài)。相反，如果工作角變小，則會使單位時間進入到其底部的混凝土數(shù)量變少。當(dāng)熨平板受到的浮力低于熨平板自重時，會使熨平板保持的平衡狀態(tài)被打破，導(dǎo)致攤鋪厚度減小，直到形成新的平衡狀態(tài)。由此可見，對熨平板工作角進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整能起到調(diào)整和控制混凝土攤鋪厚度的作用。

熨平板在壓力梁與夯錘的作用下還能對路面進行預(yù)壓與整形，所以熨平板夯錘工藝參數(shù)會對路面預(yù)壓密實度及整體平整性造成很大影響。按照相關(guān)專家的建議，如果實際的攤鋪厚度與攤鋪機自身極限攤鋪厚度相接近，則需將熨平板夯錘的行程調(diào)至最大，同時將其他參數(shù)控制在最大值的80%以內(nèi)，這樣對攤鋪機連續(xù)穩(wěn)定運行十分有利。結(jié)合以往實踐經(jīng)驗，對于不同類型的攤鋪機，需設(shè)定專門的熨平板技術(shù)參數(shù)。攤鋪預(yù)壓完成后，路面壓實度應(yīng)達(dá)到85%以上。

4 混凝土碾壓

碾壓的作用在于使攤鋪到位的混凝土達(dá)到充分密實，最終形成堅固的路面。當(dāng)混凝土的配合比與碾壓所用機械設(shè)備均確定后，壓實效果會受到以下因素的影響。

（1）碾壓段長度。將混凝土拌和好后，由于水分蒸發(fā)和水泥水化反應(yīng)，會使混凝土稠度不斷增加，碾壓性能降低，如未能盡快碾壓，將導(dǎo)致壓實度較低。此外，與水穩(wěn)基層及普通混凝土相同，如果加水拌和與碾壓成型之間相隔很長時間，會使強度損失明顯增大。對此，為保證路面強度，碾壓段長度不能太長，且完成攤鋪的部分應(yīng)盡快進行碾壓。然而，碾壓段長度太短會使壓路機多次轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生很多接頭，也會對壓實均勻性及路面整體平整度造成影響?；诖?，對碾壓段長度而言，應(yīng)是強度損失可以容許的最大長度。若按照施工時間來計算，將攤鋪45min形成的長度作為標(biāo)準(zhǔn)碾壓段長度較為適宜。

（2）碾壓次序。碾壓工序主要包含3個子工序，即初壓、復(fù)壓與終壓?；炷翑備佂瓿珊?，盡管路面已經(jīng)有一定的密實度，但并不可以直接開始振動碾壓，否則將導(dǎo)致混凝土推移。因此，攤鋪完成后應(yīng)先予以穩(wěn)壓，即初壓。通過初壓，能提高混凝土表面密實度，為之后的振動碾壓奠定良好基礎(chǔ)?；诖?，初壓對碾壓機械沒有太高的要求，一般利用靜力壓路機進行，碾壓2遍。復(fù)壓作為碾壓關(guān)鍵工序，是使路面全厚度達(dá)到預(yù)期密實狀態(tài)的過程。復(fù)壓應(yīng)使用振動壓路機，同時選擇合適的振動參數(shù)，碾壓遍數(shù)應(yīng)足夠。在復(fù)壓過程中，壓路機輪應(yīng)有其寬度1/3左右的重疊，這樣能有效消除輪跡，保證路面整體平整度。如果壓路機的振動能量相對較小，則要適當(dāng)增加重疊寬度。對于復(fù)壓的遍數(shù)，主要和所用壓路機的技術(shù)性能、碾壓厚度及重疊寬度等因素有關(guān)，通常不少于2遍，現(xiàn)場施工中需通過專門的測定得出。在攤鋪與采用鋼輪壓路機進行碾壓時，可能會使路面層產(chǎn)生深度不大的裂縫。根據(jù)實踐經(jīng)驗，采用輪胎壓路機進行碾壓能消除這些深度不大且細(xì)小的裂縫，而且碾壓完成后在路面產(chǎn)生的宏觀構(gòu)造還能增強路面實際抗滑力?；诖?，在條件允許的情況下，終壓建議使用輪胎壓路機進行，終壓的遍數(shù)一般為2～8遍。

（3）振動頻率與幅度。采用振動壓路機進行碾壓時，其振動頻率與幅度在很大程度上決定了最終的壓實效果。通過試驗可知，高頻低幅對保證壓實度有利。

（4）碾壓速度。初壓時，速度宜按照1.5～2.0km/h控制；復(fù)壓時，速度宜按照2.0～3.0km/h控制；終壓時，速度宜按照4.0～6.0km/h控制。

5 結(jié)語

綜上所述，碾壓混凝土路面以其優(yōu)異的性能在當(dāng)前公路工程建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文提出了該路面施工技術(shù)的一些關(guān)鍵內(nèi)容，旨在為實際工程施工提供技術(shù)參考，保證路面質(zhì)量。