公路隧道混凝土路面施工質(zhì)量控制

PAGE公路隧道混凝土路面施工質(zhì)量控制水泥混凝土路面是以水泥漿為膠凝材料，以粗細集料為剛架形成強度的一種高級路面。其具有剛度大、強度高、耐磨特性好、整體性與穩(wěn)定性優(yōu)等特點。目前，福建省高速公路隧道路面施工基本采用水泥混凝土路面，而高速公路水泥混凝土路面要承受車輛高密度荷載的沖擊、摩擦和溫度、濕度的反復(fù)變化所造成的彎、拉、壓力。因此要求它必須具備較高的抗彎拉強度和耐久性。2003年6月，交通部頒布的JTGD40-2002《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》將高等級公路路面水泥混凝土28天齡期設(shè)計抗彎拉強度從老規(guī)范4.5MPa提高到5.0MPa，這一關(guān)鍵指標(biāo)的提高，提升了我國高等級水泥混凝土路面的工程質(zhì)量，消除了水泥混凝土路面的質(zhì)量隱患，增加路面混凝土強度，從而必將延長其使用壽命。然而抗彎拉強度指標(biāo)的提高，亦加大了路面施工的難度。在xx高速公路MA3合同段路面施工中，我們通過制定周密的施工方案，科學(xué)的指導(dǎo)和嚴(yán)格的控制施工質(zhì)量，順利地完成了滿足高等級公路設(shè)計要求的高質(zhì)量隧道路面混凝土。1工程概況xx高速公路MA3合同段，全長10.03公里，其中馬仔嶺隧道1180米,麻嶺隧道710米,均為分離式公路隧道，設(shè)計行車速度為80km/h,行車道寬度為2×3.75米,兩側(cè)路緣帶寬為0.5米,路面寬度8.5米,兩側(cè)余寬0.25米,橫坡2%,單側(cè)設(shè)檢修道寬0.75米（高于路面0.25米）,縱向坡度-0.24%~-2.95%.路面設(shè)計總量32810m2,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計為150mmC20混凝土調(diào)平層，抗壓回彈模量26000MPa；260mmC35水泥混凝土面層，彎拉設(shè)計強度5.0MPa。2隧道路面混凝土的配制認(rèn)真優(yōu)選各種原材料，合理確定配合比參數(shù)，是提高路面混凝土抗彎拉強度的關(guān)鍵。早在路面開工前三個月，我們就著手原材料試驗及混凝土試配工作，通過大量室內(nèi)外試驗，選擇滿足設(shè)計要求的混凝土配合比。2.1主要原材料的選擇2.1.1水泥根據(jù)JTGF30-2003《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》要求，路面工程水泥的選用，除各項路用品質(zhì)必須合格外，同時強調(diào)“應(yīng)通過混凝土配合比試驗，根據(jù)其配制彎拉強度、耐久性和工作性優(yōu)選適宜的水泥品種、強度等級”，路面混凝土各項技術(shù)指標(biāo)滿足要求后方可使用。而且，水泥種類一旦選定，不得隨意更改。經(jīng)過反復(fù)試驗和篩選，我們選用了福建省大田縣巖城水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的“巖城”牌P.042.5級水泥作為混凝土路面施工，其各項物理力學(xué)性能指標(biāo)均能滿足有關(guān)規(guī)范要求。2.1.2集料2.1.2.1細集料：路面混凝土用細集料應(yīng)采用潔凈、堅硬，符合規(guī)定的級配要求且細度模數(shù)大于2.5的II區(qū)中粗砂。施工中要求同一配合比用砂的細度模數(shù)變化范圍不宜超過0.3，否則，應(yīng)分別堆放，并調(diào)整配合比中的砂率后使用。2.1.2.2粗集料路面混凝土用粗集料應(yīng)選用表面粗糙且多棱角、質(zhì)地堅硬、耐久的碎石、碎卵石和卵石。與水泥漿粘結(jié)性好的碎石所配制的混凝土具有較高的強度，施工中在母材強度符合規(guī)范要求的前提下，應(yīng)采用錘式反擊破碎石機加工的粗集料，并按方孔篩采用4.75～16mm和16～31.5mm或其它粒級進行分級摻配。2.1.3外加劑根據(jù)現(xiàn)場施工情況可以選用減水劑、緩凝劑、早強度和抗折劑。選擇外加劑品種前，必須與所用的水泥進行適應(yīng)性檢驗，高等級公路路面混凝土宜選用減水率大、坍落度損失小、可調(diào)控凝結(jié)時間的外加劑。在路面混凝土配合比試配過程中，經(jīng)過反復(fù)試驗，我們選用了廈門創(chuàng)慧建材廠生產(chǎn)的“XH-I”型混凝土抗折劑作為路面施工外加劑。該抗折劑各項性能指標(biāo)檢測結(jié)果如下：項目廠家控制性能指指標(biāo)實測值XH-I型減水率%≥1218.4泌水率比%≤9040.2含氣量%≤4.01.8凝結(jié)時間之差mmin初凝-90～+3000+169終凝+164抗壓強度比%1d≥1301863d≥1201657d≥11515928d≥110145抗折強度比%1d≥1401453d≥1301327d≥12012528d≥115118收縮率比%28d≤120112對鋼筋銹蝕作用用應(yīng)說明對鋼筋有有無銹蝕危危害無備注該抗折劑設(shè)計試試配使用摻摻量2%2.1.4拌和水應(yīng)采用飲用水。也可采用硫酸鹽含量PH值符合規(guī)定的非飲用水。當(dāng)?shù)氐牡乇硭?jīng)有關(guān)單位檢測合格也可用作混凝土拌和用水。2.1.5外摻料經(jīng)有關(guān)部門同意，并經(jīng)過經(jīng)驗驗證，可采用I級粉煤灰來改善混凝土的性能。以上所有路面混凝土用原材料在施工前需經(jīng)認(rèn)真反復(fù)試驗和篩選，各項原材料質(zhì)量均應(yīng)符合JTGF30-2003《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》中原材料技術(shù)要求的規(guī)定。2.2配合比設(shè)計根據(jù)JTGF30-2003《水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，在路面混凝土配合比設(shè)計中采用了抗彎拉強度指標(biāo)的設(shè)計方法。2.2.1試配強度路面混凝土抗彎拉強度的試配強度(fcf,o)按以下公式確定：fc=fr/(1-1.04Cv)+ts式中：fc——配制28天彎抗強度，Mpa；fr——設(shè)計彎抗強度，Mpa；t——保證系數(shù)率；s——彎抗強度實驗樣本的偏差，Mpa；Cv——彎抗強度變異系數(shù)。2.2.2設(shè)計參數(shù)選擇2.2.2.1坍落度：根據(jù)國內(nèi)振搗設(shè)備和施工條件的實際情況，大部分施工單位采用三滾軸機組攤鋪和插入式振搗棒組的排式振搗機進行施工。因此，根據(jù)施工經(jīng)驗，現(xiàn)場拌料出機時坍落度選擇30～50mm，攤鋪時坍落度為10～30mm較為合適?；炷吝^于干硬，操作則比較困難且平整度也較難達到規(guī)范要求。2.2.2.2水灰比：水灰比按經(jīng)驗選擇，如無經(jīng)驗數(shù)據(jù)可按公式計算，高等級公路最大水灰比規(guī)定不得大于0.44，使用42.5級水泥最小水泥用量不得小于300kg/m3.2.2.2.3砂率：砂率是指砼中砂的質(zhì)量與砂石總質(zhì)量的比率。砂率大小可根據(jù)砂的細度模數(shù)和粗集料種類，查下表取值：砂細度模數(shù)2.2-2.552.5-2.882.8-3.113.1-3.443.4-3.77砂率SP(%)碎石30-3432-3634-3836-4038-42卵石28-3230-3432-3634-3836-40注：碎卵石可在碎石和卵石之間內(nèi)插取值。2.2.2.4假定路面混凝土表觀密度值為2400～2450kg/m3。路面混凝土配合比設(shè)計步驟，可參照J(rèn)TGF30-2003《水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》4.1條和JTJ55-2000《普通砼配合比設(shè)計規(guī)程》普通混凝土配合比設(shè)計進行。3隧道路面施工工藝流程質(zhì)量控制在高速公路隧道路面混凝土中，其抗壓強度、抗彎拉強度、厚度及平整度是質(zhì)量檢驗中的必檢項目。因此，施工中除重點控制原材料質(zhì)量外，還應(yīng)加強對工藝流程中混凝土拌和物的拌和、運輸、攤鋪、振搗、抹面和養(yǎng)護等施工工藝流程進行控制，要確保操作有序、不中斷、順暢的流水作業(yè)。3.1隧道水泥混凝土路面施工工藝流程圖三滾軸機組攤鋪排式振搗機振搗校正固定傳力桿攤鋪、滾壓平板振動器振動抹平機抹平攤鋪機靜滾壓三滾軸機組攤鋪排式振搗機振搗校正固定傳力桿攤鋪、滾壓平板振動器振動抹平機抹平攤鋪機靜滾壓方直尺橫向刮平方直尺縱向刮平3收漿、抹光3m直尺檢查平整度3二次收漿、抹光3m直尺檢查平整度3合格結(jié)束否原材料選材試驗，經(jīng)檢測合格對機械、設(shè)備、儀器等進行全面調(diào)試、校核、標(biāo)定、維修和保養(yǎng)等檢查立模，對調(diào)平層進行標(biāo)高復(fù)測，清除表面浮渣攪拌機拌料運輸配合比設(shè)計坍落度檢測人工攤鋪磨光機提漿覆蓋養(yǎng)生14天3.2隧道路面施工前的準(zhǔn)備：3.2.1測量放樣，復(fù)測調(diào)平層標(biāo)高,對于隧道調(diào)平層侵入混凝土面層者,應(yīng)予以鑿除,確保面板厚度，并清理干凈；低于面層5cm者，應(yīng)采用同面層設(shè)計強度等級混凝土找平。3.2.2模板安裝并復(fù)測其標(biāo)高，誤差控制在±5mm內(nèi)。3.2.3及時清掃并用高壓水沖冼隧道調(diào)平層表面水泥砂漿浮渣和塵土，使面板混凝土與調(diào)平層混凝土充分接觸。3.3攪拌水泥混凝土攪拌質(zhì)量直接影響砼的內(nèi)在質(zhì)量，混凝土的質(zhì)量亦影響路面的平整度?；炷翑嚢铏C在拌和前應(yīng)拌制一定數(shù)量的同比例砂漿來潤濕拌和機內(nèi)壁，按粗集料、細集料、外加劑、水泥的順序進行加料，進料后邊攪拌邊加水，攪拌時間應(yīng)保證混合料充分?jǐn)嚢杈鶆?，氣泡充分溢出。一般混凝土拌和時間不小于1.5～3min，攪拌時間過短會影響硬化后強度，時間過長影響混凝土的和易性且混凝土的含氣量會發(fā)生變化。在有可能條件下，可采用二次攪拌，將有效提高混凝土品質(zhì)。3.4運輸運輸工具選用的標(biāo)準(zhǔn)是保質(zhì)保量，時間快，不漏漿，不離析，出料高度應(yīng)小于1.5米。當(dāng)車輛將混凝土拌和物運至施工現(xiàn)場時，應(yīng)有專人指揮車輛均勻卸料，布料應(yīng)與攤鋪速度相適應(yīng)。3.5攤鋪(以三滾軸機組和插入式振搗棒組的排式振搗機為例)當(dāng)坍落度為10～40mm的混凝土拌和物攤鋪時，松鋪系數(shù)為1.12～1.15。坍落度大時取低值，坍落度小時取高值，超高路段，橫坡高側(cè)取高值，橫坡低側(cè)取低值。攤鋪時應(yīng)避免混凝土拌和物離析。三滾軸攤鋪整平機行走輥與槽鋼邊模頂雜物要及時清除，邊行走邊清理，設(shè)有專人負責(zé)。對每一段混凝土攤鋪、整平、壓實至少行走6次以上，并不斷用鍬填或鏟除混凝土，平整后再靜壓3～4次。一次行走的距離一般為6-10米。3.6振搗混凝土拌合物布料長度大于10米時，便可開始振搗作業(yè)。3.6.1三滾軸機組鋪筑混凝土面積時，必須同時配備有一臺安裝插入式振搗棒組的排式振搗機，振搗棒的直徑宜為50～100mm，間距不應(yīng)大于其有效作用半徑的1.5倍，并且不大于500mm。排振兩側(cè)各配置一臺桿入式振搗器，輔以人工振搗。插入式振搗棒組的振動頻率可在50～200HZ之間選擇，當(dāng)面板厚度較大和坍落度較低時，宜使用100HZ以上的高頻振搗棒。該機宜同時配備螺旋布料器和松方控制刮極，并具備自動行走功能。3.6.2混凝土的振搗過程是拌和物的下陷，流平與沉實的同時排除氣泡的過程。振搗時間不宜過長，只要混凝土表面出現(xiàn)鏡面水泥砂漿，混凝土與模板相聯(lián)處也出現(xiàn)水泥漿，表面停止冒出氣泡就說明混凝土已振搗密實。若振搗時間不足，抹面困難且抹面后集料外露，路面平整度較差，若振搗時間過長，集料嚴(yán)重下沉，影響路面上部結(jié)構(gòu)的耐磨性?？刹捎貌迦胧脚攀秸駬v拌機和平板式振搗相結(jié)合來進行。3.7抹平抹平應(yīng)分兩道工序進行粗平。首先用5米長15×15cm鋁盒金方直尺橫向推平水泥漿二遍，再縱向用方直尺推平水泥漿二遍，都同時找平，進行修補高或低處，再推平，抹光，精平，當(dāng)混凝土表面砂漿比較干硬時，可采用磨光機打磨提漿，用3米直尺縱向和橫向嚴(yán)格檢查，大于3mm的不平整處必須盡快修整平整，使其達到規(guī)范要求；小于3mm者，可在抹光技巧性調(diào)整。當(dāng)混凝土表面泛白時，采用長40cm的木模子收漿抹光，抹面后的路面應(yīng)平整密實。3.8養(yǎng)護養(yǎng)護目的是保證混凝土在強度增長的過程中水泥反應(yīng)所需的水分和溫度。因此，當(dāng)路面混凝土施工完畢后，應(yīng)及時用土工布覆蓋并開始澆水養(yǎng)生。路面混凝土養(yǎng)護期一般為7～14天。4路面混凝土施工中質(zhì)量管理通病及防治4.1原材料選擇不當(dāng)4.1.1水泥4.1.1.1禁止使用游離氧化鈣和氧化鎂含量較高、水泥體積穩(wěn)定性差的水泥。新出廠的水泥不能立即使用，因為新出廠的水泥溫度較高，且游離氧化鈣等還沒有完全消解，穩(wěn)定性差。水泥熟料如煅燒不充分，會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因為它的水化過程較慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面現(xiàn)出龜裂、斷板等。為防止水泥安全性不良引起路面裂縫，應(yīng)加強對水泥的檢驗，并選用低堿性水泥。4.1.1.2一般來說，高等級公路隧道路面施工從拌料到抹面等全過程的時間往往較長，超過水泥凝結(jié)時間的現(xiàn)象屢見不鮮，而水泥的凝結(jié)時間問題是影響混凝土路面澆筑質(zhì)量的重要因素。因此，在路面混凝土施工中要求水泥的初凝時間不得早于1.5h，終凝時間不得遲于10h。4.1.1.3不同品種水泥不得隨意摻合使用，因為不同水泥中混合材質(zhì)量及摻量都不同，摻合后將使水泥性能發(fā)生變化，降低強度等級。4.1.2粗、細集料4.1.2.1集料中針片狀石子含量應(yīng)符合規(guī)范要求。若針片狀石子含量過高在混凝土中易出現(xiàn)架空現(xiàn)象，空隙率較大，受壓易折斷，從而影響混凝土強度。4.1.2.2粗集料中的含泥量、含石粉量不能超出規(guī)范要求。在拌制路面混凝土過程中，若粗集料中的含泥量、含石粉量超標(biāo)，將直接影響水泥漿與集料之間的握裹能力，同時對路面塑性收縮開裂和干縮變形影響很大，從而降低混凝土強度。粗集料加工時，應(yīng)采用水洗篩分。施工中要采用高壓沖水裝置，對局部含泥量、含石粉量超標(biāo)的粗集料進行高壓翻洗，以確保干凈的粗集料用于混凝土拌合工程中。4.1.2.3粗集料的最大粒徑和級配控制根據(jù)JTGF30-2003《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)使用分級的粗集料，按最大公稱粒徑的不同采用2～4個粒級的集料進行摻配，使其應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的級配要求。碎石最大公稱粒徑不應(yīng)大于31.5mm。4.2混凝土配合比控制不嚴(yán)且計量不準(zhǔn)確4.2.1水灰比施工中如水灰比偏大，使混凝土密實性降低，但水灰比偏小時，因和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實，都會造成混凝土強度降低。路面混凝土施工時應(yīng)準(zhǔn)確掌握粗、細集料含水量，并根據(jù)氣溫和混凝土輸送距離等因素適時調(diào)整水灰比。4.2.2計量不準(zhǔn)確混凝土的配合比是根據(jù)混凝土的強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，混凝土拌合時，各種衡器應(yīng)經(jīng)有關(guān)計量檢定部門檢定，且應(yīng)保持準(zhǔn)確?；炷涟韬驮试S計量誤差為：水泥及外摻料±1%，粗細集料±2%，水±1%，外加劑±1%。施工中若計量不準(zhǔn)確也影響砂石材料的級配，沒有一個良好的集料級配，混凝土的密實性就難以保證。采用自動計量的拌和站可以克服人為因素，解決計量誤差。4.3施工操作不規(guī)范4.3.1標(biāo)高控制不嚴(yán)。施工中若標(biāo)高控制不嚴(yán)，使混凝土板