关于发布《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30--2003)的公告¶
第 5 号¶
现发布《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30—2003),自2003年7月1日起施行。
该《规范》由交通部公路科学研究所主编并负责解释,人民交通出版社出版。请各单位在实践中注意积累资料,总结经验,及时将发现的问题和修改意见函告交通部公路所(北京西土城路8号,邮编100088,电话:010-62079687)与中建标公路工程委员会秘书处(北京西土城路8号,邮编100088,电话:010-62079195),以便修订时参考。
特此公告。
中华人民共和国交通部
二〇〇三年三月二十八日
前言¶
根据交通部交公路发(1999)739号《关于下达1999年度公路建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知》,由交通部公路科学研究所作为《公路水泥混凝土路面施工技术规范》的主编单位,湖南省、广西壮族自治区、广东省、黑龙江省交通厅作为参编单位进行该规范的修订工作。
在本规范编制过程中,开展了专题研究,进行了广泛调查研究,总结了自1987年以来我国水泥混凝土路面已经发展和成熟的5种施工方式,以及多种新型水泥混凝土路面结构形式,参考ISO/IEC标准及发达国家的水泥混凝土路面施工技术规范,提出征求意见稿,并以多种方式广泛征求了全国各有关单位意见,进行了反复修改、审查,中建标公路委员会组织总校,由交通部审批定稿。
本规范规定的主要内容有:
-
水泥混凝土路面原材料、配合比及所用辅助材料的技术要求;
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路面混凝土搅拌和运输技术要求;
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目前我国水泥混凝土路面施工采用的 5 种施工方式(滑模、轨道、碾压、三辊轴、小型机具施工)的各工艺环节;
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新型水泥混凝土路面结构形式(钢筋混凝土、钢纤维混凝土路面及桥面等)的施工方式和技术;
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接缝施工、抗滑构造施工及特殊气候条件下的施工技术要求;
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水泥混凝土路面施工质量管理与检查验收、安全生产。
为了提高规范质量,并将新技术、新材料、新工艺及时地反映在规范中,请各单位在执行本规范的过程中,注意总结经验、积累资料,对使用过程中发现的问题和修改建议,随时函告交通部公路科学研究所(地址:北京西土城路8号,邮政编码:100088),以便今后修订时参考。
主编单位:交通部公路科学研究所
参编单位:湖南省交通厅
广西壮族自治区交通厅
广东省交通厅
黑龙江省交通厅
主要起草人:傅智、刘清泉、牛开民、喻波、梁军林、徐加绛、杨泽涛
1 总则¶
1.0.1 为适应公路建设和交通运输发展的需要,提高我国公路水泥混凝土路面(简称混凝土路面)工程的施工技术水平,保证其施工质量,制定本规范。¶
1.0.2 本规范适用于采用滑模摊铺机、轨道摊铺机、三辊轴机组、小型机具施工的各级新建或改建公路混凝土路面工程,也适用于采用沥青摊铺机摊铺的碾压混凝土路面工程。¶
1.0.3 混凝土路面的施工应根据合同及设计文件、施工现场所处的气候、水文、地形等环境条件,选择满足质量指标要求、性能稳定的原材料,确定配合比、设备种类和施工工艺,进行详细的施工组织设计,建立完备的施工质量保障体系。¶
1.0.4 混凝土路面施工应积极采用新材料、新装备、新工艺和新技术,不断提高混凝土路面工程质量和施工技术水平。¶
1.0.5 混凝土路面施工除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。¶
2 术语¶
2. 0.1 路面水泥混凝土 Paving Cement Concrete¶
满足路面摊铺工作性、弯拉强度、表面功能、耐久性及经济性等要求的水泥混凝土材料。
2. 0.2 滑模铺筑 Slipform Paving¶
采用滑模摊铺机铺筑混凝土路面的施工工艺。其特征是不架设边缘固定模板,能够一次完成布料摊铺、振捣密实、挤压成形、抹面修饰等混凝土路面摊铺功能。
2. 0.3 轨道铺筑 Trailform Paving¶
采用轨道摊铺机铺筑混凝土路面的施工工艺。
2. 0.4 三辊轴机组铺筑 Paving By Vibrator and Triple-roller-tube Combination¶
采用振捣机、三辊轴整平机等机组铺筑混凝土路面的施工工艺。
2. 0.5 小型机具铺筑 Simple Machine Paving¶
采用固定模板,人工布料,手持振捣棒、振动板或振捣梁振实,棍杠、修整尺、抹刀整平的混凝土路面施工工艺。
2. 0.6 碾压混凝土路面铺筑 Paving by Roller Compacted Concrete Pavement¶
采用特干硬性水泥混凝土拌合物,使用沥青摊铺机摊铺、压路机械碾压密实成形的混凝土路面施工工艺。
2. 0.7 真空脱水工艺 Vacuum Pumping Technique¶
混凝土路面摊铺后,随即使用真空泵及真空垫等专用吸水装置,将新铺筑路面混凝土中多余水分吸除的一种面层施工工艺。
2. 0.8 工作性 Workability¶
混凝土拌合物在浇注、振捣、成形、抹平等过程中的可操作性。它是拌合物流动性、可塑性、稳定性和易密性的综合体现。
2. 0.9 振动粘度系数 Vibrating Viscosity Coefficient¶
在特定振动能量作用下,混凝土拌合物内部阻碍水泥、粗细集料、气泡等质点相对运动的摩阻能力。它反映了振捣时混凝土拌合物中气体上升排除、集料下沉稳固的难易程度,用于测定混凝土拌合物的振捣易密性。
2. 0.10 碾压混凝土压实度 Compacting Ratio of Roller Compacted Concrete¶
干硬性混凝土拌合物现场压实后的湿密度与配合比设计时标准压实(空隙率为4%)下湿密度之比。
2. 0.11 改进 VC 值 Modified VC Value¶
用于测定碾压混凝土拌合物稠度的一种改进的维勃工作度。
2. 0.12 振捣棒的有效作用半径 Vibrator Effective Radius¶
插入式振捣棒在混凝土拌合物中能振实该拌合物的作用距离。
2. 0.13 构造深度 Texture Depth¶
使用拉毛、塑性刻槽或硬性刻槽等工艺制作的沟槽或纹理的平均深度。
2. 0.14 基准水泥混凝土 Reference Cement Concrete¶
不掺掺合料或外加剂的水泥混凝土。在对比掺合料的使用效果时,为不掺掺合料但掺有外加剂的混凝土;在比较外加剂的使用效果时,为无掺合料和外加剂、用基准水泥配制的混凝土。
2. 0.15 粉煤灰超量取代法 Over Substitute Method of Fly Ash¶
通过超量取代水泥使粉煤灰混凝土与基准混凝土在相同龄期时获得同等强度的掺配方法。
2. 0.16 粉煤灰超量取代系数 Over Substitute Coefficient of Fly Ash¶
粉煤灰掺入量与其所取代水泥量的比值。
2. 0.17 填缝料形状系数 Fillers' Shape Coefficient¶
填缝料灌缝时的深度与宽度之比。
2. 0.18 前置钢筋支架法 Pre-located Steel Guesses Method¶
混凝土路面铺筑过程中,布料前在基层上预先安置胀缝或缩缝传力杆钢筋支架的一种施工方法。
2. 0.19 传力杆插入装置 Dowel Bar Inserter (DBI)¶
滑模摊铺机配备的一种可自动插入缩缝传力杆的装置。
2.0.20 碱集料反应 Alkali Aggregate Reaction¶
指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与集料中的碱活性矿物成分在混凝土固化后缓慢发生导致混凝土破坏的化学反应。
2. 0.21 亚甲蓝 MB 值 MB Value¶
用于判定机制砂中粒径小于 $ 75\mu m $ 的颗粒主要是泥土还是石粉的指标。
2. 0.22 砂浆磨光值 Polished Mortar Value(PMV)¶
经磨光后砂浆表面的摩擦系数。
2.0.23 填充体积率 Filling Volume Radio¶
混凝土中粗集料的体积占有率。用 $ 1 \, m^{3} $ 混凝土中粗集料用量除以其视密度计算。
2. 0.24 轻物质 Light Materials¶
表观密度小于 $ 2000kg/m^{3} $ 的物质。
3 原材料技术要求¶
3.1 水 泥¶
3.1.1 特重、重交通路面宜采用旋窑道路硅酸盐水泥,也可采用旋窑硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;中、轻交通的路面可采用矿渣硅酸盐水泥;低温天气施工或有快通要求的路段可采用R型水泥,此外宜采用普通型水泥。各交通等级路面水泥抗折强度、抗压强度应符合表3.1.1的规定。¶
| 交通等级 | 特重交通 | 重交通 | 中、轻交通 | |||
| 龄期(d) | 3 | 28 | 3 | 28 | 3 | 28 |
| 抗压强度(MPa),≥ | 25.5 | 57.5 | 22.0 | 52.5 | 16.0 | 42.5 |
| 抗折强度(MPa),≥ | 4.5 | 7.5 | 4.0 | 7.0 | 3.5 | 6.5 |
3.1.2 水泥进场时每批量应附有化学成分、物理、力学指标合格的检验证明。各交通等级路面所使用水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合表 3.1.2 的规定。¶
| 水泥性能 | 特重、重交通路面 | 中、轻交通路面 |
| 铝酸三钙 | 不宜>7.0% | 不宜>9.0% |
| 铁铝酸四钙 | 不宜<15.0% | 不宜<12.0% |
| 游离氧化钙 | 不得>1.0% | 不得>1.5% |
| 氧化镁 | 不得>5.0% | 不得>6.0% |
| 三氧化硫 | 不得>3.5% | 不得>4.0% |
| 碱含量 | Na₂O + 0.658 K₂O≤0.6% | 怀疑有碱活性集料时,≤0.6%;无碱活性集料时,≤1.0% |
| 混合材料类 | 不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土,有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉 | 不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土,有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉 |
| 水泥性能 | 特重、重交通路面 | 中、轻交通路面 |
| 出磨时安定性 | 雷氏夹或蒸煮法检验必须合格 | 蒸煮法检验必须合格 |
| 标准稠度需水量 | 不宜>28% | 不宜>30% |
| 烧失量 | 不得>3.0% | 不得>5.0% |
| 比表面积 | 宜在300~450 m²/kg | 宜在300~450 m²/kg |
| 细度(80 μm) | 筛余量不得>10% | 筛余量不得>10% |
| 初凝时间 | 不早于1.5h | 不早于1.5h |
| 终凝时间 | 不迟于10h | 不迟于10h |
| 28d干缩率 * | 不得>0.09% | 不得>0.10% |
| 耐磨性 * | 不得>3.6 kg/m² | 不得>3.6 kg/m² |
注: $ ^{*} $28d 干缩率和耐磨性试验方法采用《道路硅酸盐水泥》(GB 13693)标准。
3.1.3 选用水泥时,除满足表 3.1.1、3.1.2 的各项规定外,还应通过混凝土配合比试验,根据其配制弯拉强度、耐久性和工作性优选适宜的水泥品种、强度等级。¶
3.1.4 采用机械化铺筑时,宜选用散装水泥。散装水泥的夏季出厂温度:南方不宜高于65℃,北方不宜高于55℃;混凝土搅拌时的水泥温度:南方不宜高于60℃,北方不宜高于50℃,且不宜低于10℃。¶
3.1.5 当贫混凝土和碾压混凝土用做基层时,可使用各种硅酸盐类水泥。不掺用粉煤灰时,宜使用强度等级 32.5 级以下的水泥。掺用粉煤灰时,只能使用道路水泥、硅酸盐水泥、普通水泥。水泥的抗压强度、抗折强度、安定性和凝结时间必须检验合格。¶
3.2 粉煤灰及其他掺合料¶
3.2.1 混凝土路面在掺用粉煤灰时,应掺用质量指标符合表 3.2.1 规定的电收尘 I、II 级干排或磨细粉煤灰,不得使用Ⅲ级粉煤灰。贫混凝土、碾压混凝土基层或复合式路面下面层应掺用符合表 3.2.1 规定的Ⅲ级或Ⅲ级以上粉煤灰,不得使用等外粉煤灰。¶
| 粉煤灰等级 | 细度①(45 μm气流筛,筛余量)(%) | 烧失量(%) | 需水量比(%) | 含水量(%) | Cl- (%) | SO ₃(%) | 混合砂浆活性指数② | |
| 7d | 28d | |||||||
| Ⅰ | ≤12 | ≤5 | ≤95 | ≤1.0 | <0.02 | ≤3 | ≥75 | ≥85(75) |
| Ⅱ | ≤20 | ≤8 | ≤105 | ≤1.0 | <0.02 | ≤3 | ≥70 | ≥80(62) |
| Ⅲ | ≤45 | ≤15 | ≤115 | ≤1.5 | — | ≤3 | — | — |
注:① $ 45\mu m $ 气流筛的筛余量换算为 $ 80\mu m $ 水泥筛的筛余量时换算系数约为 2.4;
②混合砂浆的活性指数为掺粉煤灰的砂浆与水泥砂浆的抗压强度比的百分数,适用于所配制混凝土强度等级大于等于 C40 的混凝土;当配制的混凝土强度等级小于 C40 时,混合砂浆的活性指数要求应满足 28d 括号中的数值。
3.2.2 粉煤灰宜采用散装灰,进货应有等级检验报告。应确切了解所用水泥中已经加入的掺合料种类和数量。¶
3.2.3 路面和桥面混凝土中可使用硅灰或磨细矿渣,使用前应经过试配检验,确保路面和桥面混凝土弯拉强度、工作性、抗磨性、抗冻性等技术指标合格。¶
3.3 粗集料¶
3.3.1 粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石,并应符合表3.3.1的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料级别应不低于Ⅱ级,无抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用Ⅲ级粗集料。有抗(盐)冻要求时,Ⅰ级集料吸水率不应大于1.0%;Ⅱ级集料吸水率不应大于2.0%。¶
| 项目 | 技术要求 | ||
| Ⅰ级 | Ⅱ级 | Ⅲ级 | |
| 碎石压碎指标(%) | <10 | <15 | <20 ① |
| 卵石压碎指标(%) | <12 | <14 | <16 |
| 坚固性(按质量损失计%) | <5 | <8 | <12 |
| 针片状颗粒含量(按质量计%) | <5 | <15 | <20 ② |
| 含泥量(按质量计%) | <0.5 | <1.0 | <1.5 |
| 泥块含量(按质量计%) | <0 | <0.2 | <0.5 |
| 有机物含量(比色法) | 合格 | 合格 | 合格 |
| 硫化物及硫酸盐(按 SO₃质量计%) | <0.5 | <1.0 | <1.0 |
| 项目 | 技术要求 | ||
| Ⅰ级 | Ⅱ级 | Ⅲ级 | |
| 岩石抗压强度 | 火成岩不应小于100MPa;变质岩不应小于80MPa;水成岩不应小于60MPa | ||
| 表观密度 | >2500kg/m³ | ||
| 松散堆积密度 | >1350kg/m³ | ||
| 空隙率 | <47% | ||
| 碱集料反应 | 经碱集料反应试验后,试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象,在规定试验龄期的膨胀率应小于0.10%。 | ||
注:①Ⅲ级碎石的压碎指标,用做路面时,应小于20%;用做下面层或基层时,可小于25%;
②Ⅲ级粗集料的针片状颗粒含量,用做路面时,应小于20%;用做下面层或基层时,可小于25%。
3.3.2 用做路面和桥面混凝土的粗集料不得使用不分级的统料,应按最大公称粒径的不同采用2~4个粒级的集料进行掺配,并应符合表3.3.2合成级配的要求。卵石最大公称粒径不宜大于19.0mm;碎卵石最大公称粒径不宜大于26.5mm;碎石最大公称粒径不应大于31.5mm。贫混凝土基层粗集料最大公称粒径不应大于31.5mm;钢纤维混凝土与碾压混凝土粗集料最大公称粒径不宜大于19.0mm。碎卵石或碎石中粒径小于75μm的石粉含量不宜大于1%。¶
| 类型\级 | 粒径配 | 方筛孔尺寸(mm) | |||||||
| 2.36 | 4.75 | 9.50 | 16.0 | 19.0 | 26.5 | 31.5 | 37.5 | ||
| 累计筛余(以质量计)(%) | |||||||||
| 合成级配 | 4.75~16 | 95~100 | 85~100 | 40~60 | 0~10 | ||||
| 4.75~19 | 95~100 | 85~95 | 60~75 | 30~45 | 0~5 | 0 | |||
| 4.75~26.5 | 95~100 | 90~100 | 70~90 | 50~70 | 25~40 | 0~5 | 0 | ||
| 4.75~31.5 | 95~100 | 90~100 | 75~90 | 60~75 | 40~60 | 20~35 | 0~5 | 0 | |
| 粒级 | 4.75~9.5 | 95~100 | 80~100 | 0~15 | 0 | ||||
| 9.5~16 | 95~100 | 80~100 | 0~15 | 0 | |||||
| 9.5~19 | 95~100 | 85~100 | 40~60 | 0~15 | 0 | ||||
| 16~26.5 | 95~100 | 55~70 | 25~40 | 0~10 | 0 | ||||
| 16~31.5 | 95~100 | 85~100 | 55~70 | 25~40 | 0~10 | 0 | |||
3.4 细集料¶
3.4.1 细集料应采用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂,并应符合表3.4.1 的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面使用的砂应不低于Ⅱ级,无抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用Ⅲ级砂。特重、重交通混凝土路面宜使用河砂,砂的硅质含量不应低于25%。¶
| 项目 | 技术要求 | ||
| Ⅰ级 | Ⅱ级 | Ⅲ级 | |
| 机制砂单粒级最大压碎指标(%) | <20 | <25 | <30 |
| 氯化物(氯离子质量计%) | <0.01 | <0.02 | <0.06 |
| 坚固性(按质量损失计%) | <6 | <8 | <10 |
| 云母(按质量计%) | <1.0 | <2.0 | <2.0 |
| 天然砂、机制砂含泥量(按质量计%) | <1.0 | <2.0 | <3.0 ① |
| 天然砂、机制砂泥块含量(按质量计%) | 0 | <1.0 | <2.0 |
| 机制砂MB值<1.4或合格石粉含量 ②(按质量计%) | <3.0 | <5.0 | <7.0 |
| 机制砂MB值≥1.4或不合格石粉含量(按质量计%) | <1.0 | <3.0 | <5.0 |
| 有机物含量(比色法) | 合格 | 合格 | 合格 |
| 硫化物及硫酸盐(按 SO₃质量计%) | <0.5 | <0.5 | <0.5 |
| 轻物质(按质量计%) | <1.0 | <1.0 | <1.0 |
| 机制砂母岩抗压强度 | 火成岩不应小于100MPa;变质岩不应小于80MPa;水成岩不应小于60MPa。 | ||
| 表观密度 | >2500kg/ m³ | ||
| 松散堆积密度 | >1350kg/ m³ | ||
| 空隙率 | <47% | ||
| 碱集料反应 | 经碱集料反应试验后,由砂配制的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象,在规定试验龄期的膨胀率应小于0.10% | ||
注:①天然Ⅲ级砂用做路面时,含泥量应小于3%;用做贫混凝土基层时,可小于5%;
②亚甲蓝试验 MB 试验方法见附录 B。
3.4.2 细集料的级配要求应符合表 3.4.2 的规定, 路面和桥面用天然砂宜为中砂, 也可使用细度模数在 2.0~3.5 之间的砂。同一配合比用砂的细度模数变化范围不应超过 0.3, 否则, 应分别堆放, 并调整配合比中的砂率后使用。¶
| 砂分级 | 方筛孔尺寸(mm) | |||||
| 0.15 | 0.30 | 0.60 | 1.18 | 2.36 | 4.75 | |
| 累计筛余(以质量计)(%) | ||||||
| 粗砂 | 90~100 | 80~95 | 71~85 | 35~65 | 5~35 | 0~10 |
| 中砂 | 90~100 | 70~92 | 41~70 | 10~50 | 0~25 | 0~10 |
| 细砂 | 90~100 | 55~85 | 16~40 | 0~25 | 0~15 | 0~10 |
3.4.3 路面和桥面混凝土所使用的机制砂除应符合表 3.4.1 和表 3.4.2 规定外,还应检验砂浆磨光值,其值宜大于 35,不宜使用抗磨性较差的泥岩、页岩、板岩等水成岩类母岩品种生产机制砂。配制机制砂混凝土应同时掺引气高效减水剂。¶
3.4.4 在河砂资源紧缺的沿海地区,二级及二级以下公路混凝土路面和基层可使用淡化海砂,缩缝设传力杆混凝土路面不宜使用淡化海砂;钢筋混凝土及钢纤维混凝土路面和桥面不得使用淡化海砂。淡化海砂除应符合表3.4.1和表3.4.2要求外,尚应符合下述规定:¶
1 淡化海砂带入每立方米混凝土中的含盐量不应大于 $ 1.0 \, kg $。
2 淡化海砂中碎贝壳等甲壳类动物残留物含量不应大于1.0%。
3 与河砂对比试验,淡化海砂应对砂浆磨光值、混凝土凝结时间、耐磨性、弯拉强度等无不利影响。
3.5 水¶
3.5.1 饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水。对水质有疑问时,应检验下列指标,合格者方可使用。¶
1 硫酸盐含量(按 $ SO_{4}^{2-} $ 计)小于 $ 0.0027 \, mg/mm^{3} $。
2 含盐量不得超过 $ 0.005 \, mg/mm^{3} $
3 pH 值不得小于 4。
4 不得含有油污、泥和其他有害杂质。
3.6 外加剂¶
3.6.1 外加剂的产品质量应符合表 3.6.1 的各项技术指标。供应商应提供有相应资质外加剂检测机构的品质检测报告,检验报告应说明外加剂的主要化学成分,认定对人员无毒副作用。¶
| 试验项目 | 普通减水剂 | 高效减水剂 | 早强减水剂 | 缓凝高效减水剂 | 缓凝减水剂 | 引气减水剂 | 早强剂 | 缓凝剂 | 引气剂 | |
| 减水率(%),★ | 8 | 15 | 8 | 15 | 8 | 12 | - | - | - | 6 |
| 泌水率比(%),★ | 95 | 90 | 95 | 100 | 100 | 70 | 100 | 100 | 70 | |
| 含气量(%) | ≤3.0 | ≤4.0 | ≤3.0 | <4.5 | <5.5 | >3.0 | >3.0 | |||
| 凝结时间(min) | 初凝-90-终凝 | -90-+120 | -90-+120 | >+90+90 | >+90- | -90-+120 | -90-+90 | >+90- | -90-+120 | |
| 抗压强度比(%) | 1d | - | 140 | 140 | - | - | - | 135 | - | - |
| 3d | 115 | 130 | 130 | 125 | 100 | 115 | 130 | 100 | 95 | |
| 7d | 115 | 125 | 115 | 125 | 110 | 110 | 110 | 100 | 95 | |
| 28d | 110 | 120 | 105 | 120 | 110 | 100 | 100 | 100 | 90 | |
| 收缩率比(%)28d,★ | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | |
| 抗冻标号 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 200 | 50 | 50 | 200 | |
| 对钢筋锈蚀作用 | 应说明对钢筋无锈蚀危害 | |||||||||
注:(1)除含气量外,表中数据为掺外加剂混凝土与基准混凝土差值或比值;
(2)凝结时间指标“-”表示提前,“+”表示延缓。
3.6.2 引气剂应选用表面张力降低值大、水泥稀浆中起泡容量多而细密、泡沫稳定时间长、不溶残渣少的产品。有抗冰(盐)冻要求地区,各交通等级路面、桥面、路缘石、路肩及贫混凝土基层必须使用引气剂;无抗冰(盐)冻要求地区,二级及二级以上公路路面混凝土中应使用引气剂。¶
3.6.3 各交通等级路面、桥面混凝土宜选用减水率大、坍落度损失小、可调控凝结时间的复合型减水剂。高温施工宜使用引气缓凝(保塑)(高效)减水剂;低温施工宜使用引气早强(高效)减水剂。选定减水剂品种前,必须与所用的水泥进行适应性检验。¶
3.6.4 处在海水、海风、氯离子、硫酸根离子环境的或冬季洒除冰盐的路面或桥面钢筋混凝土、钢纤维混凝土中宜掺阻锈剂。¶
3.7 钢筋¶
3.7.1 各交通等级混凝土路面、桥面和搭板所用钢筋网、传力杆、拉杆等钢筋应符合国家有关标准的技术要求。¶
3.7.2 各交通等级混凝土路面、桥面和搭板所用钢筋应顺直,不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和锈蚀。传力杆钢筋加工应锯断,不得挤压切断;断口应垂直、光圆,用砂轮打磨掉毛刺,并加工成2~3mm圆倒角。¶
3.8 钢纤维¶
3.8.1 用于公路混凝土路面和桥面的钢纤维除应满足《混凝土用钢纤维》(YB/T151)的规定外,还应符合下列技术要求:¶
1 单丝钢纤维抗拉强度不宜小于 $ 600 \, MPa $。
2 钢纤维长度应与混凝土粗集料最大公称粒径相匹配,最短长度宜大于粗集料最大公称粒径的 1/3;最大长度不宜大于粗集料最大公称粒径的 2 倍;钢纤维长度与标称值的偏差不应超过 ±10%。
3.8.2 路面和桥面混凝土中,宜使用防锈蚀处理的钢纤维;宜使用有锚固端的钢纤维。不得使用表面磨损前后裸露尖端导致行车不安全的钢纤维;不宜使用搅拌易成团的钢纤维。¶
3.9 接缝材料¶
3.9.1 应选用能适应混凝土面板膨胀和收缩、施工时不变形、弹性复原率高、耐久性好的胀缝板。高速公路、一级公路宜采用塑胶、橡胶泡沫板或沥青纤维板;其他公路可采用各种胀缝板。其技术要求应符合表 3.9.1 的规定。¶
| 试验项目 | 胀缝板种类 | ||
| 木材类 | 塑胶、橡胶泡沫类 | 纤维类 | |
| 压缩应力(MPa) | 5.0~20.0 | 0.2~0.6 | 2.0~10.0 |
| 弹性复原率(%) | ≥55 | ≥90 | ≥65 |
| 挤出量(mm) | <5.5 | <5.0 | <3.0 |
| 弯曲荷载(N) | 100~400 | 0~50 | 5~40 |
注:各类胀缝板吸水后的压缩应力不应小于不吸水的90%,木板应去除结疤,沥青浸泡后木板厚度应为 $ 20\sim25\pm1mm $。
3.9.2 填缝材料应具有与混凝土板壁粘结牢固、回弹性好、不溶于水、不渗水,高温时不挤出、不流淌、抗嵌入能力强、耐老化龟裂,负温拉伸量大,低温时不脆裂、耐久性好等性能。填缝料有常温施工式和加热施工式两种,其技术指标应分别符合表3.9.2-1、表3.9.2-2的规定。常温施工式填缝料主要有聚(氨)酯、硅树脂类,氯丁橡胶、沥青橡胶类等。加热施工式填缝料主要有沥青玛蹄脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类等。高速公路、一级公路应优选使用树脂类、橡胶类或改性沥青类填缝材料,并宜在填缝料中加入耐老化剂。¶
| 试验项目 | 低弹性型 | 高弹性型 |
| 失粘(固化)时间(h) | 6~24 | 3~16 |
| 弹性复原率(%) | ≥75 | ≥90 |
| 流动度(mm) | 0 | 0 |
| (-10℃)拉伸量(mm) | ≥15 | ≥25 |
| 与混凝土粘结强度(MPa) | ≥0.2 | ≥0.4 |
| 粘结延伸率(%) | ≥200 | ≥400 |
注:低弹性型适宜在气候严寒、寒冷地区使用;高弹性型适宜在炎热、温暖地区使用。
| 试验项目 | 低弹性型 | 高弹性型 |
| 针入度(0.01mm) | <50 | <90 |
| 弹性复原率(%) | ≥30 | ≥60 |
| 流动度(mm) | <5 | <2 |
| (-10℃)拉伸量 (mm) | ≥10 | ≥15 |
3.9.3 填缝时应使用背衬垫条控制填缝形状系数。背衬垫条应具有良好的弹性、柔韧性、不吸水、耐酸碱腐蚀和高温不软化等性能。背衬垫条材料有聚氨酯、橡胶或微孔泡沫塑料等,其形状应为圆柱形,直径应比接缝宽度大2~5mm。¶
3.10 其他材料¶
3.10.1 当使用油毡、玻纤网和土工织物做防裂层及修补基层裂缝时,油毡的物理力学性能应符合《石油沥青玻璃纤维胎油毡》(GB/T 14686)或《石油沥青玻璃布胎油毡》(JC/T 84)的规定;玻纤网和土工织物的技术性能应满足《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T 019)的规定。¶
3.10.2 传力杆套(管)帽、沥青及塑料薄膜应符合下列要求:¶
1 用于滑模摊铺传力杆自动插入装置(DBI)缩缝传力杆塑料套管,其管壁厚度不应小于0.5mm,套管与传力杆应密切贴合,套管长度应比传力杆一半长度长30mm。
2 用于胀缝传力杆端部的套帽宜采用镀锌管或塑料管,厚度不应小于2.0mm;要求端部密封不透水,内径宜较传力杆直径大1.0~1.5mm,塑料套帽长度宜为100mm左右,镀锌套帽长度宜为50mm左右,顶部空隙长度均不应小于25mm。
3 用于滑动封层的石油沥青、改性沥青和乳化沥青,应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ 032)和《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ 036)的规定。
4 用于滑动封层的软聚氯乙烯吹塑或压延塑料薄膜厚度不应小于 0.12mm,拉伸强度不应小于 12.0MPa,直角撕裂强度不应小于 400N/mm。用于混凝土路面养生塑料薄膜可为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等品种,厚度不宜小于 0.05mm。
3.10.3 用于混凝土路面养护的养生剂性能应符合表 3.10.3 的规定。¶
| 检验项目 | 一级品 | 合格品 | |
| 有效保水率 ①,不小于(%) | 90 | 75 | |
| 抗压强度比 ②,不小于(%) | 7d | 95 | 90 |
| 28d | 95 | 90 | |
续上表
| 检验项目 | 一级品 | 合格品 |
| 有效保水率 ①,不小于(%) | 90 | 75 |
| 磨损量 ②,不大于(kg/m ²) | 3.0 | 3.5 |
| 含固量,不小于(%) | 20 | |
| 干燥时间,不短于(h) | 4 | |
| 成膜后浸水溶解性 ④ | 应注明不溶或可溶 | |
| 成膜耐热性 | 合格 | |
注:①有效保水率试验条件:温度 $ 38^{\circ}C \pm 2^{\circ}C $;相对湿度 $ 32\% \pm 3\% $;风速 $ 0.5 \pm 0.2m/s $;失水时间72h;
②抗压强度比也可为弯拉强度比,指标要求相同,可根据工程需要和用户要求选测;
③在对有耐磨性要求的表面上使用养生剂时为必检项目;
④露天养生的永久性表面,必须为不溶;在要求继续浇筑的混凝土结构上使用,应使用可溶,该指标由供需双方协商。
4 混凝土配合比¶
4.1 普通混凝土配合比设计¶
4.1.1 普通混凝土配合比设计适用于滑模摊铺机、轨道摊铺机、三辊轴机组及小型机具四种施工方式。¶
4.1.2 普通混凝土路面的配合比设计在兼顾经济性的同时应满足下列三项技术要求:¶
1 弯拉强度
(1) 各交通等级路面板的 28d 设计弯拉强度标准值 $ f_{r} $ 应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40) 的规定。
(2) 应按式(4.1.2)计算配制 28d 弯拉强度的均值。
式中:
\(f_{c}\)——配制 28d 弯拉强度的均值(MPa);
\(f_{r}\)——设计弯拉强度标准值(MPa);
\(s\)——弯拉强度试验样本的标准差(MPa);
\(t\)——保证率系数,应按表 4.1.2-1 确定;
| 公路技术等级 | 判别概率p | 样本数n(组) | ||||
| 3 | 6 | 9 | 15 | 20 | ||
| 高速公路 | 0.05 | 1.36 | 0.79 | 0.61 | 0.45 | 0.39 |
| 一级公路 | 0.10 | 0.95 | 0.59 | 0.46 | 0.35 | 0.30 |
| 二级公路 | 0.15 | 0.72 | 0.46 | 0.37 | 0.28 | 0.24 |
| 三、四级公路 | 0.20 | 0.56 | 0.37 | 0.29 | 0.22 | 0.19 |
\(c_{v}\)——弯拉强度变异系数,应按统计数据在表4.1.2-2的规定范围内取值;在无统计数据时,弯拉强度变异系数应按设计取值;如果施工配制弯拉强度超出设计给定的弯拉强度变异系数上限,则必须改进机械装备和提高施工控制水平。
| 公路技术等级 | 高速公路 | 一级公路 | 二级公路 | 三、四级公路 |
| 混凝土弯拉强度变异水平等级 | 低 | 低 | 中 | 中 |
| 弯拉强度变异系数c_e允许变化范围 | 0.05~0.10 | 0.05~0.10 | 0.10~0.15 | 0.10~0.15 |
2 工作性
(1) 滑模摊铺机前拌合物最佳工作性及允许范围应符合表 4.1.2-3 的规定。
| 界限\指标 | 坍落度 SL(mm) | 振动粘度系数 η(N·s/m²) | |
| 卵石混凝土 | 碎石混凝土 | ||
| 最佳工作性 | 20~40 | 25~50 | 200~500 |
| 允许波动范围 | 5~55 | 10~65 | 100~600 |
注:(1)滑模摊铺机适宜的摊铺速度应控制在0.5~2.0m/min之间;
(2)本表适用于设超铺角的滑模摊铺机;对不设超铺角的滑模摊铺机,最佳振动粘度系数为 $ 250\sim600N\cdot s/m^{2} $;最佳坍落度卵石为 $ 10\sim40mm $;碎石为 $ 10\sim30mm $;
(3) 滑模摊铺时的最大单位用水量卵石混凝土不宜大于 $ 155 \, kg/m^3 $;碎石混凝土不宜大于 $ 160 \, kg/m^3 $。
(2)轨道摊铺机、三辊轴机组、小型机具摊铺的路面混凝土坍落度及最大单位用水量,应满足表4.1.2-4的规定。
| 摊铺方式 | 轨道摊铺机摊铺 | 三辊轴机组摊铺 | 小型机具摊铺 |
| 出机坍落度(mm) | 40~60 | 30~50 | 10~40 |
| 摊铺坍落度(mm) | 20~40 | 10~30 | 0~20 |
| 最大单位用水量 (kg/m ³) | 碎石 卵石 | 碎石 卵石 | 碎石 卵石 |
| 156 153 | 153 148 | 145 145 |
注:(1)表中的最大单位用水量系采用中砂、粗细集料为风干状态的取值,采用细砂时,应使用减水率较大的(高效)减水剂;
(2) 使用碎卵石时,最大单位用水量可取碎石与卵石中值。
3 耐久性
(1)根据当地路面无抗冻性、有抗冻性或有抗盐冻性要求及混凝土最大公称粒径,路面混凝土含气量宜符合表4.1.2-5的规定。
| 最大公称粒径(mm) | 无抗冻性要求 | 有抗冻性要求 | 有抗盐冻要求 |
| 19.0 | 4.0±1.0 | 5.0±0.5 | 6.0±0.5 |
| 26.5 | 3.5±1.0 | 4.5±0.5 | 5.5±0.5 |
| 31.5 | 3.5±1.0 | 4.0±0.5 | 5.0±0.5 |
(2)各交通等级路面混凝土满足耐久性要求的最大水灰(胶)比和最小单位水泥用量应符合表4.1.2-6的规定。最大单位水泥用量不宜大于400kg/m $ ^{3} $;掺粉煤灰时,最大单位胶材总量不宜大于420kg/m $ ^{3} $。
| 公路技术等级 | 高速公路、一级公路 | 二级公路 | 三、四级公路 | |
| 最大水灰(胶)比 | 0.44 | 0.46 | 0.48 | |
| 抗冰冻要求最大水灰(胶)比 | 0.42 | 0.44 | 0.46 | |
| 抗盐冻要求最大水灰(胶)比 | 0.40 | 0.42 | 0.44 | |
| 最小单位水泥用量 (kg/m³) | 42.5级 | 300 | 300 | 290 |
| 32.5级 | 310 | 310 | 305 | |
| 抗冰(盐)冻时最小单位 水泥用量(kg/m³) | 42.5级 | 320 | 320 | 315 |
| 32.5级 | 330 | 330 | 325 | |
| 掺粉煤灰时最小单位 水泥用量(kg/m³) | 42.5级 | 260 | 260 | 255 |
| 32.5级 | 280 | 270 | 265 | |
| 抗冰(盐)冻掺粉煤灰最小 单位水泥用量(42.5级水泥)(kg/m³) | 280 | 270 | 265 | |
注:①掺粉煤灰,并有抗冰(盐)冻性要求时,不得使用32.5级水泥;
②水灰(胶)比计算以砂石料的自然风干状态计(砂含水量 $ \leqslant1.0\% $;石子含水量 $ \leqslant0.5\% $);
③处在除冰盐、海风、酸雨或硫酸盐等腐蚀性环境中,或在大纵坡等加减速车道上的混凝土,最大水灰(胶)比可比表中数值降低0.01~0.02。
(3)严寒地区路面混凝土抗冻标号不宜小于 F250, 寒冷地区不宜小于 F200。
(4) 在海风、酸雨、除冰盐或硫酸盐等腐蚀环境影响范围内的混凝土路面和桥面,在使用硅酸盐水泥时,应掺加粉煤灰、磨细矿渣或硅灰掺合料,不宜单独使用硅酸盐水泥,可使用矿渣水泥或普通水泥。
4.1.3 外加剂的使用应符合下列要求¶
1 高温施工时,混凝土拌合物的初凝时间不得小于 3h,否则应采取缓凝或保塑措施;低温施工时,终凝时间不得大于 10h,否则应采取必要的促凝或早强措施。
2 外加剂的掺量应由混凝土试配试验确定。引气剂的适宜掺量可由搅拌机口的拌合物含气量进行控制。实际路面和桥面引气混凝土的抗冰冻、抗盐冻耐久性,宜采用本规范附录 F.1、F.2 规定的钻芯法测定,测定位置:路面为表面和表面下 50mm;桥面为表面和表面下 30mm;测得的上下两个表面的最大平均气泡间距系数不宜超过表 4.1.3 的规定。
| 环境 / 公路技术等级 | 高速公路、一级公路 | 其他公路 | |
| 严寒地区 | 冰冻 | 275 | 300 |
| 盐冻 | 225 | 250 | |
| 寒冷地区 | 冰冻 | 325 | 350 |
| 盐冻 | 275 | 300 | |
3 引气剂与减水剂或高效减水剂等其他外加剂复配在同一水溶液中时,应保证其共溶性,防止外加剂溶液发生絮凝现象。如产生絮凝现象,应分别稀释、分别加入。
4 要求
1 水灰(胶)比的计算和确定
(1)根据粗集料的类型,水灰比可分别按下列统计公式计算:
碎石或碎卵石混凝土:
卵石混凝土:
式中:
\(\frac{W}{C}\)——水灰比;
\(f_{s}\)——水泥实测 28d 抗折强度(MPa)。
(2)掺用粉煤灰时,应计入超量取代法中代替水泥的那一部分粉煤灰用量(代替砂的超量部分不计入),用水胶比 $ \frac{W}{C+F} $代替水灰比 $ \frac{W}{C} $。
(3)应在满足弯拉强度计算值和耐久性(表4.1.2-6)两者要求的水灰(胶)比中取小值。
2 砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类,查表 4.1.4 取值。在软做抗滑槽时,砂率在表 4.1.4 基础上可增大 1%~2%。
| 砂细度模数 | 2.2~2.5 | 2.5~2.8 | 2.8~3.1 | 3.1~3.4 | 3.4~3.7 | |
| 砂率 | 碎石 | 30~34 | 32~36 | 34~38 | 36~40 | 38~42 |
| S ₚ(%) | 卵石 | 28~32 | 30~34 | 32~36 | 34~38 | 36~40 |
注:碎卵石可在碎石和卵石混凝土之间内插取值。
3 根据粗集料种类和表 4.1.2-3、4.1.2-4 中适宜的坍落度,分别按下列经验式计算单位用水量(砂石料以自然风干状态计):
式中:
\(W_{0}\)——不掺外加剂与掺合料混凝土的单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(S_{L}\)——坍落度(mm);
\(S_{P}\)——砂率(\%);
\(\frac{C}{W}\)——灰水比,水灰比之倒数。
掺外加剂的混凝土单位用水量应按式 $ (4.1.4-5) $计算:
式中:
\(W_{ow}\)——掺外加剂混凝土的单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(\beta\)——所用外加剂剂量的实测减水率(%)。
单位用水量应取计算值和表4.1.2-3或4.1.2-4的规定值两者中的小值。若实际单位用水量仅掺引气剂不满足所取数值,则应掺用引气(高效)减水剂,三、四级公路也可采用真空脱水工艺。
4 单位水泥用量应由式 $ (4.1.4-6) $计算,并取计算值与表4.1.2-6规定值两者中的大值。
式中:
\(C_{0}\)——单位水泥用量 \(\left(\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}\right)\)。
5 砂石料用量可按密度法或体积法计算。按密度法计算时,混凝土单位质量可取 $ 2400 \sim 2450 \, kg/m^3 $;按体积法计算时,应计入设计含气量。采用超量取代法掺用粉煤灰时,超量部分应代替砂,并折减用砂量。经计算得到的配合比,应验算单位粗集料填充体积率,且不宜小于 70%。
6 重要路面、桥面工程应采用正交试验法进行配合比优选。
4.1.5 采用真空脱水工艺时,可采用比经验式(4.1.4-3、4.1.4-4)计算值略大的单位用水量,但在真空脱水后,扣除每立方米混凝土实际吸除的水量,剩余单位用水量和剩余水灰(胶)比分别不宜超过表4.1.2-4最大单位用水量和表4.1.2-6最大水灰(胶)比的规定。真空脱水混凝土抗压强度试件成型方法可参考附录E.1。¶
4.1.6 路面混凝土掺用粉煤灰时,其配合比计算应按超量取代法进行。粉煤灰掺量应根据水泥中原有的掺合料数量和混凝土弯拉强度、耐磨性等要求由试验确定。I、II级粉煤灰的超量系数可按表4.1.6初选。代替水泥的粉煤灰掺量:I型硅酸盐水泥宜 $ \leqslant30\% $;II型硅酸盐水泥宜 $ \leqslant25\% $;道路水泥宜 $ \leqslant20\% $;普通水泥宜 $ \leqslant15\% $;矿渣水泥不得掺粉煤灰。¶
| 粉煤灰等级 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
| 超量取代系数k | 1.1~1.4 | 1.3~1.7 | 1.5~2.0 |
4.2 钢纤维混凝土配合比设计¶
4.2.1 本配合比设计适用于采用滑模摊铺机、轨道摊铺机、三辊轴机组及小型机具铺筑的钢纤维混凝土路面。¶
4.2.2 钢纤维混凝土的配合比设计在兼顾经济性的同时应满足下列三项技术要求:¶
1 弯拉强度
(1) 钢纤维混凝土路面板 28d 设计弯拉强度标准值 $ f_{rf} $ 应符合设计规范的规定。
(2) 钢纤维混凝土配制 28d 弯拉强度的均值应按式(4.1.2)计算,以 $ f_{cf} $ 和 $ f_{rf} $ 代替 $ f_{c} $ 和 $ f_{r} $。
2 工作性
(1)钢纤维混凝土的坍落度可比表4.1.2-3或4.1.2-4的规定值小20mm。
(2)钢纤维混凝土掺高效减水剂时的单位用水量可按表 4.2.2-1 初选,再由拌合物实测坍落度确定。
| 拌合物条件 | 粗集料种类 | 粗集料最大公称粒径 Dₘ(mm) | 单位用水量(kg/m³) |
| 长径比 Lf/df=50 | 碎石 | 9.5、16.0 | 215 |
| ρf=0.6% | 19.0、26.5 | 200 | |
| 坍落度20mm | 卵石 | 9.5、16.0 | 208 |
| 中砂,细度模数2.5 | 19.0、26.5 | 190 | |
| 水灰比0.42~0.50 |
注:(1)钢纤维长径比每增减10,单位用水量相应增减 $ 10kg/m^{3} $;
(2) 钢纤维体积率每增减 0.5%,单位用水量相应增减 $ 8kg/m^{3} $;
(3) 坍落度为 10~50mm 变化范围内,相对于坍落度 20mm 每增减 10mm,单位用水量相应增减 7kg/m $ ^{3} $;
(4) 细度模数在 2.0~3.5 范围内,砂的细度模数每增减 0.1,单位用水量相应减增 $ 1kg/m^{3} $。
3 耐久性
(1)钢纤维混凝土满足耐久性要求最大水灰(胶)比和最小单位水泥用量应符合表4.2.2-2的规定。
(2)钢纤维混凝土严禁采用海水、海砂,不得掺加氯盐及氯盐类早强剂、防冻剂等外加剂。
(3)处在海风、酸雨、硫酸盐及除冰盐等环境中的钢纤维混凝土路面宜掺用
表3.2.1 中 I、Ⅱ级粉煤灰,桥面宜掺用硅灰与 S95 和 S105 级磨细矿渣。
| 公路等级 | 高速、一级公路 | 二级公路 | 三、四级公路 | |
| 最大水灰(胶)比 | 0.47 | 0.49 | 0.50 | |
| 抗冰冻要求最大水灰(胶)比 | 0.45 | 0.46 | 0.48 | |
| 抗盐冻要求最大水灰(胶)比 | 0.42 | 0.43 | 0.46 | |
| 最小单位水泥用量 ( kg/m³) | 42.5级 | 360 | 360 | 350 |
| 32.5级 | 370 | 370 | 365 | |
| 抗冰(盐)冻要求最小单位水泥用量( kg/m³) | 42.5级 | 380 | 380 | 375 |
| 32.5级 | 390 | 390 | 385 | |
| 掺粉煤灰时最小单位水泥用量( kg/m³) | 42.5级 | 320 | 320 | 315 |
| 32.5级 | 340 | 340 | 335 | |
| 抗冰(盐)冻掺粉煤灰最小单位水泥用量(42.5级水泥)( kg/m³) | 330 | 330 | 325 | |
4.2.3 钢纤维混凝土配合比设计应按以下步骤进行:¶
1 计算和确定水灰比
(1)以钢纤维混凝土配制28d弯拉强度 $ f_{cf} $替换 $ f_{c} $,按式(4.1.4-1)或(4.1.4-2)计算出基体混凝土的水灰比。
(2)取钢纤维混凝土基体的水灰比计算值与表 4.2.2-2 规定值两者中的小值。
2 钢纤维掺量体积率宜在 0.60% ~ 1.0% 范围内初选,当板厚折减系数小时,体积率宜取上限;当长径比大时,宜取较小值;有锚固端者宜取较小值。
3 查表 4.2.2-1, 初选单位用水量 $ W_{of} $
4 掺用粉煤灰时应符合 4.1.6 条的规定。
5 钢纤维混凝土的单位水泥用量应按式 $ (4.2.3-1) $计算
式中:
\(C_{of}\)——钢纤维混凝土的单位水泥用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(W_{0}f\)——钢纤维混凝土的单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\)。
取计算值与表 4.2.2-2 规定值两者中的大值。但不宜大于 $ 500 \, kg/m^{3} $。
6 砂率可按式(4.2.3-2)计算,也可按表4.2.3-1初选。钢纤维混凝土砂率宜在38%~50%之间。
式中:
\(S_{pf}\)——钢纤维混凝土砂率(%):
\(\rho_{f}\)——钢纤维掺量体积率(%)。
| 拌合物条件 | 最大公称粒径19mm碎石 | 最大公称粒径19mm卵石 |
| Lf/df=50;ρf=1.0% ; W/C=0.5;砂细度模数 Mₓ=3.0 | 45 | 40 |
| Lf/df 增减10 ρf 增减0.10% W/C增减0.1 砂细度模数 Mₓ 增减0.1 | ±5 ±2 ±2 ±1 | ±3 ±2 ±2 ±1 |
7 砂石料用量可采用密度法或体积法计算。按密度法计算时,钢纤维混凝土单位质量可取 $ 2450 \sim 2580 \, kg/m^{3} $;按体积法计算时,应计入设计含气量。
8 重要路面、桥面工程应采用正交试验法进行钢纤维混凝土配合比优选。
4.3 碾压混凝土配合比设计¶
4.3.1 碾压混凝土的配合比设计在兼顾经济性的同时应满足下列三项技术要求:¶
1 弯拉强度
(1) 碾压混凝土设计弯拉强度 $ f_{r} $ 应符合表 4.1.2-1 的规定。
(2) 碾压混凝土配制 28d 弯拉强度均值 $ f_{cc} $ 可按式(4.3.1-1)计算。
式中:
\(f_{cc}\)——碾压混凝土配制 28d 弯拉强度均值(MPa);
\(f_{cy}\)——碾压混凝土压实安全弯拉强度,可按式(4.3.1-2)计算。
式中:
\(y_{c1}\)——弯拉强度试件标准压实度(95%);
\(y_{c2}\)——路面芯样压实度下限值(由芯样压实度统计得出);
\(\alpha\)——相应于压实度变化1%的弯拉强度波动值(通过试验得出)。
2 工作性
碾压混凝土出搅拌机口的改进 VC 值宜为 5~10s;碾压时的改进 VC 值宜控制在 $ (30 \pm 5) $s。试验中的试样表面出浆评分应为 4~5 分。
3 耐久性
(1)处于严寒和寒冷地区的碾压混凝土面层或基层,应掺引气剂,其含气量宜符合表4.1.2-5的规定。
(2)面层碾压混凝土满足耐久性要求的最大水灰(胶)比和最小单位水泥用量应符合表4.3.1-1的规定。
| 公路等级 | 二级公路 | 三、四级公路 | |
| 最大水灰(胶)比 | 0.40 | 0.42 | |
| 抗冰冻要求最大水灰(胶)比 | 0.38 | 0.40 | |
| 抗盐冻要求最大水灰(胶)比 | 0.36 | 0.38 | |
| 最小单位水泥用量 (kg/m3) | 42.5级 | 290 | 280 |
| 32.5级 | 305 | 300 | |
| 抗冰(盐)冻要求最小 | 42.5级 | 315 | 310 |
| 单位水泥用量(kg/m3) | 32.5级 | 325 | 320 |
| 公路等级 | 二级公路 | 三、四级公路 | |
| 掺粉煤灰时最小单位水泥用量 (kg/m3) | 42.5级 | 255 | 250 |
| 32.5级 | 265 | 260 | |
| 抗冰(盐)冻掺粉煤灰最小单位水泥用量 (42.5级水泥)(kg/m3) | 260 | 265 | |
4.3.2 面层碾压混凝土粗、细集料合成级配宜符合表 4.3.2 的要求,基层应符合《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034) 水泥稳定粒料的级配规定。¶
| 筛孔尺寸(mm) | 19.0 | 9.50 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.60 | 0.30 | 0.15 |
| 通过百分率(%) | 90~100 | 50~70 | 35~47 | 25~38 | 18~30 | 10~23 | 5~15 | 3~10 |
4.3.3 碾压混凝土中所掺粉煤灰的技术要求应符合 3.2.1 条的规定。代替水泥的粉煤灰掺量应符合 4.1.6 条的规定。粉煤灰超量取代系数 k:I 级灰可取 1.4~1.8; II 级灰可取 1.6~2.0; 碾压混凝土基层和复合式路面下面层用 III 级灰宜取 1.8~2.2。¶
4.3.4 碾压混凝土中外加剂的使用要求除满足 4.1.3 条的规定外,应预先通过碾压混凝土性能试验优选品种和掺量,确认满足各项性能要求后方可使用。¶
4.3.5 重要工程碾压混凝土的配合比确定应使用正交试验法,一般工程可采用简捷法。¶
1 正交试验法
(1) 不掺粉煤灰的碾压混凝土正交试验可选用水量、水泥用量、粗集料填充体积率 3 个因素;掺粉煤灰的碾压混凝土可选用水量、基准胶材总量、粉煤灰掺量、粗集料填充体积率 4 个因素。每个因素选定三个水平,选用 $ L_{9}(3^{4}) $ 正交表安排试验方案。
(2) 对正交试验结果进行直观及回归分析,回归分析的考察指标:VC 值及抗离析性、弯拉强度或抗压强度、抗冻性或耐磨性。根据直观分析结果并依据所建立的单位用水量及弯拉强度推定经验公式,综合考虑拌合物工作性,确定满足 28d 弯拉强度或抗压强度、抗冻性或耐磨性等设计要求
的正交初步配合比。
2 简捷法
(1) 不掺粉煤灰的碾压混凝土配合比计算宜按下述步骤进行:
①按式 $ (4.3.5-1) $计算单位用水量。
式中:
\(W_{oc}\)——碾压混凝土的单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(VC\)——碾压混凝土拌合物改进 VC 值(s)。
②按式 $ (4.3.5-2) $计算灰水比,并取计算值与表4.3.1-1中规定值两者中的小值。
③按式 $ (4.3.5-3) $计算单位水泥用量,并取计算值与表4.3.1-1规定值两者中的大值。
式中:
\(C_{oc}\)——碾压混凝土单位水泥用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\)。
④按表 4.3.5 选定配合比中粗集料填充体积率。
| 砂细度模数Mx | 2.40 | 2.60 | 2.80 | 3.00 |
| 粗集料填充体积率Vg(%) | 75 | 73 | 71 | 69 |
⑤按式 $ (4.3.5-4) $计算粗集料用量。
式中:
\(G_{oc}\)—— 碾压混凝土粗集料单位体积用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(\gamma_{cc}\)——碾压混凝土单位质量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(V_{g}\)——粗集料填充体积率(\%)。
⑥根据 $ G_{oc}, C_{oc}, W_{oc} $ 及相应原材料密度,按体积法计算用砂量 $ S_{oc} $,计算时应计入设计含气量。
⑦按式 $ (4.3.5-5) $计算单位外加剂用量。
式中:
\(Y_{oc}\)——碾压混凝土中单位外加剂用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(y\)——外加剂掺量。
(2) 掺粉煤灰的碾压混凝土配合比计算宜按下述步骤进行:
①按表 4.3.5 选定粗集料填充体积率 $ V_{g} $,由式(4.3.5-4)计算单位体积粗集料用量 $ G_{oc} $。
②按4.3.3条初选粉煤灰超量取代系数k,并按经验或正交试验分析结果选定代替水泥的粉煤灰掺量 $ F_{c} $。
③按式 $ (4.3.5-6) $计算单位用水量。
式中:
\(W_{ofc}\)——掺粉煤灰的碾压混凝土单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(F_{c}\)——代替水泥的粉煤灰掺量(%)。
④按式 $ (4.3.5-7) $计算基准胶材总量。
式中:
\(J\)——碾压混凝土中单位体积基准胶材总量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\)。
⑤按式 $ (4.3.5-8) $计算单位水泥用量,并应取计算值与表4.3.1-1规定值两者中大值。
⑥按式 $ (4.3.5-9) $计算单位粉煤灰总用量。
式中:
\(C_{ofc}\)——掺粉煤灰的碾压混凝土单位水泥用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(F_{cc}\)——单位粉煤灰总用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(k\)——粉煤灰超量取代系数。
⑦按式 $ (4.3.5-10) $计算总水胶比,应取计算值与表4.3.1-1规定值两者中小值。
式中:
\(J_{z}\)——碾压混凝土中总水胶比。
⑧根据 $ G_{oc}, C_{ofc}, F_{cc}, W_{ofc} $ 及相应原材料密度,按体积法计算单位用砂量 $ S_{oc} $,计算时应计入设计含气量。
⑨按式 $ (4.3.5-11) $计算单位外加剂用量
式中:
\(Y_{ofc}\)——掺粉煤灰的碾压混凝土单位外加剂用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(y_{f}\)——掺粉煤灰的碾压混凝土外加剂掺量。
4.4 贫混凝土配合比设计¶
4.4.1 基层贫混凝土配合比设计应符合下列三项技术要求:¶
1 强度
基层贫混凝土设计强度应符合表 4.4.1-1 的规定。
| 交通等级 | 特重 | 重 | 中等 |
| 7d施工质检抗压强度 fcu7 | 10.0 | 7.0 | 5.0 |
| 28d设计抗压强度标准值 fcu,k | 15.0 | 10.0 | 7.0 |
| 28d设计弯拉强度标准值 fc,k | 3.0 | 2.0 | 1.5 |
2 工作性
贫混凝土的坍落度应满足表4.1.2-3或表4.1.2-4的要求。基层贫混凝土中应掺粉煤灰,粉煤灰的品质、掺量和超量取代系数应符合4.3.3条的规定。
3 耐久性
(1)满足耐久性要求的贫混凝土最大水灰(胶)比宜符合表4.4.1-2的规定。
| 交通等级 | 特重 | 重 | 中等 |
| 最大水灰(胶)比 | 0.65 | 0.68 | 0.70 |
| 有抗冻要求的最大水灰(胶)比 | 0.60 | 0.63 | 0.65 |
(2)在基层受冻地区,贫混凝土中应掺引气剂,并控制贫混凝土含气量为4%±1%。当水灰(胶)比不能满足抗冻耐久性要求时,宜使用引气减水剂。当高温摊铺坍落度损失较大时,可使用引气缓凝减水剂。
4.4.2 贫混凝土配合比可按下述步骤进行计算:¶
1 配制 28d 抗压强度 $ f_{cu,o} $ 可按式(4.4.2-1)计算。
式中:
\(f_{cu,o}\)——贫混凝土配制 28d 抗压强度 (MPa);
\(f_{cu,k}\)——混凝土 28d 设计抗压强度标准值 (MPa),按表 4.4.1-1 取值;
\(t_{l}\)——抗压强度保证率系数,高速公路应取1.645;一级公路应取1.28;二级公路应取1.04;
\(s_{l}\)——抗压强度标准差,宜按不小于6组统计资料取值;无统计资料或试件组数小于6组时,可取1.5(MPa)。
2 水灰比应按式 $ (4.4.2-2) $计算,并取计算值与表4.4.1-2规定值两者中的小值。
式中:
\(f_{ce}\)——水泥实测 28d 抗压强度 (MPa); 无实测值时, 也可按式(4.4.2-3)计算;
A、B——回归系数,碎石及碎卵石 A = 0.46、B = 0.07;卵石 A = 0.48、B = 0.33。
式中:
\(f_{cek}\)——水泥抗压强度等级(MPa);
\(γ\)——水泥抗压强度富余系数,应按统计资料取值;无统计资料时可在1.08~1.13范围内取值。
3 贫混凝土单位水泥用量可按式 $ (4.4.2-4) $计算。
式中:
\(C_{p}\)——贫混凝土的单位水泥用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(\zeta\)——工作性及平整度放大系数,可取1.1~1.3;
\(C_{0}\)——路面混凝土单位水泥用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\)。
4 掺用粉煤灰时,单位胶材总量可按式(4.4.2-5)计算
式中:
\(J_{z}\)——单位胶材总量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\);
\(F_{p}\)——代替水泥的粉煤灰掺量,可取0.15~0.30;
\(k\)——粉煤灰超量取代系数,可按4.3.3条取值。
5 不掺粉煤灰贫混凝土的单位水泥用量宜控制在 160~230kg/m³ 之间;在基层受冻地区最小单位水泥用量不宜低于 180kg/m³。掺粉煤灰时,单位水泥用量宜在 130~175kg/m³ 之间;单位胶材总量宜在 220~270kg/m³ 之间;基层受冻地区最小单位水泥用量不宜低于 150kg/m³。
6 根据水灰(胶)比和单位水泥(胶材)用量,计算单位用水量。
7 砂率可按表 4.4.2 初选。
| 砂细度模数 | 2.2~2.5 | 2.5~2.8 | 2.8~3.1 | 3.1~3.4 | 3.4~3.7 | |
| 砂率 | 碎石混凝土 | 24~28 | 26~30 | 28~32 | 30~34 | 32~36 |
| Sp(%) | 卵石混凝土 | 22~26 | 24~28 | 26~30 | 28~32 | 30~34 |
注:碎卵石可在碎石和卵石混凝土之间内插取值。
8 砂、石料用量可用密度法或体积法计算。在采用体积法计算时,应计入含气量。
4.5 配合比确定与调整¶
4.5.1 由上述各经验公式推算得出的普通混凝土、钢纤维混凝土、碾压混凝土和贫混凝土配合比,应在实验室内按下述步骤和《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ 053)规定方法进行试配检验和调整:¶
1 首先检验各种混凝土拌合物是否满足不同摊铺方式的最佳工作性要求。检验项目包括含气量、坍落度及其损失、振动粘度系数、改进 VC 值、外加剂品种及其最佳掺量。在工作性和含气量不满足相应摊铺方式要求时,可在保持水灰(胶)比不变的前提下调整单位用水量、外加剂掺量或砂率,不得减小满足计算弯拉强度及耐久性要求的单位水泥用量、钢纤维体积率。
2 对于采用密度法计算的配合比,应实测拌合物视密度,并应按视密度调整配合比,调整时水灰比不得增大,单位水泥用量、钢纤维掺量不得减小,调整后的拌合物视密度允许偏差为 $ \pm 2.0\% $。实测拌合物含气量 $ a(\%) $ 及其偏差应满足表 4.1.2-5 的规定,不满足要求时,应调整引气剂掺量直至达到规定含气量。
3 以初选水灰(胶)比为中心,按 0.02 增减幅度选定 2~4 个水灰(胶)比,制作试件,检验各种混凝土 7d 和 28d 配制弯拉强度、抗压强度、耐久性等指标(有抗冻性要求的地区,抗冻性为必测项目,耐磨性及干缩为选测项目)。也可保持计算水灰(胶)比不变,以初选单位水泥用量为中心,按 15~20kg/m³ 增减幅度选定 2~4 个单位水泥用量;钢纤维混凝土还应以选定的钢纤维掺量为中心,按 0.1% 增减幅度选定 2~4 个钢纤维掺量,制作试件并做上述各项检验。
4 施工单位通过上述各项指标检验提出的配合比,在经监理或建设方中心实验室验证合格后,方可确定为实验室基准配合比。
4.5.2 实验室的基准配合比应通过搅拌楼实际拌和检验和不小于 200m 试验路段的验证,并应根据料场砂石料含水量、拌合物实测视密度、含气量、坍落度及其损失,调整单位用水量、砂率或外加剂掺量。调整时,水灰(胶)比、单位水泥用量、钢纤维体积率不得减小。考虑施工中原材料含泥量、泥块含量、含水量变化和施工变异性等因素,单位水泥用量应适当增加5~10kg。满足试拌试铺的工作性、28d(至少7d)配制弯拉强度、抗压强度和耐久性等要求的配合比,经监理或建设方批准后方可确定为施工配合比。¶
4.5.3 施工期间配合比的微调与控制应符合下列要求:¶
1 根据施工季节、气温和运距等的变化,可微调缓凝(高效)减水剂、引气剂或保塑剂的掺量,保持摊铺现场的坍落度始终适宜于铺筑,且波动最小。
2 降雨后,应根据每天不同时间的气温及砂石料实际含水量变化,微调加水量,同时微调砂石料称量,其他配合比参数不得变更,维持施工配合比基本不变。雨天或砂石料变化时应加强控制,保持现场拌合物工作性始终适宜摊铺和稳定。
5 施工准备¶
5.1 施工机械选择¶
5.1.1 根据公路等级的不同,混凝土路面的施工宜符合表 5.1.1 规定的机械装备要求。¶
| 摊铺机械装备 | 高速公路 | 一级公路 | 二级公路 | 三级公路 | 四级公路 |
| 滑模摊铺机 | ✓ | ✓ | ✓ | ▲ | ○ |
| 轨道摊铺机 | ▲ | ✓ | ✓ | ✓ | ○ |
| 三辊轴机组 | ○ | ▲ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 小型机具 | × | ○ | ▲ | ✓ | ✓ |
| 碾压混凝土机械 | × | ○ | ✓ | ✓ | ▲ |
| 计算机自动控制强制搅拌楼(站) | ✓ | ✓ | ✓ | ▲ | ○ |
| 强制搅拌楼(站) | × | ○ | ▲ | ✓ | ✓ |
注:(1)符号含义:✓应使用;▲有条件使用;○不宜使用;×不得使用;
(2)各等级公路均不得使用体积计量、小型自落滚筒式搅拌机,严禁使用人工控制加水量;
(3) 碾压混凝土亦可用于高速公路、一级公路复合式路面的下面层和贫混凝土基层。
5.2 施工组织¶
5.2.1 开工前,建设单位应组织设计、施工、监理单位进行技术交底。¶
5.2.2 施工单位应根据设计图纸、合同文件、摊铺方式、机械设备、施工条件等确定混凝土路面施工工艺流程、施工方案,进行详细的施工组织设计。¶
5.2.3 开工前,施工单位应对施工、试验、机械、管理等岗位的技术人员和各工种技术工人进行培训。未经培训的人员不得单独上岗操作。¶
5.2.4 施工单位应根据设计文件,测量校核平面和高程控制桩,复测和恢复路面中心、边缘全部基本标桩,测量精确度应满足相应规范的规定。¶
5.2.5 施工工地应建立具备相应资质的现场实验室,能够对原材料、配合比和路面质量进行检测和控制,提供符合交工检验、竣工验收和计量支付要求的自检结果。¶
5.2.6 各种桥涵、通道等构造物应提前建成,确有困难不能通行时,应有施工便道。施工时应确保运送混凝土的道路基本平整、畅通,不得延误运输时间或碳坏基层或桥面。施工中的交通运输应配备专人进行管制,保证施工有序、安全进行。¶
5.2.7 摊铺现场和搅拌场之间应建立快速有效的通讯联络,及时进行生产调度和指挥。¶
5.3 搅拌场设置¶
5.3.1 搅拌场宜设置在摊铺路段的中间位置。搅拌场内部布置应满足原材料储运、混凝土运输、供水、供电、钢筋加工等使用要求,并尽量紧凑,减少占地。¶
5.3.2 搅拌场应保障搅拌、清洗、养生用水的供应,并保证水质。供水量不足时,搅拌场应设置与日搅拌量相适应的蓄水池。¶
5.3.3 搅拌场应保证充足的电力供应。电力总容量应满足全部施工用电设备、夜间施工照明及生活用电的需要。¶
5.3.4 应确保摊铺机械、运输车辆及发电机等动力设备的燃料供应。离加油站较远的工地宜设置油料储备库。¶
5.3.5 水泥、粉煤灰储存和供应要求¶
1 每台搅拌楼应至少配备 2 个水泥罐仓,如掺粉煤灰还应至少配备 1 个粉煤灰罐仓。当水泥的日用量很大,需要两家以上的水泥厂供应水泥时,不同厂家的水泥,应清仓再灌,并分罐存放。严禁粉煤灰与水泥混罐。
2 应确保施工期间的水泥和粉煤灰供应。供应不足或运距较远时,应储备和使用吨包装水泥或袋装粉煤灰,并准备水泥仓库、拆包及输送入灌设备。水泥仓库应覆盖或设置顶篷防雨,并应设置在地势较高处,严禁水泥、粉煤灰
受潮或浸水。
5.3.6 砂石料储备¶
1 施工前, 宜储备正常施工 10~15d 的砂石料。
2 砂石料场应建在排水通畅的位置,其底部应作硬化处理。不同规格的砂石料之间应有隔离设施,并设标识牌,严禁混杂。
3 在低温天、雨天、大风天及日照强烈的条件下,应在砂石料堆上部架设顶篷或覆盖,覆盖砂石料数量不宜少于正常施工一周的用量。
5.3.7 原材料与混凝土运输车辆不应相互干扰。搅拌楼下宜采用厚度不薄于 $ 200 \, mm $ 的混凝土铺装层,并应设置污水排放管沟、积水坑或清洗搅拌楼的废水处理回收设备。¶
5.4 摊铺前材料与设备检查¶
5.4.1 在施工准备阶段,应依据混凝土路面设计要求、工程规模,对当地及周边的水泥、钢材、粉煤灰、外加剂、砂石料、水资源、电力、运输等状况进行实地调研,确认符合铺筑混凝土路面的原材料质量、品种、规格、原材料的供应量、供应强度和供给方式、运距等。通过调研优选,初步选择原材料供应商。¶
5.4.2 开工前,工地实验室应对计划使用的原材料进行质量检验和混凝土配合比优选,监理应对原材料抽检和配合比试验验证,报请业主正式审批。¶
5.4.3 应根据路面施工进度安排,保证及时地供给符合第3章原材料技术指标规定的各种原材料,不合格原材料不得进场。所有原材料进出场应进行称量、登记、保管或签发。¶
5.4.4 应将相同料源、规格、品种的原材料作为一批,分批量检验和储存。原材料的检验项目和批量应符合表 5.4.4 的规定。¶
5.4.5 施工前必须对机械设备、测量仪器、基准线或模板、机具工具及各种试验仪器等进行全面地检查、调试、校核、标定、维修和保养。主要施工机械的易损零部件应有适量储备。¶
| 材料 | 检查项目 | 检查频度 | |
| 高速公路、一级公路 | 其他公路 | ||
| 水泥 | 抗折强度、抗压强度,安定性 | 机铺1500t一批 | 机铺1500t、小型机具500t一批 |
| 凝结时间,标稠需水量,细度 | 机铺2000t一批 | 机铺3000t、小型机具500t一批 | |
| f-CaO、 MgO、 SO₃含量,铝酸三钙、铁铝酸四钙,干缩率、耐磨性、碱度,混合材料种类及数量 | 每标段不少于3次,进场前必测 | 每标段不少于3次,进场前必测 | |
| 温度、水化热 | 冬、夏季施工随时检测 | 冬、夏季施工随时检测 | |
| 粉煤灰 | 活性指数、细度、烧失量 | 机铺1500t一批 | 机铺1500t,小型机具500t一批 |
| 需水量比、 SO₃含量 | 每标段不少于3次,进场前必测 | 每标段不少于3次,进场前必测 | |
| 粗集料 | 针片状、超径颗粒含量,级配,表观密度,堆积密度,空隙率 | 机铺2500m ³一批 | 机铺5000m ³,小型机具1500m ³一批 |
| 含泥量、泥块含量 | 机铺1000m ³一批 | 机铺2000m ³,小型机具1000m ³一批 | |
| 坚固性、岩石抗压强度、压碎指标 | 每种粗集料每标段不少于2次 | 每种粗集料每标段不少于2次 | |
| 碱集料反应 | 怀疑有碱活性集料进场前测 | 怀疑有碱活性集料进场前测 | |
| 含水量 | 降雨或湿度变化随时测 | 降雨或湿度变化随时测 | |
| 砂 | 细度模数,表观密度,堆积密度,空隙率,级配 | 机铺2000m ³一批 | 机铺4000m ³,小型机具1500m ³一批 |
| 含泥量、泥块、石粉含量 | 机铺1000m ³一批 | 机铺2000m ³,小型机具500m ³一批 | |
| 坚固性 | 每种砂每标段不少于3次 | 每种砂每标段不少于3次 | |
| 云母含量轻物质与有机物含量 | 目测有云母或杂质时测 | 目测,有云母或杂质时测 | |
| 含盐量(硫酸盐、氯盐) | 必要时测,淡化海砂每标段3次 | 必要时测,淡化海砂每标段2次 | |
| 含水量 | 降雨或湿度变化随时测 | 降雨或湿度变化随时测 | |
| 外加剂 | 减水剂减水率,液体外加剂含固量和相对密度,粉状外加剂的不溶物含量 | 机铺5t一批 | 机铺5t小型机具3t一批 |
| 引气剂引气量、气泡细密程度和稳定性 | 机铺2t一批 | 机铺3t小型机具1t一批 | |
| 钢纤维 | 抗拉强度、弯折性能、长度、长径比、形状 | 开工前或有变化时,每标段3次 | 开工前或有变化时,每标段3次 |
| 杂质、质量及其偏差 | 机铺50t一批 | 机铺50t,小型机具30t一批 | |
| 材料 | 检查项目 | 检查频度 | |
| 高速公路、一级公路 | 其他公路 | ||
| 养生剂 | 有效保水率、抗压强度比、耐磨性、耐热性、膜水溶性 | 开工前或有变化时,每标段3次 | 开工前或有变化时,每标段3次 |
| 含固量、成膜时间 | 试验路段测,施工每5t测1次 | 试验路段测,施工每5t测1次 | |
| 水 | pH值、含盐量、硫酸根及杂质含量 | 开工前和水源有变化时 | 开工前和水源有变化时 |
注:(1)开工前,所有原材料项目均应检验;当原材料规格、品种、生产厂、来源变化时,必检;
(2)机铺是指滑模、轨道、三辊轴机组和碾压混凝土摊铺,数量不足一批时,按一批检验。
5.5 路基、基层和封层的检测与修整¶
5.5.1 路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承。对桥头、软基、高填方、填挖方交界等处的路基段,应进行连续沉降观测,并采取切实有效的措施保证路基的稳定性。¶
5.5.2 垫层、基层除应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)和《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034)的规定外,尚应符合下列技术要求:¶
1 (上)基层纵、横坡一般可与面层一致,但横坡可略大0.15%~0.20%,并不得小于路面横坡。
2 硬路肩厚度薄于面板时,应设排水基层或排水盲沟。缘石和软路肩底部应有渗透排水措施。
3 面层铺筑前,宜至少提供足够机械连续施工 10d 以上的合格基层。
5.5.3 面板铺筑前,应对基层进行全面的破损检查,当基层产生纵、横向断裂、隆起或碾坏时,应采取下述有效措施进行彻底修复:¶
1 所有挤碎、隆起、空鼓的基层应清除,并使用相同的基层料重铺,同时设胀缝板横向隔开,胀缝板应与路面胀缝或缩缝上下对齐。
2 当基层产生非扩展性温缩、干缩裂缝时,应灌沥青密封防水,还应在裂缝上粘贴油毡、土工布或土工织物,其覆盖宽度不应小于 $ 1000 \, mm $;距裂缝最窄处不得小于 $ 300 \, mm $。
3 当基层产生纵向扩展裂缝时,应分析原因,采取有效的路基稳固措施根治裂缝,且宜在纵向裂缝所在的整个面板内,距板底 1/3 高度增设补强钢筋网,补强钢筋网到裂缝端部不宜短于 5m。
4 基层被碾坏成坑或破损面积较小的部位,应挖除并采用贫混凝土局部修复。对表面严重磨损裸露粗集料的部位,宜采用沥青封层处理。
5.5.4 在高速公路和一级公路的半刚性上基层表面,宜喷洒热沥青和石屑(2~3m³/100m²)做滑动封层,或做乳化沥青稀浆封层。沥青封层或乳化沥青稀浆封层的厚度不宜小于5mm。¶
5.5.5 在各交通等级有可能被水淹没浸泡路面的路段,可采用较厚的坚韧塑料薄膜或密闭土工膜覆盖基层防水。¶
5.5.6 当封层出现局部损坏时,摊铺前应采用相同的封层材料进行修补,经质量检验合格,并由监理签认后,方可铺筑水泥混凝土面层。¶
5.6 贫混凝土基层铺筑与质量检验¶
5.6.1 贫混凝土上基层宜采用与面板相同机械铺筑;可采用普通混凝土面层四种施工方式中的任一种。¶
5.6.2 贫混凝土基层的铺筑除应满足第 7 章的技术要求外,尚应符合下列规定:¶
1 贫混凝土基层应锯切与面板接缝位置和尺寸相对齐的纵、横向接缝,切缝深度不宜小于 1/4 板厚,最浅不宜小于 50mm,并使用沥青灌缝。基层设封层时,混凝土面板的横向缩缝在行车前进方向可前错 300~500mm。
2 贫混凝土基层纵、横向缩缝中可不设拉杆和传力杆,胀缝中应设传力杆和胀缝板,胀缝位置应与面层胀缝对齐,板顶宜与贫混凝土基层表面齐平,传力杆、胀缝板设置精确度应符合表9.1.5的规定。
3 若一块贫混凝土板上纵、横向断板缝仅为一条,可不挖除重铺,宜按5.5.3条第2款规定处理;但当一块板上的断板缝多于2条或分叉,则应挖除重铺。
5.6.3 贫混凝土基层的施工质量要求应符合表 5.6.3 的规定。¶
| 项次 | 检查项目 | 规定值或允许值 | 检查方法和频率 | ||
| 1 | 7d抗压强度(MPa)28d试件或28d~56d钻芯抗压强度(MPa) | fcave-K₁Sₙ≥0.9fcave fₘᵢₙ≥ K₂fcave fₐᵥₑ ——统计平均抗压强度(MPa); fcave ——设计抗压强度(MPa); fₘᵢₙ ——统计最小抗压强度(MPa); Sₙ ——抗压强度标准差(MPa); 小于 0.05fcave ,取 0.05fcave | 标准立方体7d抗压强度用于施工期间的质量控制。28d弯拉强度试件或28d~56d钻芯抗压强度用于质量验收,以钻芯抗压强度作为最终判定质量的标准。当要求返工时每车道每公里不少于3个芯样 | ||
| 2 | n | 10-14 | 15-24 | ≥25 | 尺测:每100m左右各1处,参考芯样 |
| 3 | K₁ | 1.70 | 1.65 | 1.60 | 高速公路和一级公路≤4mm |
| K₂ | 0.90 | 0.85 | 合格率应≥85%二级公路≤6mm合格率应≥85% | ||
| 4 | 每块板平均板厚(mm) | 代表值: ± 5;极值: ± 10 | 水准仪:每200m4点 | ||
| 5 | 平整度最大间隙(mm) | ≤4 | 3m直尺测:每条横向胀缝、工作缝3点,每200m纵横缝2条,每条3点 | ||
| 6 | 相邻板高差(mm) | 代表值≤5mm;极值≤7mm | 3m直尺测:200m2处,每处3尺 | ||
| 7 | 连接摊铺纵缝高差 | ≤10 | 每500m,20m拉线测2处 | ||
| 8 | 中线平面偏位(mm) | ≤20 | 经纬仪:每200m4点 | ||
| 9 | 路面宽度(mm) | ± 20mm | 尺测:每200m4点 | ||
| 10 | 横坡度(%) | 代表值≤+0.20;极值≤+0.25 | 水准仪:每200m4个断面 | ||
| 11 | 断板率(‰) | ≤2 | 数断板量,计算占总板块‰ | ||
| 12 | 坑穴、拱包、接缝缺边掉角 | ≤20mm/ m² | 尺测:每200m随机测 4m² | ||
| 13 | 切缝深度(mm) | ≥50或≥1/4h | 尺测:每200m接缝4处 | ||
| 14 | 胀缝板连浆(mm) | ≤30 | 尺测:每条胀缝板安装时测 | ||
| 15 | 胀缝传力杆偏斜(mm) | ≤13 | 钢筋保护层仪:每5条胀缝抽测1条 | ||
6 混凝土拌合物搅拌与运输¶
6.1 搅拌设备¶
6.1.1 搅拌场的拌和能力配置应符合下列规定:¶
1 采用滑模、轨道、碾压、三辊轴机组摊铺时,搅拌场配置的混凝土总拌和生产能力可按式 $ (6.1.1) $计算,并按总拌和能力确定所要求的搅拌楼数量和型号。
式中:
\(M\)——搅拌楼总拌和能力 \(m^{3}/h\);
\(b\)——摊铺宽度 \((\mathrm{m})\);
\(V_{t}\)——摊铺速度 \((\mathrm{m}/\mathrm{min})(\geqslant1\mathrm{m}/\mathrm{min})\);
\(h\)——面板厚度 \((\mathrm{m})\);
\(\mu\)——搅拌楼可靠性系数,1.2~1.5,根据下述具体情况确定:搅拌楼可靠性高, \(\mu\)可取较小值;反之, \(\mu\)取较大值;拌和钢纤维混凝土时, \(\mu\)应取较大值;坍落度要求较低者, \(\mu\)应取较大值。
2 不同摊铺方式所要求的搅拌楼最小生产容量应满足表 6.1.1 的规定。一般可配备 2~3 台搅拌楼,最多不宜超过 4 台。搅拌楼的规格和品牌尽可能统一。
| 摊铺方式 摊铺宽度 | 滑模摊铺 | 轨道摊铺 | 碾压混凝土 | 三辊轴摊铺 | 小型机具 |
| 单车道3.75~4.5m | ≥100 | ≥75 | ≥75 | ≥50 | ≥25 |
| 双车道7.5~9m | ≥200 | ≥150 | ≥150 | ≥100 | ≥50 |
| 整幅宽≥12.5m | ≥300 | ≥200 | ≥200 | - | - |
6.1.2 搅拌楼的配备应符合表 5.1.1 的规定。应优先选配间歇式搅拌楼,也可使用连续式搅拌楼。¶
6.2 拌和技术要求¶
6.2.1 每台搅拌楼在投入生产前,必须进行标定和试拌。在标定有效期满或搅拌楼搬迁安装后,均应重新标定。施工中应每15d校验一次搅拌楼计量精确度。搅拌楼配料计量偏差不得超过表6.2.1的规定。不满足时,应分析原因,排除故障,确保拌和计量精确度。采用计算机自动控制系统的搅拌楼时,应使用自动配料生产,并按需要打印每天(周、旬、月)对应路面摊铺桩号的混凝土配料统计数据及偏差。¶
| 材料名称 | 水泥 | 掺合料 | 钢纤维 | 砂 | 粗集料 | 水 | 外加剂 |
| 高速公路、一级公路每盘 | ±1 | ±1 | ±2 | ±2 | ±2 | ±1 | ±1 |
| 高速公路、一级公路累计每车 | ±1 | ±1 | ±1 | ±2 | ±2 | ±1 | ±1 |
| 其他公路 | ±2 | ±2 | ±2 | ±3 | ±3 | ±2 | ±2 |
6.2.2 应根据拌合物的粘聚性、均质性及强度稳定性试拌确定最佳拌和时间。一般情况下,单立轴式搅拌机总拌和时间宜为 80~120s,全部原材料到齐后的最短纯粹和时间不宜短于 40s;行星立轴和双卧轴式搅拌机总拌和时间为 60~90s,最短纯粹和时间不宜短于 35s;连续双卧轴搅拌楼的最短拌和时间不宜短于 40s。最长总拌和时间不应超过高限值的 2 倍。¶
6.2.3 混凝土拌和过程中,不得使用沥水、夹冰雪、表面沾染尘土和局部曝晒过热的砂石料。¶
6.2.4 外加剂应以稀释溶液加入,其稀释用水和原液中的水量,应从拌和加水量中扣除。使用间歇搅拌楼时,外加剂溶液浓度应根据外加剂掺量、每盘外加剂溶液筒的容量和水泥用量计算得出。连续式搅拌楼应按流量比例控制加入外加剂。加入搅拌锅的外加剂溶液应充分溶解,并搅拌均匀。有沉淀的外加剂溶液,应每天清除一次稀释池中的沉淀物。¶
6.2.5 拌和引气混凝土时,搅拌楼一次拌和量不应大于其额定搅拌量的 90%。纯拌和时间应控制在含气量最大或较大时。¶
6.2.6 粉煤灰或其他掺合料应采用与水泥相同的输送、计量方式加入。粉煤灰混凝土的纯拌和时间应比不掺的延长 10~15s。当同时掺用引气剂时,宜通过试验适当增大引气剂掺量,以达到规定含气量。¶
6.2.7 拌合物质量检验与控制应符合下列要求:¶
1 搅拌过程中,拌合物质量检验与控制应符合表6.2.7的规定。低温或高温天气施工时,拌合物出料温度宜控制在10℃~35℃。并应测定原材料温度、拌合物的温度、坍落度损失率和凝结时间等。
| 检查项目 | 检查频度 | |
| 高速公路、一级公路 | 其他公路 | |
| 水灰比及稳定性 | 每 5000m³ 抽检 1 次,有变化随时测 | 每 5000m³ 抽检 1 次,有变化随时测 |
| 坍落度及其均匀性 | 每工班测 3 次,有变化随时测 | 每工班测 3 次,有变化随时测 |
| 坍落度损失率 | 开工、气温较高和有变化随时测 | 开工、气温较高和有变化随时测 |
| 振动粘度系数 | 试拌、原材料和配合比有变化时测 | 试拌、原材料和配合比有变化时测 |
| 钢纤维体积率 | 每工班测 2 次,有变化随时测 | 每工班测 1 次,有变化随时测 |
| 含气量 | 每工班测 2 次,有抗冻要求不少于 3 次 | 每工班测 1 次,有抗冻要求不少于 3 次 |
| 泌水率 | 必要时测 | 必要时测 |
| 视密度 | 每工班测 1 次 | 每工班测 1 次 |
| 温度、凝结时间、水化发热量 | 冬、夏季施工,气温最高、最低时,每工班至少测 1~2 次 | 冬、夏季施工,气温最高、最低时,每工班至少测 1 次 |
| 离析 | 随时观察 | 随时观察 |
| VC值及稳定性、压实度、松铺系数 | 碾压混凝土做复合式路面底层时,检查频率与其他公路相同 | 每工班测 3~5 次,有变化随时测 |
注:(1) 混凝土拌合物振动粘度系数试验方法见《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1)附录A;
(2) 钢纤维混凝土拌合物钢纤维体积率试验方法见附录 D.2。
2 拌合物应均匀一致,有生料、干料、离析或外加剂、粉煤灰成团现象的非均质拌合物严禁用于路面摊铺。一台搅拌楼的每盘之间,各搅拌楼之间,拌合物的坍落度最大允许偏差为 $ \pm 10mm $。拌和坍落度应为最适宜摊铺的坍落度值
与当时气温下运输坍落度损失值两者之和。
6.2.8 钢纤维混凝土的拌和,除应满足上述规定外,尚应符合下列规定:¶
1 当钢纤维体积率较高,拌合物较干时,搅拌楼一次拌和量不宜大于其额定搅拌量的80%。拌合物中不得有钢纤维结团现象。
2 钢纤维混凝土搅拌的投料次序和方法应以搅拌过程中钢纤维不产生结团和保证一定的生产率为原则,并通过试拌或根据经验确定。宜采用将钢纤维、水泥、粗细集料先干拌后加水湿拌的方法;也可采用钢纤维分散机在拌和过程中分散加入钢纤维。
3 钢纤维混凝土的拌和时间应通过现场搅拌试验确定,并应比普通混凝土规定的纯粹和时间延长 20~30s,采用先干拌后加水的搅拌方式时,干拌时间不宜少于 1min。
4 钢纤维混凝土严禁用人工拌和。当桥梁伸缩缝等零星工程使用少量的钢纤维混凝土时,可采用容量较小的搅拌机拌和,每种原材料应准确称量后加入,不得使用体积计量。采用小容量搅拌机拌和时,钢纤维混凝土总拌和时间应较搅拌楼拌和时间延长 1~2min,采用先干拌后加水的搅拌方式时,干拌时间不宜少于 1.5min。
5 应保证钢纤维在混凝土中的分散性及均匀性,水洗法检测的钢纤维含量偏差不应大于设计掺量的 $ \pm 15\% $,检测方法见附录 D.2。
6.2.9 碾压混凝土拌和除应满足上述有关规定外,尚应符合下列规定:¶
1 砂石料堆应全部覆盖防雨,堆底严防浸水。必要时,还应对砂石料仓、粉煤灰料斗、外加剂溶液池等作防雨覆盖。在装载机料斗和料仓内的砂石料不应有明显的湿度差别,严禁雨天拌和碾压混凝土。
2 拌和时,应精确检测砂石料的含水率,根据砂石料含水率变化,快速反馈并严格控制加水量和砂石料用量。除搅拌楼应配备砂(石)含水率自动反馈控制系统外,每台班至少应监测3次砂石料含水率。
3 碾压混凝土的最短纯粹和时间应比普通混凝土延长 $ 15 \sim 20s $。
6.3 运输车辆¶
6.3.1 机械摊铺系统配套的运输车数量,可按式 $ (6.3.1) $计算。¶
式中:
\(N\)——汽车辆数(辆);
\(n\)——相同产量搅拌楼台数;
\(S\)——单程运输距离(km);
\(\gamma_{c}\)——混凝土密度 \((\mathrm{t}/\mathrm{m}^{3})\);
\(m\)——一台搅拌楼每小时生产能力 \(m^{3}/h\);
\(V_{q}\)——车辆的平均运输速度(km/h);
\(g_{q}\)——汽车载重能力(t/辆)。
6.3.2 可选配车况优良、载重量 5~20t 的自卸车,自卸车后挡板应关闭紧密,运输时不漏浆撒料,车箱板应平整光滑。远距离运输或摊铺钢筋混凝土路面及桥面时,宜选配混凝土罐车。¶
6.4 运输技术要求¶
6.4.1 应根据施工进度、运量、运距及路况,选配车型和车辆总数。总运力应比总拌和能力略有富余。确保新拌混凝土在规定时间内运到摊铺现场。¶
6.4.2 运输到现场的拌合物必须具有适宜摊铺的工作性。不同摊铺工艺的混凝土拌合物从搅拌机出料到运输、铺筑完毕的允许最长时间应符合表 6.4.2 的规定。不满足时应通过试验、加大缓凝剂或保塑剂的剂量。¶
| 施工气温°(℃) | 到运输完毕允许最长时间(h) | 到铺筑完毕允许最长时间(h) | ||
| 滑模、轨道 | 三轴、小机具 | 滑模、轨道 | 三轴、小机具 | |
| 5~9 | 2.0 | 1.5 | 2.5 | 2.0 |
| 10~19 | 1.5 | 1.0 | 2.0 | 1.5 |
| 20~29 | 1.0 | 0.75 | 1.5 | 1.25 |
| 30~35 | 0.75 | 0.50 | 1.25 | 1.0 |
注: $ ^{*} $指施工时间的日间平均气温,使用缓凝剂延长凝结时间后,本表数值可增加0.25~0.5h。
6.4.3 混凝土拌合物的运输除应满足上述规定外,尚应符合下列技术要求:¶
1 运送混凝土的车辆装料前,应清净厢罐,洒水润壁,排干积水。装料时,自卸车应挪动车位,防止离析。搅拌楼卸料落差不应大于 $ 2 \, m $。
2 混凝土运输过程中应防止漏浆、漏料和污染路面,途中不得随意耽搁。自卸车运输应减小颠簸,防止拌合物离析。车辆起步和停车应平稳。
3 超过表 6.4.2 规定摊铺允许最长时间的混凝土不得用于路面摊铺。混凝土一旦在车内停留超过初凝时间,应采取紧急措施处置,严禁混凝土硬化在车厢(罐)内。
4 烈日、大风、雨天和低温天远距离运输时,自卸车应遮盖混凝土,罐车宜加保温隔热套。
5 使用自卸车运输混凝土最远运输半径不宜超过 20km。
6 运输车辆在模板或导线区调头或错车时,严禁碰撞模板或基准线,一旦碰撞,应告知测工重新测量纠偏。
7 车辆倒车及卸料时,应有专人指挥。卸料应到位,严禁碰撞摊铺机和前场施工设备及测量仪器。卸料完毕,车辆应迅速离开。
8 碾压混凝土卸料时,车辆应在前一辆车离开后立即倒向摊铺机,并在机前10~30cm处停住,不得撞击沥青摊铺机。然后换成空挡,并迅速升起料斗卸料,靠摊铺机推动前进。
7 混凝土面层铺筑¶
7.1 滑模机械铺筑¶
7.1.1 机械配备¶
1 高速公路、一级公路施工,宜选配能一次摊铺 2~3 个车道宽度(7.5~12.5m)的滑模摊铺机;二级及二级以下公路路面的最小摊铺宽度不得小于单车道设计宽度。硬路肩的摊铺宜选配中、小型多功能滑模摊铺机,并宜连体一次摊铺路缘石。滑模摊铺机可按表 7.1.1-1 的基本技术参数选择。
| 项目 | 发动机功率 (kW) | 摊铺宽度 (m) | 摊铺厚度 (mm) | 摊铺速度 (m/min) | 空驶速度 (m/min) | 行走速度 (m/min) | 履带数 (个) | 整机自重 (t) |
| 三车道滑模摊铺机 | 200~300 | 12.5-16.0 | 0~500 | 0~3 | 0~5 | 0~15 | 4 | 57~135 |
| 双车道滑模摊铺机 | 150~200 | 3.6~9.7 | 0~500 | 0~3 | 0~5 | 0~18 | 2~4 | 22~50 |
| 多功能单车道滑模摊铺机 | 70~150 | 2.5~6.0 | 0~500;护栏高度 800~1900 | 0~3 | 0~9 | 0~15 | 2,3,4 | 12~27 |
| 路缘石滑模摊铺机 | ≤80 | <2.5 | <450 | 0~5 | 0~9 | 0~10 | 2,3 | ≤10 |
2 滑模摊铺路面时, 可配备 1 台挖掘机或装载机辅助布料。采用前置钢筋支架法设置缩缝传力杆的路面、钢筋混凝土路面、桥面和桥头搭板时, 应选配下列适宜的布料机械:
(1)侧向上料的布料机。
(2)侧向上料的供料机。
(3)带侧向上料机构的滑模摊铺机。
(4)挖掘机加料斗侧向供料。
(5)吊车加短便桥钢凳,车辆直接卸料。
(6)吊车加料斗起吊布料。
3 可采用拉毛养生机或人工软拉槽制作抗滑沟槽。工程规模大、日摊铺进度快时,宜采用拉毛养生机。高速公路、一级公路宜采用刻槽机进行硬刻槽,其刻槽作业宽度不宜小于 500mm,所配备的硬刻槽机数量及刻槽能力应与滑模摊铺进度相匹配。
4 滑模摊铺混凝土路面的切缝,可使用软锯缝机、支架式硬锯缝机和普通锯缝机。配备的锯缝机数量及切缝能力应与滑模摊铺进度相适应。
5 滑模摊铺系统机械配套宜符合表 7.1.1-2 的要求。
| 工作内容 | 主要施工机械设备 | |
| 名称 | 机型及规格 | |
| 钢筋加工 | 钢筋锯断机、折弯机、电焊机 | 根据需要定规格和数量 |
| 测量基准线 | 水准仪、经纬仪、全站仪 | 根据需要定规格和数量 |
| 基准线、线桩及紧线器 | 300个桩、5个紧线器、3000m基准线 | |
| 搅拌 | 强制式搅拌楼 | ≥50 m³/h,数量由计算确定 |
| 装载机 | 2~3 m³ | |
| 发电机 | ≥120kW | |
| 供水泵和蓄水池 | ≥250 m³ | |
| 运输 | 运输车 | 4~6 m³数量由匹配计算确定 |
| 自卸车 | 4~24 m³数量由匹配计算确定 | |
| 摊铺 | 布料机 *,挖掘机,吊车等布料设备 | 根据需要定规格和数量 |
| 滑模摊铺机1台 | 技术参数见表7.1.1-1 | |
| 手持振捣棒、整平梁、模板 | 根据人工施工接头需要定 | |
| 抗滑 | 拉毛养生机 *1台 | 与滑模摊铺机同宽 |
| 人工拉毛齿耙、工作桥 | 根据需要定规格和数量 | |
| 硬刻槽机 * | 数量与摊铺进度匹配 | |
| 刻槽宽度≥500mm,功率≥7.5kW | ||
| 软锯缝机 | 根据需要定规格和数量 | |
| 切缝 | 常规锯缝机或支架锯缝机 | 根据需要定规格和数量 |
| 移动发电机 | 12~60kW,数量由施工需要定 | |
| 磨平 | 水磨石磨机 | 需要处理欠平整部位时 |
| 灌缝 | 灌缝机或插胶条工具 | 根据需要定规格和数量 |
| 养生 | 压力式喷洒机或喷雾器 | 根据需要定规格和数量 |
| 工地运输车 | 4~6t,按需要定数量 | |
| 洒水车 | 4.5~8t按需要定数量 | |
注:* 可按装备、投资、施工方式等不同要求选配。
7.1.2 基准线设置¶
1 滑模摊铺混凝土路面的施工应设置基准线。基准线设置形式有单向坡双线式、单向坡单线式和双向坡双线式三种。
2 基准线宽度除应保证摊铺宽度外,尚应满足两侧 650~1000mm 横向支距的要求。
3 基准线桩纵向间距: 直线段不应大于 10m, 竖、平曲线路段视曲线半径大小应加密布置, 最小 2.5m。
4 线桩固定时,基层顶面到夹线臂的高度宜为 $ 450 \sim 750 \, mm $。基准线桩夹线臂夹口到桩的水平距离宜为 $ 300 \, mm $。基准线桩应钉牢固。
5 单根基准线的最大长度不宜大于 $ 450 \, m $。
6 基准线拉力不应小于 $ 1000 ~N_{0} $
7 基准线的设置精确度应符合表 7.1.2 规定。
| 项目 | 中线平面 | 路面宽度 | 面板厚度 | 纵断高程 | 横坡偏差 | 连接纵缝高差 | |
| 偏差 | (mm) | 偏差 | |||||
| 偏位(mm) | (mm) | 代表值 | 极值 | (mm) | (%) | (mm) | |
| 规定值 | ≤10 | ≤+15 | ≥-3 | ≥-8 | ±5 | ±0.10 | ±1.5 |
注:在基准线上单车道一个横断面测3点、双车道测5点测定板厚,其平均值为该断面平均板厚。断面平均板厚不应薄于其代表值;极小值不应薄于极值。每200m测10个断面,其均值为该路段平均板厚,路段平均板厚不应小于设计板厚。不满足上述要求,不得摊铺面板。
8 基准线设置后,严禁扰动、碰撞和振动。一旦碰撞变位,应立即重新测量纠正。多风季节施工,应缩小基准线桩间距。
7.1.3 摊铺准备¶
1 所有施工设备和机具均应处于良好状态,并全部就位。
2 基层、封层表面及履带行走部位应清扫干净。摊铺面板位置应洒水湿润,但不得积水。
3 横向连接摊铺时,前次摊铺路面纵缝的溜肩胀宽部位应切割顺直。侧边拉杆应校正扳直,缺少的拉杆应钻孔锚固植入。纵向施工缝的上半部缝壁应满涂沥青。
7.1.4 布料¶
1 滑模摊铺机前的正常料位高度应在螺旋布料器叶片最高点以下,亦不得缺料。卸料、布料应与摊铺速度相协调。
2 当坍落度在 10~50mm 时,布料松铺系数宜控制在 1.08~1.15 之间。布料机与滑模摊铺机之间施工距离宜控制在 5~10m。
3 摊铺钢筋混凝土路面、桥面或搭板时,严禁任何机械开上钢筋网。
7.1.5 滑模摊铺机的施工参数设定及校准¶
1 振捣棒下缘位置应在挤压板最低点以上,振捣棒的横向间距不宜大于 $ 450 \, mm $,均匀排列;两侧最边缘振捣棒与摊铺边沿距离不宜大于 $ 250 \, mm $。
2 挤压底板前倾角宜设置为 $ 3^{\circ} $ 左右。提浆夯板位置宜在挤压底板前缘以下 $ 5 \sim 10 \, mm $ 之间。
3 两边缘超铺高程根据拌合物稠度宜在 3~8mm 间调整。搓平梁前沿宜调整到与挤压板后沿高程相同,搓平梁的后沿比挤压底板后沿低 1~2mm,并与路面高程相同。
4 滑模摊铺机首次摊铺路面,应挂线对其铺筑位置、几何参数和机架水平度进行调整和校准,正确无误后,方可开始摊铺。
5 在开始摊铺的 5m 内,应在铺筑行进中对摊铺出的路面标高、边缘厚度、中线、横坡度等参数进行复核测量。所摊铺的路面精确度应控制在表 7.1.2 的规定值范围内。
7.1.6 铺筑作业技术要领¶
1 操作滑模摊铺机应缓慢、匀速、连续不间断地作业。严禁料多追赶,然后随意停机等待,间歇摊铺。摊铺速度应根据拌合物稠度、供料多少和设备性能控制在 $ 0.5 \sim 3.0 \, m/min $ 之间,一般宜控制在 $ 1 \, m/min $ 左右。拌合物稠度发生变化时,应先调振捣频率,后改变摊铺速度。
2 应随时调整松方高度板控制进料位置,开始时宜略设高些,以保证进料。正常摊铺时应保持振捣仓内料位高于振捣棒 100mm 左右,料位高低上下波动宜控制在 $ \pm 30mm $ 之内。
3 正常摊铺时,振捣频率可在 $ 6000 \, \text{r/min} \sim 11000 \, \text{r/min} $ 之间调整,宜采用 $ 9000 \, \text{r/min} $ 左右。应防止混凝土过振、欠振或漏振。应根据混凝土的稠度大小,随时调整摊铺的振捣频率或速度。摊铺机起步时,应先开启振捣棒振捣 $ 2 \sim 3 \, \text{min} $,再缓慢平稳推进。摊铺机脱离混凝土后,应立即关闭振捣棒组。
4 滑模摊铺机满负荷时可铺筑的路面最大纵坡为:上坡 5%;下坡 6%。上坡时,挤压底板前仰角宜适当调小,并适当调轻抹平板压力;下坡时,前仰角宜适当调大,并适当调大抹平板压力。板底不小于 3/4 长度接触路表面时抹平板压力适宜。
5 滑模摊铺机施工的最小弯道半径不应小于 50m;最大超高横坡不宜大于 7%。
6 单车道摊铺时,应视路面设计要求配置一侧或双侧打纵缝拉杆的机械装置。2个以上车道摊铺时,除侧向打拉杆的装置外,还应在假纵缝位置配置拉杆自动插入装置。
7 软拉抗滑构造时表面砂浆层厚度宜控制在 $ 4 ~mm $ 左右,硬刻槽路面的砂浆表层厚度宜控制在 $ 2 \sim 3 ~mm $。
8 养护 5~7d 后,方允许摊铺相邻车道。
7.1.7 问题处置¶
1 摊铺中应经常检查振捣棒的工作情况和位置。路面出现麻面或拉裂现象时,必须停机检查或更换振捣棒。摊铺后,路面上出现发亮的砂浆条带时,必须调高振捣棒位置,使其底缘在挤压底板的后缘高度以上。
2 摊铺宽度大于 $ 7.5 \, m $ 时,若左右两侧拌合物稠度不一致,摊铺速度应按偏干一侧设置,并应将偏稀一侧的振捣棒频率迅速调小。
3 应通过调整拌合物稠度、停机待料时间、挤压底板前仰角、起步及摊铺速度等措施控制和消除横向拉裂现象。
4 摊铺中的滑模摊铺机停机等料最长时间超过当时气温下混凝土初凝时间的4/5时,应将滑模摊铺机迅速开出摊铺工作面,并做施工缝。
7.1.8 滑模摊铺过程中应采用自动抹平板装置进行抹面。对少量局部麻面和明显缺料部位,应在挤压板后或搓平梁前补充适量拌合物,由搓平梁或抹平板机械修整。滑模摊铺的混凝土面板在下列情况下,可用人工进行局部修整:¶
1 用人工操作抹面抄平器,精整摊铺后表面的小缺陷,但不得在整个表面加薄层修补路面标高。
2 对纵缝边缘出现的倒边、塌边、溜肩现象,应顶侧模或在上部支方铝管进行边缘补料修整。
3 对起步和纵向施工接头处,应采用水准仪抄平并采用大于 $ 3 ~m $ 的靠尺边测边修整。
7.1.9 滑模摊铺结束后,必须及时清洗滑模摊铺机,进行当日保养等。并宜在第二天硬切横向施工缝,也可当天软作施工横缝。应丢弃端部的混凝土和摊铺机振动仓内遗留下的纯砂浆,两侧模板应向内各收进20~40mm,收口长度宜比滑模摊铺机侧模板略长。施工缝部位应设置传力杆,并应满足路面平整度、高程、横坡和板长要求。¶
7.2 模板及其架设与拆除¶
7.2.1 模板技术要求¶
1 公路混凝土路面板、桥面板和加铺层的施工模板应采用刚度足够的槽钢、轨模或钢制边侧模板,不应使用木模板、塑料模板等其他易变形的模板。模板的精确度应符合表7.2.1的规定。钢模板的高度应为面板设计厚度,模板长度宜为3~5m。需设置拉杆时,模板应设拉杆插入孔。每米模板应设置1处
支撑固定装置,见图 7.2.1-1a)、b)。模板垂直度用垫木楔方法调整。

a) 焊接钢筋固定支架;b) 焊接角钢固定支架
| 施工方式 | 高度偏差 (mm) | 局部变形 (mm) | 垂直边夹角 (°) | 顶面平整度 (mm) | 侧面平整度 (mm) | 纵向变形 (mm) |
| 三辊轴机组 | ± 1 | ± 2 | 90 ± 2 | ± 1 | ± 2 | ± 2 |
| 轨道摊铺机 | ± 1 | ± 2 | 90 ± 1 | ± 1 | ± 2 | ± 1 |
| 小型机具 | ± 2 | ± 3 | 90 ± 3 | ± 2 | ± 3 | ± 3 |
2 横向施工缝端模板应按设计规定的传力杆直径和间距设置传力杆插入孔和定位套管。两边缘传力杆到自由边距离不宜小于 150mm。每米设置 1 个垂直固定孔套。工作缝端模侧立面见图 7.2.1-2。
3 模板或轨模数量应根据施工进度和施工气温确定,并应满足拆模周期内周转需要。一般情况下,模板或轨模总量不宜少于3d~5d摊铺的需要。
7.2.2 模板安装¶
1 支模前在基层上应进行模板安装及摊铺位置的测量放样,每 20m 应设中心桩;每 100m 宣布设临时水准点;核对路面标高、面板分块、胀缝和构造物位置。测量放样的质量要求和允许偏差应符合相应规范的规定。
2 纵横曲线路段应采用短模板,每块模板中点应安装在曲线切点上。
3 轨道摊铺应采用长度为 3m 的专用钢制轨模,轨模底面宽度宜为高度的 80%,轨道用螺栓、垫片固定在模板支座上,模板应使用钢钎与基层固定。轨道顶面应高于模板 20~40mm,轨道中心至模板内侧边缘距离宜为 125mm,见图 7.2.2。
4 模板应安装稳固、顺直、平整,无扭曲,相邻模板连接应紧密平顺,不得有底部漏浆、前后错茬、高低错台等现象。模板应能承受摊铺、振实、整平设备的负载行进、冲击和振动时不发生位移。严禁在基层上挖槽,嵌入安装模板。


1-轨道;2-模板;3-钢钎
5 模板安装检验合格后,与混凝土拌合物接触的表面应涂脱模剂或隔离剂;接头应粘贴胶带或塑料薄膜等密封。
7.2.3 模板安装完毕,应经过测量人员使用与设计板厚相同的测板作全断面检验,其安装精确度应符合表 7.2.3 的规定。¶
| 检测项目 施̲工̲方̲式̲ | 三辊轴机组 | 轨道摊铺机 | 小型机具 |
| 平面偏位(mm), ≤ | 10 | 5 15 | |
| 摊铺宽度偏差(mm), ≤ | 10 | 5 15 | |
| 面板厚度(mm), ≥ | 代表值 | -3 | -3 -4 |
| 极值 | -8 | -8 -9 | |
| 纵断高程偏差(mm) | ±5 | ±5±10 | |
| 横坡偏差(%) | ±0.10 | ±0.10±0.20 | |
| 相邻板高差(mm), ≤ | 1 | 1 2 | |
| 顶面接茬3m尺平整度(mm), ≤ | 1.5 | 1 2 | |
| 模板接缝宽度(mm), ≤ | 3 | 2 3 | |
| 侧向垂直度(mm), ≤ | 3 | 2 4 | |
| 纵向顺直度(mm), ≤ | 3 | 2 4 | |
7.2.4 模板拆除及矫正¶
1 当混凝土抗压强度不小于 $ 8.0 \, MPa $ 方可拆模。当缺乏强度实测数据时,边侧模板的允许最早拆模时间宜符合表 7.2.4 的规定。达不到要求,不能拆除端模时,可空出一块面板,重新起头摊铺,空出的面板待两端均可拆模后再补做。
| 昼夜平均气温(℃) | -5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | ≥30 |
| 硅酸盐水泥、R型水泥 | 240 | 120 | 60 | 36 | 34 | 28 | 24 | 18 |
| 道路、普通硅酸盐水泥 | 360 | 168 | 72 | 48 | 36 | 30 | 24 | 18 |
| 矿渣硅酸盐水泥 | - | - | 120 | 60 | 50 | 45 | 36 | 24 |
注:允许最早拆侧模时间从混凝土面板精整成形后开始计算。
2 拆模不得损坏板边、板角和传力杆、拉杆周围的混凝土,也不得造成传力杆和拉杆松动或变形。模板拆卸宜使用专用拔楔工具,严禁使用大锤强击拆卸模板。
3 拆下的模板应将粘附的砂浆清除干净,并矫正变形或局部损坏,矫正精度应符合表 7.2.1 的要求。
7.3 三辊轴机组铺筑¶
7.3.1 设备选择与配套¶
1 三辊轴整平机的主要技术参数应符合表 7.3.1 的规定。板厚 200mm 以上宜采用直径 168mm 的辊轴;桥面铺装或厚度较小的路面可采用直径为 219mm 的辊轴。轴长宜比路面宽度长出 600~1200mm。振动轴的转速不宜大于 380r/min。
| 型号 | 轴直径(mm) | 轴速(r/min) | 轴长(m) | 轴质量(kg/m) | 行走机构质量(kg) | 行走速度(m/min) | 整平轴距(mm) | 振动功率(kW) | 驱动功率(kW) |
| 5001 | 168 | 300 | 1.8~9 | 65 ± 0.5 | 340 | 13.5 | 504 | 7.5 | 6 |
| 6001 | 219 | 300 | 5.1~12 | 77 ± 0.7 | 568 | 13.5 | 657 | 17 | 9 |
2 三辊轴机组铺筑混凝土面板时,必须同时配备一台安装插入式振捣棒组的排式振捣机,振捣棒的直径宜为 50~100mm,间距不应大于其有效作用半径的 1.5 倍,并不大于 500mm。插入式振捣棒组的振动频率可在 50~200Hz 之间选择,当面板厚度较大和坍落度较低时,宜使用 100Hz 以上的高频振捣棒。该机宜同时配备螺旋布料器和松方控制刮板,并具备自动行走功能。
3 当桥面铺装厚度小于 $ 150 \, mm $ 时,可采用振捣梁。振捣频率宜为 $ 50 \sim 100 \, Hz $,振捣加速度宜为 $ 4 \sim 5 \, g $(g 为重力加速度)。
4 当一次摊铺双车道路面时应配备纵缝拉杆插入机,并配有插入深度控制和拉杆间距调整装置。
5 其他施工辅助配套设备可参照表 7.1.1-2 选配。
7.3.2 工艺流程: 布料⇌密集排振⇌拉杆安装⇌人工补料⇌三辊轴整平⇌(真空脱水)⇌(精平饰面⇌拉毛⇌切缝⇌养生⇌(硬刻槽)⇌填缝。¶
7.3.3 铺筑作业技术要求:¶
1 应有专人指挥车辆均匀卸料。布料应与摊铺速度相适应,不适应时应配备适当的布料机械。坍落度为 10~40mm 的拌合物,松铺系数为 1.12~1.25。坍落度大时取低值,坍落度小时取高值。超高路段,横坡高侧取高值,横坡低侧取低值。
2 混凝土拌合物布料长度大于 10m 时,可开始振捣作业。密排振捣棒组间歇插入振实时,每次移动距离不宜超过振捣棒有效作用半径的 1.5 倍,并不得大于 500mm,振捣时间宜为 15~30s。排式振捣机连续施行振实时,作业速度宜控制在 4m/min 以内。具体作业速度视振实效果,可由式(7.3.3)计算。
式中:
\(V\)——排式振捣机作业速度 \((\mathrm{m}/\mathrm{s})\);
\(t\)——振捣密实所必需的时间(s),一般为15~30s;
\(R\)——振捣棒的有效作用半径 \((\mathrm{m})\)。
排式振捣机应匀速缓慢、连续不间断地振捣行进。其作业速度以拌合物表
面不露粗集料,液化表面不再冒气泡并泛出水泥浆为准。
3 面板振实后,应随即安装纵缝拉杆。单车道摊铺的混凝土路面,在侧模预留孔中应按设计要求插入拉杆;一次摊铺双车道路面时,除应在侧模孔中插入拉杆外,还应在中间纵缝部位,使用拉杆插入机在 1/2 板厚处插入拉杆,插入机每次移动的距离应与拉杆间距相同。
4 三辊轴整平机作业
(1)三辊轴整平机按作业单元分段整平,作业单元长度宜为20~30m,振捣机振实与三辊轴整平两道工序之间的时间间隔不宜超过15min。
(2)三辊轴滚压振实料位高差宜高于模板顶面5~20mm,过高时应铲除,过低应及时补料。
(3)三辊轴整平机在一个作业单元长度内,应采用前进振动、后退静滚方式作业,宜分别2~3遍。最佳滚压遍数应经过试铺确定。
(4) 在三辊轴整平机作业时,应有专人处理轴前料位的高低情况,过高时,应辅以人工铲除,轴下有间隙时,应使用混凝土找补。
(5) 滚压完成后,将振动辊轴抬离模板,用整平轴前后静滚整平,直到平整度符合要求,表面砂浆厚度均匀为止。
(6) 表面砂浆厚度宜控制在 $ (4 \pm 1) $ mm,三辊轴整平机前方表面过厚、过稀的砂浆必须刮除去弃。
5 应采用 3~5m 刮尺,在纵、横两个方向进行精平饰面,每个方向不少于两遍。也可采用旋转抹面机密实精平饰面两遍。刮尺、刮板、抹面机、抹刀饰面的最迟时间不得迟于表 6.4.2 规定的铺筑完毕允许最长时间。
7.4 轨道摊铺机铺筑¶
7.4.1 机械选型与配套¶
1 轨道摊铺机的选型应根据路面车道数或设计宽度按表 7.4.1 的技术参数选择。最小摊铺宽度不得小于单车道 3.75m。
| 项目 | 发动机功率 (kW) | 最大摊铺宽度 (m) | 摊铺厚度 (mm) | 摊铺速度 (m/min) | 整机质量 (t) |
| 三车道轨道摊铺机 | 33~45 | 11.75~18.3 | 250~600 | 1~3 | 13~38 |
| 双车道轨道摊铺机 | 15~33 | 7.5~9.0 | 250~600 | 1~3 | 7~13 |
| 单车道轨道摊铺机 | 8~22 | 3.5~4.5 | 250~450 | 1~4 | ≤7 |
2 轨道摊铺机按布料方式不同,可选用刮板式、箱式和螺旋式。
3 其他设备可参照表 7.1.1-2 配套。
7.4.2 铺筑作业¶
1 布料
(1) 使用轨道摊铺机前部配备的螺旋布料器或可上下左右移动的刮板布料,料堆不得过高过大,亦不得缺料。可使用挖掘机、装载机或人工辅助布料。螺旋布料器前的拌合物应保持在面板以上100mm左右,布料器后宜配备松铺高度控制刮板。也可使用有布料箱的轨道摊铺机精确布料,箱式轨道摊铺机的料斗出料口关闭时,装进拌合物并运到布料位置后,轻轻打开料斗出料口,待拌合物堆成“堤状”,左右移动料斗布料。
(2)轨道摊铺时的适宜坍落度按振捣密实情况宜控制在20~40mm之间。不同坍落度时的松铺系数K可参考表7.4.2确定,并按此计算出松铺高度。
| 坍落度S(mm) | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 松铺系数K | 1.30 | 1.25 | 1.22 | 1.19 | 1.17 | 1.15 | 1.12 |
(3)当施工钢筋混凝土路面时,宜选用(两台)箱型轨道摊铺机分两层两次布料,可在第一层布料完成后,将钢筋网片安装好,再进行表面第二层布料,然后一次振实;也可两次布料两次振实,中间安装钢筋网。采用双层两遍摊铺钢筋混凝土路面时,下部混凝土的布料与摊铺长度应根据钢筋网片长度和第一层混凝土凝结情况而定,且不宜超过20m。
2 振实作业
(1)轨道摊铺机应配备振捣棒组,振捣方式有斜插连续拖行及间歇垂直插入两种,当面板厚度超过150mm坍落度小于30mm时,必须插入振捣;连续拖行振捣时,宜将作业速度控制在0.5~1.0m/min之间,并随着坍落度的大小而增减。间歇振捣时,当一处混凝土振捣密实后,将振捣棒组缓慢拔出,再移动到下一处振实,移动距离不宜大于500mm。
(2)轨道摊铺机应配备振动板或振动梁对混凝土表面进行振捣和修整,振动梁的振捣频率宜控制在50~100Hz,偏心轴转速调节到2500~3500r/min。经振捣棒组振实的混凝土,宜使用振动板振动提浆,并密实饰面,提浆厚度宜控制在 $ (4\pm1) $mm。
3 整平饰面
(1) 往复式整平滚筒前的混凝土堆积物应涌向横坡高的一侧,保证路面横坡高端有足够的料找平。
(2)及时清理因整平推挤到路面边缘的余料,以保证整平精度和整平机械在轨道上的作业行驶。
(3)轨道摊铺机上宜配备纵向或斜向抹平板。纵向抹平板随轨道摊铺机作业行进可左右贴表面滑动并完成表面修整;斜向修整抹平板作业时,抹平板沿斜向左右滑动,同时随机身行进,完成表面修整。
4 精平饰面操作要求与 7.3.3 条第 5 款相同。
7.5 小型机具铺筑¶
7.5.1 小型机具性能应稳定可靠,操作简易,维修方便,机具配套应与工程规模、施工进度相适应。选配的成套机械、机具应符合表7.5.1的要求。¶
7.5.2 摊铺、振实与整平¶
1 摊铺
(1) 混凝土拌合物摊铺前,应对模板的位置及支撑稳固情况,传力杆、拉杆的
安设等进行全面检查。修复破损基层,并洒水润湿。用厚度标尺板全面检测板厚与设计值相符,方可开始摊铺。
| 工作内容 | 主要施工机械机具 | |
| 机械机具名称、规格 | 数量、生产能力 | |
| 钢筋加工 | 钢筋锯断机、折弯机、电焊机 | 根据需要定规格和数量 |
| 测量 | 水准仪、经纬仪 | 根据需要定规格和数量 |
| 架设模板 | 与路面厚度等高3m长槽钢模板、固定钢钎 | 数量不少于3d摊铺用量 |
| 搅拌 | 强制式搅拌楼,单车道≥ 25(m³/h),双车道≥50( m³/h) | 总搅拌产生能力及搅拌楼数量,根据施工规模和进度由计算确定 |
| 装载机 | 2~ 3m³ | |
| 发电机 | ≥120kW | |
| 供水泵和蓄水池 | 单车道≥ 100m³,双车道≥ 200m³ | |
| 运输 | 5~10t自卸车 | 数量由匹配计算确定 |
| 振实 | 手持振捣棒,功率≥1.1kW | 每2m宽路面不少于1根 |
| 平板振动器,功率≥2.2kW | 每车道路面不少于1个 | |
| 振捣整平梁,刚度足够,2个振动器功率≥1.1kW | 每车道路面不少于1个振动器 | |
| 现场发电机功率≥30kW | 不少于2台 | |
| 提浆整平 | 提浆滚杠直径15~20mm,表面光滑无缝钢管,壁厚≥3mm | 长度适应铺筑宽度,一次摊铺单车道路面1根,双车道路面2根 |
| 叶片式或圆盘式抹面机 | 每车道路面不少于1台 | |
| 3m刮尺 | 每车道路面不少于2根 | |
| 手工抹刀 | 每米宽路面不少于1把 | |
| 真空脱水 | 真空脱水机有效抽速≥15L/s | 每车道路面不少于1台 |
| 真空吸垫尺寸不小于1块板 | 每台吸水机应配3块吸垫 | |
| 抗滑构造 | 工作桥 | 不少于3个 |
| 人工拉毛齿耙、压槽器 | 根据需要定数量 | |
| 切缝 | 软锯缝机 | 根据需要定数量 |
| 手推锯缝机 | 根据进度定数量 | |
| 磨平 | 水磨石磨机 | 需要处理欠平整部位时 |
| 灌缝 | 灌缝机具 | 根据需要定规格和数量 |
| 养生 | 洒水车4.5~8.0t | 按需要定数量 |
| 压力式喷洒机或喷雾器 | 根据需要定规格和数量 | |
| 工地运输车4~6t | 按需要定数量 | |
(2) 专人指挥自卸车,尽量准确卸料。
(3)人工布料应用铁锹反扣,严禁抛掷和耧耙。人工摊铺混凝土拌合物的坍落度应控制在5~20mm之间,拌合物松铺系数宜控制在K=1.10~1.25之间,料偏干,取较高值;反之,取较低值。
(4)因故造成1h以上停工或达到2/3初凝时间,致使拌合物无法振实时,应在已铺筑好的面板端头设置施工缝,废弃不能被振实的拌合物。
2 插入式振捣棒振实
(1)在待振横断面上,每车道路面应使用2根振捣棒,组成横向振捣棒组,沿横断面连续振捣密实,并应注意路面板底、内部和边角处不得欠振或漏振。
(2)振捣棒在每一处的持续时间,应以拌合物全面振动液化,表面不再冒气泡和泛水泥浆为限,不宜过振,也不宜少于30s。振捣棒的移动间距不宜大于500mm;至模板边缘的距离不宜大于200mm。应避免碰撞模板、钢筋、传力杆和拉杆。
(3)振捣棒插入深度宜离基层30~50mm,振捣棒应轻插慢提,不得猛插快拔,严禁在拌合物中推行和拖拉振捣棒振捣。
(4)振捣时,应辅以人工补料,应随时检查振实效果、模板、拉杆、传力杆和钢筋网的移位、变形、松动、漏浆等情况,并及时纠正。
3 振动板振实
(1)在振捣棒已完成振实的部位,可开始振动板纵横交错两遍全面提浆振实,每车道路面应配备1块振动板。
(2) 振动板移位时,应重叠 100~200mm,振动板在一个位置的持续振捣时间不应少于 15s。振动板须由两人提拉振捣和移位,不得自由放置或长时间持续振动。移位控制以振动板底部和边缘泛浆厚度 $ 3 \pm 1mm $ 为限。
(3)缺料的部位,应辅以人工补料找平。
4 振动梁振实
(1)每车道路面宜使用1根振动梁。振动梁应具有足够的刚度和质量,底部应焊接或安装深度4mm左右的粗集料压实齿,保证 $ (4\pm1) $mm的表面砂浆厚度。
(2)振动梁应垂直路面中线沿纵向拖行,往返2~3遍,使表面泛浆均匀平整。在振动梁拖振整平过程中,缺料处应使用混凝土拌合物填补,不得用纯砂浆填补;料多的部位应铲除。
5 整平饰面
(1)每车道路面应配备1根滚杠(双车道两根)。振动梁振实后,应拖动滚杠往返2~3遍提浆整平。第一遍应短距离缓慢推滚或拖滚,以后应较长距离匀速拖滚,并将水泥浆始终赶在滚杠前方。多余水泥浆应铲除。
(2) 拖滚后的表面宜采用 3m 刮尺,纵横各 1 遍整平饰面,或采用叶片式或圆盘式抹面机往返 2~3 遍压实整平饰面。抹面机配备每车道路面不宜少于 1 台。
(3)在抹面机完成作业后,应进行清边整缝,清除粘浆,修补缺边、掉角。应使用抹刀将抹面机留下的痕迹抹平,当烈日曝晒或风大时,应加快表面的修整速度,或在防雨篷遮阴下进行。精平饰面后的面板表面应无抹面印痕,致密均匀,无露骨,平整度应达到规定要求。
7.5.3 真空脱水工艺要求¶
1 小型机具施工三、四级公路混凝土路面,应优先采用在拌合物中掺外加剂,无掺外加剂条件时,应使用真空脱水工艺,该工艺适用于面板厚度不大于240mm 混凝土面板施工。
2 使用真空脱水工艺时,混凝土拌合物的最大单位用水量可比不采用外加剂时增大 $ 3 \sim 12 \, kg/m^3 $;拌合物适宜坍落度:高温天 $ 30 \sim 50 \, mm $;低温天 $ 20 \sim 30 \, mm $。
3 真空脱水机具
(1) 真空度稳定、有自动脱水计量装置,有效抽速不小于 $ 15 \, L/s $ 的脱水机。
(2) 真空度均匀,密封性能好,脱水效率高、操作简便、铺放容易、清洗方便的真空吸垫。每台真空脱水机应配备不少于3块吸垫。
4 真空脱水作业
(1)脱水前,应检查真空泵空载真空度不小于0.08MPa,并检查吸管、吸垫连接后的密封性,同时应检查随机工具和修补材料是否齐备。
(2)吸垫铺放应采取卷放,避免皱折;边缘应重叠已脱水的面板50~100mm。
(3) 开机脱水, 真空度应逐渐升高, 最大真空度不宜超过 0.085 MPa。脱水量应经过脱水试验确定, 但剩余单位用水量和水灰比不得大于表 4.1.2-4 和表 4.1.2-6 最大值的规定。混凝土拌合物真空脱水量(率)测定方法可参考附录 E.2。
(4) 最短脱水时间不宜短于表 7.5.3 的规定。当脱水达到规定时间和脱水量要求后(双控),应先将吸垫四周微微掀起 10~20mm,继续抽吸 15s,以便吸尽作业表面和吸管中的余水。
| 面板厚度 h(mm) | 昼夜平均气温T(℃) | |||||
| 3~5 | 6~10 | 11~15 | 16~19 | 10~25 | >25 | |
| 18 | 26 | 24 | 22 | 20 | 18 | 17 |
| 22 | 30 | 28 | 26 | 24 | 22 | 21 |
| 25 | 35 | 32 | 30 | 27 | 25 | 24 |
5 真空脱水后,应采用振动梁、滚杠或叶片、圆盘式抹面机重新压实精平1~2遍。
6 真空脱水整平后的路面,应采用硬刻槽方式制作抗滑构造。
7 真空脱水混凝土路面切缝时间可比规定时间适当提前。
7.6 碾压混凝土面层施工¶
7.6.1 碾压铺筑工艺流程为:碾压混凝土拌和⇌运输⇌卸入沥青摊铺机⇌沥青摊铺机摊铺↔打入拉杆↔钢轮压路机初压↔振动压路机复压↔轮胎压路机终压↔抗滑构造处理↔养生↔切缝↔填缝。¶
7.6.2 机械选型与配套¶
1 宜选用预压密实度高的沥青摊铺机,根据路面摊铺宽度可选用 1~2 台。
2 自重 10~12t 振动压路机 1~2 台;15~25t 轮胎压路机 1 台;1~2t 小型振动压路机 1 台。
3 其他施工设备可参照表 7.1.1-2 选配。
7.6.3 基准线设置要求应符合 7.1.2 条的规定。¶
7.6.4 碾压混凝土路面铺筑松铺系数应根据混凝土配合比、施工机械由试铺确定。采用高密实度摊铺机时,松铺系数宜控制在1.05~1.15之间。¶
7.6.5 摊铺作业¶
1 摊铺前应洒水湿润基层。
2 摊铺作业应均匀、连续,摊铺过程中不得随意变换速度或停顿。
3 摊铺速度可按式 $ (7.6.5) $计算确定,并宜控制在 $ 0.6\sim1.0m/min $范围内。
式中:
\(V\)——摊铺速度 \((\mathrm{m}/\mathrm{min})\);
\(M\)——搅拌机产量 \(m^{3}/h\);
\(b\)——摊铺宽度 \((\mathrm{m})\);
\(h\)——成形后的路面厚度 \((\mathrm{m})\);
\(K\)——效率系数,一般为0.85~0.95,搅拌机为1台选低值,多台可取高值。
4 螺旋分料器转速应与摊铺速度相适应,保证两边缘料位充足。
5 拉杆设置应与摊铺同步进行,并根据设计间距设醒目的定位标记,保证准确打入拉杆。
6 铺筑弯道路段时,应及时调整左右两侧分料器的转速,保证两侧供料均衡;弯道超高路面摊铺应确保超高部位的供料充足。
7 摊铺过后,应立即对所摊铺混凝土表面进行检查,局部缺料部位,应及时补料。局部粗料集中的部位,应采用湿筛砂浆进行弥补。
7.6.6 碾压段长度以 30~40m 为宜。直线段碾压时,压路机应从外侧向路中心碾压;平曲线有超高路段,由低侧向高侧、自内向外碾压,压完全宽为 1 遍;碾压作业应均匀、速度稳定;并按初压、复压和终压三个阶段进行。¶
1 初压应采用钢轮压路机或振动压路机静压,静压重叠量宜为 $ 1/3 \sim 1/4 $ 钢轮宽度,初压遍数宜为 2 遍。
2 复压应采用振动压路机振动碾压,重叠量宜为 $ 1/3 \sim 1/2 $ 振动碾宽度。振动压路机起步、倒车和转向均应缓慢柔顺,严禁振动压路机中途急停、急拐、紧急起步及快速倒车。复压遍数按检测达到规定压实度进行控制,一般宜为 $ 2 \sim 6 $ 遍。
3 终压应采用轮胎压路机静压。终压遍数应以弥合表面微裂纹和消除轮迹为停压标准,一般宜为2~8遍。
4 初压、复压和终压作业应密切衔接配合、一气呵成;中间不应停顿、等候和拖延,也不得相互干扰。宜尽量缩短全部碾压作业完成时间。如有局部晒干和风干迹象,应及时喷雾。压实后表面应及时覆盖,并洒水养生。
7.6.7 横向施工缝设置形式宜为“台阶式”。其施工工序如下:¶
1 在施工终点处设纵向斜坡,作为压路机碾压过渡段;碾压结束后,将平整度合格部位以外斜坡刨除。
2 第二天摊铺开始,后退 150~200mm 切割施工缝,切割深度宜为 80~100mm,将切缝外侧混凝土刨除,形成台阶。
3 涂刷水泥浆后,纵向连接摊铺新路面。硬化后切施工缝。
7.6.8 在邻近构造物、小半径平曲线两端和凹形竖曲线纵坡变换处应至少各设 2 条胀¶
缝。其余路段可不设置胀缝。胀缝形式可为混凝土枕垫式(见图 7.6.8-1)或钢板枕垫式(见图 7.6.8-2)两种。


7.6.9 碾压混凝土路面纵向缩缝中应设拉杆,面板尺寸可与普通混凝土路面相同,也可略大,但最大不宜超过 $ 6m \times 8m $。纵、横向缩缝应采用硬切缝,硬切缝及填缝要求与普通混凝土路面相同。面层抗滑构造可采用硬刻槽或缓凝裸露集料法制作,三、四级公路和基层可不作抗滑处理。¶
7.6.10 碾压混凝土路面铺筑质量除应符合表 6.2.7、表 11.3.1 和表 11.3.3 的规定外,尚应符合下列要求:¶
1 应严格控制 VC 值、松铺系数、离析和碾压遍数,保证碾压作业完成后的整个混凝土路面板厚度一致、均匀密实,密实度必须达到配合比设计的规定值。板厚和匀质性可用钻芯检验。
2 碾压成形后的面板应达到公路等级所规定的平整度。
3 碾压终了后的面板表面不应有可见微裂纹或轮迹。
8 钢筋及钢纤维混凝土路面和桥面铺筑¶
8.1 钢筋混凝土路面铺筑¶
8.1.1 铺筑前,应按设计图纸准确放样钢筋网设置位置、路面板块、地梁和接缝位置等。¶
8.1.2 钢筋网加工与安装应符合下列要求:¶
1 钢筋网加工
(1)钢筋网所采用的钢筋直径、间距,钢筋网的设置位置、尺寸、层数等应符合设计图纸的要求。
(2)钢筋网焊接和绑扎应符合国家相关标准的规定。
(3)可采用工厂焊接好的冷轧带肋钢筋网,其质量应符合国家相关标准的规定。钢筋直径和间距应按设计的非冷轧钢筋等强互换为冷轧带肋钢筋。
2 钢筋网安装
(1)钢筋网应采用预先架设安装方式。单层钢筋网的安装,在确保精度的条件下,可采用两次摊铺,中间摆设钢筋网的安装方式。
(2)单层钢筋网的安装高度应在面板下 $ (1/3 \sim 1/2)h $ 处,外侧钢筋中心至接缝或自由边的距离不宜小于100mm,并应配置4~6个/ $ m^{2} $焊接支架或三角形架立钢筋支座,保证在拌合物堆压下钢筋网基本不下陷、不移位。单层钢筋网不得使用砂浆或混凝土垫块架立。
(3)钢筋网的主受力钢筋应设置在弯拉应力最大的位置。单层钢筋网纵筋应安装在底部,双层钢筋网纵筋应分别安装在上层顶部、下层底部。双
层钢筋网上、下层之间不应少于4~6个/ $ m^{2} $焊接支架或环形绑扎箍筋。双层钢筋网底部可采用焊接架立钢筋或用30mm厚的混凝土垫块支撑,数量不少于4~6个/ $ m^{2} $。
(4)双层钢筋网底部到基层表面应有不小于 $ 30 \, mm $ 的保护层,顶部离面板表面应有不小于 $ 50 \, mm $ 的耐磨保护层。
(5)横向连接摊铺的钢筋混凝土路面之间的拉杆数量应比普通混凝土路面加密1倍。双车道整体摊铺的路面板钢筋网应整体连续,可不设纵缝。
8.1.3 边缘补强和角隅钢筋的安装¶
1 边缘补强钢筋
(1)在平面交叉口和未设置钢筋网的基础薄弱路段,混凝土面板纵向边缘应安装边缘补强钢筋;横缝为未设传力杆的平缝时应安装横向边缘补强钢筋。
(2)预先按设计图纸加工焊接好边缘补强钢筋支架,在距纵缝和自由边100~150mm处的基层上钻孔,钉入支架锚固钢筋,然后将边缘补强钢筋支架与锚固钢筋焊接,两端弯起处应各有2根锚固钢筋交错与支架相焊接,其他部位每延米不少于1根焊接锚固钢筋。边缘补强钢筋的安装位置在距底面1/4厚度处,且不小于30mm,间距为100mm。
2 角隅补强钢筋
(1)发针状角隅钢筋应由两根直径为12~16mm的螺纹钢筋按 $ \alpha/3 $的夹角焊接制成( $ \alpha $为补强锐角角度),其底部应焊接5根支撑腿,安装位置距板顶不小于50mm,距板边100mm。
(2)角隅钢筋在混凝土路面上应补强锐角,但在桥面及搭板上应补强钝角。双层钢筋混凝土路面、桥面及搭板需进行角隅补强时,可等强互换成与钢筋网等直径的钢筋数量,按需补强。
8.1.4 钢筋网及钢筋骨架的质量检验¶
1 路面钢筋网及钢筋骨架的焊接和绑扎的精确度应符合表 8.1.4-1 规定。
| 项目 | 焊接钢筋网及骨架允许偏差(mm) | 绑扎钢筋网及骨架允许偏差(mm) |
| 钢筋网的长度与宽度 | ± 10 | ± 10 |
| 钢筋网眼尺寸 | ± 10 | ± 20 |
| 钢筋骨架宽度及高度 | ± 5 | ± 5 |
| 钢筋骨架的长度 | ± 10 | ± 10 |
| 箍筋间距 | ± 10 | ± 20 |
| 受力钢筋 | 间距 | ± 10 |
| 排距 | ± 5 |
2 搭接焊和帮条焊时钢筋的搭接长度: 双面焊不小于 5d (钢筋直径); 单面焊不小于 10d, 钢筋绑扎搭接长度不应小于 35d。同一垂直断面上不得有 2 个焊接或绑扎接头, 相邻钢筋的焊接或绑扎接头应分别错开 500mm 和 900mm 以上。连续钢筋网每隔 30m 宜采用绑扎方式安装。
3 摊铺前应检验绑扎或焊接安装好的钢筋网和钢筋骨架,不得有贴地、变形、移位、松脱和开焊现象。路面钢筋网及钢筋骨架安装位置的允许偏差应符合表 8.1.4-2 的规定。
| 项目 | 允许偏差(mm) | |
| 受力钢筋排距 | ± 5 | |
| 钢筋弯起点位置 | 20 | |
| 箍筋、横向钢筋间距 | 绑扎钢筋网及钢筋骨架 | ± 20 |
| 焊接钢筋网及钢筋骨架 | ± 10 | |
| 钢筋预埋位置 | 中心线位置 | ± 5 |
| 水平高差 | ± 3 | |
| 钢筋保护层 | 距表面 | ± 3 |
| 距底面 | ± 5 | |
4 开铺前必须按上述要求对所有在路面中预埋及后安装的钢筋结构作质量检验,验收合格后,方可开始铺筑。
8.1.5 钢筋混凝土路面铺筑¶
1 布料
(1)机械化铺筑必须配备相应的布料设备,可在7.1.1条第2款6种布料机
械中选用适宜的一种。安装完毕的钢筋网,不得被混凝土或机械压垮、压坏或发生变形。摊铺好的拌合物上严禁任何机械碾压。
(2)采用滑模摊铺机、箱式轨道摊铺机和三辊轴机组摊铺时,钢筋混凝土路面可采用两次布料,以便在其中摆放间断钢筋网。连续配筋混凝土路面应采用钢筋网预设安装,整体一次布料。
(3) 混凝土应卸在料斗或料箱内,再由机械从侧边运送到摊铺位置。钢筋网上的拌合物堆不宜过分集中,应尽快布匀。
(4)坍落度相同时的布料松铺高度,宜比相应机械施工方式普通混凝土路面大10mm左右。
2 钢筋混凝土路面摊铺作业除应符合第 7 章中相应铺筑方式有关规定外,尚应符合下列规定:
(1)拌合物的坍落度可比相应铺筑方式普通混凝土路面(表4.1.2-3、4.1.2-4)规定大10~20mm。
(2)振捣棒组横向间距宜比普通混凝土路面适当加密。采用插入振捣时,振捣棒组不应碰撞和扰动钢筋。插入振捣时不得拖行振捣棒组,应依次逐条分别振捣。振捣棒组应轻插慢提,不得猛插急提。
(3) 滑模或轨道摊铺机摊铺钢筋混凝土路面时应适当增大振捣频率或减速摊铺。拌合物坍落度相同时,钢筋混凝土路面的振捣密实持续时间应比普通混凝土路面的规定时间延长 5~10s。
(4) 在一块钢筋网连续面板内,应防止摊铺中断,每块板内不应留施工缝,必须摊铺到达横缝位置或钢筋网片的端部,方可停止。应加强对机械装备的维修保养,将故障率降到最低。
(5)摊铺被迫中断时,必须设置横向施工缝,纵向钢筋应保持连续,穿过接缝,并应用1倍数量的长度不小于2m的纵向钢筋作加密处理,横向施工缝距最近横缝的距离不应小于5m。
3 设接缝的钢筋混凝土路面在摊铺面板时,每张钢筋网片边缘 100mm 须作标记,以便准确对位切纵、横缩缝。纵、横向接缝部位的传力杆、拉杆、钢筋网
表面应涂防锈涂层或包裹防锈塑料套管。
8.1.6 连续配筋混凝土路面的端部锚固结构施工¶
1 施工前应按设计图纸对锚固结构位置、尺寸进行测量放样。
2 端部锚固结构应按设计尺寸和配筋要求施工,确保锚固效果。
(1)地梁施工应按设计位置和尺寸开挖地槽,并应尽量避免扰动和超挖两侧基层、垫层及路基,尺寸较规矩、超挖较少时,可不设侧模;否则应设侧模。拆模后应回填超挖部位并夯实路基和垫层,基层应采用贫混凝土修复。岩石路基上可直接将钢筋锚固在岩基中。地梁钢筋应与路面钢筋相焊接,地梁混凝土采用振捣棒分层振实,并应与面板浇筑成整体。地梁与路面混凝土合龙温度宜控制在20~25℃,或在当地年平均气温时合龙。
(2)宽翼缘工字钢梁施工应按设计枕垫板尺寸在基层上挖槽,再安装钢筋骨架,并浇铸钢筋混凝土枕垫板。枕垫板表面应预留与工字钢梁的焊接锚固钢筋,并铺设滑动隔离层。安装并焊接宽翼缘工字钢后,再摊铺面板。应确保搁置在枕垫板上的连续配筋混凝土路面板端部可自由滑动,面板端部与工字钢槽内连接部位应以胀缝填缝料填塞。
8.2 钢筋混凝土桥面铺装¶
8.2.1 桥面和搭板钢筋网的加工、焊接和安装的质量要求,除应符合本规范 8.1.4 条的各项要求外,尚应符合下列规定:¶
1 所有桥梁、通道钢筋混凝土桥面铺装层均应在梁板混凝土顶面安装锚固架立钢筋,再将钢筋网与锚固架立钢筋相焊接,锚固架立钢筋应有4~8根/m²。在梁端或支座部位剪应力较大处取大值;反之,可取小值。桥面铺装层钢筋网应使用焊接网或预制冷轧带肋钢筋网,不宜使用绑扎钢筋网。
2 钢筋混凝土桥面板限最薄厚度不得小于 $ 90 \, mm $。桥面铺装层钢筋网不得贴梁板顶面,也不得使用非锚固钢筋网支架和砂浆垫块。
3 采用双层钢筋网一次铺装时,除底层钢筋网应与梁板锚固焊接外,上下层钢筋网亦应焊接。分双层两次铺装的钢筋混凝土桥面,防水找平层中应设置一层钢筋网,横向钢筋位于纵向钢筋之下,横向钢筋直径、数量和间距不宜
小于纵向,并应与梁板锚固筋相焊接,上层钢筋网可不与下层钢筋网焊接,但应与锚固在找平层混凝土中的架立钢筋相焊接。上层钢筋网设置应满足抗裂要求,钢筋直径宜细不宜粗;间距宜密不宜疏。
4 桥面板应在梁端或负弯矩欲切缝部位,按设计要求使用接缝钢筋补强。桥面接缝补强钢筋的直径不宜小于 12mm;长度不宜短于 1.2m 或按负弯矩影响范围确定。
5 桥面钢筋网应在整个桥面铺装层内连续,不得因铺装宽度不足或停工而切断纵、横向钢筋。
6 路面与桥涵相接的两条胀缝,一条应位于搭板与过渡板之间;另一条应设在过渡板与普通混凝土路面之间。钢筋混凝土搭板及过渡板端部钢筋应与胀缝钢筋支架相焊接,焊接点不应少于 4 个/m。也可在双层钢筋混凝土搭板一侧取消胀缝支架,直接利用双层钢筋网,并增加箍筋,箍筋数量不得少于胀缝钢筋支架。
8.2.2 桥面及搭板的机械铺装¶
1 铺装前应做如下施工准备:
(1) 桥面铺装层厚度和配筋应根据设计或经验确定。桥头双层钢筋混凝土搭板在高速公路、一级公路上与路面相接时,应设置不短于 $ 10 \, m $ 的单层钢筋混凝土过渡板。
(2)桥头沉降应基本稳定,桥头搭板可采用双层钢筋网搭板或设枕梁及加强肋的单层钢筋网搭板。前者厚度宜为300~450mm,后者宜与路面厚度相同,但枕梁和加强肋均应按设计计算配置受力钢筋,其厚度不宜薄于上基层。
(3)桥面铺装层和搭板混凝土强度等级不应低于主梁翼缘板。在桥面与路面机械连续摊铺条件下,路面混凝土强度等级不低于桥面铺装层要求时,桥面混凝土配合比可与路面混凝土相同,反之,应按桥面铺装层抗压强度要求设计桥面混凝土配合比。用于桥面铺装的混凝土中不宜掺粉煤灰,但应掺高效减水剂;有抗冰(盐)冻要求时应掺引气(缓凝)高效减水剂;腐蚀环境下宜掺硅灰或磨细矿渣。
(4)待铺装的裸梁表面应清洗干净,并具有足够的粗糙度,防水找平层的表面应进行凿毛或表面缓凝粗糙处理。
(5)用滑模或轨道摊铺机连续铺装桥面前,应验算桥板、翼缘承载能力和桥梁挠度是否满足摊铺机上桥铺装作业的要求。大吨位摊铺机上桥摊铺的挠度及下桥反弹量不宜大于3mm。
(6)桥梁护栏宜在滑模或轨道摊铺机铺装桥面后施工。履带行走或轨道架设在分幅桥梁中空部位、通讯井口或裸梁板上时,应采用可靠的加固保护措施。可将滑模摊铺机的履带延伸至另一幅桥面上行走。
(7)滑模摊铺机履带上下桥的台阶部位应提前2~3d铺设混凝土坡道,长度不宜短于钢筋混凝土搭板。
(8)桥上的基准线桩可与桥梁上的锚固钢筋暂时焊接固定,间距不大于10m。滑模连续铺装路面、搭板和桥面时,基准线应连接顺直,精确度应满足表7.1.2的规定。
(9)轨道摊铺机、三辊轴机组或小型机具铺装桥面时,轨模或模板应采用特制的低矮(轨)模板。不能整幅铺装桥面时,接续摊铺一侧的模板宜使用中空型,以利钢筋穿过,不得用模板将钢筋网压贴到梁板上。搭板的模板可采用路面模板,高程不足时,可提前铺设混凝土底座。路面、搭板和桥面连续铺装时,(轨)模板应连续顺直,其安装精确度应符合表7.2.3的规定。
2 连续机械铺装
(1)钢筋混凝土桥面及搭板机械铺装的布料要求,应符合8.1.5条第1款的各项规定。
(2)滑模和轨道摊铺机应缓慢、匀速、连续不间断地摊铺路面、胀缝、搭板、桥面。设钢筋网的涵洞顶面层的摊铺应与相应钢筋混凝土路面相同。滑模摊铺机上、下桥面,应及时调整侧模高度,使边缘尽量少振动漏料。三辊轴机组铺装桥面时,应与钢筋混凝土路面摊铺要求相同。
(3)钢筋混凝土桥面铺装层的铺装厚度应采取双控措施:厚度代表值应满足设计要求;极限最小厚度不应小于设计厚度20mm。不能同时满足两者
要求时,应在保证翼缘板厚度的前提下,凿除突起部分。
(4) 整体摊铺钢筋混凝土搭板(加枕梁或肋梁)的总厚度不得大于 $ 400 \, mm $。超厚部分应人工浇注并振实底部。
(5) 应精确放样桥台接缝和伸缩缝位置。铺装前宜在伸缩缝、桥台接缝底部设隔离层,应在桥台接缝处安装稳固的胀缝板。待桥面铺装后,剔除伸缩缝位置未硬化混凝土,然后按规定安装伸缩缝。浇注伸缩缝的混凝土中应加入不少于体积掺量 0.8% 的钢纤维。伸缩缝部位钢纤维混凝土强度等级不宜低于 C40,应采用机械强制拌和,并掺加高效减水剂。
8.2.3 接缝施工¶
1 斜交桥涵异形混凝土板应全部在桥头搭板内调整。正交和斜交搭板最短边长不宜小于 $ 10 \, m $。搭板应切缝防开裂,纵、横向切缝距离不宜大于 $ 6 \, m $。横缝位置应按搭板长短边均分,纵缝宜按路面板宽划分。
2 支座和桥面负弯矩部位必须切缝,桥面横向缩缝应以支座或桥台为界,在每跨内均分缩缝间距,最大长度不宜大于6m,最短长度不宜小于4.5m;桥面除停车带外,纵缝宜按路面板宽划分。桥面和搭板钢筋防锈及填缝要求与8.1.5条第3款相同。
8.3 钢纤维混凝土路面和桥面铺筑¶
8.3.1 钢纤维混凝土路面和桥面的厚度、平面尺寸和钢纤维掺量等应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)和设计图纸的规定。¶
8.3.2 钢纤维混凝土路面的布料与摊铺除应满足滑模、轨道和三辊轴机组摊铺普通混凝土路面的规定外,尚应符合下列规定:¶
1 所采用的各种机械布料与摊铺方式,应保证面板内钢纤维分布的均匀性及结构连续性,在一块面板内的浇筑和摊铺不得中断。
2 布料松铺高度应通过试铺确定。拌合物坍落度相同时,宜比相同机械施工方式的普通混凝土路面松铺高度高 10mm 左右。
3 钢纤维混凝土拌合物应与所选定的摊铺方式相适应,其工作性宜符合 4.2.2
条第 2 款的要求。
8.3.3 钢纤维混凝土路面的振捣与整平¶
1 所采用的振捣机械和振捣方式除应保证钢纤维混凝土密实性外,尚应保证钢纤维在混凝土中分布的均匀性。
2 除应满足各交通等级路面平整度要求外,整平后的面板表面不得裸露上翘的钢纤维,表面下 $ 10 \sim 30mm $ 深度内的钢纤维应基本处于平面分布状态。
3 采用滑模摊铺机、轨道摊铺机铺筑钢纤维混凝土路面时,振捣棒组的振捣频率不宜低于 $ 10000 \, r/min $,振捣棒组底缘应严格控制在面板表面位置,不得将振捣棒组插入路面钢纤维混凝土内部振捣。
4 采用三辊轴机组摊铺钢纤维混凝土路面时,不得将振捣棒组插入路面钢纤维混凝土内部振捣,也不得使用人工插捣。可采用大功率平板式振捣器振捣密实,再采用振动梁压实整平。振动梁底面应设凸棱以利表层钢纤维和粗集料压入。然后用三辊轴整平机将表面滚压平整。再用3m以上刮尺、刮板或抹刀纵横向精平表面。
8.3.4 钢纤维混凝土路面施工的特殊工艺要求¶
1 钢纤维混凝土拌合物从出料到运输、铺筑完毕的允许最长时间不宜超过表8.3.4的规定。在浇筑和摊铺过程中严禁因拌合物干涩而加水,但可喷雾防止表面水分蒸发。
| 施工气温*(℃) | 到运输完毕允许最长时间(h) | 到铺筑完毕允许最长时间(h) | ||
| 滑模、轨道 | 三辊轴机组 | 滑模、轨道 | 三辊轴机组 | |
| 5~9 | 1.25 | 1.0 | 1.5 | 1.25 |
| 10~19 | 0.75 | 0.5 | 1.0 | 0.75 |
| 20~29 | 0.5 | 0.35 | 0.75 | 0.5 |
| 30~35 | 0.35 | 0.25 | 0.50 | 0.35 |
注: $ ^{*} $指施工时间的日间平均气温,使用缓凝剂延长凝结时间后,本表数值可增加0.20~0.35h。
2 必须使用硬刻槽方式制作抗滑沟槽,不得使用粗麻袋、刷子和扫帚制作抗滑构造。
3 钢纤维混凝土路面的板长宜为 6~10m,钢纤维掺量较大,可用大值;掺量小,取小值。面板长宽比应符合设计要求。
8.3.5 设钢筋网的钢纤维混凝土桥面铺装时,其钢筋网焊接、锚固与安装应符合8.1、8.2节有关规定;布料与摊铺应分别符合8.2.2条和8.3.2条的规定;振捣、整平、接缝与抗滑构造施工应符合本节规定。¶
9 面层接缝、抗滑与养生¶
9.1 接缝施工¶
9.1.1 纵缝施工¶
1 当一次铺筑宽度小于路面和硬路肩总宽度时,应设纵向施工缝,位置应避开轮迹,并重合或靠近车道线,构造可采用平缝加拉杆型。当所摊铺的面板厚度大于等于260mm时,也可采用插拉杆的企口型纵向施工缝。采用滑模施工时,纵向施工缝的拉杆可用摊铺机的侧向拉杆装置插入。采用固定模板施工方式时,应在振实过程中,从侧模预留孔中手工插入拉杆。
2 当一次铺筑宽度大于 $ 4.5 \, m $ 时,应采用假缝拉杆型纵缝,即锯切纵向缩缝,纵缝位置应按车道宽度设置,并在摊铺过程中用专用的拉杆插入装置插入拉杆。
3 钢筋混凝土路面、桥面和搭板的纵缝拉杆可由横向钢筋延伸穿过接缝代替。钢纤维混凝土路面切开的假纵缝可不设拉杆,纵向施工缝应设拉杆。
4 插入的侧向拉杆应牢固,不得松动、碰撞或拔出。若发现拉杆松脱或漏插,应在横向相邻路面摊铺前,钻孔重新植入。当发现拉杆可能被拔出时,宜进行拉杆拔出力(握裹力)检验,混凝土与拉杆握裹力试验方法可参照附录 C。
9.1.2 每天摊铺结束或摊铺中断时间超过30min时,应设置横向施工缝,其位置宜与胀缝或缩缝重合,确有困难不能重合时,施工缝应采用设螺纹传力杆的企口缝形式。横向施工缝应与路中心线垂直。横向施工缝在缩缝处采用平缝加传力杆型,见图9.1.2。在胀缝处其构造与胀缝相同,见图9.1.4。¶

9.1.3 横向缩缝施工¶
1 普通混凝土路面横向缩缝宜等间距布置。不宜采用斜缝。不得不调整板长时,最大板长不宜大于6.0m;最小板长不宜小于板宽。
2 在中、轻交通的混凝土路面上,横向缩缝可采用不设传力杆假缝型,如图9.1.3a)。

3 在持重和重交通公路、收费广场、邻近胀缝或路面自由端的3条缩缝应采用假缝加传力杆型。缩缝传力杆的施工方法可采用前置钢筋支架法或传力杆插入装置(DBI)法,支架法的构造见图9.1.3b)。钢筋支架应具有足够的刚度,传力杆应准确定位,摊铺之前应在基层表面放样,并用钢钎锚固,宜使用手持振捣棒振实传力杆高度以下的混凝土,然后机械摊铺。传力杆无防粘涂层一侧应焊接,有涂料一侧应绑扎。用DBI法置入传力杆时,应在路侧缩缝切割位置作标记,保证切缝位于传力杆中部。
9.1.4 胀缝设置与施工¶
1 普通混凝土路面、钢筋混凝土路面和钢纤维混凝土路面的胀缝间距视集料的温度膨胀性大小、当地年温差和施工季节综合确定:高温施工,可不设胀缝;常温施工,集料温缩系数和年温差较小时,可不设胀缝;集料温缩系数或年温差较大,路面两端构造物间距大于等于 500m 时,宜设一道中间胀缝;低温施工,路面两端构造物间距大于等于 350m 时,宜设一道胀缝。邻近构造物、平曲线或与其他道路相交处的胀缝应按《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40) 的规定设置。
2 普通混凝土路面的胀缝应设置胀缝补强钢筋支架、胀缝板和传力杆,胀缝构造如图 9.1.4。钢筋混凝土和钢纤维混凝土路面可不设钢筋支架。胀缝宽 $ 20 \sim 25mm $,使用沥青或塑料薄膜滑动封闭层时,胀缝板及填缝宽度宜加宽到
25~30mm。传力杆一半以上长度的表面应涂防粘涂层,端部应戴活动套帽,套帽材料与尺寸应符合3.10.2条第2款的要求。胀缝板应与路中心线垂直,缝壁垂直;缝隙宽度一致;缝中完全不连浆。
3 胀缝应采用前置钢筋支架法施工,也

可采用预留一块面板,高温时再铺封。前置法施工,应预先加工、安装和固定胀缝钢筋支架,并在使用手持振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土后再摊铺。宜在混凝土未硬化时,剔除胀缝板上部的混凝土,嵌入(20~25)mm×20mm的木条,整平表面。胀缝板应连续贯通整个路面板宽度。
9.1.5 拉杆、胀缝板、传力杆及其套帽、滑移端设置精确度应符合表 9.1.5 的要求。¶
| 项目 | 允许偏差(mm) | 测量位置 |
| 传力杆端上下左右偏斜偏差 | 10 | 在传力杆两端测量 |
| 传力杆在板中心上下左右偏差 | 20 | 以板面为基准测量 |
| 传力杆沿路面纵向前后偏位 | 30 | 以缝中心线为准 |
| 拉杆深度偏差及上下左右偏斜偏差 | 10 | 以板厚和杆端为基准测量 |
| 拉杆端及在板中上下左右偏差 | 20 | 杆两端和板面测量 |
| 拉杆沿路面纵向前后偏位 | 30 | 纵向测量 |
| 胀缝传力杆套帽长度不小于100mm | 10 | 以封堵帽端起测 |
| 缩缝传力杆滑移端长度大于1/2杆长 | 20 | 以传力杆长度中间起测 |
| 胀缝板倾斜偏差 | 20 | 以板底为准 |
| 胀缝板的弯曲和位移偏差 | 10 | 以缝中心线为准 |
注:胀缝板不允许混凝土连浆,必须完全隔断。
9.1.6 贫混凝土基层、各种混凝土面层、加铺层、桥面和搭板的纵、横向缩缝均应采用切缝法施工。切缝作业应符合下列规定:¶
1 横向缩缝
(1)横向缩缝的切缝方式有全部硬切缝、软硬结合切缝和全部软切缝三种,切缝方式的选用,应由施工期间该地区路面摊铺完毕到切缝时的昼夜温差确定,宜参照表9.1.6选用。
| 昼夜温差°(℃) | 切缝方式 | 缩缝切深 |
| <10 | 最长时间不得超过24h | 硬切缝1/4~1/5板厚 |
| 10~15 | 软硬结合切缝,每隔1~2条提前软切缝,其余用硬切缝补切 | 软切深度不应小于60mm;不足者应硬切补深到1/3板厚,已断开的缝不补切 |
| >15 | 宜全部软切缝,抗压强度约为1~1.5MPa,人可行走。软切缝不宜超过6h | 软切缝深大于等于60mm,未断开的接缝,应硬切补深到不小于1/4板厚 |
注: $ ^{*} $注意降雨后刮风引起路面温度骤降,面板温差在表中规定范围内,应按表中方法,提早切缝。
(2)对分幅摊铺的路面应在先摊铺的混凝土板横缩缝已断开的部位作标记。在后摊铺的路面上应对齐已断开的横缩缝提前软切缝。
(3)有传力杆缩缝的切缝深度应为1/3~1/4板厚,最浅不得小于70mm;无传力杆缩缝的切缝深度应为1/4~1/5板厚,最浅不得小于60mm。
2 高速公路和一级公路及路基高度大于等于 10m 的高边坡、软基及填挖交界路段、桥头搭板、桥面板的纵向施工缝,应在上半部涂满沥青,然后硬切缝,并填缝。二级及其以下公路一般路段的纵向施工缝在上半部涂满沥青后,可不切缝。
3 对已插入拉杆的纵向假缩缝,切缝深度不应小于 1/3~1/4 板厚,最浅切缝深度不应小于 70mm,纵、横缩缝宜同时切缝。
4 缩缝切缝宽度宜控制在 4~6mm,切缝时锯片晃度不应大于 2mm。可先用薄锯片锯切到要求深度,再使用 6~8mm厚锯片或叠合锯片扩宽填缝槽,填缝槽深度宜为 25~30mm,宽度宜为 7~10mm。见图 9.1.6。
5 在变宽度路面上,宜先切缝划分板宽。匝道上的纵缝宜避开轮迹位置。横缝应垂直于每块面板的中心线。变宽度路面缩缝,允许切割成小转角

的折线,相邻板的横向缩缝切口必须对齐,允许偏差不得大于5mm。
9.1.7 灌缝¶
1 混凝土板养生期满后,应及时灌缝。
2 灌缝技术要求
(1)应先采用切缝机清除接缝中夹杂的砂石、凝结的泥浆等,再使用压力大于等于0.5MPa的压力水和压缩空气彻底清除接缝中的尘土及其他污染物,确保缝壁及内部清洁、干燥。缝壁检验以擦不出灰尘为灌缝标准。
(2) 使用常温聚氨酯和硅树脂等填缝料时,应按规定比例将两组分材料按 1h 灌缝量混拌均匀后使用。
(3) 使用加热填缝料时应将填缝料加热至规定温度。加热过程中应将填缝料融化,搅拌均匀,并保温使用。
(4) 灌缝的形状系数宜控制在 2 左右,灌缝深度宜为 15~20mm,最浅不得小于 15mm 见图 9.1.6。先挤压嵌入直径 9~12mm 多孔泡沫塑料背衬条,再灌缝。灌缝顶面热天应与板面齐平;冷天应填为凹液面,中心低于板面 1~2mm。填缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续贯通,填缝料不得缺失、开裂和渗水。
(5) 常温施工式填缝料的养生期,低温天宜为 24h,高温天宜为 12h。加热施工式填缝料的养生期,低温天宜为 2h,高温天宜为 6h。在灌缝料养生期间应封闭交通。
3 路面胀缝和桥台隔离缝等应在填缝前,凿去接缝板顶部嵌入的木条,涂粘结剂后,嵌入胀缝专用多孔橡胶条或灌进适宜的填缝料,当胀缝的宽度不一致或有啃边、掉角等现象时,必须灌缝。
9.2 抗滑构造施工¶
9.2.1 抗滑构造技术要求¶
1 各交通等级混凝土面层竣工时的表面抗滑技术要求应符合表 11.3.3 的
规定。
2 构造深度应均匀,不损坏构造边棱,耐磨抗冻,不影响路面和桥面的平整度。
9.2.2 抗滑构造施工¶
1 摊铺完毕或精整平表面后,宜使用钢支架拖挂 1~3 层叠合麻布、帆布或棉布,洒水湿润后作拉毛处理。布片接触路面的长度以 0.7~1.5m 为宜,细度模数偏大的粗砂,拖行长度取小值;砂较细,取大值。人工修整表面时,宜使用木抹。用钢抹修整过的光面,必须再拉毛处理,以恢复细观抗滑构造。
2 当日施工进度超过 500m 时,抗滑沟槽制作宜选用拉毛机械施工,没有拉毛机时,可采用人工拉槽方式。在混凝土表面泌水完毕 20~30min 内应及时进行拉槽。拉槽深度应为 2~4mm,槽宽 3~5mm,槽间距 15~25mm。可施工等间距或非等间距抗滑槽,为减小噪声,宜采用后者。衔接间距应保持一致。
3 特重和重交通混凝土路面宜采用硬刻槽,凡使用圆盘、叶片式抹面机精平后的混凝土路面、钢纤维混凝土路面必须采用硬刻槽方式制作抗滑沟槽。可采用等间距刻槽,其几何尺寸与上款相同;为降低噪声宜采用非等间距刻槽,尺寸宜为:槽深3~5mm,槽宽3mm,槽间距在12~24mm之间随机调整。路面结冰地区,硬刻槽的形状宜使用上宽6mm下窄3mm的梯形槽;硬刻槽机重量宜重不宜轻,一次刻槽最小宽度不应小于500mm,硬刻槽时不应掉边角,亦不得中途抬起或改变方向,并保证硬刻槽到面板边缘。抗压强度达到40%后可开始硬刻槽,并宜在两周内完成。硬刻槽后应随即将路面冲洗干净,并恢复路面的养生。
4 一般路段可采用横向槽或纵向槽,在弯道或要求减噪的路段宜使用纵向槽。
5 年降雨量小于 250mm 地区的各级公路混凝土路面,可不拉毛和刻槽;年降雨量为 250~500mm 的地区,当组合坡度小于 3% 时,可不拉毛与刻槽;组合坡度大于等于 3% 时,宜执行表 9.2.1 一般路段的抗滑构造规定。高寒和寒冷地区混凝土路面的停车带边板和收费站广场,可不制作抗滑沟槽。
9.2.3 新建路面或旧路面抗滑构造不满足要求时,可采用硬刻槽或喷砂打毛等方法加以恢复。¶
9.3 混凝土路面养生¶
9.3.1 混凝土路面铺筑完成或软作抗滑构造完毕后应立即开始养生。机械摊铺的各种混凝土路面、桥面及搭板宜采用喷洒养生剂同时保湿覆盖的方式养生。在雨天或养生用水充足的情况下,也可采用覆盖保湿膜、土工毡、土工布、麻袋、草袋、草帘等洒水湿养生方式,不宜使用围水养生方式。¶
9.3.2 混凝土路面采用喷洒养生剂养生时,喷洒应均匀、成膜厚度应足以形成完全密闭水分的薄膜,喷洒后的表面不得有颜色差异。喷洒时间宜在表面混凝土泌水完毕后进行。喷洒高度宜控制在 0.5~1m。使用一级品养生剂时,最小喷洒剂量不得少于 0.30kg/m²;合格品的最小喷洒剂量不得少于 0.35kg/m²。不得使用易被雨水冲刷掉的和对混凝土强度、表面耐磨性有影响的养生剂。当喷洒一种养生剂达不到 90% 以上有效保水率要求时,可采用两种养生剂各喷洒一层或喷一层养生剂再加覆盖的方法。¶
9.3.3 覆盖塑料薄膜养生的初始时间,以不压坏细观抗滑构造为准。薄膜厚度(韧度)应合适,宽度应大于覆盖面600mm。两条薄膜对接时,搭接宽度不应小于400mm,养生期间应始终保持薄膜完整盖满。¶
9.3.4 覆盖养生¶
1 宜使用保湿膜、土工毡、土工布、麻袋、草袋、草帘等覆盖物保湿养生并及时洒水,保持混凝土表面始终处于潮湿状态,并由此确定每天的洒水遍数。
2 昼夜温差大于 $ 10^{\circ} $C 以上的地区或日平均温度小于等于 $ 5^{\circ} $C 施工的混凝土路面应采取保温保湿养生措施。
9.3.5 养生时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定,不宜小于设计弯拉强度的80%,应特别注重前7d的保湿(温)养生。一般养生天数宜为14~21d,高温天不宜少于14d,低温天不宜少于21d。掺粉煤灰的混凝土路面,最短养生时间不宜少于28d,低温天应适当延长。¶
9.3.6 混凝土板养生初期,严禁人、畜、车辆通行,在达到设计强度 40% 后,行人方可通行。在路面养生期间,平交道口应搭建临时便桥。面板达到设计弯拉强度后,方可开放交通。¶
10 特殊气候条件下的施工¶
10.1 一般规定¶
10.1.1 混凝土路面铺筑期间,应收集月、旬、日天气预报资料,遇有影响混凝土路面施工质量的天气时,应暂停施工或采取必要的防范措施,制订特殊气候的施工方案。¶
10.1.2 混凝土路面施工如遇下述条件之一者,必须停工:¶
1 现场降雨;
2 风力大于 6 级,风速在 $ 10.8 \, m/s $ 以上的强风天气;
3 现场气温高于 $ 40^{\circ} $C 或拌合物摊铺温度高于 $ 35^{\circ} $C;
4 摊铺现场连续 5 昼夜平均气温低于 $ 5^{\circ} $C,夜间最低气温低于 $ -3^{\circ} $C。
10.2.1 防雨准备¶
10.2 雨季施工¶
1 地势低洼的搅拌场、水泥仓、备件库及砂石料堆场,应按汇水面积修建排水沟或预备抽排水设施。搅拌楼的水泥和粉煤灰罐仓顶部通气口、料斗及不得遇水部位应有防潮、防水覆盖措施,砂石料堆应防雨覆盖。
2 雨天施工时,在新铺路面上,应备足防雨篷、帆布和塑料布或薄膜。
3 防雨篷支架宜采用可推行的焊接钢结构,并具有人工饰面拉槽的足够高度。
10.2.2 防雨水冲刷¶
1 摊铺中遭遇阵雨时,应立即停止铺筑混凝土路面,并紧急使用防雨篷、塑料布或塑料薄膜等覆盖尚未硬化的混凝土路面。
2 被阵雨轻微冲刷过的路面,视平整度和抗滑构造破损情况,采用硬刻槽或先磨平再刻槽的方式处理。对被暴雨冲刷后,路面平整度严重劣化或损坏的部位,应尽早铲除重铺。
3 降雨后开工前,应及时排除车辆内、搅拌场及砂石料堆场内的积水或淤泥。运输便道应排除积水,并进行必要的修整。摊铺前应扫除基层上的积水。
10.3 风天施工¶
10.3.1 风天应采用风速计在现场定量测风速或观测自然现象,确定风级,并按表10.3.1的规定采取防止塑性收缩开裂的措施。¶
| 风力 | 相应自然现象 | 风速(m/s) | 防止路面塑性收缩开裂措施 |
| 1级 软风 | 烟能表示风向,水面有鱼鳞波 | ≤ 1.5 | 正常施工,喷洒一遍养生剂,原液剂量 0.30kg/m² |
| 2级 轻风 | 人面有感,树叶沙沙响,风标转动,水波显著 | 1.6 ∼ 3.3 | 应加厚喷洒一遍养生剂,剂量 0.45kg/m² |
| 3级 微风 | 树叶和细枝摇晃,旗帜飘动,水面波峰破碎,产生飞沫 | 3.4 ∼ 5.6 | 路面摊铺完成后,立即喷洒第一遍养生剂,拉毛后,再喷洒第二遍养生剂。两遍剂量共 0.60kg/m² |
| 4级 和风 | 吹起尘土和纸片,小树枝摇动,水波出白浪 | 5.7 ∼ 7.9 | 除拉毛前后喷两遍养生剂外(两遍剂量共 0.60kg/m² ),还需覆盖塑料薄膜 |
| 5级 清劲风 | 有叶小树开始摇动,大浪明显,波峰起白沫 | 8.0 ∼ 10.7 | 使用抹面机械抹面,加厚喷一遍剂量 0.45kg/m² 的养生剂并覆盖塑料薄膜或麻袋草袋,使用钢刷做细观抗滑构造,使用硬刻槽机刻出抗滑沟槽。无机械抹面措施时,应停止施工 |
| 6级 强风 | 大树枝摇动,电线呼呼响,出现长浪,波峰吹成条纹 | 10.8 ∼ 13.8 | 必须停止施工 |
10.4 高温季节施工¶
10.4.1 施工现场的气温高于 $ 30^{\circ} $C,拌合物摊铺温度在 $ 30 \sim 35^{\circ} $C,同时,空气相对湿度小于 80% 时,混凝土路面和桥面的施工应按高温季节施工的规定进行。¶
10.4.2 高温天铺筑混凝土路面和桥面应采取下列措施:¶
1 当现场气温大于等于 $ 30^{\circ} $C 时,应避开中午高温时段施工,可选择在早晨、傍晚或夜间施工,夜间施工应有良好的操作照明,并确保施工安全。
2 砂石料堆应设遮阳篷;抽用地下冷水或采用冰屑水拌和;拌合物中宜加允许最大掺量的粉煤灰或磨细矿渣,但不宜掺硅灰。拌合物中应掺足够剂量的缓凝剂、高温缓凝剂、保塑剂或缓凝(高效)减水剂等。
3 自卸车上的混凝土拌合物应加遮盖。
4 应加快施工各环节的衔接,尽量压缩搅拌、运输、摊铺、饰面等各工艺环节所耗费的时间。
5 可使用防雨篷作防晒遮荫篷。在每日气温最高和日照最强烈时段遮荫。
6 高温天气施工时,混凝土拌合物的出料温度不宜超过 $ 35^{\circ} $C,并应随时监测气温、水泥、拌和水、拌合物及路面混凝土温度。必要时加测混凝土水化热。
7 在采用覆盖保湿养生时,应加强洒水,并保持足够的湿度。
8 切缝应视混凝土强度的增长情况或按 250 温度小时计,宜比常温施工适当提早切缝,以防止断板。特别是在夜间降温幅度较大或降雨时,应提早切缝。
10.5 低温季节施工¶
10.5.1 当摊铺现场连续 5 昼夜平均气温高于 5℃,夜间最低气温在 -3℃ ~ 5℃ 之间,混凝土路面和桥面的施工应按下述低温季节施工规定的措施进行:¶
1 拌合物中应优选和掺加早强剂或促凝剂。
2 应选用水化总热量大的 R 型水泥或单位水泥用量较多的 32.5 级水泥, 不宜掺粉煤灰。
3 搅拌机出料温度不得低于 $ 10^{\circ}C $,摊铺混凝土温度不得低于 $ 5^{\circ}C $。在养生期间,应始终保持混凝土板最低温度不低于 $ 5^{\circ}C $。否则,应采用热水或加热砂石料拌和混凝土,热水温度不得高于 $ 80^{\circ}C $;砂石料温度不宜高于 $ 50^{\circ}C $。
4 应加强保温保湿覆盖养生,可先用塑料薄膜保湿隔离覆盖或喷洒养生剂,再采用草帘、泡沫塑料垫等保温覆盖初凝后的混凝土路面。遇雨雪必须再加盖油布、塑料薄膜等。
5 应随时检测气温、水泥、拌和水、拌合物及路面混凝土的温度,每工班至少测定 3 次。
10.5.2 混凝土路面或桥面弯拉强度未达到 1.0MPa 或抗压强度未达到 5.0MPa 时,应严防路面受冻。¶
10.5.3 低温天施工,路面或桥面覆盖保温保湿养生天数不得少于28d,拆模时间应符合表7.2.4的规定。¶
11 施工质量检查与验收¶
11.1 一般规定¶
11.1.1 施工质量的控制、管理与检查应贯穿整个施工过程,应对每个施工环节严格控制把关,对出现的问题,立即进行纠正直至停工整顿。¶
11.1.2 施工过程中的质量管理要求¶
1 各级公路各种混凝土路面铺筑方式的施工均应建立健全质量检测、管理和保证体系。应按铺筑进度做出质检仪器和人员数量动态计划。施工中应按计划落实质检仪器和人员,对施工各阶段的各项质量指标应做到及时检查、控制和评定,以达到所规定的质量标准,确保施工质量及其稳定性。
2 施工全过程的质量动态检测、控制和管理内容应包括施工准备、铺筑试验路段和施工过程中的各项技术指标的检验,出现施工技术问题的报告、论证和解决等。
11.2 铺筑试验路段¶
11.2.1 二级及其以上公路混凝土路面工程,使用滑模、轨道、碾压、三辊轴机组机械施工时,在正式摊铺混凝土路面前,必须铺筑试验路段。试验路段长度不应短于200m,高速公路、一级公路宜在主线路面以外进行试铺。路面厚度、摊铺宽度、接缝设置、钢筋设置等均应与实际工程相同。¶
11.2.2 试验路段分为试拌及试铺两个阶段,通过试验路段应达到下述目的:¶
1 通过试拌检验搅拌楼性能及确定合理搅拌工艺,检验适宜摊铺的搅拌楼拌和参数:上料速度,拌和容量,搅拌均匀所需时间,新拌混凝土坍落度、振动粘度系数、含气量、泌水性、VC值和生产使用的混凝土配合比等。
2 通过试铺检验主要机械的性能和生产能力,检验辅助施工机械组配合理性,检验路面摊铺工艺和质量:模板架设固定方式或基准线设置方式,摊铺机械(具)的适宜工作参数,包括:松铺高度、摊铺速度、振捣时间与频率、滚压遍数、碾压遍数、压实度、中间和侧向拉杆置入情况等。检验整套施工工艺流程。
3 使工程技术及工作人员熟悉并掌握各自的操作要领。
4 按施工工艺要求检验施工组织形式和人员编制。
5 建立混凝土原材料、拌合物、路面铺筑全套技术性能检验手段,熟悉检验方法。
6 检验通讯联络和生产调度指挥系统。
11.2.3 试铺中,施工人员应认真做好纪录,监理工程师或质监部门应监督检查试验段的施工质量,及时与施工单位商定并解决问题。试验段铺筑后,施工单位应提出试验路段总结报告,上报监理和业主批复,取得正式开工认可。¶
11.3 施工质量管理与检查¶
11.3.1 施工中的质量管理¶
1 混凝土路面铺筑必须得到正式开工令后方可开工。
2 施工单位应随时对施工质量进行自检。自检项目和频率:原材料应按表5.4.4规定进行;拌合物应按表6.2.7规定进行;混凝土路面应按表11.3.1规定进行。当施工、监理、监督人员发现异常情况,应加大检测频率,找出原因,及时处理。高速公路、一级公路应利用计算机实行动态质量管理,并宜按照附录A.2的规定进行。
3 每台搅拌楼所生产的拌合物,除应满足所用施工机械的可摊铺性外,还应着重控制拌合物的匀质性和各质量参数的稳定性。现场混凝土路面铺筑的关键设备如摊铺机、压路机、布料机、三辊轴整平机、刻槽机、切缝机等的操作应规范稳定。
| 项次 | 检查项目 | 检验方法和频率 | |
| 高速公路、一级公路 | 其他公路 | ||
| 1 | 弯拉强度 | 每班留2~4组试件,日进度<500m取2组;≥500m取3组;≥1000m取4组,测 fca fₘᵢₙ、 cᵣ | 每班留1~3组试件,日进度<500m取1组;≥500m取2组;≥1000m取3组,测 fca fₘᵢₙ、 cᵣ |
| 钻芯劈裂强度 | 每车道每3km钻取1个芯样,硬路肩为1个车道,测平均 fca、 fₘᵢₙ、 cᵣ、板厚 h | 每车道每3km钻取1个芯样,硬路肩为1个车道,测平均 fca、 fₘᵢₙ、 cᵣ、板厚 h | |
| 2 | 板厚度 | 路面摊铺宽度内每100m左右各2处,连接摊铺每100m单边1处,参考芯样 | 路面摊铺宽度内每100m左右各1处,连接摊铺100m单边1处,参考芯样 |
| 3 | 3m直尺平整度 | 每半幅车道100m2处10尺 | 每半幅车道200m2处10尺 |
| 动态平整度 | 所有车道连续检测 | 所有车道连续检测 | |
| 4 | 抗滑构造深度 | 铺砂法:每幅200m2处 | 铺砂法,每幅200m1处 |
| 5 | 相邻板高差 | 尺测:每200m纵横缝2条,每条3处 | 尺测:每200m纵横缝2条,每条2处 |
| 尺测:每200m纵向工作缝,每条3处,每处间隔2m3尺,共9尺 | 尺测:每200m纵向工作缝,每条3处,每处间隔2m3尺,共6尺 | ||
| 6 | 连接摊铺纵缝高差 | 尺测:每200m纵向工作缝,每条3处,每处间隔2m3尺,共9尺 | 尺测:每200m纵向工作缝,每条3处,每处间隔2m3尺,共6尺 |
| 7 | 接缝顺直度 | 20m拉线测:每200m6条 | 20m拉线测:每200m4条 |
| 8 | 中线平面偏位 | 经纬仪:每200m6点 | 经纬仪:每200m4点 |
| 9 | 路面宽度 | 尺测:每200m6处 | 尺测:每200m4处 |
| 10 | 纵断高程 | 水准仪:每200m6点 | 水准仪:每200m4点 |
| 11 | 横坡度 | 水准仪:每200m6个断面 | 水准仪:每200m4个断面 |
| 12 | 断板率 | 数断板面板块占总块数比例 | 数断板面板块占总块数比例 |
| 13 | 脱皮裂纹露石缺边掉角 | 量实际面积,并计算与总面积比 | 量实际面积,并计算与总面积比 |
| 14 | 路缘石顺直度和高度 | 20m拉线测:每200m4处 | 20m拉线测:每200m2处 |
| 15 | 灌缝饱满度 | 尺测:每200m接缝测6处 | 尺测:每200m接缝测4处 |
| 16 | 切缝深度 | 尺测:每200m6处 | 尺测:每200m4处 |
| 17 | 胀缝表面缺陷 | 每条观察填缝及啃边断角 | 每条观察填缝及啃边断角 |
| 18 | 胀缝板连浆 | 每条胀缝板安装时测量 | 每条胀缝板安装时测量 |
| 胀缝板倾斜 | 尺测:每块胀缝板每条两侧 | 尺测:每块胀缝板每条两侧 | |
| 胀缝板弯曲和位移 | 尺测:每块胀缝板每条3处 | 尺测:每块胀缝板每条3处 | |
| 19 | 传力杆偏斜 | 钢筋保护层仪:每车道4根 | 钢筋保护层仪:每车道3根 |
注:(1)路面钻芯劈裂强度应换算为实际面板弯拉强度进行质量评定;
(2)钢纤维混凝土弯拉强度试验见附录D。
11.3.2 混凝土路面除应按表 11.3.1 规定的检查项目和频率检测外,其中平整度、弯拉强度和板厚三大关键质量指标的自检要求尚应符合下列规定:¶
1 用 3m 直尺检测平整度作为施工过程中质量控制检测项目;用平整度仪检测动态平整度作为二级及二级以上公路交工验收时工程质量的评定依据。平整度合格标准应符合表 11.3.3 的规定。
2 应从搅拌楼生产的拌合物中随机取样,并按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ 053)规定的标准方法检测混凝土路面弯拉强度,检测频率宜符合表11.3.1的规定。弯拉强度应采用三参数评价:平均弯拉强度合格值、最小值和统计变异系数。各级公路弯拉强度合格标准规定应按附录A.1进行,统计变异系数应符合设计规定。检测小梁弯拉强度后的断块宜测抗压强度,作为混凝土强度等级的参考。
3 应在面层摊铺前通过基准线或模板严格控制板厚,检验标准为:行车道横坡低侧面板厚度和厚度平均值两项指标均应满足设计厚度允许偏差。同时,板厚统计变异系数应符合设计规定。
11.3.3 在混凝土路面铺筑过程中,路面各技术指标的质量检验评定标准应符合表11.3.3的规定。¶
| 项次 | 检查项目 | 允许值 | ||
| 高速公路、一级公路 | 其他公路 | |||
| 1 | 弯拉强度①(MPa) | 100%符合附录A.1的规定 | ||
| 2 | 板厚度(mm) | 代表值≥-5;极值≥-10,c,值符合设计规定 | ||
| 3 | 平整度 | σ(mm) | ≤1.2 | ≤2.0 |
| IRI(m/km) | ≤2.0 | ≤3.2 | ||
| 3m直尺最大间隙 Δ h (mm) | ≤3(合格率应≥90%) | ≤5(合格率应≥90%) | ||
| 4 | 抗滑构造深度(mm) | 一般路段 | 0.70~1.10 | |
| 特殊路段② | 0.80~1.20 | |||
| 5 | 相邻板高差(mm) | ≤2 | ≤3 | |
| 6 | 连接摊铺纵缝高差(mm) | 平均值≤3;极值≤5 | 平均值≤5;极值≤7 | |
| 7 | 接缝顺直度(mm) | ≤10 | ||
| 8 | 中线平面偏位(mm) | ≤20 | ||
| 9 | 路面宽度(mm) | ≤ ±20 | ||
| 10 | 纵断高程(mm) | ±10 | ±15 | |
| 项次 | 检查项目 | 允许值 | |
| 高速公路、一级公路 | 其他公路 | ||
| 11 | 横坡度(‰) | ± 0.15 | ± 0.25 |
| 12 | 断板率(‰) | ≤ 2 | ≤ 4 |
| 13 | 脱皮印痕裂纹露石缺边掉角(‰) | ≤ 2 | ≤ 3 |
| 14 | 路缘石顺直度和高度(mm) | ≤ 20 | ≤ 20 |
| 15 | 灌缝饱满度(mm) | ≤ 2 | ≤ 3 |
| 16 | 切缝深度(mm) | ≥ 50 | ≥ 50 |
| 17 | 胀缝表面缺陷 | 不应有 | 不宜有 |
| 18 | 胀缝板连浆(mm) | ≤ 20 | ≤ 30 |
| 胀缝板倾斜(mm) | ≤ 20 | ≤ 25 | |
| 胀缝板弯曲和位移(mm) | ≤ 10 | ≤ 15 | |
| 19 | 传力杆偏斜(mm) | ≤ 10 | ≤ 13 |
注:①路面钻芯劈裂强度应换算为实际面板弯拉强度进行质量评定;
②特殊路段指高速公路、一级公路的立交、平交、变速车道等处;其他公路系指急弯、陡坡、交叉口或集镇附近。
11.3.4 施工单位的质检结果应按表 11.3.3 的规定,以 1km 为单位进行整理。对于滑模、轨道、碾压和三辊轴机组机械铺筑混凝土路面的关键工序宜拍摄照片或进行录相,作为现场记录保存。¶
11.4 交工质量检查验收¶
11.4.1 混凝土路面完工后,施工单位应提交全线检测结果、施工总结报告及全部原始记录等齐全资料,申请交工验收。¶
11.4.2 质量问题处理¶
1 路面混凝土弯拉强度应采用小梁标准试件和路面钻芯取样圆柱体劈裂强度折算的弯拉强度综合评定。当弯拉强度不足时,每公里每车道应取3个以上芯样。二级及二级以下路面混凝土弯拉强度可按公式(11.4.2-1)或(11.4.2-2)计算,满足则可通过;不满足时,应通过试验得到各自工程的统计公式,试验组数不宜小于10组。
石灰岩、花岗岩碎石混凝土:
式中:
\(f_{c}\)——混凝土标准小梁弯拉强度(MPa);
\(f_{sp}\)——混凝土直径 150mm 圆柱体的劈裂强度(MPa)。
玄武岩碎石混凝土:
高速公路、一级公路应通过试验得到各自工程的统计公式,试验组数不宜小于15组。
2 平整度不合格的部位应进行处理,并硬刻槽恢复抗滑构造。
3 板厚不足时,应判明区段,返工重铺。
11.5 工程施工总结¶
11.5.1 施工单位应根据国家竣工文件编制规定,提出施工总结报告、质量测试报告或采用新材料新技术研究报告,连同竣工图表,形成完整的施工资料档案。¶
11.5.2 施工总结报告应包括工程概况、设计图纸及变更、基层、原材料、施工组织、机械及人员配备、施工工艺、进度、工程质量评价、工程预决算等。¶
11.5.3 施工质量管理与测试报告应包括施工组织设计、质量保证体系、试验段铺筑报告、施工质量达到或超过现行规范规定情况、原材料和混凝土检测结果、施工中路面质量自检结果、交工复测结果、工程质量评价、原始记录相册和录相资料等。¶
11.5.4 首次采用滑模、轨道、碾压、三辊轴机组施工或首次铺筑钢筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面等路面结构时,应同时提交试验总结报告。¶
12 安全生产及施工环保¶
12.1 一般规定¶
12.1.1 应根据机械化施工特点,做好安全生产工作。施工前,施工单位应对员工进行安全生产教育,树立安全第一的思想,落实安全生产责任制度。¶
12.1.2 路面施工期间应加强施工环保的教育,增强环保意识,并加强施工场地环境卫生管理、监督和检查。¶
12.2 安全生产¶
12.2.1 施工安全¶
施工过程中,应制订搅拌楼、发电(机)站、运输车、滑模摊铺机、轨道摊铺机、沥青摊铺机、三辊轴机组等大型机械设备及其辅助机械(具)的安全操作规程,并在施工中严格执行。
1 在搅拌楼的拌和锅内清理粘结混凝土时,无电视监控的搅拌楼必须有两人以上方可进行,一人清理,一人值守操作台。有电视监控的搅拌楼,必须打开电视监控系统,关闭主电机电源,并在主开关上挂警示红牌。搅拌楼机械上料时,在铲斗及拉铲活动范围内,人员不得逗留和通过。
2 运输车辆应鸣笛倒退,并有人指挥和查看车后。
3 施工中,布料机、滑模摊铺机、轨道摊铺机、沥青摊铺机、三辊轴机组、拉毛养生机等机械设备严禁非操作人员登机。夜间施工,在布料机、摊铺机、拉毛养生机上均应有照明设备和明显的示警标志。
4 施工中严禁所有机械设备的机手擅离操作台,严禁用手或工具触碰正在运转的机件。
12.2.2 交通安全¶
1 施工现场必须做好交通安全工作。交通繁忙的路口应设立标志,并有专人指挥。夜间施工,路口、模板及基准线桩附近应设置警示灯或反光标志,专人管理灯光照明。
2 摊铺机械停放在通车道路上,周围必须设置明显的安全标志,正对行车方向应提前 $ 200 \, m $ 引导车辆转向,夜间应以红灯示警。
12.2.3 施工机电设备应有专人负责保养、维修和看管,施工现场的电机、电线、电缆应尽量放置在无车辆、人、畜通行部位,确保用电安全。¶
12.2.4 现场操作人员必须按规定配戴防护用具。使用有毒、易燃的燃料、填缝料、外加剂、水泥或粉煤灰时,其防毒、防火、防尘等应按有关规定严格执行。¶
12.2.5 所有施工机械、电力、燃料、动力等的操作部位,严禁吸烟和有任何明火。摊铺机、搅拌楼、储油站、发电站、配电站等重要施工设备上应配备消防设施,确保防火安全。¶
12.2.6 停工或夜间必须有专人值班保卫,严防原材料、机械、机具及零件等失窃。¶
12.3 施工环境保护¶
12.3.1 在搅拌场、生活区、路面施工段应经常清理环境卫生,排除积水,并及时整治运输道路和停车场地,做到文明施工。¶
12.3.2 污染物处理排放应符合下列规定:¶
1 搅拌楼、运输车辆和摊铺机的清洗污水不得随处排放;每台搅拌楼宜设置清洗污水的沉淀池或净化设备,车辆应在有污水沉淀或净化设备的清洗场进行清洗。
2 废弃的水泥混凝土、基层残渣和所有机械设备的修理残渣和油污等废弃物应分类集中堆放或掩埋。
12.3.3 搅拌场原材料和施工现场临时堆放的材料均应分类、有序堆放。施工现场的钢筋、工具、机械设备等应摆放整齐。¶
附录 A 施工质量管理方法¶
A.1 混凝土弯拉强度评定方法¶
A.1.1 混凝土弯拉强度试验方法应使用标准小梁法或钻芯劈裂法,试件使用标准方法制作,标准养生时间 28d,路面钻芯劈裂时间宜控制在 28~56d 以内,不掺粉煤灰宜用前者,掺粉煤灰宜用后者。不同等级公路路面混凝土弯拉强度应按表 11.3.1 所列检查频率取样,每组 3 个试件的平均值作为一个统计数据。¶
A.1.2 混凝土弯拉强度的合格标准¶
1 试件组数大于 10 组时,平均弯拉强度合格判断式为:
式中:
\(f_{cs}\)——合格判定平均弯拉强度(MPa);
\(f_{r}\)——设计弯拉强度标准值(MPa);
\(K\)——合格判定系数,按试件组数查附表 A.1.2;
\(\sigma\)——弯拉强度统计均方差,可按式(A.1.2-2)计算:
\(c_{v}\)——实测弯拉强度统计变异系数;
\(\bar{f}_{c}\)——实测弯拉强度统计平均值(MPa)。
| 试件组数n | 11~14 | 15~19 | ≥20 |
| K | 0.75 | 0.70 | 0.65 |
当试件组数为 11~19 组时,允许有 1 组最小弯拉强度小于 $ 0.85f_{r} $,但不得小于 $ 0.75f_{r} $。
当试件组数大于 20 组时,高速公路和一级公路最小弯拉强度 $ f_{min} $ 不得小于
0.85 $ f_{r} $,其它公路允许有一组最小弯拉强度 $ f_{min} $小于0.85 $ f_{r} $,但不得小于0.75 $ f_{r} $。
2 实测弯拉强度统计变异系数 $ c_{v} $ 值应符合设计要求。
A.1.3 当标准小梁合格判定平均弯拉强度 $ f_{cs} $ 、最小弯拉强度 $ f_{min} $ 和统计变异系数 $ c_{v} $ 中有一个数据不符合上述要求时,应在不合格路段每车道每公里钻取 3 个以上 $ \phi 150mm $ 的岩芯,实测劈裂强度,通过各自工程的经验统计公式换算弯拉强度,其合格判定平均弯拉强度 $ f_{cs} $ 和最小值 $ f_{min} $ 必须合格,否则,应返工重铺。对二级及二级以下公路也可按式(11.4.2-1)或式(11.4.2-2)进行换算。¶
A.2 施工质量动态管理方法¶
A.2.1 施工方应以试验检测质量指标变异系数(或标准差)作为施工水平的主要评价指标,应总结施工经验,按本规范的要求建立各项施工质量指标变异系数的允许界限值,作为企业管理的目标。施工方的施工目标,不应低于本规范第4章表4.1.2-3和第11章表11.3.3规定的要求。¶
A.2.2 高速公路、一级公路施工宜利用计算机建立工程质量数据库,随时将检测结果输入数据库,同时分阶段(一定日期或桩号)计算出平均值 $ \bar{E} $ 、极差 R、标准差 S 及变异系数 $ c_{v} $ ,汇总整理。记录的内容应包括取样地点、试验员、试验项目、试验方法、试验结果及合格与否的评定等。¶
A.2.3 施工质量宜采取平均值和极差管理图 $ \overline{E}-R $ 图,如图 A.2.3-1)的方法,将试验¶

结果逐次绘制管理图,同时随着施工的进展,绘制施工质量直方图或正态分布曲线(图 A.2.3-2)。管理图可供有关人员随时检查。当发现标准差和变异系数有增大时,应分析原因,研究对策。

A.2.4 在 \(\bar{E} - R\) 管理图中应以平均值 \(\bar{E}\) 作为中心线CL,并标出质控上限UCL和质控下限LCL,表示允许的施工正常波动范围。当有超出质控上、下限范围时,应视为施工异常或试验数据异常。中心线、质控上限、质控下限按下述公式计算。¶
\(\bar{E}\) 图中:
图中:
$\(\mathrm{LCL} = D_{3} R\tag{A.2.4-6}\)$ 式中: CL—— \(\bar{E}\) —R 管理图中的中心线; UCL—— \(\bar{E}-R\) 管理图中的质控上限; LCL—— \(\bar{E}-R\) 管理图中的质控下限; \(\bar{E}\) ——一个阶段各组检测结果平均值 E 的平均值; R——一个阶段各组检测结果的极差 R 的平均值; \(A_{2}\) 、 \(D_{3}\) 、 \(D_{4}\) ——由检测结果的试验组数决定的管理图用的系数,见表 A.2.4。 表 A.2.4 管理用图系数表
| 一次检测结果的试验次数 n | |||||
| 2 | 1.128 | 0.853 | 1.880 | 3.267 | - |
| 3 | 1.693 | 0.888 | 1.023 | 2.575 | - |
| 4 | 2.059 | 0.880 | 0.729 | 2.282 | - |
| 5 | 2.326 | 0.864 | 0.577 | 2.115 | - |
| 6 | 2.534 | 0.848 | 0.483 | 2.004 | - |
| 7 | 2.704 | 0.833 | 0.419 | 1.924 | 0.076 |
| 8 | 2.847 | 0.820 | 0.373 | 1.864 | 0.136 |
| 9 | 2.970 | 0.808 | 0.337 | 1.816 | 0.184 |
| 10 | 3.078 | 0.797 | 0.308 | 1.777 | 0.223 |
| ∞ | - | - |
A.2.5 在 \(\bar{E}\) —R 管理图和直方图中可标出规定的质量标准或允许差范围。当超出此范围时,即施工不合格时,应予处理。¶
A.2.6 在 \(\bar{E}\) —R 管理图和直方图中可标出企业管理目标的允许范围。当超出此范围时,即施工水平下降,应研究对策。¶
A.2.7 施工结束后,施工方宜汇总全部数据,计算出平均值、标准差及变异系数,绘制整个工程的施工质量直方图或正态分布曲线,作为下一个工程的企业管理目标。¶
附录B 亚甲蓝MB值测定方法¶
附录 B 亚甲蓝 MB 值测定方法¶
B.1 试验目的¶
B.1.1 MB 值试验目的在于检测含泥量和石粉含量,并区分机制砂中的土和石粉。¶
B.2 含泥量测定¶
B.2.1 仪器设备¶
1 鼓风烘箱: 温度控制在 \((105 \pm 5)\) ℃。
2 天平: 称量 1000g, 感量 0.1g。
3 方孔筛: 孔径 \(75 \mu m\) 、1.18mm 和 9.5mm 筛各一只。
4 容器:要求淘洗试样时,保持试样不溅出(深度大于250mm)。
5 其它:搪瓷盘、毛刷等。
B.2.2 试验步骤¶
1 取样方法: 在料堆均匀取样, 先铲除表层, 从不同部位抽取等量 8 份为一组试样, 总和不少于 6kg。
2 试样制备: 将试样缩分至 1100g, 放在烘箱中于 \((105 \pm 5)\) ℃ 烘干至恒量 (恒量指试样在烘干 1\~3h 情况下, 其前后质量之差不大于该项试验所要求的称量精度), 待冷却至室温后, 筛除大于 9.5mm 的颗粒 (并算出筛余百分数), 分为大致相等的两份备用。
3 淘洗:称取试样 500g, 精确至 0.1g。将试样倒入淘洗容器中, 注入清水, 使水面高于试样面约 150mm, 充分搅拌均匀后, 浸泡 2h, 然后用手在水中淘洗试样,使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离,把浑水缓缓倒入1.18mm(上)及75μm(下)的套筛上,滤去大于75μm的颗粒。试验前筛子的两面应先用水湿润,在整个过程中应小心防止砂粒流失。
4 重复淘洗:再向容器中注入清水,重复上述操作,直至容器中的水目测清澈为止。用水淋洗剩余在筛上的细颗粒,并将 \(75\mu \mathrm{m}\) 筛放在水中(使水面略高出筛中砂粒的上表面)来回摇动,以充分洗掉小于 \(75\mu \mathrm{m}\) 的颗粒。
5 烘干并称量: 将两只筛的筛余颗粒和清洗容器中已经洗净的试样一并倒入搪瓷盘, 放入烘箱中于 \((105 \pm 5)\) ℃ 下烘干至恒量, 待冷却至室温后, 称出其质量, 精确到 0.1g。
B.2.3 结果计算与评定¶
1 计算:含泥量按下式计算(精确到0.1%): $\(Q_{n} = \frac {G_{0} - G_{1}}{G_{0}} \times 100\tag{B.2.3}\)$ 式中:
\(Q_{n}\) ——含泥量(%);
\(G_{0}\) ——试验前烘干试样的质量(g);
\(G_{1}\) ——试验后烘干试样的质量(g)。
2 取值: 含泥量取两个试样的试验结果算术平均值作为测定值。
B.3 石粉含量测定¶
B.3.1 仪器设备¶
1 鼓风烘箱: 温度控制在 \((105 \pm 5)\) ℃。
2 天平:称量 1000g, 感量 0.1g 及称量 100g, 感量 0.01g 各一台。
3 方孔筛: 孔径 \(75 \mu m\) 、1.18mm 和 2.36mm 筛各一只。
4 滴定管: 容量 100ml 或 50ml, 精度 1ml 一支; 或 5ml、2ml 移液管各一支。
5 三或四片式叶轮搅拌器:转速可调(最高达 \((600\pm60)\) r/min),直径 \((75\pm10)\)
附录B 亚甲蓝MB值测定方法¶
mm;定时装置:精度 1s。
6 其它:快速定量滤纸;玻璃容量瓶:1L;温度计:精度1℃。
B.3.2 试剂和材料¶
1 亚甲蓝:纯度≥95%。
2 制备亚甲蓝溶液:(10g/L 亚甲蓝溶液):将亚甲蓝粉末在(100±5)℃下烘干至恒量(若烘干温度超过105℃,亚甲蓝粉末会变质),称取烘干亚甲蓝粉末10g,精确至0.01g,倒入盛有约600ml蒸馏水(水温加热至35\~40℃)的烧杯中,用玻璃棒持续搅拌40min,直至亚甲蓝粉末完全溶解,冷却至20℃。将溶液倒入1L容量瓶中,用蒸馏水淋洗烧杯等,使所有亚甲蓝溶液全部移入容量瓶,容量瓶和溶液的温度应保持在(20±1)℃,加蒸馏水至容量瓶1L刻度。振荡容量瓶以保证亚甲蓝粉末完全溶解。将容量瓶中溶液移入深色储藏瓶中,标明制备日期、失效日期(亚甲蓝溶液保持期应不超过28d),并置于阴暗处保存。
B.3.3 试验步骤¶
1 亚甲蓝 MB 值的测定
(1) 按 B.2.2 条规定取样, 将试样缩分至 400g, 放在烘箱中于 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 下烘干至恒量, 待冷却至室温后, 筛除大于 2.36mm 的颗粒备用。
(2)称取试样 200g, 精确至 0.1g, 将试样倒入盛有 \((500 \pm 5)\) ml 蒸馏水的烧杯中, 用叶轮搅拌机以 \((600 \pm 60)\) r/min 转速搅拌 5min, 使溶液成悬浮液, 然后持续以 \((400 \pm 40)\) r/min 转速搅拌, 直至试验结束。
(3) 悬浮液中加入 5ml 亚甲蓝染料溶液, 以 \((400 \pm 40)\) r/min 转速搅拌至少 1min 后, 用玻璃棒沾取一滴悬浮液 (所取悬浮液滴应使沉淀物直径在 8\~12mm 内), 滴于滤纸 (置于空烧杯或其它合适的支撑物上, 以使滤纸表面不与任何固体或液体接触) 上。若沉淀物周围未出现色晕, 再加入 5ml 染料, 继续搅拌 1min, 再用玻璃棒沾取一滴悬浮液, 滴于滤纸上, 若沉淀物周围仍未出现色晕, 则重复上述步骤, 直到沉淀物周围出现约 1mm 的稳定浅蓝色色晕。此时, 继续搅拌, 不加染料溶液, 每 1min 进行一次沾染试验。若色晕在 4min 内消失, 再加入 5ml 染料溶液; 若色晕在
5min 内消失,再加入 2ml 染料溶液。两种情况下,均应继续进行搅拌和沾染试验,直至色晕可持续 5min。
(4)记录色晕持续5min时所加入的染料溶液总体积,精确至1ml。
2 亚甲蓝的快速试验
1) 按本条上款第 1 项制样。
2) 按本条上款第 2 项搅拌。
3)一次性向烧杯中加入 \(30\mathrm{ml}\) 亚甲蓝染料溶液,在 \((400\pm 40)\mathrm{r / min}\) 转速持续搅拌 \(8\mathrm{min}\) ,然后用玻璃棒沾取一滴悬浮液,滴于滤纸上,观察沉淀物周围是否出现明显色晕。
3 测定人工砂中含泥量或石粉含量的试验步骤按照 B.2.2 条所述进行。
B.3.4 结果计算与评定¶
1 亚甲蓝 MB 值结果计算
亚甲蓝值按公式(B.3.4)计算,精确至0.1。 $\(\mathrm{MB} = 10 V / G\tag{B.3.4}\)$ 式中:
MB——亚甲蓝值(g/kg),表示每千克0\~2.36mm粒级试样所消耗的亚甲蓝克数;
G——试样质量(g);
V——所加入的亚甲蓝染料溶液的总量(ml)。
系数 10 用于将每千克试样消耗的亚甲蓝溶液体积换算成亚甲蓝质量。
2 亚甲蓝快速试验结果评定
若沉淀物周围出现明显色晕,则判定亚甲蓝快速试验为合格,若沉淀物周围未出现明显色晕,则判定亚甲蓝快速试验为不合格。
3 人工砂中含泥量或石粉含量计算和评定: 按 B.2.3 所述进行。
附录 C 混凝土与钢筋握裹力试验方法¶
C.0.1 目的及适用范围¶
检验拉杆钢筋与混凝土的握裹力;相对比较不同混凝土与相同钢筋间握裹力的大小。
C.0.2 试验设备¶
1 试模尺寸: \(150mm \times 150mm \times 150mm\) , 如图 C.0.2-1 所示, 水平钢筋轴线距离模底 75mm。埋入的一端嵌入模壁, 予以固定、防止钢筋下沉, 另一端由模壁伸出。

图 C.0.2-1 握裹力试验用试模
1-模壁;2-固定圈;3-橡皮圈
2 试件夹头:两块厚度为30mm的长方形钢板(250mm×150mm、45号钢),用4根直径为18mm的钢杆相连。下端钢板中央开有直径为40mm的圆孔,供试件中钢筋穿入。上端钢板附有直径为25mm的拉杆,拉杆下端套入钢板并成球面相连接,上端供万能试验机夹持。另附150mm×150mm×10mm的钢垫板一块、中心开有直径为40mm的圆孔,垫于试件下端与夹头的下端钢板之间,如图C.0.2-2所示。
3 千分表:精度 0.001mm。
4 量表固定架:金属制成,横跨试件表面,并可用止动螺钉固定在试件上。上
部中央有孔,可夹持千分表,使之直立,量杆朝下。
5 万能试验机:示值的相对误差不应大于±1%;试件的预期破坏荷载值应在全量程的20%\~80%内。
6 钢筋: 检测拉杆拔除握裹力时, 直接使用路面拉杆钢筋, 直径与路面拉杆相同, 长度 500mm; 比较混凝土握裹力时, 应采用质量符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 1499)、《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 13013) 的钢筋, 钢筋尺寸为 \(\Phi20mm \times 500mm\) 的带肋钢筋或光圆钢筋。

C.0.3 试验步骤¶
1 成型前将尺寸、形状和螺纹均相同的试验所用钢筋用钢钉刷刷净,并用丙酮擦试,不得有锈屑和油污存在,钢筋的自由端顶面应光滑平整,并与试模预留的凹洞吻合。
图C.0.2-2 握裹力试验装置示意
2 混凝土的拌和应按规定的标准方法进行。每一试验龄期制作 6 个试件。
1-带球座拉杆;2-上端钢板;3-千分表;4-量表固定架;5-止动螺钉;6-钢杆;7-试件;8-垫板;9-下端钢板;10-埋入试件中的钢筋
3 安装钢筋时,钢筋自由端应嵌入模壁,穿钢筋的模壁孔应用橡皮圈和固定圈填塞固定钢筋,并不得漏浆、漏水(当需模拟扰动和松动拉杆的拔出力时,可在混凝土初凝时间前后晃动钢筋。)
4 混凝土成型和养护除应按规定标准方法执行外,还应符合下列规定:
(1) 混凝土集料最大粒径不应超过 31.5mm;
(2)对于干稠混凝土,应采用振动台振实,试样仍应分两层装入;
(3)试验成型后直至试验龄期,不得碰动钢筋,拆模时间宜延长至两昼夜。拆模时,应先取下橡皮圈和固定圈,再将套在钢筋上的试模壁小心取下。
5 试件从养护地点取出后,应及时进行试验,避免试件湿度和温度发生显著变化。
附录 C 混凝土与钢筋握裹力试验方法¶
6 试验时,先将试件擦试干净,检查外观,试件不得有明显缺损或钢筋松动、歪斜。
7 将试件套上中心有洞孔的垫板,然后装入已安装在万能试验机上的试验夹头中,使万能试验机的下夹头将试件的钢筋夹牢。
8 在试件上安装量表固定架,并装上千分表,使千分表杆尖端垂直朝下,与略伸出混凝土试件表面的钢筋顶面相接触。
9 加荷前应检查千分表量杆与钢筋顶面接触是否良好, 千分表是否灵活, 并进行适当调整。
10 记下千分表的初始读数后, 即开动万能试验机, 以不超过 400N/s 的加荷速度拉拔钢筋。每加一定荷重(1000\~5000N)记录相应千分表读数。
11 发生下列任一情况时,应停止加荷:
(1)钢筋达到屈服点;
(2)混凝土发生破裂;
(3)钢筋已从混凝土拔出。
C.0.4 试验结果计算¶
1 将各级荷重下千分表读数减去初始读数,即得该级荷重下滑动变形。
2 当采用带肋钢筋时,以6个试件滑动变形的算术平均值绘出荷重-滑动变形关系曲线,以荷重为纵坐标,滑动变形为横坐标。取滑动变形0.01mm、0.05mm及0.10mm,在曲线上查出相应的荷重,此三级荷重的平均值,除以钢筋埋入混凝土中的表面积,而得握裹强度: $\(\tau = \frac {P_{1} + P_{2} + P_{3}}{3 A}\tag{C.0.4-1}\)$
\(A = \pi D L\tag{C.0.4-2}\)
式中:
\(\tau\) ——钢筋握裹强度(MPa);
\(P_{1}\) ——滑动变形为0.01mm时的荷重(N);
\(P_{2}\) ——滑动变形为0.05mm时的荷重(N);
\(P_{3}\) ——滑动变形为0.10mm时的荷重(N);
A——埋入混凝土中的钢筋表面积 \(\left(\mathrm{mm}^{2}\right)\) ;
D——钢筋的公称直径(mm);
L——钢筋埋入的长度(mm)。
3 当采用光圆钢筋时,可取6个试件拔出试验时的最大荷重的平均值进行计算。
附录 D 钢纤维混凝土试验方法¶
D.1 钢纤维混凝土弯曲韧性和弯曲初裂强度试验¶
D.1.1 适用范围¶
本方法适用于测定钢纤维混凝土试件弯曲时的韧度指数和弯曲初裂强度。
D.1.2 试件尺寸¶
当纤维长度不大于 40mm 时,采用截面为 \(100mm \times 100mm\) 的梁式试件;当纤维长度大于 40mm 时,采用截面 \(150mm \times 150mm\) 试件。试件跨度为截面边长的 3 倍,试件长度应比试件跨度大 100mm。每组四个试件,其制作及养护应符合钢纤维混凝土标准试验有关的规定。
D.1.3 试验设备¶
本试验的设备应符合下列规定:
1 试验机:宜采用由变形控制的刚性试验机。试验机的卸载刚度应大于试件荷载-挠度曲线下降段的最大斜率(绝对值),其示值相对误差应不大于±1%,试件的预期破坏荷载应处在全量程的20%\~80%。也可采用1000kN普通液压试验机附加刚性组件(千斤顶、弹簧或玻璃钢圆筒等),其装置示于图D.1.3-1。刚性组件应符合下列规定:

图 D.1.3-1 刚性组件装置
(1) 刚性组件与试件共同的荷载 - 变形曲线的斜率大于零, 或试验机卸载刚度和刚性组件刚度之和,应大于试件荷载-挠度曲线下降段的最大斜率(绝对值)。
(2) 刚性组件在弹性范围内的可压缩值, 应大于试件的变形量。
2 加载装置: 按三分点加荷, 试验机应带有两个能同时作用在小梁跨度三分点处相等荷载的装置。与试件接触的两个支座和两个加压头应具有直径为 \(20 \sim 40\mathrm{mm}\) 的弧形端面, 并应比试件宽度长 \(10\mathrm{mm}\) , 其中一个支座和两个加压头宜做成能滚动并前后可倾斜。试验机上、下压板与刚性组件及测力计之间均应加钢垫板, 其不平度为 \(100\mathrm{mm}\) 应不大于 \(0.02\mathrm{mm}\) 。
3 挠度测量装置: 示于图 D.1.3-2, 应将安装位移传感器的铝板(或钢板)用螺钉固定在支座垂线与试件中和轴的交点上, 采用精度为 0.01mm 的位移传感器(或机械式位移计), 抵承在粘结于加荷点下侧的角型支承上。
可将荷载与挠度输出信号经放大器与 X—Y 记录仪相连, 直接绘出荷载 - 挠度曲线。

图 D.1.3-2 挠度测量装置示意图
1-试件;2-金属板;3-固定板螺钉;4-位移传感器;5-角形支撑;6-固定传感器螺钉
D.1.4 试验步骤¶
1 从养护地点取出试件,检查外观和测量尺寸。
2 安放试件,并安装测量传感器。
3 对试件连续、均匀加荷。初裂前的加荷速度取 \(0.05 \sim 0.08 MPa/s\) ; 初裂后取每分钟 l/3000, 使挠度增长速度相等。
若试件在受拉面跨度(l)三分点以外断裂,则该试件试验结果无效。
4 采用千斤顶做刚性组件时,应使活塞顶升至稍高出传感器顶面,然后开动试验机,使千斤顶刚度达到稳定状态,随即对试件连续均匀加荷。初裂前的加荷速度与本条第3款相同,初裂后减小加荷速度,使试件处于“准等应变”状态,其条件是:
\(V_{\Delta w m a x} / V_{m} \leqslant 5\tag{D.1.4-1}\)
式中:
\(V_{\Delta w max}\) ——挠度增量最大时的相应速度( \(\mu m/s\) );
\(V_{m}\) ——挠度由零到3倍最大荷载挠度时段内相应速度平均值( \(\mu m/s\) )。
在加荷过程中记录挠度变化速度。
5 绘出荷载一挠度曲线。
D.1.5 结果计算¶
钢纤维混凝土试件的弯曲韧度指数、承载能力变化系数、弯曲初裂强度的计算步骤如下:
1 将直尺与荷载-挠度曲线的线性部分重叠放置确定初裂点 \(A\) ,见图D.1.5。 \(A\) 点的纵坐标为弯曲初裂荷载 \(F_{cra}\) ,横坐标为弯曲初裂挠度 \(W_{Fcra}\) ,面积 \(OAB\) 为弯曲初裂韧度。

图 D.1.5 荷载—挠度曲线及弯曲韧度指数
2 以 O 为原点, 按 3.0、5.5 和 15.5 或试验要求的初裂挠度的倍数, 在横轴上确定 D、F 和 H 点或其他给定点 (J)。用求积仪测得 OAB、OACD、OAEF 和 OAGH 或其他给定变形的面积, 即为弯曲初裂韧度和各给定挠度的韧度实测值。按下列公式求得每个试件的弯曲韧度指数, 精确至 0.01。
\(\left. \begin{array}{r l} \eta_{m 5} & = \mathrm{OACD}\text{面积}/\mathrm{OAB}\text{面积} \ \eta_{m 10} & = \mathrm{OAEF}\text{面积}/\mathrm{OAB}\text{面积} \ \eta_{m 30} & = \mathrm{OAGH}\text{面积}/\mathrm{OAB}\text{面积} \end{array} \right\}\tag{D.1.5-1}\)
以四个试件计算值的算术平均值作为该组试件的韧度指数。
3 每组试件的承载能力变化系数 \(\zeta_{\mathrm{m,n,m}}\) 按式(D.1.5-2)计算:
\(\zeta_{m, n, m} = (\eta_{m, n, m} - \alpha) / (\alpha - 1)\tag{D.1.5-2}\)
式中:
\(\alpha\) ——倍数, \(\alpha\) 等于给定挠度除以弯曲初裂挠度,本标准给定 \(\alpha\) 为3.0、5.5、15.5,或按试验要求给定;
\(\eta_{m,n,m}\) ——与给定挠度 \(\alpha_{WFcra}\) 对应的一组试件的平均弯曲韧度指数。
将所得结果与理想弹塑性材料的承载能力变化系数 \(\zeta_{m,n,m}=1\) 比较,评定其弯曲韧性。
4 弯曲初裂强度按式(D.1.5-3)计算,精确至0.1MPa。
\(f_{f c, c r a} = F_{c a r} \times \frac {l}{b h^{2}}\tag{D.1.5-3}\)
式中:
\(f_{fc, cra}\) ——钢纤维混凝土弯曲初裂强度(MPa);
\(F_{cra}\) ——钢纤维混凝土弯曲初裂荷载(N);
l——支座间距(mm);
b——试件截面宽度(mm);
h——试件截面高度(mm)。
以四个试件计算值的算术平均值作为该组试件的弯曲初裂强度。
D.2 拌合物钢纤维体积率试验¶
D.2.1 适用范围¶
本方法适用于测定钢纤维混凝土拌合物中钢纤维所占的体积百分率,即钢纤维体积率。
D.2.2 试验设备¶
测定钢纤维体积率所用设备应符合下述规定:
1 容量筒:钢制,容积5L;直径和筒高均为 \((186\pm2)\) mm,壁厚3mm。
2 托盘天平:称量 2kg, 感量 2g。
3 台秤:称量 100kg, 感量 50g。
4 振动台:频率 \((50\pm3)\) Hz,空载振幅 \(0.5\pm0.1mm\) 。
5 震槌: 质量 1kg 的木槌。
D.2.3 检测步骤¶
钢纤维体积率应测定两次,测定步骤如下:
1 按下述规定装料并振实:
(1)拌合物坍落度小于50mm时,用振动台振实。
(2)拌合物坍落度大于等于50mm时,分两层装料,每层沿侧壁四周均匀敲振30次;敲毕,底部垫直径16mm钢棒,左右交错颠击地面15次。
2 倒出拌合物,边水洗边用磁铁搜集钢纤维。
3 将搜集的钢纤维在 \(105 \pm 5^{\circ}C\) 的温度下烘干至恒重,冷却至室温后称其质量,精确至 2g。
D.2.4 结果计算¶
钢纤维体积率按式(D.2.4)计算:
\(V_{s f} = \frac {m_{s f}}{\rho_{s f} V} \times 100 \%\tag{D.2.4}\)
式中:
\(V_{sf}\) ——钢纤维体积率(%);
\(m_{sf}\) ——容量筒中钢纤维质量(g);
V——容量筒容积(L);
\(\rho_{sf}\) ——钢纤维质量密度 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) 。
D.2.5 试验结果处理¶
1 两次测定值的平均值即为钢纤维体积率。若测定值不符合下列条件,则试验结果无效。
\(\mid V_{s f 1} - V_{s f 2} \mid \leqslant 0.05 V_{s f, m}\tag{D.2.5}\)
式中:
\(V_{sf,m}\) ——两次测定钢纤维体积率的平均值(%);
\(V_{sf1}, V_{sf2}\) ——两次测得的钢纤维体积率(%)。
2 钢纤维的称量每一工作班至少检验二次;同时,应采用水洗法在浇筑地点取样检验钢纤维体积率,每一工作班至少二次;水洗法检验钢纤维体积率的误差不应超过配合比要求的钢纤维体积率的±15%。
附录 E 真空脱水混凝土试验方法¶
附录 E 真空脱水混凝土试验方法¶
E.1 真空脱水混凝土强度试件成型方法¶
E.1.1 目的及适用范围¶
制作室内真空脱水混凝土性能试验的试件。
E.1.2 仪器设备¶
1 试模: 抗压强度试模采用 \(150mm \times 150mm \times 150mm\) 立方体标准试模, 并配以真空吸盘固定架(如图 E.1.2-1 所示)。
2 真空吸盘:真空吸盘采用硬吸垫,大小应与试模尺寸相配。真空吸盘由尼龙布,两层塑料网格,薄镀锌铁板分别作为过滤层、骨架层和密封层,并在密封层上装吸水嘴(如图 E.1.2-2)。吸盘四周设橡胶封圈。

图 E.1.2-1 真空吸盘固定架
1-试模;2-吸盘固定架;3-吸盘

图 E.1.2-2 真空吸盘(尺寸单位:mm)
1-橡胶封圈;2-吸水嘴;3-骨架层;4-过滤层;5-封圈;6-密封层
3 真空集水瓶:试模尺寸为 \(150mm \times 150mm \times 150mm\) 时,宜采用 500ml 容量的
真空瓶。
4 真空橡胶管: 宜采用适宜直径的耐压橡胶管。亦可采用工业氧气管或乙炔管代替。
5 真空脱水机组: 宜采用抽气速率为 28L/s 的符合国家标准的产品。
E.1.3 试验步骤¶
1 混凝土拌和、成型应符合本规范有关规定。
2 试件成型后,立即在表面覆盖真空吸盘。固定吸盘后,用少量水泥浆封闭吸盘四周。用耐压橡胶管连接吸盘吸水嘴和真空集水瓶及真空脱水机组(如图 E.1.3 所示),开机脱水处理。试件断面尺寸为 \(100mm \times 100mm\) 时,脱水时间宜为 \(10 \sim 15min\) 。断面尺寸为 \(150mm \times 150mm\) 时,脱水时间宜为 \(15 \sim 20min\) 。真空度控制为 0.08MPa。脱水结束时,先掀开吸盘的一角,将管路中水分全部抽至集水瓶中,然后切断集水瓶与脱水泵之间的连接管路再关机,防止脱水泵中冷却水回冲到集水瓶中。

图 E.1-3 混凝土真空脱水系统连接图
1-真空脱水机组;2-连通器;3-集水瓶;4-试件
对混凝土进行脱水时,宜采取先低真空度,而后逐渐升高的操作方法。
对于抗磨、抗渗试件,以试模的上口尺寸( \(\phi175mm\) )制一付模托,将试模的上口翻转朝下成型试件。真空脱水在试件的下口( \(\phi185mm\) )面进行,测定抗渗标号时保持抗渗水压作用于真空处理面。抗磨性试验时,应保持磨损面为真空处理面。处理时间约为20\~25min。
3 试件脱水处理后,用湿布覆盖,并在 \((20\pm5)\) ℃的室内静置24h,拆模编号。根据需要也可立即拆模进行试验。
附录 E 真空脱水混凝土试验方法¶
4 试件养护应符合本规范标准养护规定。
E.2 混凝土拌合物真空脱水率测定¶
E.2.1 目的及适用范围¶
测定混凝土拌合物真空脱水率,计算剩余水灰比,为设计真空脱水混凝土配合比提供试验数据。不适合于水灰比小于0.35的混凝土拌合物。
E.2.2 仪器¶
应符合本规范 E.1.2 条的规定。试模尺寸为 \(150mm \times 150mm \times 150mm\) 。
E.2.3 试验步骤¶
1 按本规范 E.1.3 条的规定制作试件。
2 试件成型后即进行脱水处理。脱水处理方法应符合本规范 E.1.3 条的规定。
3 将脱出的水分集于真空瓶中,然后倒入量筒中计量得 \(\Delta W\) , 计量准确至1.0ml。
E.2.4 试验结果处理:¶
1 脱水率按式(E.2.4)计算:
\(Q = \frac {\Delta W \cdot \rho_{W}}{\frac {3 . 375 W}{1000 \rho_{W}}} \times 100 \%\tag{E.2.4}\)
式中:
Q——脱水率(%);
W——每立方米混凝土的拌和水量(kg);
\(\Delta W\) ——试件脱出水量(g);
\(\rho_{W}\) ——水的密度(g/ml),取1.00。
2 取三个试件测值的平均值为该组试件脱水率的试验结果。当单个试件的测值与中间值之差超过中间值的 \(\pm15\%\) 时,取中间值作为试验结果。当有两个试件的测值与中间值之差均超过中间值的 \(\pm15\%\) 时,该组试件作废。
附录 F 混凝土抗冻性现场测试方法¶
F.1 取芯法测定混凝土抗冻性¶
F.1.1 目的及适用范围¶
从混凝土结构或构件上钻取芯样,制备抗冻试样,用于测定和评价实际混凝土结构物的抗冻性。
F.1.2 仪器设备¶
1 取芯机: 宜采用轻便型混凝土取芯机;
2 取芯钻头:宜选用人造金刚石薄壁钻头;
3 切割机: 可选用岩石切割机, 切割方式有手动和自动两种形式。
F.1.3 试件制备¶
1 制备混凝土抗冻性芯样试件,其直径不宜小于 100mm,长度应为:
(1)标准芯样试件长度与直径比,不宜小于4;
(2)非标准芯样试件长度与直径比,不宜小于1。
2 在制取抗冻性芯样试件时,还应在同一芯样上制备 3 个直径 70mm,高度 70mm 的抗压强度试件。
3 测量芯样试件的几何尺寸:
(1) 直径: 用游标卡尺测量试件中部, 在相互垂直的两个位置上测量两次, 计算其算术平均值, 精确至 0.5mm。沿试件高度任一直径与试块直径相差
附录 F 混凝土抗冻性现场测试方法¶
不宜大于 2.0mm。
(2)高度:用钢板尺测量,精确至1.0mm,高度为路面板厚度。
(3)垂直度:用游标量角器测量两个端面与轴线的夹角,精确至 \(0.10^{\circ}\) ,试件端面与轴线的不垂直度超过 \(2^{\circ}\) 。
(4)平整度:用钢板尺或角尺紧靠在试件端面上,用塞尺测量钢板尺或角尺与试件端面的间隙。
F.1.4 试验步骤¶
1 测量标准芯样试件长度、质量、动弹性模量及进行外观描述,必要时测定声速。
2 测量非标准芯样试件质量及进行外观描述,必要时测定声速。
3 按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ 053)中“混凝土抗冻性试验(快冻法)”T0525进行抗冻性试验。
4 标准芯样试件的抗冻性评定按相对动弹性模量和质量损失率进行;非标准芯样试件的抗冻性以质量损失率进行评定。
5 在试验完毕的试件上,钻取3个直径70mm高径比为1的抗压强度试件,与F.1.3条第2款制备的抗压强度试件同时进行抗压强度试验,计算抗压强度损失率。
F.2 取芯法测定混凝土气泡参数¶
F.2.1 目的及适用范围¶
从混凝土结构或构件上钻取芯样,制备试样,测定混凝土芯样的气泡参数:空气含量、气泡比表面积和间距系数等。用于评定混凝土结构的抗冰冻、抗盐冻性能和鉴定引气剂性能等,也适用于实际结构物的抗冻性调查。
F.2.2 仪器设备¶
1 钻芯取样设备:与 F.1.2 规定相同。
2 测孔显微镜: 放大 80\~128 倍, 具有目镜测微尺和物镜测微尺。目镜测微尺最小读数为 \(10\mu m\) , 载物台能横向、纵向移动; 配有显微镜照明灯、聚光型灯。
3 其它: 切片机、磨片机、抛光机。
F.2.3 试件制备¶
芯样试件应在制取抗冻性试验的同一芯样切片上制取。
F.2.4 试验步骤¶
1 每组试样至少 3 个, 最小观测总面积和最小总导线长度应符合表 F.2.4 的规定。
表 F.2.4 最小观测总面积和最小总导线长度
| 粗集料最大粒径(mm) | 最小观测总面积( ) | 最小总导线长度(mm) |
| 40 | 17000 | 2600 |
| 31.5 | 11000 | 2500 |
| 19.0 | 7000 | 2300 |
| 9.5 | 6000 | 1000 |
注:如混凝土内集料或大孔隙分布很不均匀,应适当增大观测面积。当在1个芯样中取2个试样时,截取2个试样的间距应大于集料最大粒径的1/2。
2 将硬化混凝土片锯下后, 刷洗干净, 分别采用 400 号或 800 号金刚砂仔细研磨。每次磨完后刷洗干净, 再进行下次研磨。最后在固定呢毡的抛光机转盘上, 涂刷三氧化二铬进行抛光, 再刷洗干净, 在 \((105 \pm 5)\) ℃ 的烘箱中烘干, 然后置于测孔显微镜下试测, 当强光以低入射角照射在观测面上, 观测到在表面除了气孔截面和集料孔隙外, 基本是平的, 且气泡边缘清晰并能测出尺寸为 \(10 \mu m\) 的气泡截面, 即认为该观测面已处理完毕。
3 观测应与浇筑面垂直。观测前用物镜测微尺校准目镜测微尺刻度,在观测面两端,附贴导线间距标志,使选定的导线长度均匀分布在观测面范围内。调整目镜位置,使十字丝的横丝与导线重合,然后用目镜测微尺截取每个气泡的弦长刻度值,亦可增测气泡截面直径,当测完第1条导线后,按测线间距,相继观测第2、3、4……条导线,直至测完规定的总导线长度。
附录 F 混凝土抗冻性现场测试方法¶
F.2.5 试验结果计算:¶
根据直线导线法观测的数据,按下列公式计算各参数:
气泡平均弦长:
气泡比表面积:
气泡平均半径:
硬化混凝土中的空气含量:
\(a = \Sigma l / T\tag{F.2.5-4}\)
\(1000\mathrm{mm}^3\) 混凝土中的气泡个数:
10mm 导线切割的气泡个数:
气泡间距系数:
当混凝土中浆气比 P/a 大于 4.33 时, 按下式计算:
\(L = 3 a \left[ 1.49 (P / a + 1) ^{1 / 3} - 1 \right] / n_{l}\tag{F.2.5-7}\)
当混凝土中浆气比 P/a 小于 4.33 时, 按下式计算:
\(L = P / (4 n_{l})\tag{F.2.5-8}\)
式中:
\(m_{l}\) ——气泡平均弦长(mm);
\(\Sigma l\) ——全导线切割的气泡弦长总和(mm);
N——全导线切割的气泡总个数;
α——气泡比表面积 \(\left(\mathrm{mm}^{2}/\mathrm{mm}^{3}\right)\) ;
\(m_{r}\) ——气泡平均半径(mm);
\(n_{v}\) ——1000mm \(^{3}\) 混凝土中的气泡个数;
a——硬化混凝土中的空气含量(体积比%);
T——导线总长(mm);
P——混凝土中水泥净浆含量(体积比,不包括空气含量);
\(n_{l}\) ——平均每10mm导线切割的气泡个数;
L——气泡间距系数(mm)。
计算结果取三位有效数字。
附录 G 本规范用词说明¶
G.0.1 对规范条文执行严格程度的用词,采用以下写法:¶
1 表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。
2 表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”; 反面词采用“不应”或“不得”。
3 表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样做的用词:
正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。
G.0.2 条文中应按指定的其它有关标准、规范的规定执行,其写法为“应按……执行”或“应符合……要求(或规定)”。¶
如非必须按指定的其它有关标准、规范的规定执行,其写法为“可参照……”。
附件
公路水泥混凝土路面施工技术规范¶
(JTG F30—2003)
条文说明
编制说明¶
我国公路水泥混凝土路面(以下简称水泥路面)建设发展速度很快,截止2002年底已经建成各级公路水泥路面167517km。目前,每年在建水泥路面里程2.5万公里以上,建设规模巨大。我国《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ 97—87)已经使用了16年,20世纪90年代中期进行的修订,未能颁布执行。
16年以来,水泥路面施工技术在交通部、国家计委、国家经贸委、建设部等部委的领导和支持下,大、中型机械化施工工艺和技术,如滑模摊铺、轨道摊铺、碾压施工、三辊轴机组等技术取得了实质性的进步,而且已经在我国高速公路、一级公路和二级公路的水泥路面铺筑施工中得到广泛应用,使我国的水泥路面施工质量和技术水平得到了稳步提高,积累了丰富的施工经验;另一方面,我国所使用的水泥路面面层结构形式越来越丰富,水泥路面适应范围越来越广,如缩缝设传力杆的水泥路面、钢筋水泥路面、连续配筋水泥路面及桥面、钢纤维混凝土路面、双钢混凝土桥面等均已得到大规模采用,这些新型水泥路面的结构设计与机械化施工技术也已经逐步成熟。
在这种状况下,仅规定小型机具施工方法的《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ 97—87)显然已经落后,远远不能适应当前水泥路面施工装备、工艺和技术水平的要求。因此,我国公路水泥路面建设迫切需要一部完善的施工技术规范来保障和提高其施工质量,保证所铺筑的水泥路面具备密实、平整、耐久和安全的性能,并大幅度减小水泥路面维修养护的难度和工程量。
本规范修订的主要技术依据如下:
1 滑模铺筑技术,中华人民共和国行业标准《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1—2000);
2 轨道铺筑技术,025课题编制的《轨道式摊铺机修建水泥路面施工须知》(1990年11月)以及其后积累的轨道摊铺施工经验;
3 三辊轴机组铺筑技术,研究报告《公路水泥路面三辊轴机组施工技术指南》;
4 碾压混凝土施工技术,(85-403-01)课题组编制的《高等级公路碾压混凝土路面施工技术指南》;
5 小型机具铺筑技术,《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ 97—87)修订送审稿。
我国幅员辽阔,各地经济发展不平衡,习惯采用的水泥路面施工机械、工艺有所不同,本规范提出了滑模、轨道、碾压、三辊轴机组、小型机具五种施工工艺适用的公路等级、机械装备和材料要求,并留有一定的选择余地。编写组力图做到既保证水泥路面铺筑质量,又尽量符合各地施工实际。
本规范采用的修订编写方法为: 凡与现行技术标准、规范、规程一致的内容, 均不作引用, 仅指明“应符合有关规定”; 凡与国家和行业现行标准、规范、规程不同的内容均有试验研究和施工经验作为基础, 并在说明中指出; 对我国尚无技术规范、施工中又必须使用的内容, 参照国外有关规定, 并结合我国在工程中发现的问题, 进行原则编写。这样编制的目的是使资料和规定尽量齐全完备。认真贯彻本规范的规定, 严格操作、善于总结, 可以施工出高质量的水泥路面。
本规范共分 12 章,其中第 3、4、5、6、7、9 章分别提出了水泥路面施工的原材料、配合比、施工准备、搅拌和运输、五种混凝土面层铺筑工艺、接缝抗滑与养生的施工技术等要求;第 8 章为钢筋及钢纤维混凝土路面和桥面等特殊结构的铺筑;第 10 章为特殊气候条件下的施工;第 11 章为施工质量检查与验收;第 12 章为安全生产及施工环保。
本次水泥路面施工技术规范的修订,内容较为丰富,其目的是无论采用哪种施工工艺铺筑何种结构的水泥路面,都将使建设、质检、监理及施工单位均可在具体施工环节上有章可循、有据可依。只有将每个施工质量细节的控制与管理落到实处,才能从整体上稳步提高和改善水泥路面施工质量。由于各地的技术细节差异较大,最具有当地特色、灵活变通余地最大的内容,也是最难编写的内容,本规范对那些已经发现的东西(南北)地域差异较大的技术细节,采取了既严格要求又防止僵化、并提倡创新和技术进步的编写方法,尽量降低用语要求的强调层次,力图做到统一与灵活辩证关系的“适度”。在不违背基本原则的基础上,最大限度地调动广大工程技术人员的积极性和创新精神。统一要求与灵活变通的共同目标只有一个,即有利于使用最先进和最适宜的施工技术,达到最佳的水泥路面工程质量要求。
在本规范执行过程中,施工技术及管理人员除按本规范要求进行施工作业和质量控制外,还应结合当地具体情况,不断总结经验,研究新问题,注意吸收国内外最新的施工装备、工艺、技术、成果和经验,使水泥路面施工技术不断进步、完善和发展。
本规范的解释权在交通部公路科学研究所,对本规范及其条文说明的意见和在使用过程中发现的问题,请各单位和施工技术、管理人员随时函告交通部公路科学研究所(地址:北京市海淀区西土城路8号,邮编:100088),以便修订时参考。
由于本规范修订是按照我国水泥路面施工的现实需求和目前具备的施工技术水平进行编写的,不足之处,在所难免,恳请各位专家和广大工程技术人员提出宝贵修改意见。
修订编制组
2003年1月
1 总 则¶
1.0.1 在总则中按规定编写了本规范的编制目的和适用范围。制定本规范的目的是提高我国公路水泥混凝土路面(以下简称水泥路面)工程的施工技术水平,保证¶
1.0.2 水泥路面工程的施工质量及运营的安全可靠性。运营安全性主要体现在对路面平整度及抗滑等指标的严格要求上。运营可靠性体现在此次规范的修订始终贯穿了公路工程可靠度的新标准,即按不同公路等级规定的可靠度要求来规范施工全过程,特别是对面板配制弯拉强度要求执行了可靠度新标准和新规定。¶
1.0.3 贯彻质量第一的原则:以往的水泥路面施工规范对原材料、配合比和施工设备往往强调了就地取材,经济合理的原则。本次规范修订则着重强调原材料、配合比的质量指标及其稳定性,强调使用满足不同等级公路路面的设备种类和施工工艺。因此编写为“选择满足质量指标要求、性能稳定的原材料,确定配合比、设备种类和施工工艺,进行详细的施工组织设计,建立完备的施工质量保障体系。”首先,从材料和设备两方面贯彻质量第一的原则;其次,才是就近取材和经济合理性。这意味着材料和设备选择的指导思想有所改变。实际工程在应用这个原则时,可能会遇到远运原材料,机械设备要求提高,增加施工费用等一系列问题。尽管如此,从保障水泥路面设计基准期30年来看,依然应该将大宗原材料质量保障和路面施工工艺水平的逐步提高放在首要地位,应该明确的是原材料和混凝土质量包含着工程的长远经济性;装备水平的提高不仅可以提升我国水泥路面施工技术水平,而且能够大幅度提高水泥路面的施工质量及其稳定性、使用年限和耐久性。¶
1.0.4 鼓励施工技术创新:针对目前在招投标体制下,各施工单位过分强调经济效益,而较为忽视新技术应用的现状,特编写本条。¶
3 原材料技术要求¶
由于水泥路面是在露天环境下承受车轮冲击、振动、疲劳的动载结构物,同时又要求达到20\~30年的设计基准期,因此,原材料要求应比一般静载结构更高、更严格,原则上路面混凝土所使用的原材料应是目前国内市场上能够供应的一等品或优等品。
3.1 水泥¶
按照本规范与《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)的分工,关于混凝土路面对水泥路用品质的技术要求,仅在本规范中进行详细规定。
3.1.1 路用水泥的基本要求¶
1 水泥品种与生产方式:首先,按照本规范规定的水泥品种顺序,特重、重交通水泥路面应优先采用道路硅酸盐水泥,没有道路水泥的情况下,可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。其次,明确各级公路均宜采用旋窑生产的水泥,其含义是特重、重交通水泥路面应优先采用旋窑水泥,确有困难时或中、轻交通路面方可使用立窑水泥。主要理由是立窑水泥的游离氧化钙和氧化镁含量较高、水泥体积稳定性较差。立窑水泥在烧成过程中,窑中间和边缘、窑上部与下部的烧成温度不同。研究表明:即使安定性合格的水泥,当水泥中的游离氧化钙含量在1%\~1.8%之间变化时,其对路面混凝土在动载交通条件下的疲劳循环周次有3\~5倍的影响,构成影响水泥路面使用寿命能否达到20\~30年的关键因素。因此规定用于特重和重交通路面的水泥f-CaO≤1.0%。对此,要充分认识和理解静载结构与承受动载作用的公路水泥混凝土结构之间对水泥要求的实质性差别。
2 R型早强水泥:本规范从防止路面发生温度裂缝出发,规定除低温天气、有快通要求的路段可采用R型水泥外,一般情况均宜使用普通型水泥。在实际工程中发现,热天气温较高的情况下,运到搅拌场的水泥温度有时高达70\~90℃,再加上使用水化热高的R型水泥,由于其铝酸三钙含量偏高,不仅收缩很大,而且水化热峰值很高,造成了严重的温度裂缝。温度裂缝为板中裂缝,严重时才会上下贯通,反映到表面上,而轻微时是潜在板中不易发现的裂缝,危害很大,应进行限制。低温天气施工或有快通要求的路面可使用水化热高的 R 型水泥,这主要是从低温施工的蓄热早强出发,有利于水泥路面尽早达到抗冻临界强度和尽快开放交通的需要。
3 水泥品种与抗折强度:表 3.1.1 给出了各交通等级路面所用水泥 3d、28d 抗压强度和抗折强度要求,水泥的 3d 强度要求是从施工便利角度提出的,水泥路面铺筑前,必须了解所用水泥的 3d 强度特性。特别要强调的是,无论水泥强度等级为多少,路面混凝土均应以实测水泥抗折强度为准来选择和使用。首先,现行水泥规范中所规定的强度等级是由抗压强度确定,并不完全代表水泥的抗折强度,而水泥路面的第一力学指标是混凝土弯拉强度。例如,32.5 级普通水泥,有的抗折强度高达 8MPa,可否在高等级公路上使用?其次,在相同水灰比条件下,水泥的抗折强度是混凝土弯拉强度不可逾越的上限。水泥的抗折强度不高,即使强度等级满足要求,也可能做不到按可靠度理论要求的配制 28d 弯拉强度均值的要求。
1999年底,国家质量技术监督局发布了由中国建筑材料科学研究院编制的向ISO国际标准靠拢的新标准,新标准有如下重要改变:
(1)水泥胶砂水灰比由原来的0.44\~0.46增大到0.50;
(2)水泥胶砂用标准砂改变,由过去基本是单一粒径砂改变为级配石英砂;
(3)水泥胶砂搅拌、振动成型机具及模具进行了修改。
编写组使用中国建材研究院《ISO水泥胶砂强度检验方法宣贯技术资料汇编》中所做的新老标准对比试验结果,进行了44组28d抗折强度数据的统计分析,结果表明:尽管新标准使水泥的抗压强度降低约9.7MPa左右,水泥原强度等级将全部依次降低一级,425号降低为32.5级,525号降低为42.5级,但抗折强度降低较小,新老标准的平均抗折强度仅相差0.22\~0.33MPa,因此,本规范维持表3.1.1中水泥抗折强度要求不变,这将意味着抗折强度无形中提高了0.22\~0.33MPa,特重交通为7.72\~7.73MPa;重交通为7.22\~7.33MPa;中轻交通为6.72\~6.83MPa。从我国正在建设和已经建成的高等级公路水泥路面来看,所用的水泥抗折强度基本都大于8.0MPa,同时,在本规范征求意见过程中,有几个省区提出应将高速公路、一级公路水泥路面用水泥的抗折强度规定为不小于8.0MPa,这证明按新标准执行时,本规范对路面水泥抗折强度不小于7.5MPa的要求,在实践中是可行的。
3.1.2 满足公路路面工程使用品质的水泥化学成分、物理性能列入表 3.1.2 中。现将路面常用四种水泥的化学成分、物理性能汇总在表 1 中,供业内人士全面了解其性能及路用品质。本条对水泥的化学品质,特别是对水泥中的游离氧化钙、氧化镁和碱度提出明确要求。这三项指标不合格,或超出过多,水泥路面即使不行车也会自动崩溃。对水泥的安定性,本规范在蒸煮法的基础上还首次提出高速公路、一级公路要用雷氏夹进行检验,这不仅检验了水泥安定与否,同时还通过试验了解水泥的胀缩与开裂特性。¶
表 1 路面常用水泥的化学成分和物理指标汇总
| 水泥性能 | 道路水泥GB 13693 | 硅酸盐水泥GB 175 | 普通水泥GB 175 | 矿渣水泥GB 1344 |
| 铝酸三钙 | — | — | — | |
| 铁铝酸四钙 | — | — | — | |
| 游离氧化钙 | 旋窑不得 立窑不得 | — | — | — |
| 氧化镁 | ||||
| 三氧化硫 | ||||
| 碱含量 | 供需双方商定 | 双方商定或有活性集料不得 | 双方商定或有活性集料不得 | 供需双方商定 |
| 混合材种类掺量 | ||||
| 烧失量 | — | |||
| 细度( ) | 不得 | 比表面积 | 不得 | 不得 |
| 初凝时间 | 不早于 | 不早于 | 不早于 | 不早于 |
| 终凝时间 | 不迟于 | 不迟于 | 不迟于 | 不迟于 |
| 安定性 | 蒸煮必须合格 | 蒸煮必须合格 | 蒸煮必须合格 | 蒸煮必须合格 |
| 28d干缩率 | — | — | — | |
| 耐磨性 | — | — | — |
注:①任一项不符合标准指标者,为废品;
②任一项不符合标准指标者或强度低于商品强度等级时,为不合格品。
路面工程用水泥对掺合料的限制是为了满足变形小、抗开裂、耐疲劳、抗磨性等的要求。当水泥熟料确定后,影响这几项性能的主要因素在于水泥中掺入的混合材,特别是非活性混合材。在广东和湖南高速公路水泥路面滑模施工质量相当好的局部路段上,发现了大量表面微细收缩裂缝,下雨时会看得很清楚,其原因是水泥变形过大,收缩量大、不耐磨的混合材将严重影响水泥的抗开裂、耐疲劳和耐磨性能。所以,本规范增加了对五种混合材的限制性条款。水泥中掺入的粘土、煤矸石、火山灰将引起混凝土严重收缩和磨损,窑灰不仅收缩大,而且是水泥碱度的主要来源,高速公路、一级公路均不得掺入。水泥磨细中加入的生石灰石粉是造成水泥抗盐冻性差的根源,有抗盐冻性要求时,路面用水泥不得掺石灰石粉,即不得使用Ⅱ型硅酸盐水泥。
路用水泥中的三氧化硫含量,我国一贯控制较严,在道路水泥、硅酸盐水泥和普通水泥中均要求 \(SO_{3}\leqslant3.5\%\) ; 矿渣水泥 \(SO_{3}\leqslant4.0\%\) 。水泥学术界对此有不同看法,首先,我国使用的补偿收缩水泥、膨胀水泥及膨胀剂中均掺有大量的三氧化硫。其次,我国同济大学研制的道路混凝土增折剂主要靠增加三氧化硫成分提高抗折性能。迄今为止,没有在实际工程上观察到膨胀剂和增折剂带来的硫酸盐侵蚀问题。同时,三氧化硫是粉煤灰等活性混合材或掺合料(在水泥中加入共同磨细的习惯上称混合材,在混凝土中外掺的称掺合料)的激发剂,它的含量偏少,对混合材发挥活性和增长强度都不利。由此,有专家提出:不用掺合料的混凝土可控制 \(SO_{3}\leqslant3.5\%\) ; 水泥或混凝土中使用混合材,可控制 \(SO_{3}\leqslant5.0\%\) 。按现代混凝土材料科学观点,不掺掺合料,对抗碱集料反应、酸雨、除冰盐等化学侵蚀性等均不利。尽管如此,在没有更深入的研究以前,本规范维持原有的三氧化硫限制条件。
水泥的碱度,现行水泥国标 GB 175 规定由供需双方商定。若使用活性集料,不得大于 0.6%。本规范表 3.1.2 规定“特重、重交通路面, \(Na_{2}O + 0.658K_{2}O \leqslant 0.6\%\) ; 中、轻交通路面,怀疑有碱活性集料时, \(Na_{2}O + 0.658K_{2}O \leqslant 0.6\%\) ; 无碱集料时, \(Na_{2}O + 0.658K_{2}O \leqslant 1.0\%\) ,”并在粗细集料中规定应对怀疑有碱活性的粗、细集料进行碱活性检验。这条规定对于我国三北地区使用大量的较高碱度的水泥修建路面具有重要经济价值。碱集料反应中,有碱活性集料是必备条件之一,无碱活性集料,不会发生此反应。国内其他行业如水利工程,四十多年来一直遵循此规定,没有在最容易发生碱集料反应的水工混凝土结构上发生此类问题。但目前国际上和国内有的行业限制很严,如民航机场工程,规定水泥碱度必须小于等于 0.6%。我国公路行业根据实际情况,在保证不出现碱集料反应破坏的前提下,仅对中、轻交通路面适度放宽了限制。
本规范表3.1.2与《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T037.1—2000)相比有几处改动:
①铝酸三钙含量的要求,适度放大了2%,原因是原全国各地相当数量的水泥厂做不到,而此项指标对水泥和混凝土早强性能、水化热、凝结时间、需水量及外加剂掺量影响较大,这些性能在混凝土中均可使用减水剂和缓凝剂来调整和控制;铝酸三钙与石膏一起,初期反应生成针状钙矾石(高硫型水化硫铝酸钙)的原料,钙矾石含量增大,有利于提高水泥的抗折强度。
②增加了水泥标准稠度需水量,要求特重、重交通路面不宜大于28%、中、轻交通路面,不宜大于30%的限制条件,其主要原因是:如果不限制,往往难于做到将路面混凝土的水灰比压低到耐久性要求的0.44\~0.40。
③水泥的初凝时间均要求不早于1.5h,不再使用3h。3h过长,全国各地绝大多数水泥厂生产的水泥都达不到。水泥路面铺筑时混凝土拌合物的初凝时间应为3h。
在执行《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1)的过程中有水泥要求时,可按本规范要求执行。
3.1.3 路面工程的水泥选用:除各项路用品质必须合格外,强调“应通过混凝土配合比试验,根据其配制弯拉强度、耐久性和工作性优选适宜的水泥品种、强度等级”,路面混凝土各项技术指标满足要求方可使用。而且,水泥种类一旦选定,不得随意变更。¶
3.1.4 水泥包装:本规范规定机械摊铺“宜选用散装水泥”,在散装水泥供应不上时,可采用吨包装或大袋装水泥或粉煤灰,但应配备拆包和泵送水泥、粉煤灰的设备。远距离运输,允许使用吨包装水泥和袋装水泥。机械摊铺时,50kg一袋小包装水泥往往因用量过大,拆包不及,一般不能满足使用要求。小型机具及三辊轴机组铺筑路面时,工程规模小进度慢,可使用袋装水泥。¶
本规范限制水泥温度的主要目的是为了降低水化反应速度,严防温差开裂。温差裂缝出现与否,不仅与水泥温度有关,而且取决于当地的基础平均气温及降温速率,即取决于温差值的大小,因此水泥温度宜按南北不同的基础气温分别加以控制。《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1)硬性规定拌和时的水泥温度不得高于50℃,在我国南方夏季施工时实际上很难做到。按南北方不同基础气温分别控制时,首先是防止了温度裂缝的发生;其次,照顾到了水泥厂热天降低水泥温度的难度。在南方如海南、广东、广西、云南、福建等省区,基础平均气温高而稳定,基本没有夜间冷冲击,即使水泥温度较高,比如60℃,但温差不高,不足以引起温差开裂,可以适度放宽要求,但在长江流域以北地区,应按本规范的规定温度执行,严防形成潜在的板内温差裂缝。
低温条件下混凝土搅拌时,水泥温度“不宜低于10℃”。这是国际上对低温和负温条件下混凝土路面施工公认的水泥控制温度。一是要保证水泥尽快达到抗冻临界强度;二是低于此温度,水泥的水化反应过慢,凝结时间过长,不便于水泥路面铺筑后抗滑构造制作及养生工序等的进行。
3.1.5 基层用水泥:贫混凝土和碾压混凝土做基层时可以选用六种硅酸盐水泥种类:道路水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥和复合水泥。不掺粉煤灰时,从防止基层开裂出发,提出宜使用强度等级较低(≤32.5级)的水泥;如果掺粉煤灰,只能使用道路水泥、硅酸盐水泥和普通水泥。工程上曾经发现使用小厂生产的普通水泥或矿渣水泥铺筑水泥稳定基层时,由于安定性和凝结时间不合格,基层摊铺一周后都无法形成板体,不得不返工重铺的情况,特规定“水泥的抗压强度、抗折强度、安定性和凝结时间必须检验合格”。¶
3.2 粉煤灰及其他掺合料¶
3.2.1 粉煤灰品质:粉煤灰是一种活性掺合料,掺在路面混凝土中,必须满足活性高的要求,只能使用I、II级干排灰,也只有静电除尘装置中2、3、4级电场的干灰及磨细粉煤灰才符合路面的使用要求。施工经验表明,结块或湿粉煤灰在新拌混凝土中会发生搅拌不开的粉煤灰小团块,这与泥块和高风化岩石集料一样,严重影响混凝土的强度,并使路面出现许多坑洞,影响行驶质量和路面耐久性,因此不得使用结块灰和湿灰。III级灰不得使用在水泥路面工程中。贫混凝土基层中可使用III级灰,但不得使用等外灰。¶
表3.2.1对粉煤灰的分级和质量指标与《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T037.1)采用的不同,原表引自《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146),新表引自最新的《高强高性能混凝土用矿物外加剂》(GB/T18736)。新表增加的项目有:混合砂浆活性指数、氯离子和含水量的要求。其中最重要的是活性指数,它是表示粉煤灰对强度的贡献率,实质上是对以往粉煤灰的化学成分及活性没有规定的缺陷进行了弥补。氯离子、硫酸根离子对于钢筋混凝土、钢纤维混凝土路面和桥面的抗锈蚀和硫酸盐腐蚀等耐久性极为关键。含水量表达的是粉状粉煤灰的吸湿性能,这对于粉煤灰结团与否与拌和影响较大。
3.2.2 粉煤灰的使用要求¶
要求在路面混凝土、贫混凝土基层中掺用粉煤灰时,应了解清楚水泥中已经掺用的混合料种类和数量,路面混凝土有最大30%的粉煤灰掺量限制,这是水泥及外掺粉煤灰能够全部水化的最高掺量要求,同时也是路面抗冲、耐磨和耐疲劳性能的要求。粉煤灰进货应有等级检验报告,并宜采用散装灰。粉煤灰的储存、运输等要求与水泥相同,在搅拌楼上需要增加一个罐仓,计量时,先称水泥,然后,累计计量粉煤灰。
在水泥路面和贫混凝土基层工程中使用粉煤灰的基本原则是扬其长而避其短。首先,必须保证水泥路面的28d强度要求;尔后,利用其长期强度高的特点增加抵抗超载的强度储备,以利延长路面使用寿命,保障水泥路面弯拉强度、耐疲劳性和耐久性。
3.2.3 硅灰与磨细矿渣¶
在水泥路面和混凝土桥面中的使用时应参照《公路工程水泥混凝土外加剂与掺和料应用技术指南》的规定。本节中,我们没有在粉煤灰的条款中编入有关桥面的内容,而硅灰和磨细矿渣可用于桥面。根本原因是粉煤灰水化过慢,粉煤灰与水泥的水化反应要求充足的水分、足够的湿度和温度,路面有足够的厚度及基层洒水作为粉煤灰缓慢水化的湿度条件;而在桥面上,不仅铺装层较薄,而且由于上下两个表面都是临空面,在有风条件下,极易干透,粉煤灰将很快失去继续水化之可能。若粉煤灰停止了水化,如同土和石粉一样,不仅不能提供后期强度,只能增加收缩和开裂的几率。但不排除水化较快的高质量(超)磨细粉煤灰,譬如I级超细粉煤灰可用于桥面铺装层。实际桥面铺装工程中已经有成功使用I级磨细粉煤灰的实例,但一定要加强保湿和保温养护。而硅灰和磨细矿渣本身具有自硬化能力,水化反应速度快得多。在我国,硅灰和磨细矿渣很少用于路面,绝大多数用于桥面或桥梁主要构件,制作高强混凝土。本规范编入硅灰和磨细矿渣的目的是表明硅灰、磨细矿渣和高质量粉煤灰是制作高性能道路混凝土的必备原材料,路面和桥面均可积极采用。
3.3 粗集料¶
3.3.1 种类和技术要求:按照新颁布的国标《建筑用卵石、碎石》(GB/T 14685)的规定,根据所配制的混凝土强度等级将粗集料分为三个级别:C60以上高强混凝土应使用I级集料;C30\~C60中强混凝土使用II级;强度等级低于C30的低强度混凝土使用III级。本规范规定“高速公路、一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路水泥路面使用的粗集料级别应不低于II级,无抗(盐)冻要求的三、四级公路水泥路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用III级粗集料。”并将III级集料的压碎指标及针片状颗粒含量按用于面层或基层而分别要求。¶
大量的施工试验表明,当水灰比已经压低到0.40\~0.44时,路面混凝土的抗压强度等级已经达到了C35\~C50级,只有三、四级公路面层混凝土抗压强度等级在 C25~C35 之间。从实际达到的强度等级与国标规定对比,可见路面对于粗(细)集料的等级规定是对应的、适宜的。对路面而言,III 级集料压碎指标小于 30% 及针片状颗粒含量小于 25%,显然要求过大,要达到路面所要求试配弯拉强度 4.5~5.0MPa 有相当困难,因此进行了必要调整。有抗冰冻和抗盐冻要求时,规定“I 级集料吸水率不应大于 1.0%;II 级集料吸水率不应大于 2.0%。”是保证混凝土路面粗集料本身不被冻裂的抗(盐)冻性的补充规定。
3.3.2 粗集料级配要求¶
1 国标《建筑用卵石、碎石》(GB/T 14685)规定的级配要求过宽,最大公称粒径19mm级配曲线对比见图1,最大公称粒径31.5mm级配曲线对比见图2。本规范采用025课题研究得到的级配范围,并进行了圆孔筛与方孔筛粒径转换,重新从严制订各级最大公称粒径时的级配曲线。处理过后,新的级配要求见条文表3.3.2。将该表中最大公称粒径分别为16、19、26.5、31.5mm粗集料级配曲线区绘制在图3中,供使用者直观参照。

图 1 方孔筛 4.75-19mm 粗集料累计筛余对比

图 2 方孔筛孔径 4.75 \~ 31.5mm 与国际的对比

图 3 最大粒径 16、19、26.5、31.5mm 粗集料级配曲线区
从严要求级配曲线范围的原因有:首先,路面混凝土级配对弯拉强度的影响很大,主要表现在其振实后,能否达到逐级充填密实结构,形成高弯拉强度所要求的嵌锁力;其次,粗集料的级配对于路面的干缩和温缩,即接缝开口位移量影响相当大,逐级充填的良好级配有利于减小收缩及接缝开口位移量;再者,《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)是025课题按照级配理论计算过的已在水泥路面上使用了10多年的级配,有坚实的理论和实践基础,不宜轻易变动。国标这样宽松的级配要求适用于建筑用的混凝土,它可以不是骨架密实结构,而是悬浮结构或任何其他集料结构。而路面混凝土振捣密实后,应坚持密实充填理论和保证振实后的粗集料骨架密实结构。
2 路面和桥面混凝土不得使用不分级的统料。国内某些地方在高速公路、一级公路路面上使用统料,导致装载机每铲砂石料粒径差别过大,拌合物的稠度变化大到已经不能使用滑模摊铺机正常摊铺的程度,路面上频繁出现大面积麻面、倒边及大量塌边病害现象。这主要是由于统料在大堆上离析,边缘全是大料,中间全是小料,即使水灰比不变,也会出现大料塌边,小料大面积麻面,这是不允许的。此规定的含义是即使统料的试验级配合格也不允许在路面和桥面工程中使用。因为在堆放和倒运过程中的离析无法克服,必须在搅拌楼的分料仓上按设计分别量重,新称量并合成粗集料的级配。
3 粗集料最大公称粒径的规定:碎石 31.5mm;碎卵石 26.5mm;卵石 19.0mm。贫混凝土基层 31.5mm;钢纤维混凝土与碾压混凝土 19.0mm。这与《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ 97—87)相比,面层的最大公称粒径有所降低。理由是:有利于得到较高的混凝土弯拉强度;有利于防止混凝土离析和塌边;有利于减少摊铺机的振捣棒、螺旋布料器、挤压底板和侧模的磨损;有利于提高混凝土的抗冻性、耐磨性和耐疲劳性。参照国外标准,几乎所有发达国家对水泥路面粗集料最大公称粒径的规定均为方孔筛 20\~25mm。同时,参照现行《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034)规定,水泥稳定碎石的最大公称粒径为方孔筛 31.5mm。没有理由将路面混凝土用粗集料的最大公称粒径规定得比基层还大。
最大公称粒径 31.5mm 的碎石粗集料的级配要求可采用 2\~4 级级配集料,当 2 级级配石料不符合级配要求,应当采用 3 级或 4 级级配集料。
3.4 细集料¶
3.4.1 种类和技术要求:本规范比以往规范扩展了淡化海砂、机制砂和混合砂。规定“特重、重交通高速公路、一级公路水泥路面宜使用河砂,砂的硅质含量不应低于25%”。这主要是从抗滑安全和耐磨性出发提出的砂硬度规定,实际水泥路面上横向力系数是通过水泥浆磨损后的凸起的砂颗粒来提供的。砂的硬度对行车安全和耐磨有很大的影响。砂按所配制混凝土强度等级的三级分类:C60 混凝土使用 I 级砂;C30~C60 使用 II 级砂;C30 以下使用 III 级砂。砂按其所配制的混凝土强度等级的三级分类及表 3.4.1 的技术指标均引自国标《建筑用砂》(GB/T 14684)。关于砂等级与公路等级对应的解释见粗集料。¶
3.4.2 细度模数及级配: 砂按细度模数 \((M_x)\) 分为三个区: 1 区粗砂 \((M_x = 3.1 \sim 3.7)\) 、2 区中砂 \((M_x = 2.3 \sim 3.0)\) 、3 区细砂 \((M_x = 1.6 \sim 2.2)\) 。与以往规范不同的是规定“路面及桥面用砂的适宜细度模数应在 \(2.0 \sim 3.5\) ”,这项规定主要是从提高混凝土路表面的抗滑、抗磨性提出的,并不是讲 3 区细砂都不能用于水泥路面,细砂尽管比表面积较大,需水量较大,水灰比较高,但在目前广泛使用高效减水剂的技术条件下,使用引气高效减水剂,减少用水量,降低水灰比,完全能够做到低水灰比和弯拉强度满足要求的水泥路面。尽管如此,由于砂过细,表面水泥浆磨损后,细砂所能提供的路面安全性指标(横向力系数)仍较低。实质上在水泥路面通车运行 \(1 \sim 2\) 年后,路面轮迹部位的抗滑性能与横向力系数关键取决于砂的硬度及细度模数,因为水泥浆总归是先于砂被磨损掉的,暴露的凸起物将是砂颗粒。正是凸起的砂颗粒为路表面提供了足够的横向力系数和抗滑性能。道理很清楚,当砂的细度模数小于 2.0 时,特别是小于 1.6 的特细砂,即使使用较低的水灰比,也难以提供足够的横向力系数和抗滑性能。也就是说,本规范从保证行车安全角度出发,将特细砂和大多数细砂排斥在外;目前,特细砂和细度模数小于 2.0 的大多数细砂在水泥路面上并未被接受或认可,除非专门制作另外的抗滑表层。目前已经发现国内某些地区因使用嘉陵江或黄河特细砂、粉砂或淤泥土当砂建造水泥路面,通车后雨天交通事故不断的事实,实测路面摩擦系数仅有 \(0.12 \sim 0.20\) ,这是很不安全的。保证行车安全的摩擦系数,新建路面应不小于 \(0.40 \sim 0.45\) ,实际运营中应不小于 \(0.30 \sim 0.35\) 。¶
本规范规定粗砂细度模数不应大于3.5,实践证明偏细粗砂,即砂的细度模数在3.5以内,除了静态 \(3\mathrm{m}\) 直尺平整度指标的合格率不高外,使用上没有问题。粗砂的主要问题是拌合物泌水较严重,静态平整度不佳。但泌水问题可通过使用引气剂,达到足够的含气量来解决的。平整度不佳的问题,则难以解决,粗砂中,毫米级以上的砂数量较多,表面上的一个 \(3\mathrm{mm}\) 以上砂粒,就足以影响到 \(3\mathrm{m}\) 直尺 \(3\mathrm{mm}\) 平整度。山区高速公路水泥路面用粗砂的施工实践表明,在没有中砂的条件下,使用细度模数不大于3.5的粗砂,尽管 \(3\mathrm{m}\) 直尺静态平整度不佳,较难达到不大于 \(3\mathrm{mm}90\%\) 的合格率,但达到 \(85\%\) 以上,不成问题。若使用动态平整度指标来衡量,也能有效地做到 \(\delta \leqslant 1.0\sim 1.2\) 的要求。
本规范首次提出对砂细度模数变异范围的要求不应大于0.3。路面施工中砂源不同时,由于砂的细度模数变化超过0.3,导致混凝土拌合物的稠度变异较大,有时会达到失控的程度,经常出现振捣不密实、麻面或水泥浆薄厚不均、塌边等现象。因为目前国内外所使用的各种搅拌楼,均没有针对细度模数变异采取调整配合比中砂率的方法,因此需要加以限制。施工中应将细度模数变异超过0.3的、来源或产地不同的砂,分别堆放,并按不同细度模数调整配合比砂率后再使用。
3.4.3 机制砂的耐磨要求¶
1 机制砂的磨光值:本规范按沥青路面集料中的最低要求提出砂浆磨光值(PMV)宜大于35,同时,对强度较低、抗磨性较差的机制砂母岩的岩石品种亦加以适当限制,目的是提高机制砂水泥路面的抗滑性能与横向力系数,保证路面运营安全性。母岩的强度及耐磨性提高后,机制砂的破碎生产效率会降低,砂的成本会有所提高,这是无法避免的,而如果做加铺层,成本会更高。
2 机制砂中的含泥量与石粉含量控制一直是公路界面临的难题。显然,石粉不能与土等同对待,石粉的化学活性与表面物理特性比土强得多。在我国Ⅱ型硅酸盐水泥中,允许掺入5%以内的生石灰岩石粉。试验表明,即使将生石灰岩石粉掺入混凝土,同样具有一定化学反应活性。国标《建筑用砂》(GB/T 14684)已经提出了用于区分石粉和土的亚甲蓝试验方法。本规范中的表3.4.1已对石粉、泥和泥块分别对待。小于75μm细颗粒总含量限制要求被适度放宽:Ⅱ级砂石粉含量5%,加上含泥量和泥块含量总和8%;Ⅲ级砂石粉含量7%,加上含泥量和泥块含量总和12%。放宽的根据是在其化学活性5%基础上,再加3%\~7%。Ⅱ级砂必须采用湿法生产;Ⅲ级砂可采用干法生产。当石粉和土总量不大于12%时,应掺引气高效减水剂达到压低单位用水量和水灰比,有效控制拌合物工作性、稠度,提高抗滑、耐磨,保证强度及耐久性之目的。
3.4.4 淡化海砂: 其含义为: 使用淡水冲洗或被雨水冲淋过的海砂、海水浸湿时间有限的河口附近的海砂。从防止钢筋锈蚀要求: “缩缝设传力杆水泥路面不宜使用淡化海砂; 钢筋混凝土及钢纤维混凝土路面和桥面不得使用淡化海砂”。淡化海砂的技术要求除应符合表 3.4.1 的规定、级配满足表 3.4.2 要求外, 还应符合淡化海砂代入混凝土的总含盐量应不大于 \(1.0 \, kg/m^{3}\) 和贝壳含量不大于 1% 两项规定。¶
总含盐量不大于 \(1.0 ~kg/m^{3}\) 的数值是如何给定的呢?从防止碱集料反应的角度限制外加剂代入混凝土中的总碱量不得大于 \(1.0 ~kg/m^{3}\) 。海水盐中除了碱性离子外,还包括引起钢筋锈蚀的氯离子和可能造成硫酸盐侵蚀的硫酸根离子。如果将总含盐量限制在 \(1.0\mathrm{kg} / \mathrm{m}^3\) 以内,则根据海水盐中离子含量估算K、Na、Ca离子总量大致为 \(0.45\mathrm{kg} / \mathrm{m}^3\) 左右,氯离子大约 \(0.25\mathrm{kg} / \mathrm{m}^3\) ,硫酸根离子大致0.20 \(\mathrm{kg} / \mathrm{m}^3\) ,其他为微量成分,无论从防止钢筋锈蚀、碱集料反应及硫酸盐侵蚀,均不足以对路面混凝土造成化学破坏。
从国际上的资料看,日本及西欧各国,均是河砂资源相对短缺的国家,在建设项目中大量使用了海砂,甚至在钢筋混凝土建筑结构中允许使用,不仅有上述相近的限制条件,而且在钢筋、钢纤维混凝土中规定使用海砂必须同时掺用阻锈剂。
3.5 水¶
3.5.1 拌和及养生用水:关于混凝土搅拌和养生用水规定的四项技术要求,进行过校核试验,证明了这些规定的正确性。实际上,由于水泥本身的 pH 值很高,为 13\~14,一般的中、弱酸和盐类对水泥水化凝结时间和弯拉强度等的影响均很小。对化学有害杂质的规定主要是从耐久性要求提出的限制。海水及严重污染的河水、湖水其有害成分已经超出了上述规定的,明确规定不得使用。¶
3.6 外加剂¶
3.6.1 外加剂的质量等级:鉴于水泥路面工程的重要性,本规范规定外加剂的产品质量应达到一等品的要求,一般公路路面不允许使用合格品。因此,即使是一般公路,当设计弯拉强度4.5MPa,达到配制弯拉强度5.0MPa以上时,对应的抗压强度等级至小为C30\~C35,而高速公路和一级公路,当设计弯拉强度5.0MPa,加上施工保证率达到5.75MPa以上,对应的抗压强度为C35\~C50级,均已达到较高强度等级的混凝土要求。另一方面,目前国内外加剂市场相当混乱,此规定对保证水泥路面和桥面工程质量有利。¶
规范制订的表 3.6.1 与现行国标《混凝土外加剂》(GB 8076)有下列三点不同:
1 高效减水剂减水率提高:本规范参照国外及我国电力行业规范《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T 5100),比《混凝土外加剂》(GB 8076—1997)提高了所有高效减水剂的减水率,由12%提高到15%。大量的工程实践证明:原有高效减水剂12%减水率是偏低的。首先,普通减水剂大多可达到,致使有些普通减水剂在市场上冒充高效减水剂出售。其次,几乎所有高效减水剂,特别是复合高效减水剂均可达到或超过15%减水率。同时,将引气减水剂的减水率由10%提高到12%,这是由于普通减水剂有8%的减水率,复合减水率 6% 的引气剂后, 至少能保证不小于 12% 的减水率。
此处所讲的减水率是用基准水泥并按基准混凝土配合比的检测结果,与实际工程所使用的水泥和减水剂测得的减水率有差别。这是由于实际工程的混凝土采用的原材料和配合比与检验减水率时的基准配合比不同,其减水率亦不同。检验外加剂产品等级,使用的是基准水泥、原材料和基准配合比,此时测得的减水率为产品减水率;按实际工程原材料和配合比测得的减水率是工程实际减水率。外加剂在化学适应的前提下,其产品的减水率并不代表实际减水率,这里还有剂量适应性问题。实际减水率远小于产品减水率的外加剂,证明该减水剂与工程使用的水泥剂量适应性不佳,一般应更换外加剂或水泥。
2 收缩率比减小:《混凝土外加剂》(GB 8076)中规定的外加剂的28d收缩率比为135%;《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T 5100)规定的外加剂的28d收缩率比为125%;本规范规定的所有外加剂的28d收缩率比为120%。据查国外资料,有的国家按相对收缩值规定28d收缩率比为135%,有的国家规定120%,也有按绝对收缩差值规定不大于 \(1 \times 10^{-4}\) 。
GB 8076 的规定是对外加剂产品而言,本规范的规定针对的是公路混凝土结构,公路混凝土结构和构件的一个显著特点是:薄壁结构占主导地位,例如 T 梁、箱梁、薄壁桥墩、薄壁挡土墙、涵(管)洞、隧道衬砌、路面、桥面铺装层等都是。薄壁结构混凝土的抗裂问题始终是困扰公路行业的一大难题,而《混凝土外加剂》(GB 8076)的规定对公路薄壁结构而言是过大的,是不能接受的。135% 的 28d 收缩率比导致常见的现象:不用外加剂不裂,一用就裂。掺用了外加剂的混凝土,比不掺的混凝土收缩大 35%,意味着 28d 收缩率大 1/3 还多。因此,此项技术指标要求必须按公路薄壁混凝土结构修改为 120%,在实际工程中使用过的最好的外加剂 28d 收缩率仅有 108%,一般为 115% 左右,最大的不大于 120%。只有这样,才能保证我国绝大多数地区薄壁混凝土结构在施工期间不发生干缩开裂。
根据掺外加剂的水泥水化理论,凡是有利于水泥水化更完全、更彻底的外加剂特别是减水剂,均会一定程度地增大收缩,这是由于水化更充分的水泥石中会生成更多的水化硅酸钙凝胶,在其贡献更高强度的同时,也产生了更大的干缩。混凝土的干缩来源于水泥石,而水泥石的干缩来源于水化硅酸钙凝胶的层间结构脱水干燥收缩。由此可见,减少收缩型的外加剂研制难度是较大的,但目前已有减缩型减水剂问世。
应当指出的是,尽管外加剂有增大干缩导致混凝土结构开裂的不利方面,但其有利方面更多、更大,再者,外加剂引起开裂仅仅是结构开裂的原因之一,并非所有的薄壁结构开裂都是外加剂为主要诱发原因。目前来看,只要外加剂造成的收缩足够小,再加上抗裂混凝土配合比设计、以及采取积极有效的保湿养生措施等,就能够防治和控制薄壁混凝土结构在施工期间的早期开裂问题。
3 相对耐久性指标修改为抗冻标号:鉴于公路混凝土结构抗冻的重要性,本规范与《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T 5100)规定相同,将《混凝土外加剂》(GB 8076)中规定的相对耐久性指标修改为抗冻标号,凡引气剂和复合有引气剂的外加剂均规定抗冻标号不小于200次,其他外加剂一般不小于50次。《混凝土外加剂》(GB 8076)中规定引气剂和复合有引气剂的外加剂相对耐久性指标均为200次不小于80%(比规定抗冻标号要宽松),其他外加剂对抗冻性无规定,这不适用于公路桥梁、隧道、涵洞、路面和桥面等绝大多数混凝土结构,不利于提高其抗渗性、抗冻性等耐久性能。
3.6.2 引气剂: 规定“应选用表面张力降低值大、起泡容量多而细密、泡沫稳定时间长、不溶残渣少的引气剂品种”。建议引气剂质量检验的摇泡试验不应采用简单清水或蒸馏水摇泡方法, 而推荐在水泥浆条件下的摇泡, 这是因为不同的引气剂在水泥稀浆和水中气泡的产率、细密度和稳定性差别较大, 有时会产生误判。显然, 水泥稀浆比水中更符合混凝土中的真实情况。¶
规定“有抗冰(盐)冻性要求的各级公路路面、桥面、路缘石、路肩及贫混凝土基层必须使用引气剂;无抗冻性要求的二级及二级以上公路应使用引气剂”。这是由于在我国北方地区的桥面、护栏、路缘石、路肩石遭受冰冻、盐冻破坏与路面一样严重,所以除路面外上述表面结构与贫混凝土基层中规定必须使用引气剂,其他外加剂视工程的需要选用。引气剂不仅引气而且具有普通减水剂的减水率,它可增大新拌混凝土的粘聚性,防止泌水离析,提高了混凝土的匀质性;引气剂所引含气量增大了混凝土中水泥浆的体积,使施工出的混凝土结构表面光滑密实、平整度高、外观规矩;适宜含气量的引气混凝土,弯拉强度提高10%\~15%,降低了抗弯弹性模量,减小了干缩和温缩变形,提高了抗冻性和抗渗性,缓解了碱集料反应和化学侵蚀膨胀,改善了路面混凝土的耐候性,增强了耐久性。此规定与国际上发达国家的要求一致,是与国际标准接轨的。
3.6.3 此条规定有下述两层含义:¶
按施工条件规定了路面、桥面适宜使用的减水剂品种。由于桥面铺装层的混凝土是以抗压强度作为其设计指标,引气剂对抗压强度有降低作用,如果没有抗(盐)冻耐久性要求,可不掺加或复配引气剂。但在有抗(盐)冻耐久性要求时,应按上述路面所规定外加剂品种使用。此时,应(采用)同时掺加或复配高效减水剂,以补偿桥面混凝土抗压强度因掺用引气剂导致的损失。实践证明,引气剂本身减水率加上高效减水剂的减水率,肯定能将含气量造成的抗压强度损失补偿回来,甚至还可能提高抗压强度。
公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30--2003) 2 减水剂的适应性必须检验:主要原因是,对于工程所使用的某种非基准水泥而言,即使符合《混凝土外加剂》(GB 8076)一等品的减水剂,同样存在化学成分定性和剂量定量的不适应问题。目前已经知道,所有的普通减水剂,如木钙、木镁、木钠、糖蜜、糖钙、糖镁等对水泥所使用的石膏调凝剂中的无水石膏、硬石膏、萤石膏、镁石膏、工业石膏渣、半水石膏、脱水石膏均存在化学上的不适应问题,使用后不是减少单位用水量,而是增加了用水量。其次,剂量适应性则主要取决于铝酸三钙的含量大小,铝酸三钙越高外加剂剂量适应性越差。不同产地的水泥中所含铝酸三钙含量差别较大。由于其强大的吸附能力,几乎对所有的(高效)减水剂都存在剂量不适应问题。外加剂化学适应性检验方法见《公路水泥混凝土外加剂和掺和料应用技术指南》附录D。适应性的定量检验应按本规范正文的规定进行,实测出所用的水泥在混凝土中的减水率与减水剂的掺量的关系见图4。所谓最优掺量是指图4中曲线的拐点,即饱和掺量。超过饱和掺量,掺再多的外加剂也将不起减水作用,反而可能带来副作用。按最优(饱和)掺量的要求使用,是使用好减水剂的重要保证。

图 4 外加剂掺量与混凝土减水率关系曲线
3.6.4 阻锈剂: 尽管我国公路行业钢筋混凝土结构和路面中使用阻锈剂的数量相对较少, 但为了在大规模建设期间, 防止隐患, 减少将来大量的锈蚀修复, 按照我国冶金、铁路等行业的规定, 在本规范中首次提出“处在海水、海风、氯离子、硫酸根离子环境的或冬季洒除冰盐的路面、桥面钢筋、钢纤维混凝土中宜掺阻锈剂”¶
的规定。钢筋防锈有多种方式:使用环氧涂层钢筋、不锈钢筋、电化学防护、阴极保护、结构表面涂层等均有积极的效果,但在混凝土中加入钢筋阻锈剂是其中较为便捷的防锈方式之一。
3.7 钢筋¶
3.7.1 钢筋的质量标准:各级公路水泥路面、桥面和搭板所用钢筋网、传力杆、拉杆等钢筋应符合下列国家标准:《钢筋混凝土用焊接钢筋网》(YB/T 076)、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 1499)、《冷轧带肋钢筋》(GB 13788)和《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 13013)。¶
3.7.2 钢筋的质量和使用要求:着重强调两点:一是传力杆钢筋现场加工,必须是圆截面。由于传力杆在路面使用过程中,是要随着面板伸缩和接缝的开合而抽动的,挤压切割的非圆截面会损坏接缝两侧的混凝土。二是钢筋外观“应顺直,不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和锈蚀。”¶
3.8 钢纤维¶
3.8.1 路用钢纤维的特殊性能指标要求¶
1 抗拉强度:本规范规定抗拉强度不宜小于600MPa是基于下述理由:
(1)满足钢纤维拔出强度的要求:钢纤维混凝土结构要保证其破坏即断裂时是韧性破坏而不是脆性破坏,要求掺加的钢纤维能够承担混凝土基体开裂所增加的应力,按大连理工大学赵国藩院士等编著的《钢纤维混凝土》中的分析,钢纤维的强度与掺量应该满足如下关系:
\(\eta_{f} f_{f u} \rho_{f} = \eta_{f} \varepsilon_{c u} E_{f} \rho_{f} + f_{c u} (1 - \rho_{f})\tag{1}\)
式中:
\(\eta_{f}\) ——乱向钢纤维的增强效率,对于三维乱向钢纤维, \(\eta_{f} = 0.5(1 - l_{fcrit}/2l_{f})\) ,一般情况下使用的钢纤维, \(l_{f} \gg l_{fcrit}, \eta_{f} = 0.5\)
\(f_{fu}\) ——钢纤维的抗拉强度;
\(\rho_{f}\) ——钢纤维的体积掺量;
\(\varepsilon_{cu}\) ——混凝土基体的极限应变;
\(E_{f}\) ——钢纤维的弹性模量;
\(f_{cu}\) ——混凝土基体的抗拉强度,整理后可得
\(f_{f u} = \varepsilon_{c u} E_{f} + f_{c u} \frac {1 - \rho_{f}}{0 . 5 \rho_{f}}\tag{2}\)
钢纤维的弹性模量基本上与钢筋一致,取为 \(2.0 \times 10^{5} \mathrm{MPa}\) 进行分析;取混凝土的极限应变为 \(2 \times 10^{-4}\) ,钢纤维体积率 \(0.6\%\) 、 \(0.8\%\) 、 \(1.0\%\) 、 \(1.2\%\) 、C30、C40、C50 混凝土的设计抗拉强度分别为 \(1.75 \mathrm{MPa}\) 、 \(2.15 \mathrm{MPa}\) 、 \(2.45 \mathrm{MPa}\) ,计算钢纤维的抗拉强度,见表 2。
表 2 钢纤维掺量与强度的关系
| 体积百分率(%) | 混凝土强度等级对应的钢纤维强度(MPa) | ||
| C30 | C40 | C50 | |
| 0.6 | 620 | 752 | 852 |
| 0.8 | 474 | 573 | 608 |
| 1.0 | 387 | 466 | 525 |
| 1.2 | 328 | 394 | 443 |
厂家生产的钢纤维一般分为三个等级:380MPa、600MPa、1000MPa。通过计算可以发现,对于常用钢纤维体积百分率为0.8%\~1.0%、基体为C30、C40、C50的钢纤维混凝土而言,在实际应用中应该选用不低于600MPa级的钢纤维。
(2)为了满足钢纤维混凝土路面和桥面方便机械摊铺、避免成团等要求,必须降低钢纤维掺量,由上述分析可见,掺量降低得越多,要求的钢纤维抗拉强度就应越高。新修订的《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)规定其适宜的体积掺量由不低于 \(1.2\%\) 降低为 \(\rho_{f} = 0.6\% \sim 1.0\%\) ,掺量降低后,钢纤维承担的应力大幅度提高,尽管同时加大了钢纤维混凝土路面的板厚折减系数,但钢纤维承担的拉应力仍然较大。
(3)降低钢纤维掺量后,满足面板中应力转换要求的钢纤维抗拉强度相应提高。在水泥路面和桥面开裂时,裂缝中的钢纤维将承受从混凝土面板卸载的全部弯拉应力,分析表明:当面板内弯拉应力为3.0MPa,钢纤维掺量0.6%时,在断裂混凝土截面上转换到钢纤维承担的应力为500MPa;当面板内弯拉应力为4.0MPa,钢纤维掺量0.8%时,在断裂混凝土截面上转换到钢纤维承担的应力为500MPa;当面板内弯拉应力为5.0MPa,钢纤维掺量1.0%时,在断裂混凝土截面上转换到钢纤维承担的应力为500MPa;当面板内弯拉应力为5.0MPa,钢纤维掺量0.8%时,在断裂混凝土截面上转换到钢纤维承担的应力为625MPa。同时说明:从断裂混凝土截面上转换到钢纤维承担的应力值不仅与钢纤维抗拉强度密切相关,而且受钢纤维掺量控制。高应力低掺量条件下,从断裂混凝土截面上转换到钢纤维承担的应力值均大于500MPa。面板内的设计弯拉应力从承受疲劳和延长使用寿命考虑,一般不大于3.0MPa,同时满足钢纤维最低掺量0.6%的规定,钢纤维抗拉强度最低值应大于等于600MPa。
由此可见,路面和桥面中使用的钢纤维抗拉强度规定为应大于等于600MPa,是同时考虑了钢纤维拔出应力、设计应力、施工便利和疲劳寿命后的综合结果。其次,使用抗拉强度不小于600MPa的钢纤维还具有延长锈蚀年限、防止使用不耐疲劳的钢纤维和阻止使用劣质钢纤维等作用。
2 钢纤维长度与混凝土最大公称粒径的匹配性规定:钢纤维在混凝土中要真正起到提高弯拉强度、抗拉强度、抗裂和增加韧性等作用,其长度必须大于粗集料的最大公称粒径,使钢纤维越过混凝土最大公称粒径的粗集料建立起搭接的微桥梁,方可奏效。因此,钢纤维长度必须与混凝土的最大公称粒径相匹配。混凝土最大公称粒径应为钢纤维长度的2/3\~1/2。即跨越最大公称粒径的锚固长度不应小于1/3。同时钢纤维长度也不可过长,过长的钢纤维搅拌不均匀或搅拌困难,钢纤维长度不应超过最大公称粒径2倍。
3.8.2 路面和桥面适宜使用的钢纤维形状:本条是从长期行车的安全性提出的特殊规定。钢丝切断形、两端带直角或弯钩形等钢纤维有轧轮胎的可能,一般不得使用。摊铺完后,表面30\~50mm深度内的钢纤维应基本上为平面分布。波浪状钢纤维在搅拌时自动挂接成团,其他易成团的钢纤维也不宜使用。成团钢纤维影响路面的平整度、密实度及钢纤维分布的匀质性。但是推荐使用不锈钢或经过抛兰等防锈处理的钢纤维和两端带锚固端的钢纤维,试验证明其对防锈蚀、增强其粘结力和锚固的效果显著。¶
3.9 接缝材料¶
3.9.1 胀缝接缝板: 在目前使用的各类胀缝板材当中, 泡沫橡胶胀缝板是性能和使用效果较理想的高速公路胀缝板材料。泡沫橡胶胀缝板从实测数据来看, 在塑料泡沫板规定的指标范围内, 归为一类。¶
3.9.2 填缝材料¶
表 3.9.2-1 为常温施工式填缝料技术要求:除了列出《公路水泥路面接缝材料》(JT/T 203)的技术要求外,亦列举了实际高速公路工程已经采用的高弹型的填缝材料的技术指标。与《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JT/T
037.1)相比,有如下更改:
1 取消了灌入稠度: 删除了灌入稠度要求。无压自流灌入时, 可按《公路水泥路面接缝材料》(JT/T 203)要求的 20s 执行; 而使用压力灌入工具和机具时, 可将灌入稠度放宽到 100s。使用有压灌入机具, 灌满填缝料即可。这里不仅是灌入施工的问题, 而且影响到填缝料的使用性能: 一是填缝料的抗嵌入能力要求: 我国公路路面上行驶的货车多是不密封的车厢板卡车, 漏洒杂物较多, 特别是硬度较大的砂石料, 嵌入接缝的几率很大。一般而言, 灌入稠度大的填缝料, 抗硬颗粒嵌入的能力较强; 二是灌入稠度与填缝料的含固量有关: 灌入稠度过小、过稀的填缝料, 溶剂用量过大, 含固量即有效成分偏少, 而这些溶剂, 大多易于挥发, 挥发后厚度沉缩过大, 同时造成过大拉裂初始内应力, 填缝料易断开, 较快失去防水密封能力; 三是溶剂用量过大、含固量偏少、填缝料过稀, 抗老化能力较差。
2 调整了失粘固化时间、与混凝土粘接强度和粘接延伸率: 按 2002 年 5 月广州新白云机场所做的国内外 15 种常温灌缝材料平行试验结果, 检测的材料有: 有机硅、甲基硅、硫化橡胶、聚胺脂、改性聚胺脂、三组分聚胺脂等, 失粘固化时间在 3\~16h 之间的 8 种; 与混凝土粘接强度不小于 0.40MPa 的 8 种; 粘接延伸率不小于 400% 的 10 种, 筛选出全部技术指标均满足表 3.9.2-1 的国内外高弹性型填缝材料 6 种, 低弹性型填缝材料 11 种。
《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1)中规定的失粘固化时间1\~3h,15种材料仅有4种做到;与混凝土粘接强度大于1.0MPa,仅有2种材料;粘接延伸率大于1000%,仅有1种材料,表明原定技术指标过高,应按大量试验检测结果进行调整。
表 3.9.2-2 为加热施工式填缝料技术要求: 对缩缝张开变形量的研究计算, 本规范将加热施工式填缝料中的低弹性型的低温拉伸率表 3.9.2-2 由大于 5mm 提高到大于等于 10mm。否则, 肯定会拉裂。
3.9.3 背衬垫条:本规范参照美国 ACPA 的接缝技术指南,增加了灌缝背衬条性能要求。我国近年来采用大型机械施工的高速公路、一级公路已经成功地大量使用背衬垫条控制均匀的填缝深度及填缝料形状系数。有效地提高了接缝的灌缝质量。但此前背衬垫条却未被任何一部规范认可。此条规定各级公路路面均应使用背衬垫条,即使是三、四级公路水泥路面亦不例外,保持均一的填缝深度是保证接缝密封不透水,并使用到同期寿命的先决条件。水泥路面无论在哪级公路上,均属于高级路面。做好接缝的防水密封是防止面板唧泥错台、水冲刷破损,延长使用寿命的前提。另一方面,背衬垫条的投资很少,施工很方便,作用却很大,其投入产出比较显著。¶
本规范与《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1)相比,删除了缩缝预制橡胶嵌缝条及其润滑粘结剂。大量的施工实践证明,无论何种形状的缩缝预制橡胶嵌缝条,其使用效果均欠佳,主要问题是镶嵌不牢固,要么压入缩缝下部,要么被车轮吸出或被人拔出。从规范规定的技术成熟性而言,多数专家认为是不够的。胀缝预制多孔宽橡胶条,由于胀缝的位移量较大,一般实体填缝材料会大量挤出,影响行驶平整度,又会被带走和磨损。另一方面,胀缝胶条底部有胀缝板支撑,不会压入。其使用效果较缩缝胶条好,因此,胀缝可使用多孔橡胶条。
3.10 其他材料¶
3.10.1 防裂层及基层裂缝修补材料:主要品种有油毡、玻纤网及土工织物。¶
1 油毡: 主要品种有: 石油沥青纸胎油毡、玻纤胎和玻纤布胎油毡, 纸胎油毡的抗拉强度、耐热性等指标不及玻纤胎和玻纤布胎油毡, 不推荐使用。本规范推荐使用玻纤胎和玻纤布胎油毡。
2 玻纤网及土工织物: 宜符合《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T 019) 第7章表7.2.1-1和表7.2.1-2的规定。
3.10.2 传力杆塑料套(管)帽、沥青及塑料薄膜的技术要求:¶
1 缩缝传力杆套管:适用于滑模摊铺缩缝传力杆自动插入装置(DBI),其技术指标由河北省宣大高速公路和广东省汕汾高速公路两段路反复试验总结出来,已经成熟,被本规范采用,希望将来在高速公路、一级公路大量采用DBI技术时,成为定型的施工方法。
2 胀缝传力杆套帽:用于胀缝传力杆端部的套帽宜采用镀锌管或塑料管,其技术要求编写得相当详细和完备,是期望在今后的胀缝传力杆套帽加工及安装中,避免虽有传力杆套帽但未封口或极不规矩的情况。否则,浇筑时,套帽中依然灌满了混凝土,照样导致早期破损。
3 沥青:符合《沥青路面施工及验收规范》(GB 50092)和《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ 036)的规定即可。
4 塑料薄膜:路面施工使用时,塑料薄膜有两种使用场合:一是下穿路面局部混凝土面板底部的防水封层;二是用于水泥路面覆盖养生。前者的技术指标结合路面防水工程的实际,有重点的选摘自《道路建筑工程材料手册》第十一章化轻产品第3节塑料制品。采用塑料薄膜防水方式的试验工程有:京沪高速公路山东泰化段及广西钦防高速公路下穿铁路各1km多局部路段等。
3.10.3 养生剂技术要求¶
长期以来,我国没有自己的养生剂产品标准,致使我国公路水泥路面养生剂的使用一直都难于提出具体技术指标,有鉴于此,交通部公路科学研究所与中国建筑材料研究院合作,与本规范修订的同时,编制了《水泥混凝土养护剂》,已于2002年3月完成报批稿,本规范表3.10.3摘录自该养生剂新编制的产品标准。
养生剂有效保水率的检验条件: 温度 \(38 \pm 2^{\circ}C\) ; 相对湿度 \(32\% \pm 3\%\) ; 风速 \(0.5 \pm 0.2m/s\) ; 失水时间 72h。这些数据摘引自《水泥混凝土养生剂》报批稿, 要强调的是水泥路面施工对养生剂的检验必须实现标准化。
本规范规定“用于混凝土路面的养生剂必须检验磨损量和成膜后浸水溶解性。”路面是车轮直接磨损的结构,耐磨性是耐久性中首要指标。成膜后的浸水溶解性对于水泥路面这种露天施工并养生的永久性结构表面相当重要,否则,下雨后,养生剂全部溶解流失,失去养生效能。此时,若养生期不到,水泥路面将完全没有养生。但在要求继续浇筑的混凝土结构上,应使用可溶性养生剂,便于继续浇筑前,用水冲刷干净。因此,分两种情况对养生剂的可溶性提出不同的要求,规定“露天养生的永久性表面,必须为不溶;在要求继续浇筑的混凝土结构上使用,应使用可溶,该指标由供需双方协商。”
4 混凝土配合比¶
4.1 普通混凝土配合比设计¶
4.1.1 适用范围: 满足滑模、轨道、三辊轴机组和小型机具四种施工方式的塑性振捣密实的各种水泥路面, 本节配合比设计均适用。对于桥面铺装层, 当检测路面混凝土的抗压强度满足桥面设计要求, 可不更换配合比, 直接使用。当桥面抗压强度比路面高时, 必须对配合比进行切换, 事先需要专门按桥面的要求, 准备好桥面所需要的配合比, 桥面按抗压强度计算配合比可按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55) 的要求进行设计, 本规范 4.4 节中列出的贫混凝土配合比计算公式 (4.4.2-1\~3) 摘引自《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55), 可以用来计算。¶
现实当中的路面与桥面连续机械铺筑的工程,一般都能满足不切换配合比的要求,这是因为本规范规定的路面水灰比并非按计算所需要的弯拉强度控制,而主要取决于满足耐久性要求的最大水灰比。通过使用引气剂复合高效减水剂技术,已经可以很方便地将路面水灰比压低到最大0.35\~0.44。若使用水灰比为0.40,由公式(4.1.4-1\~2),用42.5级水泥用量、碎石计算得到的抗压强度为53.4MPa;水灰比0.44时,抗压强度为48.3MPa。桥面铺装层混凝土抗压强度不低于主梁上翼缘板,或不小于C40,已经毫无问题。仅有当桥面设计为C50以上时,需要重新设计混凝土配合比。
4.1.2 配合比设计三项基本要求¶
1 路面混凝土 28d 设计弯拉强度标准值应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)的规定。为了便于工程技术人员做配合比设计时使用,特将设计规范普通混凝土和钢纤维 28d 设计弯拉强度标准值和弹性模量的数据列在表 3 中。
表 3 注中, 按照近年来我国高速公路水泥路面建设的工程实际情况, 补充了弯拉弹性模量和超轴载严重的特重交通特殊路段, 允许使用设计弯拉强度标准值 5.5MPa, 如山西(北)京大(同)高速公路、河北宣大高速公路及湖南湘耒高速公路等。这时, 弯拉强度的最小值为 5.0MPa, 施工配制弯拉强度
6.3MPa, 实际做到的路面混凝土钻芯弯拉强度平均值为 6.5\~7.4MPa。在使用高效减水剂和高活性掺合料的条件下,做到设计弯拉强度 6.0MPa 以上的高强混凝土并使用于路面,已经没有任何问题。
表 3 混凝土路面板设计强度标准值和弹性模量
| 交通等级 | 特重 | 重 | 中等 | 轻 |
| 混凝土设计弯拉强度标准值 (MPa) | 5.0* | 5.0 | 4.5 | 4.0 |
| 钢纤维混凝土设计弯拉强度标准值 (MPa) | 6.0 | 6.0 | 5.5 | 5.0 |
| 混凝土和钢纤维混凝土弯拉弹性模量 (MPa) | 31000 | 30000 | 29000 | 27000 |
注:* 在特重交通的特殊路段,通过论证,可使用设计弯拉强度标准值 5.5MPa,弯拉弹性模量 33000MPa。
本规范在此款中,与此前规范最大的不同是表4.1.2-1\~2中贯彻了按各级公路规定的可靠度来计算配制弯拉强度。就是按公路等级确定 \(\Rightarrow\) (路面安全等级 \(\Rightarrow\) 目标可靠指标 \(\Rightarrow\) 目标可靠度 \(\Rightarrow\) 施工要求达到管理水平 \(\Rightarrow\) )弯拉强度变异水平等级 \(\Rightarrow\) 弯拉强度变异系数允许变化范围。
惟一有余地的是按公路等级所要求达到的不同管理水平范围内,对弯拉强度变异系数有一点可选择的余地。高速公路变异系数的可取范围为 \(5\% \sim 10\%\) ;一级公路变异系数的可取范围为 \(5\% \sim 10\%\) 或 \(10\% \sim 15\%\) ;二级公路 \(10\% \sim 15\%\) ;三、四级公路 \(10\% \sim 15\%\) 或 \(15\% \sim 20\%\) 。在这些变异系数中,前者为其最小可取值,后者为最大允许值。
本条还规定:“如果施工配制弯拉强度超出设计弯拉强度变异系数上限,则必须改进机械装备和提高施工控制水平”。否则,建设单位有权取消该施工单位在本等级公路水泥路面标段的施工资格。这项新规定不仅是遵循和满足了可靠度要求,同时是要提倡使用能够保证路面质量及匀质性的大、中型机械铺筑方式,扶持那些有大、中机械装备的专业化施工单位。
2 工作性
塑性振捣式混凝土拌合物在滑模、轨道、三辊轴机组和小型机具四种施工方式的工作性规定见表4.1.2-3\~4。
3 耐久性
(1)路面混凝土应使用引气剂,其含气量控制标准及允许偏差见表4.1.2-5。
混凝土含气量的控制,长期以来,虽有很多研究成果,但实际工程推行起来仍有难度。引气剂的适宜掺量应通过搅拌机口的拌合物含气量测定反向控制,见表4.1.2-5。表中所规定的含气量是搅拌机出口的检测值。国内外所有行业混凝土含气量均依此为控制基准。
长期以来,工程技术人员一直被搅拌机口和实际路面的含气量差别所困扰,机口拌合物的含气量绝不代表已施工完成的路面混凝土含气量,而且它随着气温、运距、浇筑、振捣、饰面等工艺环节的变化而改变着。需要控制的不是机口含气量,而是施工完成的路面混凝土含气量。例如,水泥路面在滑模施工中,由于运距较远,运输过程中含气量有损失,加上滑模摊铺机上使用的是超高频振捣棒,摊铺中含气量损失也较大,而真正能够提供抗冻性的关键,在于混凝土振捣后稳定下来的气泡,其评价指标是气泡平均间距系数,该系数可用显微镜测得,一般满足抗冻性要求的气泡平均间距系数应为 \(200\sim 250\mu \mathrm{m}\) ,抗冻性同时还与气泡平均尺寸和级配有关。
有一个作法是用含气量测定仪检测施工完成的路面混凝土含气量,此时测得的含气量比机口含气量小近一倍,有人认为应按实际结构测得的含气量控制。这也不妥,因为后扰动再振捣过的含气量显然也不是结构混凝土中的实际含气量,它一定偏小得很多。
为解决这个矛盾,本规范提出了从实际已硬化的路面(50mm)和桥面(30mm)上钻芯取一定深度的切片,用气孔显微镜测定硬化混凝土的上、下两个表面的平均气泡间距系数,控制其最大平均气泡间距系数的方法,作为高寒和寒冷地区对已施工完成的混凝土实际路面和桥面抗(盐)冻性的评价方法。从实际路面混凝土的冰冻和盐冻破坏来看,当水、海水或盐碱水从表面渗透到哪个深度,这个深度以上混凝土表层砂浆冻害脱落,就是说,表层的含气量和抗渗性、抗冻标号至关重要。那么,我们应该在路面和桥面中重点检测表层混凝土的含气量和抗(盐)冻性,这个难题通过控制表面一定深度最大平均气泡间距系数的方法可得到有效地解决。
试验研究表明,掺粉煤灰的混凝土,由于粉煤灰中碳的强吸附作用,引气剂掺量加倍,方可达到不掺粉煤灰混凝土的含气量,这在有抗冻性要求的水泥路面中特别重要,应给予足够的重视。水泥中混合材和混凝土掺合料含量越高,达到相同混凝土含气量的引气剂掺量增加得越多。
水泥路面掺用引气剂,除了提高弯拉强度、工作性和平整度外,仅从耐久性来看,不只是抗(盐)冻性、减小面板伸缩变形、提高抗风化能力,满足耐候性的需要,而且是减少上表面泌水,提高表面的耐磨性和抗海水、海风、酸雨、硫酸盐渗透等腐蚀环境介质的重要措施之一。
(2)耐久性所要求的最大水灰(胶)比及最小水泥用量,见表4.1.2-6。
耐久性在水泥路面上所包含的内容主要有:
①抗(盐)冻性:除了引气外,混凝土本身应有足够的抗冻破坏能力,要求低水灰比和较大水泥用量。同时,表面要有足够的抗渗性和防水性,而防水抗渗性混凝土表面必须有足够厚度的水泥砂浆,同样也要求较大水泥用量及低水灰比。
②抗滑性:普通混凝土的抗滑性不依赖于粗集料,而依靠表面足够低水灰比的水泥浆、砂的硬度及其磨光值。水泥用量少,表面砂浆偏少,很快就露骨,而路面和桥面混凝土粗集料没有磨光值要求,很不安全。需要罩面改善抗滑性,普通混凝土对粗集料不便提出磨光值要求,因为面板厚度220\~330mm,不可能像沥青路面抗滑表层(50mm)一样来要求这样巨大数量的粗集料均具有高砂浆磨光值(PMV)。否则,水泥路面将在大多数地方因建设费用过高或无法找到合格的粗集料来建设。
③抗磨性:普通混凝土的抗磨性是抗滑性能保持的前提,就抗磨性本身而言,一是需要表面高硬度及高强度;二是需要表面有一层厚度适宜的全封闭砂浆包裹层;三是需要表面不脱层、脱皮,不成坑。这些均要求较大水泥用量及低水灰比来保证。
④抗冲击性:抗冲击韧性也要求较大水泥用量及低水灰比。否则,集料未被水泥浆封闭起来,孔隙及尖锐的裂缝尖端多,抗冲击韧性会很差。
⑤耐疲劳性:除了水泥成分中体积不安定的游离氧化钙,碎石尖角具有较大的影响外,水泥用量低、水灰比较大时,集料未被水泥浆封闭起来,界面孔隙及内部尖锐的裂缝引发尖端多,耐疲劳循环周次会大幅度下降。
由此看来,路面混凝土仅仅满足弯拉强度的要求,对其20~30年耐久性和使用寿命而言是远远不够的。从保证耐久性的观点而言,本规范所规定的水灰比不仅满足弯拉强度要求,而且在更大程度上受耐久性控制。
(3)抗冻标号:严寒和寒冷地区,要求配合比确定前,检验抗冻性,并要求严寒地区抗冻标号 F250;寒冷地区抗冻标号 F200。同时,试验路段完成后,宜钻芯检验路面上的气泡间距系数。
要求达到一定的冻融循环次数及检测气泡间距系数是本规范首次提出,其表层最大平均气泡间距系数 \((\tau)\) 的控制数据,来源于中国水利水电科学研究院“九五”国家科技攻关项目《混凝土抗冻性的定量化设计》研究报告。该报告按道路、桥梁抗冻安全运行年限 \(30\sim 50\) 年,提出的抗冻标号为东北、西北D300;华北 \(\mathrm{D}200\sim \mathrm{D}300\) (对应此抗冻标号的 \(\tau \leqslant 350\mu \mathrm{m})\) ;华东 \(\mathrm{D}50\sim \mathrm{D}150\) ;华南D50(对应此抗冻标号的 \(\tau \leqslant 400\mu \mathrm{m})\) 。表4.1.3给出的数据是在这个研究成果基础上的细化。
表层切片实测最大平均气泡间距系数( \(\tau\) )数据表明:在路面和桥面等上表面要求抗冻标号的结构,其含气量在用表4.1.2-5来控制能够满足表4.1.3中最大平均气泡间距系数数据 \(\tau\) 值的规定。显然,振捣等施工操作带来的气泡损失是一个通过上表层的上浮、合并并排除的过程,因此,除非超振捣严重,表层气泡的聚集数量多于本体,尤其多于中间和下层混凝土。恰好满足我们对表层较大、较多含气量抵抗冻坏的需要。
(4)抗各种化学侵蚀性:抗海水、海洋大气、酸雨、除冰盐和硫酸盐环境要求水泥具有高化学稳定性,通过硅酸盐水泥加掺合料和提高密实度来保证,规定不得单独使用硅酸盐水泥,要求水泥路面掺用粉煤灰、磨细矿渣和硅灰;要求桥面宜掺用高活性的磨细矿渣和硅灰。此款规定是按照清华大学陈肇元院士提出的修改意见进行的增补。路面和桥面耐久性要求中不能只有抗(盐)冻性和抗磨性条款,也应规定防腐蚀条款。
4.1.3 外加剂的使用问题中要求解决好三个问题:¶
1 拌合物凝结时间的控制:在任何气温下,均要求将拌合物的初凝时间控制在施工铺筑所必需的3h,终凝不晚于10h。夏季要求缓凝或保塑,低温施工要求早强,负温施工要求防冻。
2 提出实际工程结构混凝土含气量的检验方法和要求。
3 提出外加剂沉淀、絮凝现象的防止办法。
4.1.4 配合比参数的计算和确定¶
1 水灰(胶)比
(1)要求由弯拉强度计算水灰比:经验公式(4.1.4-1\~2)是由025课题提出的统计公式,经过多年滑模摊铺水泥路面配合比计算验证,认为其精确度基本满足使用要求。在我国已经按ISO标准修改了水泥实测抗折强度后,本规范再次引用这个计算公式时对其适用性进行了分析研究。
使用中国建材研究院《ISO 水泥胶砂强度检验方法宣贯技术资料汇编》中所做的新老标准对比试验数据,进行了 32 组 28d 抗折强度数据的统计分析研究,得出了如下统计换算公式:
\(f_{s} = \Psi f_{s} ^{\prime} = 1.0316 f_{s} ^{\prime}\tag{3}\)
相关系数: R = 0.7577 对比试验组数: n = 32
式中:
\(f_{s}\) ——原国标 GB 175—92、GB 1344—92 试验方法测得的水泥抗折强度(MPa);
\(\Psi\) ——新老水泥国标不同试验方法的统计转换系数,老试验方法不转换,则 \(\Psi = 1\) ; 新试验方法, \(\Psi = 1.0316\) ;
\(f_{s}^{\prime}\) ——新国标 GB 175—1999、GB 1344—1999(ISO)试验方法测得的水泥抗折强度(MPa)。
公式(3)统计线性关系见图5。本规范普通混凝土水灰比计算经验公式(4.1.4-1\~2)已代入了(3)式,对系统误差进行了修正,以提高这些经验统计公式计算结果的精确度、可信度和可靠性。

图 5 原国际与 ISO 水泥抗折强度关系图
(2)规定掺用粉煤灰时用弯拉强度计算水灰比代替水胶比,计入水胶
比的粉煤灰采用超掺法,代替砂的部分不计入水胶比。
(3)水灰(胶)比取值:规定从满足弯拉强度及耐久性要求的两个水灰(胶)比
中取小值,其含义是水灰(胶)比应同时满足两者共同要求。
2 按表 4.1.4 选取砂率: 国内外无相同的规定。该表的基本思想是路面混凝土的砂率必须按照其粗细程度或总表面积来选择。经过“八五”攻关课题深入的研究, 砂的粗细程度, 即细度模数与吸附法测得的比表面积之间成反比线性关系。不同施工方式的路面混凝土的工作性要求是确定的, 维持工作性稳定的前提是包裹砂石料的水泥浆厚度要基本保持不变, 则相同工作性要求保持混凝土集料的总表面积基本不变, 粗集料的表面积差别远小于砂, 但碎石与砾石之间有差别, 分别表示; 主要影响因素是砂, 砂粗时, 比表面积小, 应采用大砂率, 提高偏小的总表面积, 保持水泥浆厚度不变, 并能够防止泌水; 砂细时, 应采用小砂率, 降低偏大的总表面积。表 4.1.4 所框定的较低坍落度路面混凝土的砂率, 基本上是给定细度模数时的最优砂率。砂率在该表细度模数范围内, 全部经过实际工程使用检验, 效果良好, 超出此范围, 会出现使用过细砂水灰比过大, 弯拉强度和抗磨性不足; 过粗砂表面细观抗滑构造过深和平整度不佳等问题。
3 单位用水量计算与确定: 计算公式(4.1.4-3\~4)为025课题的经验公式, 其中要解决的问题是没有使用外加剂, 使用了外加剂后, 按实测外加剂的减水率 \(\beta\) 由公式(4.1.4-5)计算掺外加剂的用水量。计算出的用水量应满足不同施工方式表4.1.2-3\~4的规定, 此表的规定是既满足摊铺工作性, 又满足耐久性的要求。也就是说, 最终选定的单位用水量是同时满足摊铺工作性、耐久性和计算弯拉强度三项要求的用水量。如果不能满足应使用外加剂或真空吸水技术。
4 单位水泥用量计算与确定:由同时满足弯拉强度、耐久性和工作性三者要求的水灰比确定,满足弯拉强度和工作性要求的单位水泥用量通过公式(4.1.4-6)计算。按耐久性表4.1.2-6进行校核。
5 砂石料用量计算: 可按密度法或体积法计算。需要解释的是: 经计算得到的配合比, 应验算粗集料充填体积率不小于 70%。粗集料充填体积率 = 1 立方米混凝土粗集料用量除以其视密度。
路面混凝土保证弯拉强度要求时,振捣密实形成了混凝土骨架密实结构以后,粗集料提供强有力的嵌锁作用相当重要。因此,本规范参考日本《水泥混凝土路面设计施工指南》,要求在配合比计算完成后,验算粗集料充填体积率不小于70%。一般应在70%\~80%范围内,并与粗集料最大公称粒径和砂的细度模数有关,最大公称粒径越大,充填份数将增大;砂的细度模数增大,砂率增大,粗集料充填份数将减小。
6 重要路面、桥面工程应采用正交试验法对配合比进行优选:重要路面、桥面工程一是指工程规模较大的高等级公路,二是指预计有特重或重交通的一般公路,规定应采用正交试验法进行混凝土配合比优选。但应该注意正交试验法对试验人员的试验技能和试验精确度要求很高,不允许在正交表的每个试验中出现任何试验偏差,有一个试验数据出了问题,全部试验将报废,采用正交试验法减少工作量企图将告失败。一般工地试验室做正交试验,难度较大,成功率亦不高。重要的高速公路、一级公路水泥路面工程可委托正规试验室进行正交试验。
4.1.5 使用真空脱水工艺,可使用略大的单位用水量,但应核算脱水后的剩余用水量不应超过满足耐久性的最大单位用水量及水灰比规定。¶
4.1.6 路面混凝土中使用粉煤灰有掺量限制:基本原则是要保证其全部水化并发挥强度及其他效益。路面混凝土中的掺量不可超过水泥中已有的混合材加上混凝土中外掺粉煤灰总量30%的要求。这是基于目前研究得到的粉煤灰和水泥体系的胶凝材料水化理论,粉煤灰水化靠水泥水化后释放出的氢氧化钙,产生二次水化,才能生成具有胶凝性能并提供后期强度的水化硅酸钙和水化铝酸钙,水泥当中能够产生的氢氧化钙是有限的,两者之间必定有一个最大或最优的匹配关系存在,国内外的研究已经确认,粉煤灰能够全部水化的最大量为纯硅酸盐水泥的28%。超出的部分不仅不会对后期强度有贡献,而且与土和石粉一样有害无益:收缩大、开裂多、易断板。本规范规定最大粉煤灰用量同时应考虑水泥中已掺的混合材量,两者之和最大不宜超过30%。粉煤灰混凝土使用超掺法时胶材总量大于纯水泥混凝土,其变形大,抗裂性较差;早期强度偏低,断板几率大增,养生不佳,影响耐磨性。大面积路面露天养生条件比试验室差,尽管内部强度较高,但表面易失水干燥,强度、耐磨性不足。¶
规定使用较低的粉煤灰掺量另一理由是充分注意到我国使用最多的是普通水泥,其中在水泥厂已经掺有 \(15\%\) 以内的混合材。这与国外的波特兰(纯熟料)水泥使用高掺量粉煤灰有很大差别,中国建材研究院最近按ISO标准对我国水泥进行的试验表明,我国的525号(42.5级)水泥强度仅相当于国外的 \(42.5\mathrm{MPa}\) 水泥,国际上发达国家的波特兰水泥强度一般不小于 \(60\mathrm{MPa}\) ,可见,中国水泥的活性和强度与国外有较大差距。因此,在我国公路路面工程上不主张使用或追求高掺量粉煤灰。我国已有在普通水泥中掺 \(45\%\) 的粉煤灰将某二级公路路面做坏的实例。高掺量的粉煤灰无论理论和实践上都存在问题,使用时必须慎重对待。
主张在路面混凝土中使用高掺量粉煤灰除了物理充填外的另一个观点是:掺入混凝土中的粉煤灰不可能全部水化。如果低于0.38这个水泥和粉煤灰全部水化的临界水(胶)灰比,两者均不可能全部水化,但路面混凝土目前实际使用的水(胶)灰比在0.40以上,即使是高弯拉强度的混凝土,也不低于0.38这个临界值,水泥和粉煤灰两者全部水化是可能的,即使不能全部水化,两者的水化深度基本是相等的。同时,我们不主张在路面混凝土中使用低于0.38的水灰(胶)比,这对胶凝材料的使用无疑是不经济的。物理充填和水泥粉煤灰不可能全部水化的观点,在水灰(胶)比不大于0.35,抗压强度不小于60MPa的高强混凝土中是成立的,但在抗压强度30\~50MPa,弯拉强度在4.0\~7.0MPa,水灰(胶)比在0.38\~0.48的中等或略高强度的路面混凝土中,基本上不能成立。
此外,粉煤灰掺量过小,1/10以下,微珠含量太少,增加和易性、降低碱度、后期强度增长等的作用不显著,而且占用一个水泥罐仓,影响施工效率发挥。大型机械施工亦不宜采用过小掺量,滑模摊铺高速公路水泥路面工程使用42.5级普通水泥时,正常粉煤灰掺量宜在 \(10\% \sim 15\%\) 。实际掺用粉煤灰的水泥路面长期运营表明,在普通水泥(已掺 \(12\%\) 左右掺合料)中,粉煤灰掺量超过 \(20\%\) 时,路面的6\~8年以上长期耐磨性将无法保证,室内试验耐磨性降低的最大掺量大致为 \(25\%\) 。两者不相同是由于实际路面上的保湿养生条件要差一些。仅从保证耐磨性考虑,外掺粉煤灰和水泥中的掺和料总量不宜超过 \(30\%\) 。
4.2 钢纤维混凝土配合比设计¶
4.2.1 适用范围: 钢纤维混凝土有塑性、半干硬性及分层洒布等三种, 本节的配合比设计仅适用于第一种: 塑性振捣密实型拌和钢纤维混凝土, 不适用于后两种, 既然是塑性钢纤维混凝土, 则滑模、轨道、三辊轴机组和小型机具四种施工方式均可用于铺筑钢纤维混凝土路面或桥面。¶
采用沥青摊铺机铺筑,碾压密实的(半)干硬性钢纤维混凝土路面正处在研究中;采用分层洒布法施工的钢纤维混凝土路面,已经通过省级鉴定,目前处在试用阶段,其混凝土配合比与4.1节相同,它是将钢纤维直接用于面板结构补强,性能接近钢筋网混凝土,不是拌和钢纤维混凝土复合材料。层铺钢纤维混凝土路面是一个有前途的重要的水泥路面补强发展方向,其优点:一是钢纤维的有效利用率大为提高,钢纤维掺量较低,但补强效果更加显著;二是层铺钢纤维混凝土表面有足够的素混凝土保护层厚度,即使表面混凝土磨损后,无需担忧钢纤维裸露扎轮胎等不安全问题。目前它有两个问题需要解决:一是工艺复杂,三层混凝土两层钢纤维,要保证五层的层铺精确度有一定难度;二是层铺3\~5层,目前的大型机械化施工装备不适应,手工的施工质量和效率难于保证。所以,本次规范暂未编入。层铺钢纤维应在试用中努力开发配套施工机械装备,待成熟后再编入本规范。
4.2.2 钢纤维混凝土配合比设计三项要求¶
1 弯拉强度:钢纤维混凝土弯拉强度的提高程度与钢纤维种类、长径比及体积率有关。其试配弯拉强度特重、重交通应符合本条文说明表4.1.2的规定。弯拉强度变异系数按公路等级规定的可靠度要求与普通混凝土路面相同。
2 工作性
(1)由于塑性钢纤维混凝土的振实性能比普通混凝土小20mm,可按表4.1.2-3\~4减小20mm来要求。
(2)此处强调两层含义:一是特别规定路面桥面用钢纤维混凝土应掺高效减水剂,二是本规范表4.2.2-1规定的单位用水量仅指使用高效减水剂时的用水量。大量工程实践表明:如果钢纤维混凝土不掺高效减水剂,不提高基体混凝土的强度和耐磨性,一旦路面桥面磨损成坑,钢纤维裸露后,掺钢纤维是无效果的。
3 耐久性
(1)钢纤维混凝土的最大特点是水泥用量较大,若没有充足水泥用量和用砂量,钢纤维难于被砂浆包裹,表面会暴露钢纤维和粗集料,因此,本规范规定的最大水(胶)灰比和最小水泥用量应符合表4.2.2-2的要求,一般比普通水泥路面的水泥用量高。
(2)防锈蚀:钢纤维混凝土严禁采用海水、海砂,不得掺加氯盐及氯盐类早强剂、防冻剂等外加剂的规定是为了严防氯离子造成钢纤维锈蚀破坏。
(3)防侵蚀:海风、酸雨、硫酸盐及除冰盐等环境中的钢纤维混凝土路面宜掺用符合本规范表4.1.6规定的粉煤灰,双钢混凝土桥面宜掺用符合本规范3.2.3条规定的硅灰和磨细矿渣。
本规范对钢纤维混凝土含气量没有提出要求。实践证明,水泥路面掺钢纤维是目前已知的最有效的主要抗冻及抗盐冻措施,可以不对含气量提出规定。钢纤维混凝土与普通混凝土相比有如下特征差异:
①水灰比明显大;
②单位水泥用量显著大;
③砂率显著大;
④最大公称粒径较小。
从耐久性的角度看,高抗冲击韧性、十倍以上的耐疲劳极限是钢纤维混凝土特有的优势。这里对耐久性进行的限制主要从表面不暴露钢纤维、保证平整度、抗氯离子腐蚀、抗酸碱、耐磨性等出发提出的。同时考虑的因素有钢纤维混凝土在表面振捣条件下的密实度和满足摊铺要求的工作性。
4.2.3 钢纤维混凝土配合比设计步骤¶
与普通混凝土配合比设计步骤主要区别有:
1 水灰比计算和确定中,通过无钢纤维的普通混凝土弯拉强度来计算,这是国内各行业或地方规范、规程中规定的通行方法;再参照满足耐久性要求的水灰比,两者当中,取小值。
2 钢纤维体积率: 按设计面板折减系数和实际使用的钢纤维经验取值。最终由试验确定。实际工程中, 多在设计规定范围内, 按工程投资承受能力进行钢纤维掺量确定。
3 单位用水量: 按不同摊铺方式要求的钢纤维混凝土拌合物坍落度查表 4.2.2-1, 由粗集料种类、最大公称粒径查出单位用水量。
4 掺粉煤灰时,应将水灰比换为水胶比。
5 单位水泥用量: 计算值和满足耐久性要求表 4.2.2-2 的规定值两者当中, 取大值, 保证弯拉强度和耐久性同时满足。
6 砂率:通过公式(4.2.3-2)计算或查表4.2.3-1取值均可。
7 砂石料用量计算:与普通混凝土基本相同,仅多钢纤维单方用量 \(F_{o}\) 。为了便于参照,特在此处列出密度法与体积法的砂石料用量计算公式。
(1) 密度法可按下列两公式联立计算:
\(\left. \begin{array}{l} C_{o f} + F_{o} + W_{o f} + S_{o f} + G_{o f} = \gamma_{c f} \ S_{p f} = \frac {S_{o f}}{S_{o f} + G_{o f}} \times 100 \% \end{array} \right\}\tag{4}\)
式中:
\(C_{of}\) 、 \(F_{o}\) 、 \(W_{of}\) 、 \(S_{of}\) 、 \(G_{of}\) ——分别为水泥、钢纤维、水、砂和石子的单方用量(kg);
\(\gamma_{cf}\) ——假定钢纤维混凝土的单位质量,可取2450\~2580(kg)。
(2)体积法可按下式与式(4)联立计算:
\(\frac {C_{o f}}{\gamma_{c}} + \frac {F_{o}}{\gamma_{f}} + \frac {W_{o f}}{\gamma_{w}} + \frac {S_{o f}}{\gamma_{s}} + \frac {G_{o f}}{\gamma_{g}} + 10 a = 1000\tag{5}\)
式中:
\(\gamma_{c}\) 、 \(\gamma_{f}\) 、 \(\gamma_{w}\) 、 \(\gamma_{s}\) 、 \(\gamma_{g}\) ——分别为水泥、钢纤维、水、砂和石子单位质量(kg);a——含气量(%)。
4.3 碾压混凝土配合比设计¶
碾压混凝土配合比设计引用国家“八五”重点科技攻关成果《高等级公路碾压混凝土施工技术指南》(以下简称指南)。
4.3.1 碾压混凝土配合比设计要求:¶
1 配制弯拉强度: 公式(4.3.1-1)与普通混凝土算式(4.1.2)相比, 增加了一个压实安全弯拉强度, 它取决于芯样与标准压实度及其变异大小。碾压混凝土给出一个压实安全弯拉强度是必要的, 因为碾压混凝土弯拉强度、抗压强度等性能在很大程度上受压实度控制, 如果压实度没有达到标准试件所要求的 95%, 其弯拉强度将肯定失控。
2 工作性:碾压混凝土属于特干硬性混凝土,工作性指标的选择、检验与控制对于其压实度、弯拉强度及平整度至关重要,这里对指南中给定的数值和实测方法作出了必要的修正。
在碾压混凝土路面施工工艺要求中,有一对必须协调解决好的本质工艺矛盾:平整度要求拌合物更干硬与密实度要求其更湿软,两者对拌合物工作性的要求正好相反。这对矛盾,在平整度要求很高的高速公路和一级公路上很难协调到两者同时都满足。又由于我国砂石料露天堆放,不可能像发达国家那样,实现封闭罐装,砂石料含水量波动很大,更增加了协调两者同时满足的难度。再加上特干硬碾压混凝土离析问题的困扰,粗集料极易离析成堆、成片。所以在高速公路、一级公路路面上广泛使用碾压混凝土,不是做不到,是目前不具备做到的砂石料含水量控制精确度及有效地防止离析的条件。
在协调解决这对工艺矛盾中,方法之一是降低对平整度的苛刻要求,首先保证密实度及强度要求,譬如在二级及其以下公路路面或高速公路一级公路复合式路面底层,在平整度要求较为宽松的条件下,就好办得多。本规范对指南作了一项重要的修正,要求碾压混凝土出搅拌机口改进VC值宜取5\~10s,碾压时的改进VC值宜控制在 \((30\pm 5)\mathrm{s}\) 。在二级公路平整度要求 \(3\mathrm{m}\) 直尺不大于 \(5\mathrm{mm}\) 的情况下,适度降低对于硬度的要求(减小稠度),首先满足碾压密实度和抗离析的规定,再满足 \(5\mathrm{mm}\) 平整度的要求。实践已证明:能够协调解决好。碾压混凝土路面在二级公路上能够显示出优越性:使用沥青路面摊铺设备较为节省水泥。这就是本规范将碾压混凝土做面板,按目前条件和施工控制水平,基本上限定在二级公路及其以下公路的原因。高速公路、一级公路可做成复合式路面,其上面层或表层可为沥青混合料,也可加铺为普通混凝土表层。
3 耐久性: 指南中没有。本规范增补了含气量与满足耐久性要求的最大水灰(胶)比及最小水泥用量要求, 理由: 一是碾压混凝土没有耐久性要求是不行的, 因此可能不敢使用碾压混凝土做路面; 二是从完整的配合比技术要求来看, 耐久性不可缺少, 否则将无法保证碾压混凝土路面的使用年限。
在严寒和寒冷地区,碾压混凝土含气量要求与普通混凝土相同,实践证明是有一定难度的,不仅引气剂掺量要大大增加,而且波动也比普通混凝土大。所以除严寒和寒冷地区外,不对碾压混凝土提出含气量要求。在严寒和寒冷地区,实践证明:碾压混凝土路面同样有较严重的冻坏及盐冻脱皮破坏。因此,不宜降低要求。可掺用高效减水剂,适当降低出机初始稠度来满足含气量要求,这样,平整度会有所降低,但不要求3m直尺3mm,二级公路或复合式路面底层达到3m直尺5mm,实践也已证明无问题。
面层碾压混凝土满足耐久性要求的最大水灰(胶)比及最小水泥用量见表4.3.1-1。实际上,碾压混凝土水灰(胶)比相对较低,与普通混凝土相同弯拉强度时水泥用量可减少 \(20\sim 50\mathrm{kg / m^3}\) 。由于碾压混凝土使用的振动压路机,其压实能量较普通混凝土振捣棒高得多,密实后在相同水泥用量下,达到的弯拉强度较高。因此,在达到相同配制弯拉强度时,碾压混凝土水泥用量一般较普通混凝土低 \(20 \sim 50 ~kg/m^{3}\) 。做基层或下面层的碾压混凝土,其最大水灰(胶)比及最小水泥用量可不受表4.3.1-1限制,应通过试验确定。
4.3.2 碾压混凝土粗、细集料的合成级配:本规范按指南规定,给出了表4.3.2合成级配的要求,这是其他混凝土所没有的要求。但仅从最大公称粒径19mm粗集料的级配看,表4.3.2中显示比普通混凝土粗集料的级配要求严格,更接近于沥青混合料合成级配的设计要求。表明碾压密实的沥青混合料与水泥混凝土级配均服从于不同粒径粗细集料逐级充填密实理论。表4.3.2合成级配的要求,实质上是要求粗、细两种集料同时服从于全部粒径逐级充填密实理论。也就是说,碾压混凝土与沥青混合料一样,要求混凝土振动碾压密实后的粗、细集料构成骨架结构强度。这是保证碾压密实度的必然结果。须知,碾压混凝土在碾压时,水泥尚不具有强度,一定要使各级集料形成骨架密实结构,才能支撑压路机荷载作用,也才能达到高压实度,这一点与普通混凝土集料依赖振捣棒作用克服振动粘度由自重下沉形成密实结构有较大区别。¶
4.3.3 碾压混凝土中粉煤灰的使用要求:本条规定各种碾压混凝土可使用的粉煤灰品级和碾压混凝土各级粉煤灰取代水泥的超量系数,其超量取代系数比塑性混凝土表4.1.6的规定大一些。其理由是:较大掺量粉煤灰的碾压混凝土更容易压实,压实度更高,弯拉强度也更高。¶
这与上述普通混凝土掺加粉煤灰的胶凝材料理论并不矛盾。多掺的粉煤灰有利于混凝土振动碾压密实后形成粗、细集料的骨架结构,多掺部分只起到充填密实微细集料作用,一旦碾压形成了骨架密实结构,就不会对混凝土收缩、强度等带来危害。超掺粉煤灰主要缺点已被高压实功能的骨架密实结构在某种程度上克服。考虑到碾压混凝土中超掺粉煤灰有一小部分是永远也不可能水化的,这会影响到表面耐磨性及抗滑性等耐久性,所以,其超掺量不宜突破本规范对各级粉煤灰超量取代系数的规定。
4.3.4 碾压混凝土外加剂的使用:绝大多数外加剂仅在普通混凝土中经过各种性能的试验检验,而市场上无专用于碾压混凝土的外加剂。所以,在碾压混凝土中使用时,必须通过试配试验来认可或选优。¶
4.3.5 碾压混凝土配合比确定:重大工程使用正交试验法,其他采用简捷法。本规范在普通混凝土和钢纤维混凝土配合比设计的4.1节和4.2节中,均规定重大工程应采用正交试验法,但正交试验法的试验具体如何做?没有规定,可参照这里的要求来做。普通混凝土可将粗集料填充体积率换为砂率,钢纤维混凝土则宜将粗集料填充体积率换为钢纤维体积率,其他不变化,进行直观或回归分析。¶
(1)掺外加剂的碾压混凝土。
(2)同时掺粉煤灰和外加剂的碾压混凝土。
其中统计经验公式来自指南,已通过专家鉴定认可。公式(4.3.5-2)中的水泥实测抗折强度已经转换为新标准。
在掺粉煤灰并使用超掺法计算时,代替水泥的粉煤灰掺量和单位粉煤灰总用量有很大区别,代替水泥的粉煤灰掺量加上水泥用量为基准胶材总量,定义为与无粉煤灰的对比混凝土在28d龄期达到同等强度的胶材总量,此时,粉煤灰尚未全部水化,代替水泥的粉煤灰掺量较低。若大体积混凝土换为60或90d龄期,此值则高得多。水胶比也由于两者的不同,分为基准水胶比和总水胶比。在计算28d强度时,应使用基准水胶比,在评定耐久性、工作性和掺外加剂时,一般宜使用总水胶比。
4.4 贫混凝土配合比设计¶
4.4.1 基层贫混凝土配合比设计的三项技术要求:¶
1 强度: 表 4.4.1-1 中列出了三种强度: 7d 抗压强度、28d 抗压强度和 28d 弯拉强度。7d 抗压强度用于施工质量检验; 28d 抗压强度用于配合比设计计算, 也可用于质量控制和验收检验; 28d 弯拉强度主要用于双面层路面结构设计计算。在使用 7d 和 28d 抗压强度控制住贫混凝土基层质量的前提下, 对相同原材料和同一个配合比, 所对应的弯拉强度波动并不大。试验表明: 低弯拉强度的小梁试验难度较大, 数据稳定性较差, 波动较大。另一方面, 低弯拉强度贫混凝土积累的经验和试验数据偏少, 无法给出直接按弯拉强度的配合比计算公式。因此, 规定用 28d 抗压强度作为其配合比设计依据, 钻芯抗压强度用做质量检验验收的依据。贫混凝土基层必须切纵、横缩缝, 并灌缝。注意表 4.4.1-1 中等交通的强度数据, 基本上与国内高速公路水泥稳定碎石或水泥稳定砂砾基层实际达到的强度相当。
2 工作性:与面层铺筑所使用的施工方式要求相同。
3 耐久性
(1)规定最大水灰(胶)比宜符合表4.4.1-2,贫混凝土基层在国内刚开始使用,积累的数据不多,表中数据有待更多的工程充实,规定为宜。由于其强度要求比路面低得多,因此将路面混凝土的最大水灰(胶)比和最大单位用水量双参数控制改变为贫混凝土基层的最大水灰(胶)比单参数控制,对基层贫混凝土而言已经足够。
(2)有抗冻性要求时,应掺引气剂,并控制含气量为 \(4\% \pm 1\%\) 。贫混凝土基层处在面板下部,一般较少直接接触冰雪水或盐碱水,所以含气量比面板规定略宽松。
4.4.2 基层贫混凝土配合比¶
1\~2 配制抗压强度和水灰比按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55)中规定的公式及系数计算。
3\~6 单位水泥用量(及最大胶材总量)和单位用水量:本规范新提出用公式(4.4.2-4)计算水泥用量和公式(4.4.2-5)计算胶材总量,并给出了一般贫混凝土基层水泥用量(及胶材总量)的大致经验范围。供工程参照选用。贫混凝土又称经济混凝土,为了保证其摊铺工作性和平整度要求,十分有必要掺较大掺量的粉煤灰( \(\leqslant40\%\) ),其经济性通过低强度等级要求较小的水泥用量来保证。
7 砂率:贫混凝土基层由于所使用的水泥用量较低,无面层抗滑的要求,但有表面抗冲刷性要求,因此,其砂率比面层小一些,但也不能小得过多,致使基层表面麻面,而影响基层表面的平整度,表4.4.2中的砂率比普通水泥路面平均小4%左右。
8 砂石料用量: 按普通混凝土密度法或体积法计算。
4.5 施工配合比确定与调整¶
4.5.1 试验室基准配合比调整及验证¶
1 按工作性要求,优选外加剂品种和掺量;调整单位用水量和砂率等。
2 按拌合物试拌试验得出的混凝土视密度及含气量,调整配合比。
3 按水灰比、单位水泥用量或钢纤维掺量的规定增减幅度,制作试件,进行强
度及耐久性检验。
4 规定试验室基准配合比的确定程序。
实践证明:这样做十分有必要,这是施工技术准备充分与否的标志之一,是保障混凝土能否成功地进行摊铺,且技术指标满足要求的前提。
4.5.2 搅拌楼试拌配合比:室内配合比确定后,实际路面铺筑前,还应进行大型搅拌楼配合比试拌检验,检验通过,其配合比方可用于摊铺。其主要原因是室内所使用的是小型搅拌机,与大搅拌楼相比,不仅搅拌方式有差异,而且容积大小差别很大,对加水量、含气量、弯拉强度等均有一定影响;按试验标准:室内为单卧轴强制搅拌机,现场大搅拌楼多为双卧轴型;拌和时间不同,室内拌和不好,可以延长时间,直到拌和好为止,现场大搅拌楼有小时产量的限制,拌和时间通过控制计算机程序须提前设定,这对于相同引气剂掺量时的含气量、拌合物容重影响较大;加上原材料的含水量、清洁度等均有变异,含水量影响加水量、砂石料称量,砂石料的清洁度对混凝土弯拉强度、收缩性、耐久性影响较大。因此,试铺前搅拌楼试拌试验不仅是必要的,而且应根据集料的清洁状态和变异情况,增大单位水泥用量5\~10kg。¶
搅拌楼试拌可按上述要求与试铺分成两个阶段分别进行。在摊铺机械已经准备好的条件下,允许与摊铺试验路段合并进行。试拌调整完毕拌合物的有关参数后,即可投入试验路段试铺。这样无需再调整加水量,同时可以得到路面上的技术指标合格与否的重要信息,并缩短了施工准备所耗费的时间。
4.5.3 施工配合比微调与控制:¶
1 微调外加剂掺量: 按施工季节、气温和运距进行微调, 但不允许大调整。
2 微调加水量:雨后必须进行加水量、砂石料称量的微调,如果严格按本规范覆盖砂石料,加上计算机控制搅拌楼的自动反馈控制,本来是不需要的。但实际施工当中,覆盖砂石料往往未做到,加上含水量较大时的湿砂包裹检测探头,砂含水量检测误差往往超过一倍,反馈的结果不是误差变小,而可能更大,不得已而为之。微调工作应在实验室检测人员协助下由搅拌楼机手进行。微调是施工当天不同气温时蒸发量变化或砂石料堆内外含水量不同所采取的必要控制及稳定措施。微调时,应保持水灰比、水泥用量或钢纤维掺量不变。
5 施工准备¶
5.1 施工机械选择¶
5.1.1 不同等级公路对施工工艺及机械装备要求: 可按表 5.1.1 规定的“√”应采用的施工方式及设备要求来组织水泥路面的施工。碾压混凝土路面做高速、一级公路复合式路面底面层或其他四种塑性振捣摊铺方式做贫混凝土上基层, 其施工方式将不受表 5.1.1 规定的限制。¶
这一条是本规范首次编写进的极其重要的规定,也是当前公路技术界认识上尚未完全统一的内容。阐述理由如下:
现代高等级公路建设必须具备大型成套摊铺装备和依靠高新施工技术:高等级公路水泥路面的内在质量、表面的行驶功能和耐久性技术指标要求这样做。
问题的关键是改革开放二十多年来,我国的公路交通运输状况已经发生了质的变化,实践已经证明:采用小型机具施工的高速公路、一级公路水泥路面适应不了目前的超大交通流量、高车速及超轴载现状。例如,华东各省,在改革开放之初,就使用小型机具铺筑了不少高速公路、一级公路水泥路面,结果破坏得相当快和严重,维修又很困难。
滑模摊铺与小型机具相比,主要有以下优点:
①内在质量高:密实度高,弯拉强度高而稳定,滑模摊铺由于有超高频率密集排列的振捣棒及整机强大的挤压力,其相同配合比时的弯拉强度要高10%\~15%,滑模摊铺高速公路水泥路面上的岩芯实测平均弯拉强度已经达到6.5\~7.5MPa,这表明其断裂韧性高,抵抗超载、断板能力强,见图6弯拉强度与断裂韧性的线性统计关系。加上所配备计算机控制的大型搅拌楼,可将弯拉强度的变异系数降低到5%\~10%之间,强度匀质性好、色泽均一。这是小型机具无法做到的,甚至连轨道摊铺机和三辊轴机组也做不到。
②表面功能及表观质量好:弯拉强度高同时意味着其抗渗、抗冻、抗磨等耐久性能也很优越。三辊轴机组和小型机具在饰面过程中,有一个不可回避的问题:在饰面作业的同时拌合物恰好处在泌水期,大量秘水导致表层水泥砂浆的水灰比很大,高水灰比的砂浆饰面后,其抗磨耐久性将很差,而滑模机械摊铺过后,拌合物即使泌水也不会与砂浆混合,是单独会流失或蒸发的水分,不影响表面砂浆的水灰比,其耐磨性就明显高,耐磨性高有利于抗滑构造长期保持,滑模摊铺水泥路面行车更安全、更可靠。

图6 弯拉强度 \(f_{c}\) 与断裂韧性 \(k_{ic}\) 关系
③动态平整度好:滑模摊铺机是沿着基准线铺筑路面的,除了其顺直度更便于调整外,其铺筑水泥路面的动态平整度好,我国已经可以将滑模摊铺高速公路水泥路面的平整度做到 \(\delta=0.7\sim1.0\) 之间,最好路段 \(\delta=0.45\) ,与沥青路面相当或接近。尽管立模铺筑路面的静态 3m 直尺平整度也可由人工精整做得相当好,但其大波长的动态平整度、行车流畅程度、舒适性远不及滑模摊铺的路面。
④拌合物均匀稳定:滑模摊铺要求拌合物高度稳定,原材料称量误差小,水灰比和水泥用量变化极小,总用水量基本不变化,才不至于造成路面麻面或塌边,这是所有的定模摊铺方式所不及的,满足滑模施工要求的混凝土稳定性极高,加上摊铺机完全一致的振捣和挤压,切实保证了路面的匀质性,滑模摊铺的路面几乎没有颜色差别,无水泥浆或水分在表面集中的现象,大大延长了使用寿命。
⑤适应的路面结构种类齐全:经过八五的攻关研究及九五的推广,目前我国已经使用滑模摊铺技术成功施工的新型路面结构有:用预制钢筋支架和DBI两种方式铺筑的全缩缝带传力杆的水泥路面、钢纤维混凝土路面、聚丙稀纤维水泥路面、耐碱玻璃纤维水泥路面、钢筋水泥路面、连续配筋水泥路面、双钢混凝土特大桥桥面、特大型隧道钢纤维混凝土路面;最小弯道半径25m、最大超高9%,最陡纵坡坡度7%的山区及匝道水泥路面、贫混凝土基层、混凝土路缘石、与硬路肩连体路缘石、混凝土护栏等。除了滑模摊铺排水边沟外,发达国家在公路上使用的各种带状混凝土结构,我国均进行了成功的滑模实
践,并积累了丰富的施工经验。
⑥生产效率高、施工进度快: 目前, 我国使用滑模摊铺技术, 每天最高可完成8.5 m 宽、260mm 厚的高速公路水泥路面 1800m; 正常情况下每天平均摊铺 600\~1000m。而劳动力和操作工仅 80 人左右。相同数量劳动力使用三辊轴机组或小型机具绝对完成不了这样大的工作量, 劳动生产率和施工速度无法同日而语。
⑦提高科技和管理水平:大型滑模机械摊铺技术的科技含量高,使用的是世界各发达国家通行的高新施工技术,提高了我国筑路队伍的施工技术水平及管理水平,培养了一批掌握现代装备、技术和管理的人才。
⑧水泥路面的使用寿命大大延长:黑龙江高管局养护的哈大高速公路13年使用得出的结论是:在相同交通量、路基和断裂破坏的条件下,滑模摊铺的水泥路面比小型机具施工的高速公路水泥路面使用寿命能够延长6年。
另一方面,大型自动化滑模摊铺机械施工中的人为因素干扰少,主体路面工程的高质量及匀质性是由机械完成的,人工仅做辅助工作,劳动强度小,无人工劳累后,质量变差的问题。
5.2 施工组织¶
5.2.1 技术交底: 开工前, 应由建设方组织设计部门向施工单位、监理单位进行技术交底。¶
5.2.2 编制切实可行的施工组织设计,并确定施工实施方案。¶
5.2.3 人员技术培训: 规定未经培训的人员不得上岗单独操作主要机械。¶
5.2.4 施工测量:路面工程开工时,路基、桥涵、基层已做过详细测量,并已经完工,因此,需要进行的测量是为了恢复桩位与桩号而进行的校核测量。¶
5.2.5 现场试验室: 建立具备相应资质的现场试验室。¶
5.2.6 运输道路及交通管制: 新建路面施工时, 构造物及边坡未处理完毕的局部不能通行车辆的路段, 应准备施工便道。交通管制对老路面的加铺改建极其重要,特别是山区仅此一条路,或改建工程,必须边改建边通车时,不仅需要严格有效地交通管制,而且会对施工组织设计所编制的施工程序甚至施工设备选择等方面带来重大影响。¶
5.2.7 施工通讯及调度:快速有效的通讯联络与调度,对大型机械施工的效率、进度及劳动生产率影响很大,必须有专职人员进行生产指挥。¶
5.3 搅拌场设置¶
5.3.6 砂石料储备规定:1款是数量要求;2款是底部硬化和防止混杂;3款是覆盖要求。实践证明,这些是做好水泥路面施工质量的必要措施,必须防止混凝土原材料在搅拌场发生积水、二次污染或混杂;防止使用淌水、夹雪、局部温度过高或表面尘土污染的砂石料配制混凝土,它将严重影响新拌混凝土的匀质性和弯拉强度,例如,装载机铲运刚淋过雨正在淌水的砂石料,在正常的拌和工艺下,首先,非吸附的自由水根本无法测准砂石料含水量,搅拌加水量会失控;其次,表面厚吸附水膜中拌和不进水泥,或因吸水率过高,在摊铺机超高频振动下,会产生板底大量流浆现象,将严重降低混凝土的弯拉强度。对比国外滑模摊铺混凝土砂石料采用与水泥一样的罐装措施,国内沥青路面施工规范有相同的要求。有鉴于此,有必要严格规定,确保混凝土原材料质量。¶
5.3.7 场内道路与排水: 目的是提高运输效率, 防止水淹砂石料及施工污染。¶
5.4 摊铺前材料与设备检查¶
5.4.1 当地原材料调研:这是在首先满足路面工程质量的前提下,积极利用地方材料,降低原材料价格,节省运费及土地占用费等,最终节省和控制工程造价的基础条件,也是带动地方经济发展的基本途径。¶
5.4.2 原材料确定和配合比优化:规定原材料、配合比试验、检验和审批程序和定货要求等。应投标确定原材料供应商,并签订原材料供应合同。重要的原材料供应合同,如水泥、粉煤灰、外加剂等不仅应签署供应总量、方式及日供给量,而且应明确签订质量技术指标、退货条件等。¶
5.4.3 原材料进场规定: 规定原材料进场要称量过磅, 不合格的原材料不得进场, 并做好登记、储存、保管与签发管理。¶
5.4.4 原材料检验:检验项目、批量等应符合表 5.4.4 的规定。保证工程质量的物质基础是具有符合路用品质的原材料,把好原材料的质量检验关是首要环节。¶
5.4.5 施工设备机具的全面检查: 是能否开工的前提, 设备机具缺一不可。强调对主要设备易损零部件有适量储备。¶
5.5 路基、基层和封层的检测与修整¶
5.5.1 路基稳定性要求:国内外水泥路面施工规范以往一般不提及对路基的技术要求,面板是座落在基层上的,似乎与路基无关,根据我国十多年的施工实践,表明水泥路面通车3年之内,因路基不稳定、不均匀沉降造成的断板及沉陷破坏比例占多数,水泥路面必须有稳定、密实、均质的路基,甚至比柔性路面对路基的要求还要高,已经逐渐成为公路界的共识。¶
1 路基稳固措施:高速公路、一级公路和国、省道主干线二级公路,对在桥头、软弱路基段、高填方路段、填挖方交界路段的路基填筑,规定“应进行连续沉降观测,并采取切实有效的措施保证路基的稳固性。”我国近年来建设的一些高速公路、一级公路已经进行了连续沉降观测,也能够做到,例如湖南省湘末、耒宜高速公路等。“应采取切实有效的措施”主要有:
(1) 提高压实标准: 这些特殊部位的路基填筑的压实度可比《公路路基设计规范》(JTJ 013) 的要求提高一级: 即将规定的 93% 区提高到 95%; 95% 区提高到 96%; 97% 区提高到 98%。
(2)冲击强夯:使用冲击式压路机或强夯击实颗粒大于粉质土的土路基,注意:一是中、高塑性粘土不能采用这两种方式,一般而言低塑性粘土、粉土、砂砾土方能够冲击或夯实;二是采用冲击式压路机要提防将一定覆盖土深度的通道和涵洞打裂或将周围建筑物振裂。
(3)改善土路床:我国各省高速公路、一级公路上路床中已经在大量使用石灰改善土或水泥改良土,最厚的安徽省阜蚌高速公路已经做到了800mm厚的石灰改善土,注意:石灰改善土或水泥改良土不能按石灰土或水泥土基层的剂量掺用,要低得多,有1/2\~1/3基层剂量已足够,具体数据应通过试验确定,改善土的关键是要将胶凝材料与土拌和均匀。
另外,对于路基稳定性即沉降量的数值要求,我国南、北各省、区、市差异较大。北方相当多的省区路基较干燥,认为征求意见稿中“每月不均匀沉降量不大于2mm;每月均匀沉降量不大于3mm;或10m范围内上路床测得的最小强度(CBR)差别不大于1%;10m范围内弯沉差不大于1%”要求过松,依然会发生早期断板。而东部和南方各省区,路基含水量较大、软基较多,则认为要求偏严。经反复斟酌后,认为原则地提保证路基稳固性,请各地工程技术人员按当地路基情况和经验自行决定。当缺乏经验,月沉降量和CBR可参考本说明给定数值。
2 其他技术措施:¶
(1) 过渡路面: 为了避免和减少早期破损, 送审稿中曾规定不稳定路段, 当要求必须通车时, 应做沥青路面或混凝土砌块过渡路面。等待路基稳定后再做水泥混凝土永久路面结构层。这是绝大多数工程技术人员持有的观点, 但是不符合加快建设速度的政治需求和现有建设及投资程序的要求, 这种做法在我国目前扩大内需的环境下, 实际上难于实现。因此, 删去了此规定。经过高速公路的建设实践, 证明可在路面结构上使用下述两种技术措施。
(2)局部补强钢筋混凝土路面:此要求是根据路基稳定情况,增加水泥混凝土路面的施工图阶段的细化及深化设计,不可一张路面标准断面图管了几十乃至上百公路路面,我国近年来在高速公路水泥路面建设中,绝大多数进行了路面结构的钢筋补强细化设计,效果良好。
(3)预裂小块“活”路面:在几十或上百米的高填方或软基路段,沉降观测或计算表明,未来3\~5年达到路基基本稳定的沉降值仍相当大,即使钢筋混凝土路面也难于承受。最后一招就是使用滑模摊铺机摊铺普通混凝土薄路面(厚度按面板尺寸经过计算确定),切(填)缝制作预裂1\~2.5m见方的小块“活”路面,以“活”路面对付活动路基,这种路面平整度较砌块路面优良,不仅可适应不均匀垂直沉降变形,也适应于较大水平位移。当沉降或位移影响行车时,将小块拔出,板底垫砂砾,再铺砌上,直至路基稳定,再重新铺筑大板混凝土永久路面。
5.5.2 垫层、基层除《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)和《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034)外的特殊要求主要有:¶
1 基层厚度、横坡与路拱控制:基层厚度一般为等厚形式,但基层横坡可与路面相同,也可比路面稍大0.15%\~0.20%,并不得小于路面横坡。这样就是允许将面板做成边缘行车道位置为加厚形式,面板设计厚度为内侧最薄部位的厚度。这实质上是要求将上基层顶面做成加大横坡形式。这是针对我国各级公路面板的正常破坏最先从行车道低侧边缘开始断板的现状提出的做法,美国一些州及欧盟国家规范也允许这样做,从绝大多数重车行驶位置,交通量及超轴载的作用大小,面板横向使用等寿命的观点来看,这无疑是正确的新做法,并与板厚双指标控制相统一。
2 排除渗水: 当硬路肩厚度比面层厚度薄时, 路肩底部应设置排水基层或排水盲沟, 缘石底部应留排水孔, 软路肩底部应铺设粒料排水层等措施。确保渗入基层表面的水分顺利排出。硬路肩和土路肩切忌不可使面板下部横断面形成“蓄水槽”。这一点对水泥路面使用年限极其重要, 一旦水泥路面形成了渗漏水的“蓄水槽路”, 在交通量较大的高速公路、一级公路上, 即使相当抗冲刷的 \(6.5\%\) 水泥稳定级配碎石基层也已经发生了严重的水冲刷性断板破坏, 且集中在凹曲线的下凹点及大纵坡的底部, 此处的承压水能够将粒径 \(20 \mathrm{~mm}\) 的石子冲出来。因此, 一定不可等闲视之, 要保证在水泥路面横向断面结构内, 消除渗透水的“蓄水槽路”。对此, 应特别关注下述各项:
(1)水泥稳定类上基层的水泥用量不得小于 \(4\%\) (抗冲刷), 亦不得大于 \(6.5\%\) (防开裂)。其实, 水泥粉煤灰和石灰粉煤灰稳定粒料半刚性基层的抗冲刷性, 由于胶材总量偏大, 是不理想的。但是国内使用得很多, 主要是经济性好, 在特重、重交通的水泥路面上, 是抵抗不了冲刷性破坏的, 目前的解决办法是在其上做沥青封层。
(2)水泥路面上基层不宜采用抗冲刷性较差的石灰土、石灰粉煤灰土、水泥土、水泥粉煤灰土,但可用于底基层。长期观测表明,在我国高速公路和一级公路上,从产生唧泥到脱空断板破坏的时间一般仅有2\~3年。路面结构的渗透排水和上基层的抗冲刷能力必须引起高度重视。
(3)未设置排水垫层和排水渗(盲)沟体系的各级公路水泥路面,不宜使用沥青表处、沥青贯入式和薄层沥青混合料硬路肩,形成“两黑一白”的路面横向结构。防止路槽拦水形成“蓄水槽路”。已经产生了冲刷性破坏的沥青硬路肩的旧水泥路面在维修当中,应补设排水渗(盲)沟体系,当年见效,因冲刷脱空的断板率将大为减少。
3 基层作业面: 至少提供 10d 以上的合格基层的规定, 是保证机械摊铺路面和基层实施流水作业的要求。无法实现流水作业或边通车边改建的路面, 基层可短一些, 亦可摊铺路面, 但基层必须检验为合格, 方可开铺路面。
5.5.3 基层破损检查与修复:面层摊铺前,要求对基层进行全面破损检查与修复。特别应注重对基层裂缝的修复处置。现实施工中遇到的此类问题很多,以往由于施工规范没有规定,工程技术人员无所适从,即使认识到不处理有问题,要处理时,既无依据,也无适宜的处理办法。本规范专门对此作出增补规定:¶
1 挤碎、隆起的半刚性基层,应清除重铺,并夹胀缝板修复。注意基层夹有胀缝板的部位,路面板胀缝或缩缝位置应对齐。这主要是为了防止面层对应部位的断板。基层拱胀的原因有两个:一是基层施工气温相当低,到高温时,才摊铺面板,由于温度应力造成基层膨胀;二是基层水泥用量或胶材总量过大,基层强度过高,此时,半刚性基层已经达到或接近贫混凝土基层强度及温度变形量,但贫混凝土基层是要求切缝的。
2 指出基层产生温缩和干缩裂缝后的处理办法,其目的是为了防止施工期间,面板强度正在发展过程中产生反射断板。
3 基层纵向裂缝:这是无论沥青路面还是水泥路面都最棘手的难点问题,国内多段高速公路此问题没有处理好,结果路面铺筑完成后,路面纵向裂缝蔓延几百米甚至数公里,必须引起高度重视。导致基层纵向开裂的原因很多、很复杂,处理基层纵向裂缝的原则是:
(1)首先要判断裂缝是扩展裂缝还是非扩展型裂缝,是单纯基层开裂还是路基引发的开裂,仅基层开裂,可粘覆防裂层或设置防裂钢筋网。
(2)若判断为路基持续扩展开裂,情况较复杂,原则上必须先处理并稳固路基:
①对于高填方湿软路基不均匀沉降引起的拉开型正在扩展的纵向裂缝,首先,采用与基层等厚的(贫)混凝土横梁截断裂缝前端,阻止裂缝继续延伸;然后,采用旋孔灌注桩、碎石桩、砂桩、反压护坦等措施处置到路基稳定。
②对于过湿土高填方路堤,纵向裂缝两端向外弯曲的,可判断为已经形成了滑移面,应采用打桩、铆栓或高压灌浆等方式锚固处置稳定。
(3)对于扩展缓慢,不处理不放心的路段,提出了既粘覆防裂层,同时又在面板中配防裂钢筋网的作法,已被近年来高速公路的实践证明其行之有效。
4 被施工车辆碾坏成坑部位,挖除用贫混凝土修补。表面粗糙度过大,可能引发断板的部位采用沥青封层降低摩阻系数,防止早期断板。
5.5.4 沥青滑动封层:规定高速公路、一级公路半刚性基层表面需作沥青表处或乳化沥青稀浆滑动封层。沥青表处时,宜洒热沥青和 \(2\sim3m^{3}/100m^{2}\) 的石屑,并按规定压实处理,两者的最薄厚度均不宜小于5mm。封层可起到防断板、防水冲刷、延长疲劳寿命、保护基层和养生等多种有益作用,在近5年来我国新建高速公路和一级公路水泥路面上已经全面普及使用,达到了预期使用效果。¶
5.5.5 塑料薄膜封层: 过水、浸水或排水不畅的局部路段可使用塑料薄膜作防水封层。此做法是西班牙等国家在一般水泥路面上的常规方法。膜两侧边缘宜与路基同宽, 纵、横搭接宽度不应小于 200mm, 并采用粘结剂粘牢固。在路面铺筑卸料过程中, 应及时清扫遗漏在薄膜表面的混凝土或砂石颗粒, 防止薄膜被车轮碾破。¶
5.5.6 封层交验: 封层必须是完好的, 或经过修复, 并确认质量合格, 方可开工铺筑面层。¶
5.6 贫混凝土基层铺筑与质量检验¶
5.6.1 规定塑性贫混凝土基层的铺筑方式。¶
本规范按《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034)的1.0.5条的要求增设贫混凝土基层规定。贫混凝土是水泥用量很低的经济混凝土,实质上就是低强度等级混凝土,贫混凝土基层是刚性基层,在材料选择、配合比和施工技术要求等方面,均与半刚性基层差异较大,而更接近于水泥混凝土,并沿用水泥混凝土现有的原材料检验、配合比设计、施工设备、铺筑技术及所有的试验检测方法和手段。因此,目前我国公路行业标准,将贫混凝土基层划归水泥路面设计和施工两个规范中。贫混凝土基层的设计计算是按照双层面板体系进行的。贫混凝土基层的原材料选择、配合比设计和施工技术及质量检验要求则应遵循本规范的各项规定。
严格地讲,贫混凝土基层类型有:插入振捣式塑性贫混凝土基层、表面振动式无砂或少砂透水塑性贫混凝土基层、碾压式贫混凝土基层三种。本规范仅指第一种;第二种正在研究中,尚不成熟,未列入;第三种需要按10\~15m切缝,施工方式可用灰土摊铺机摊铺、碾压混凝土要求进行;采用下碾压混凝土、上沥青路面或水泥路面的复合式路面时,应按碾压混凝土面层要求进行。本规范对碾压式贫混凝土基层也未专门列入。
5.6.2 贫混凝土基层的铺筑补充规定¶
1 设接缝: 贫混凝土基层需要设接缝, 纵、横缩缝应切缝并填缝, 一般公路贫混凝土基层横缝应与面板对齐; 高速公路、一级公路可前错 300 \~ 500mm, 前者用于混向车辆防断板, 后者用于定向车流时, 改善面板受力特性, 当车辆作用在一块面板上时, 贫混凝土基层两块板同时受力, 但注意: 为了防止前错 300 \~ 500mm 的断板, 此时应在贫混凝土基层表面设置滑动封层、防裂层或在相对滑动范围内采取防裂措施。
2 接缝钢筋:贫混凝土基层纵、横缩缝中可不设传力杆、拉杆钢筋,但在胀缝处应设置胀缝板与传力杆,且与面板胀缝位置重合。
3 挖补要求:贫混凝土基层中的单一裂缝断板可不挖除,但须粘贴防裂层处理;两条断板缝、分叉或破碎板必须挖除重铺。
5.6.3 贫混凝土基层施工质量要求¶
1 抗压强度: 施工期按 7d 抗压强度控制施工质量, 验收时按 28d 或 56d 以内钻芯抗压强度进行。以 7d 抗压强度进行施工控制, 一方面沿用了基层 7d 抗压强度传统, 也是施工进度的要求; 另一方面, 贫混凝土基层 28d 弯拉强度较低, 仅有 1.5\~3.0MPa, 7d 弯拉强度更小, 7d 标准小梁试件极易受损, 离差较大, 不便于作为质量控制指标。28d 标准小梁弯拉强度和 28d\~56d 钻芯抗压强度作为质量检查和验收标准。
2 板厚:由于贫混凝土基层设计上采用双层面板,施工工艺和设备与面板相同,规定板厚允许偏差与面板相同;
3 平整度:仅比相同等级面板的要求降低 1mm, 高速公路、一级公路 3m 直尺 4mm; 其他公路 3m 直尺 6mm。
4 横坡与高程:要求与面板相同;
5 表面坑穴、拱包,接缝缺边、掉角:贫混凝土基层表面坑穴,鼓包,接缝缺边、掉角要加以限制,规定不大于 \(20 ~mm/m^{2}\) ,否则面板砂浆或混凝土将嵌入基层,影响面板膨胀位移和收缩,可能导致断板或隆起。面板摊铺前应对这些表面缺陷进行修补。
6 贫混凝土基层铺筑的其他几何参数和接缝要求应与面板一致。
6 混凝土拌合物搅拌与运输¶
6.1 搅拌设备¶
6.1.1 搅拌场生产能力:¶
1 总拌和生产能力计算按公式(6.1.1)进行;
2 容量配套按表 6.1.1 的要求进行。
6.1.2 搅拌楼选配:混凝土搅拌楼选配应以强制双卧轴或行星立轴为主要机型。这是国际公认搅拌速度和效率最高、搅拌效果最好的机型。每台搅拌楼应配备齐全自动供料、称量、计量、砂石料含水率反馈控制、有外加剂加入装置和计算机控制自动配料操作系统设备和打印设备。从间歇搅拌楼和连续楼比较来看,间歇楼搅拌精确度高于连续楼,弃料少,宜优先选配间歇楼。连续搅拌楼应配备两个搅拌锅或一个长度足以搅拌均匀的搅拌锅,并应在搅拌锅上配备电视监控设备。前者是为了保证拌合物匀质性和熟化程度,后者是为了保障安全。每台搅拌楼还应配齐生产所必需的外置设备:3\~4个砂石料仓,1\~2个外加剂池,3\~4个水泥及粉煤灰罐仓。使用袋装水泥时应配备拆包和水泥输送设备。搅拌场应配备适量装载机或推土机供应砂石料。¶
6.2 拌和技术要求¶
6.2.1 配料精确度:应满足表 6.2.1 的规定,对高速公路、一级公路不仅给出了每盘精确度,而且规定了累计每车的精确度规定。搅拌楼应按规定进行标定,并定期校验。自动化搅拌楼在拌和过程中,应使用自动配料称量系统来生产,不得使用手动操作和配料生产。¶
6.2.2 拌和时间:从控制拌合物的粘聚性、匀质性及强度稳定性出发,规定不同搅拌楼的总拌和时间及纯拌和时间。搅拌均匀的核心问题并非取决于时间,而是依赖于叶片总行程。时间控制只有在额定容量时才正确,所以也可控制叶片总行程即叶片搅拌总周长。匀质性要求是拌合物最基本的搅拌要求,实践证明要提高水泥路面的平整度和密实性,仅搅拌均匀还不够,还应搅“熟”,熟的涵义是拌合物应有足够的粘聚性和内聚力,这是水泥颗粒溶液的包覆层打开后,溶液所带来的分子力。搅拌熟化所要求的时间比拌和均匀需要的时间长。这就是最短纯搅拌时间不宜短于35s的由来。最长总拌和时间是保证搅拌楼产量,提高生产效率的规定。¶
6.2.3 砂石料要求:为混凝土拌和物使用的砂石料中自由水、冰雪、灰尘和局部过热作出的规定。¶
6.2.4 外加剂的使用:外加剂应以溶液方式使用,并防止沉淀和絮凝。但也有例外,如掺量大于10%的膨胀剂,严格地讲它是特种水泥,遇水即开始水化,不得使用溶液;某些掺量很大,不能溶解在全部拌和水中,如掺量5%的早强剂、防冻剂等可使用粉剂掺入。为了保证其均匀性,应适当延长搅拌时间。¶
6.2.5 引气混凝土拌和:不得使用搅拌锅满容量拌和引气混凝土,最大容量为额定的90%。须知,拌合物的含气量是在拌和过程中,从空气中裹携进去的,如果搅拌锅是满的、密封的,没有给出空间让空气进入,即使掺用引气剂,也裹携不进空气,达不到要求的含气量。纯拌和时间应控制在拌合物含气量最大或较大时。¶
6.2.6 粉煤灰混凝土拌和:要求粉煤灰与水泥一样输送和计量。引气粉煤灰混凝土,引气剂掺量应通过试验加倍剂量使用,方可达到规定含气量。要求适当延长粉煤灰混凝土的拌和时间,以利外加剂、粉煤灰和水泥同时均化。¶
6.2.7 拌合物的质量检验与控制¶
1 检测项目和频率应符合表6.2.7的规定。在低温或高温条件下,要求出搅拌机的拌合物温度控制在 \(10^{\circ}C \sim 35^{\circ}C\) ,即冷天不低于 \(10^{\circ}C\) ;热天不高于 \(35^{\circ}C\) 。这是从水泥水化、热天防止温度裂缝、冷天防止混凝土受冻角度而沿用了国际上通用的规定。
表 6.2.7 中出现了水泥路面施工中几项从未规定的项目:
(1)水灰比及其稳定性:按本规范关于搅拌楼计算机自动称量控制操作的要求,本不必对此再提出反向控制的苛刻要求,但是在实际生产中发现拌合物亦有脱离施工配合比的现象出现,也就是说,不能惟一依赖搅拌楼计算机自动称量控制系统,我们要求抽检水灰比是希望建立更客观真实的控制基准,防止拌合物出问题。同时水灰比是控制拌合物弯拉强度、耐久性等所有路用性能的基础,可仅抽检水灰比这项最重要的配合比控制性指标。此项要求与沥青路面进行混合料中的沥青抽提相仿。由于此项检验较复杂,频率规定的很低,5000立方米测一次,连续施工不足方量时,亦应抽检一次。目前国内外有拌合物水灰比快速检测的仪器可方便测出水灰比数值。
(2)拌合物视密度的检测:是为了控制配合比中砂石料的称量准确性。也是反向控制的客观基准之一,防止由于砂石料含水量的波动造成过大的称量误差。拌合物视密度在制作强度试件时进行,十分便捷。发现拌合物视密度发生了变化,且误差大于2%,应调整砂石料用量。
(3)过去仅在寒冷或高寒地区有抗(盐)冻性要求的混凝土测定含气量,本规范从水泥路面提高弯拉强度和耐候性的观点出发,规定在全国各地均掺引气剂。与此项规定一致,全国各地的水泥路面均应检测含气量,仅含气量数值分三种情况分别控制,见表4.1.2-5。
(4)钢纤维体积率在钢纤维混凝土配合比设计中有,也是按配合比要求添加的,为了防止钢纤维掺量出错和防止施工中随意减少钢纤维掺量,提出钢纤维反向控制的检验规定。
(5)VC 值及其稳定性、压实度、松铺系数是碾压混凝土路面的特殊规定。
2 匀质性达到规定要求:不得有生料、干料和离析现象;也不得有外加剂、粉煤灰或钢纤维成团现象,有这些现象的拌合物不得用于路面摊铺。拌合物的坍落度误差不得大于 \(\pm10mm\) 。
6.2.8 钢纤维混凝土拌和特殊要求¶
1 防止钢纤维搅拌结团:容量不宜大于额定拌和量的 80%,同时也保护搅拌机叶片,并防止钢纤维搅断。
2 投料: 控制投料顺序: 先干拌, 后加水拌和, 或使用钢纤维分散机。
3 按钢纤维混凝土匀质性要求,延长拌和时间。
4 拌和方式: 可使用强制式或自落式搅拌楼(机)拌和, 严禁使用手工拌和。这里关于搅拌机的规定与普通混凝土不同, 实践证明, 钢纤维混凝土使用的搅拌机形式既可为强制式也可为自落滚筒式,前者的生产效率高,相同拌和时间的拌合物匀质性和工作性更好;后者不至于损伤或搅断钢纤维,但搅拌时间长。因此为了保证钢纤维在拌合物中的均匀分散性,无论采用哪种搅拌机型,均需要数倍地延长拌和时间。
5 钢纤维分散性要求:水洗法检测钢纤维含量最大误差不大于理论计算掺量的±15%。这个误差要求引用建设部标准《钢纤维混凝土》(JG/T 3064)的规定。
上述要求的目的是为了钢纤维能在拌合物中充分分散,并分布均匀。由于硬度很大的钢纤维阻止和顶托,钢纤维混凝土拌和均匀比普通混凝土难度大,生产效率有所降低,尽管如此,严格按本规范的上述要求拌和,实践证明,拌和出优质的钢纤维混凝土没有问题。
6.2.9 碾压混凝土拌和特殊要求¶
1 砂石料应防水防湿:碾压混凝土稠度对砂石料的含水量非常敏感,必须对料堆、料斗等进行防雨覆盖。如其不然,雨后砂石料的含水量甚至可以超过加水量,一点都不加水,碾压混凝土会过于湿软,达到不能摊铺,更不能碾压的程度。因此,比普通混凝土更应重视砂石料防雨水和防潮。
2 应密切监测和及时反馈砂石料含水量的变化。
3 适当延长拌和时间:碾压混凝土过于干硬,拌和难度较大,出料时的碾压混凝土拌合物外观与水泥稳定粒料基层材料相当,需要比普通混凝土延长拌和时间,才能达到所要求的匀质性。
6.3 运输车辆¶
6.3.1 运输车辆配置: 施工所需要的混凝土运输车数量可按公式(6.3.1)计算。该计算公式的链式模型推导详见《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T037.1—2000),按照这个公式算得的运距最近需要的车数最少为3辆。运输车辆计算公式也可按概率论中的排队论模型推导。这有现成的计算公式可以使用,但因其计算过于复杂,普通工程技术人员难于理解和掌握,本规范未列出。¶
6.3.2 车况和车型要求:车况要好,并按施工运距或施工路面结构需要配置车型。¶
6.4 运输技术要求¶
6.4.1 总运力要求: 按运距、路况等调整运力, 运距远, 路况差, 应增加车数; 反之, 减少车数。¶
6.4.2 运输时间: 混凝土运输的最基本要求是: 运输到摊铺机前的拌合物必须适宜摊铺。表 6.4.2 是按此基本要求同时考虑水泥在特定温度下的初凝时间作出的规定。按施工方式不同, 进行了分别要求。¶
6.4.3 拌合物运输技术要求: 分别对装料、运输、应急措施、覆盖、最远运输半径、防碰撞、卸料及碾压混凝土卸料均提出详细要求。¶
7 混凝土面层铺筑¶
7.1 滑模机械铺筑¶
各条详见《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1)的条文说明。
7.2 模板及其架设与拆除¶
本节是专为轨道摊铺机、三辊轴机组、小型机具三种固定模板施工水泥路面方面编写的有关模板、架设、检验及拆除的技术内容。对这三种铺筑方式而言,模板比滑模摊铺中的基准线还要重要,它不仅是路面摊铺的几何基准,而且是铺筑设备作业和拌合物所依托的支撑条件。关系到定模摊铺的几何线形顺直度、厚度、平整度及其稳定性等关键质量指标。
7.2.1 模板技术要求¶
1 边侧模板: 定模摊铺, 使用量最大、最多的是边缘侧向模板。首先规定的是模板的材质: 要求为钢模板, 这一条与《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GBJ 97—87) 规定的木模板不同, 原因是木模的刚度偏小, 作为平整度的表面基准, 3m 直尺 5mm 尚可, 作为高速公路、一级公路平整度要求达到 3m 直尺不大于 3mm 显然难于满足, 其次, 木模吸水易于变形, 周转率低。因此, 本规范规定不应使用木模、塑料模板或其他易于变形的模板。
其次是规定模板的几何尺寸:高度、长度、模板的固定装置等。其中强调模板的高度应为面板设计厚度,否则,面板厚度无法保证。长度以人工便于架设为准,一般不宜短于3m。本规范规定的模板固定装置有钢筋三角支撑和角钢斜支撑两种形式,见图7.2.1-1a)、b)。均为实践中成功使用的固定方式,为了提高模板的架设稳固性,要求每延米模板设一处固定装置。用钢钎木楔固定模板。
模板的加工及矫正精确度应符合表7.2.1的规定。按不同施工方式进行要求,本规范已经对不同施工方式规定了可施工的公路等级,一方面考虑平整度要求;另一方面,参考实际施工时所使用的模板已有精确度,综合确定。要求插拉杆一侧设插入孔。
2 端头模板:要求为焊接钢制或槽钢模板,并焊接传力杆定位套管及固定孔套。横向施工缝端头模板上的传力杆设置精确度要求较高,施工定位精确度不足时,传力杆将顶坏水泥路面。应认真对待。
3 模板的数量:足够施工周转的需要。
7.2.2 模板架设与安装¶
1 测量: 对模板架设位置应进行测量放样。
2 模板架设:模板架设最主要的要求是稳固,在上部机械和机具的摊铺、振捣、整平及饰面作业下不位移且不妨碍各项作业。规定每米一个固定拴杆,小型机具作业时,稳固要求低一些,而轨道与三辊轴机组要求得高些。平、纵曲线路段,应使用短模板,并将模板中点安装在曲线的切点上,以便顺畅过渡曲线,并使混凝土用量最省。
3 轨模及其架设:轨道摊铺机使用的是轨道与模板合一的专用轨模。其尺寸往往由厂家提供。一般为本规范所提供的图 7.2.2 的断面形式。
4 模板的安装要求: 见表 7.2.3 三种铺筑方式的安装规定偏差。其中安装规定偏差是施工机械或机具所要求的偏差, 不同施工方式应满足各自的规定偏差; 只有规定偏差在任何情况下均满足要求, 方可在交工和竣工验收时, 最大允许偏差(极值)满足《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071)的规定, 顺利通过验收。
5 模板防粘措施: 满足拆模的需要。
7.2.3 模板的安装质量检验:尺寸误差应满足表 7.2.3 的规定。本规范此处提出了一项很严格的面板厚度检验规定:要求采用与设计板厚等厚的测板,两端滚动轴依托在模板顶面,全摊铺路段拖过,不被托起,方可开工摊铺。¶
此项规定的来源一是法国规范对定模摊铺水泥路面的规定,其实际工程也是这样执行的。二是根据我国水泥路面施工的具体现实,认为水泥路面质量最大问题是面板厚度没有被控制住。尽管《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071)中规定的板厚代表值不小于-5mm,极值不小于-10mm。但是从实际水泥路面早期破损后挖开修复的情况看,远未达到此项要求。在水泥路面设计中,经过一套复杂的设计计算,得到的结果就是面板厚度,如果板厚不符合要求,任何质量和使用年限等都无从谈起。
所以,施工上保证板厚是水泥路面的重要质量问题,从许厚不许薄的指导思想出发,移植了法国的板厚控制方式及要求。目的是将板厚控制在摊铺前,定模摊铺在两侧模板架设好后,用测板全面检测,滑模摊铺在基准线设置好后,跨线量测,杜绝面板摊铺完后的返工现象。
7.2.4 模板拆除: 最早拆模时间表 7.2.4 规定主要目的是在拆模时, 不得损伤或撬坏路面, 同时不得敲打和损坏模板。¶
7.3 三辊轴机组铺筑¶
7.3.1 设备选型与配套:三辊轴机组铺筑水泥路面的主要设备有:¶
1 三辊轴整平机:三辊轴整平机实质上属于小型机具的改造形式,是将小型机具施工时的振动梁和滚杠合并安装在有驱动力轴的设备上。所以,在高等级公路的施工中,仅靠三辊轴整平机是不能保证面板中下部路面混凝土振捣密实的。因此必须同时配备密集排式振捣机施工。
2 振捣机: 是在密集排振的观点指导下开发的配套设备, 目前有仅安装一排振捣棒的形式; 也有同时安装有辅助摊铺的螺旋布料器和松方控制刮板的形式, 本规范推荐采用后一种形式。
3 振捣梁:桥面铺装时(厚度不超过150mm)可使用振捣梁。
4 拉杆插入机: 是摊铺双车道路面时, 在中间纵缝中插入拉杆的专用装置。
5 其他辅助设备可按照表 7.1.1-2 选配。
7.3.2 三辊轴机组的施工工艺流程: 其施工程序与小型机具施工接近。不同之处有两点: 一是使用排式振捣机代替手持式振捣棒; 二是将振动梁与滚杠两步工序合成为三辊轴整平机一步。三辊轴机组施工时, 推荐使用真空脱水工艺和硬刻槽来保证表面的耐磨性和抗滑性。¶
7.3.3 三辊轴机组铺筑¶
1 卸、布料:布料的关键是掌握好松铺系数,松铺高度与横坡满足要求。
2 密排振实:有间歇插入振实与连续拖行振实两种,拖行振实的缺点是振捣棒会拖出粗集料偏少的砂浆条带,而这种砂浆条带很容易导致面板塑性收缩开裂,好在后道工序有振动辊轴,可以一定程度得到弥补。振实要领在于必须首先使拌合物振捣为连续介质,然后将拌合物中的气泡排除干净。振捣速度应缓慢而均匀,连续不间断行进。
3 拉杆安装:除单车道在侧面插入拉杆外,双车道还应注意使用插入机插入中间假纵缝拉杆的位置符合表9.1.5的规定。以往无论哪种施工方式,均对拉杆的插入精确度要求不严,倾斜及插入不到位的情况居多,其结果高速公路、一级公路高填方路基由于边缘沉降大于中间,横向弯矩造成了行车道拉杆端部纵向开裂,而且,由于横向缩缝中的集料嵌锁作用,纵向裂缝传递和发展得很快。此种破坏现象必须通过提高拉杆插入精确度及其接缝的切缝深度(1/3\~1/4)h来解决。
4 三辊轴整平机作业:应按照本规范规定的作业单元、料位高差、振动滚压遍数、补料、静滚、表面质量控制的要求进行,其中最关键的是料位高差和振动滚压遍数的控制,料位高差与坍落度、整平机的重量和振捣烈度有关,坍落度大,高差小;整平机重量大或振捣烈度大,高差大,反之反是。这要靠经验摸索出来。另一方面,振动滚压遍数并非越多越好,一般需要2\~3遍。滚压遍数与三辊轴机型、坍落度及物料松铺高差的关系可参见表3。
表 3 整平混凝土表面所需的三辊轴振动滚压遍数
| 坍落度 (mm) | 进口5001型 | 国产 | ||||
| 2 | 4 | 6 | 2 | 4 | 6 | |
| 1.5 | 3 | 5 | 8 | 1 | 2 | 2 |
| 4.0 | 2 | 3 | 5 | 1 | 1 | 2 |
| 6.0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 1 | 1 |
5 饰面:三辊轴机组摊铺时,饰面相当重要,若无饰面工具:刮尺和刮板人工纵横向认真反复刮平,直接使用三辊轴整平机滚过的表面,实践证明:平整度是达不到3m尺不大于3mm要求的,因此,必须配备饰面工具,并认真操作。
7.4 轨道摊铺机铺筑¶
7.4.1 轨道摊铺机选型:根据一次摊铺的宽度,参照表 7.4.1 选择。¶
7.4.2 轨道摊铺机作业要领:¶
1 布料: 按配置的螺旋布料机、布料刮板或箱式布料机三种方式进行。后者适用于摊铺连续配筋或钢筋水泥路面。布料的关键是按坍落度不同, 按表7.4.2控制松铺系数。
2 振实作业:振捣棒组操作与三辊轴机组的振捣机一致,有间歇插入振实与连续拖行振实两种。
(1)轨道摊铺机的振捣棒组应配备超高频振捣棒,最高11000次/min,工作频率6000\~10000次/min,如果配备的是手持式振捣棒,其振捣频率仅1500\~3000次/min,优越性就不大了,不能用超高频振捣来激发水泥的活性,只有三辊轴和小型机具的弯拉强度。
(2)振动梁:轨道摊铺机上的振动梁与滑模摊铺机搓平梁不同,振动梁的振捣频率在3000\~6000次/min(50\~100Hz)之间可调。
3 整平饰面: 轨道摊铺机上可配备往复式滚筒、纵向抹平板或斜向抹平板。
4 精平饰面:与三辊轴机组要求相同。
7.5 小型机具铺筑¶
7.5.1 机具选型与配套:贯彻因地制宜的原则,按表 7.5.1 的要求配齐全。¶
7.5.2 摊铺、振实与整平¶
1 摊铺: 主要是控制好卸料及松铺系数, 摊铺所制订的要求, 是防止混凝土离析, 保证混凝土均匀的措施。
2 振实:这是摊铺中的关键工序,本规范按振捣密实要求,规定:
(1)振捣棒:每2m宽度应配备一根,4m宽配2根;8m宽配4根,并排全断面连续振实。
(2)每4m宽度配备1个振动板;8m宽度配备2个振动板,纵横交错两遍振实。
(3)4m 宽路面采用 1 根振捣梁;8m 宽度采用 2 根振捣梁。
(4)滚杠:4m宽路面采用1根滚杠;8m宽度采用2根。
这就是4m宽路面小型机具摊铺时的“2-1-1-1”机具配置,采用2个振捣棒、1块振动板、1根振捣梁和1根滚杠;8m宽路面小型机具摊铺的“4-2-2-2”机具配置,采用4根振捣棒、2块振动板、2根振捣梁和2根滚杠。这是以往规范没有的规定,从路面保证的密实度和匀质性来看,是必要的。本规范不允许无论施工路面多宽,只使用1根振捣棒、1块振动板、1根振动梁、1根滚杠的作法。大量施工实践表明,单一振捣棒漏振和欠振的部位过多,而漏振和欠振从表面外观很难发现,但对路面弯拉强度、密实度和匀质性影响很大。因此,一般小型机具施工的路面在高等级公路上顶不住使用,这是限制小型机具在高等级公路水泥路面上采用的重要原因之一。即使小型机具施工一般公路水泥路面,它也是高级路面,也需要按上述要求确保内在质量。
5 整平饰面:包括滚杠提浆整平、抹面机压浆整平饰面、精整饰面三道工序,这里需强调的是三道整平工序缺一不可,并给出了具体操作要求。
7.5.3 真空脱水工艺要求¶
本规范在一般规定中限定了真空脱水工艺所使用的公路等级,在不使用外加剂时,三、四公路可以使用真空脱水工艺。其目的是希望能够在没有采取减水剂措施降低水灰比时,保留其真空脱水后混凝土拌合物水灰比小、耐磨性得以提高的优点。
真空脱水工艺的缺点也是很明显的,最主要的问题是真空脱水后,面板内形成了众多上下贯通的毛细管通道,有损于面板的实际弯拉强度及其在一块面板内的均匀性,且影响平整度。因此,有专家提议将真空脱水工艺从各等级公路水泥路面上全部排斥出去。但上面已经谈到,即使是三辊轴机组施工,也可以使用真空脱水工艺技术来解决泌水带来的表面水灰比较大、耐磨性不足问题。真空脱水工艺的缺点,是可以在真空脱水后使用较重型的抹面机或三辊轴整平机,再一次反复压实抹面,得到一定程度的弥补或修复的。真空脱水工艺是一种手段,只要我们明确其利弊,能够正确趋利避害地来使用,比不采用任何措施的效果要好。真空脱水工艺实行20多年来,大量的工程实践已证明:使用了真空脱水工艺的路段,面板的使用年限确实比不使用外加剂也不使用真空脱水工艺的路段要长。
本规范详细规定了真空脱水工艺的各项施工环节及其技术指标,其目的是要求在使用该技术时,应尽量按本规范要求制作,保证其施工效果和质量。要做好真空脱水工艺,除了设备和操作外,最重要的是满足表7.5.3最短脱水时间的规定。本规范规定应采用最短脱水时间和脱水量双控措施,其目的是为了保证使用真空脱水工艺施工的每快面板的质量匀质性,特别是不同面板的水灰比、密实度及平整度的一致性。
真空脱水工艺推荐采用(重型)叶片式、圆盘式抹面机或三辊轴机压实整平,使上下贯通的毛细管得到一定程度的修复,同时改进真空脱水后中间低四周高的吸水盆不平整现象。采用重型抹面机压实整平后,已经不可能软拉抗滑构造了,只能硬刻槽。真空脱水后的路面一般可略提前切缝。
7.6 碾压混凝土面层施工¶
7.6.1 简述碾压混凝土路面铺筑工艺流程。¶
7.6.2 碾压混凝土机械选型与配套¶
1 沥青摊铺机:碾压混凝土路面施工最好选择带自动找平系统和高密实度熨平板的大型沥青摊铺机1至2台,最大摊铺厚度可达到30cm,摊铺预压密实度可达到大于等于85%以上。
2 压实机械: 自重 10\~12t 振动压路机 1\~2 台; 15\~25t 轮胎压路机 1 台, 用于路面碾压。1\~2t 小型振动压路机 1 台, 用于边缘压实。
3 通用机械选配: 搅拌与其他施工辅助设备可参照本规范表 7.1.1-2 要求选配。
7.6.3 基准线设置说明与本规范滑模摊铺 7.1.2 条相同。¶
7.6.4 松铺系数一般在 1.05\~1.15 之间;摊铺参数确定:熨平板的夯锤行程宜调整到最大值,调整初始工作角、振捣器振幅、频率或液压梁压力等在适宜的摊铺状态,一般不宜超过最大值的80%。培肩宽度应超出路面设计宽度10\~20cm,培肩后应用小型压路机或其他夯实工具压实。与摊铺水稳基层一样,碾压混凝土也可使用边缘支槽钢模板或方木。¶
7.6.5 面层摊铺¶
摊铺面层作业与沥青路面摊铺基本一致,不同点有:
①开铺前,应洒水湿润基层。
②拉杆设置应与摊铺同步,保证拉杆在准确的位置打入。
③摊铺中应努力防止混合物离析,无论摊铺直线或弯道路段,均应保证两侧供料均衡。摊铺过后,应检查表面,并及时使用湿筛砂浆补料,再碾压。
7.6.6 碾压作业:碾压段长度30\~40m为宜,蒸发率大,取小值;反之,取大值。碾压作业应均匀、速度稳定;并应按初压、复压和终压三个阶段进行。关键是碾压配合:初压、复压和终压作业应环环紧扣、密切衔接、紧密配合,一气呵成;中间不应停顿、等候和拖延,也不得相互干扰。摊铺后表面应及时覆盖,防止水分蒸发影响压实度或污染。¶
7.6.7 横向施工缝设置与施工:形式宜为“台阶式”。叙述制作横向施工缝施工工序。¶
碾压混凝土路面的特殊“台阶式”横向施工缝,是其工艺特色,如果彻底将缝切齐,不便于插入传力杆,传荷能力较差,也不利于接头处碾压密实。上搭台阶缝有可能推挤上抬,但碾压混凝土干缩变形较小,上抬可能性比普通水泥路面小。碾压混凝土路面不同于普通混凝土路面,其无法准确配置传力杆钢筋,采用“台阶式”横向施工缝的施工工序是不得已而为之的方式。
7.6.8 胀缝设置与施工应符合下述要求:¶
1 设置胀缝:邻近构造物两端、小半径平曲线两端和凹形竖曲线处应设2条胀缝。其余可不设置胀缝。
2 形式: 胀缝可设置成枕梁(垫)式和钢板枕垫式两种形式:
(1)混凝土枕垫式胀缝施工工序如下:
①挖枕垫槽:按其断面尺寸:120mm×1200mm在基层胀缝部位挖枕垫槽。
②浇筑枕垫: 浇筑并振实或夯实 C15 混凝土枕垫, 整平表面。
③铺设滑动垫层:枕垫混凝土硬化后,铺沥青砂或垫油毡做滑动垫层。
④摊铺路面:按正常碾压混凝土路面施工工艺连续过胀缝。
⑤全深度切胀缝槽:使用与面板厚度相同的切缝机,全深度踞两刀,宽度250nm等宽完全切开路面板,并挖除胀缝槽内的混凝土。
⑥夹入胀缝板并灌缝:在胀缝槽内插入厚度不大于25mm的路面全宽贯通的胀缝板,板顶离路面20\~30mm,灌注胀缝填缝料。
(2)钢板枕垫式胀缝施工工序如下:
①挖浅槽铺钢板:按钢板枕垫断面尺寸:厚度3\~5mm,宽度600\~1200mm在基层上设置胀缝部位挖浅槽。
②铺设滑动垫层:整平钢板枕垫,表面涂一层沥青或黄油作滑动垫层。
③其他工序:与混凝土枕垫式胀缝相同。
碾压混凝土路面的枕垫式与钢板式胀缝是其又一工艺特色,意图很明显:是使用枕垫和钢板消除错台。由于在碾压混凝土路面胀缝中无法插入传力杆,因此,碾压混凝土可不设传力杆。但是碾压混凝土面板在热天高温季节向上隆起是无约束的,这样设置的胀缝实质上与普通水泥路面上设置的带枕梁的隔离式胀缝相同。
7.6.9 碾压混凝土纵缝中应设拉杆。面板尺寸可比普通水泥路面略大,最大不超过 \(6m\times8m\) 。碾压混凝土路面亦有横坡,会产生侧向滑移,由此也需要在纵缝中设置拉杆。碾压混凝土表面一般采用硬刻槽做抗滑构造,若可采用裸露集料法粗集料的磨光值应大于等于35PSV,磨耗值应小于等于16%。¶
7.6.10 碾压质量检查应符合下列要求:¶
1 密实度、板厚和匀质性检查:碾压作业必须达到配合比设计时所规定的密实度,检测可采用核子密度仪和钻芯取样两种方法。碾压混凝土路段的面板厚度和材料应均匀一致,并防止离析造成粗集料富集成堆。板厚可用尺测,板厚和匀质性可用钻芯检验。
2 平整度检测:碾压混凝土路面平整度,应达到所摊铺公路等级所规定数值,平整度的现场检测可使用3m直尺。
3 表面微裂缝与轮迹检查:碾压终了后的碾压混凝土面板表面不应有可见微裂纹、碾压楞槽、台阶、轮迹或印迹。
8 钢筋及钢纤维混凝土路面和桥面铺筑¶
8.1 钢筋混凝土路面铺筑¶
8.1.1 为钢筋混凝土路面施工测量放样。¶
8.1.2 钢筋网加工与安装要求¶
1 钢筋网焊接与绑扎技术要求应遵循现行国家或行业相应技术标准和规范的规定,首次提出可在公路水泥路面及桥面上直接使用冷轧带肋钢筋网,与普通钢筋网等强互换后使用。
2 详细规定了钢筋网架设、分层摊铺、安装、保护层及其纵横连接的技术要求。
8.1.3 边缘补强和角隅钢筋的安装¶
1 边缘补强:首先明确其设置位置应在交叉口和基础薄弱路段。国内有的高速公路在全线每块面板的外侧均设计有边缘补强钢筋,大大增加了滑模等大型机械施工的难度,由于高速公路有护栏,几乎没有车轮能够达到边缘,除了本规范规定的位置外,没有必要全线设置。正常情况下,在二级以下公路的平面交叉口,车轮上、下或进、出面板路段,高速公路立交处车道合并或分离的部位、高填方路段或桥头、软基路段,必须设置边缘补强,否则一定会提前断板。
2 角隅钢筋:由于发针状角隅钢筋只有一个连接点,所以规定应焊接牢固,不得绑扎,也可并入整体钢筋网。角隅钢筋的补强位置:路面应补强锐角,桥面应补强钝角。其理由是路面补强是为了防止锐角断角;而桥面上,钝角处的弯矩及拉应力最大,应补强钝角。其实,路面和桥面均按照应力最大原则,在最易于破坏的位置进行补强。
为防止路面早期破损而增加的边缘补强和角隅钢筋,在路面设计阶段,并不了解路基和基层的实际填挖及沉降状态,一般考虑不了这样详细,可通过铺筑前路面施工图阶段的细化和深化补充设计来实现。实践证明,这是建设高质量高速公路、一级公路水泥路面必须做的事,几十乃至上百公里高速公路只有一张标准断面设计图纸,肯定会在短期内出问题。
8.1.4 钢筋网及其骨架的质量检验¶
首次制订了路面钢筋网的加工精确度、搭接长度、安装精确度和质量控制等要求,其中的表8.1.4-1和表8.1.4-2的规定,是按照国标《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204)的要求,并结合路面钢筋混凝土的具体情况制订的。钢筋网质检合格后,方可允许铺筑钢筋混凝土路面。
8.1.5 钢筋混凝土路面铺筑¶
1 布料:其中关键是选用合适的布料及供料设备,保证钢筋网不被混凝土或机械压变形、变位。
2 摊铺作业:与普通水泥路面摊铺的主要区别在于:
(1) 摊铺坍落度: 可略大 10 \~ 20mm, 钢筋网阻隔对振实有一定影响, 为了保证振捣密实度而采取的减小稠度措施, 坍落度增大后, 由于有钢筋网约束, 即使没有模板的滑模摊铺, 也不会发生塌边现象。
(2)振捣的核心问题是在保证振捣密实效果前提下,不使路表面遗留下易于收缩开裂的砂浆暗槽。
(3)振实时间宜适当延长:滑模摊铺机和轨道摊铺机的推进速度应适当减慢。不减慢推进速度时,应提高振捣棒的振捣频率。
(4)连续配筋和钢筋混凝土路面最忌摊铺过程中断,尽管可采取中断部位加强配筋,但毕竟是混凝土面板的冷接头,在冷接头位置肯定开裂,而且裂缝宽度较大,因此,要尽量避免。
(5)设置横向施工缝:为施工中因不可抗拒因素中断摊铺时,不得不采取的加强配筋措施。
3 防锈措施:设接缝钢筋混凝土路面的切缝位置需要提前放样,并对切缝部位的钢筋采取必要的防锈措施。切缝后的槽口,必须及时填缝。
8.1.6 连续配筋混凝土路面端部锚固结构施工¶
1 位置、形式与施工放样:连续配筋混凝土路面端部锚固装置的位置在与构造物相接处形式有:矩形地梁、宽翼缘工字钢梁接缝、混凝土灌注桩、连续设置胀缝等。目前新修订《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)仅规定了前两种,本规范与 JTG D40 一致,只规定这两种的施工要求。应明确在连续配筋水泥路面端部设计锚固装置的基本目的是:限制或释放很长的连续配筋混凝土路面累积的干燥收缩与温度收缩变形。同时,也有利于钢筋承受拉应力,如果允许其自由收缩,除了接缝宽度过大,影响行车和易于破坏以外,钢筋应力不高,将用不上劲,起不到配筋的作用。
2 施工:作为一般性钢筋混凝土结构,应根据设计图纸施工端部锚固结构。按照限制变形理论,使用端部锚固装置的连续配筋混凝土路面,允许面板开裂,问题是如何有效地将面板上的裂缝间距,通过混凝土原材料、配合比控制,达到我们所要求的0.5\~2.5m的范围之间。裂缝间距过小,达到钢筋网孔尺寸,长期运营的水泥路面将产生块状剪切破坏;间距过大,变形积累,冬季裂缝宽度达到0.6\~1mm,一方面会透水,另一方面宽裂缝边角很容易被破坏。目前控制裂缝宽度和间距尚无有效、明确的方法,需要今后深入研究。
8.2 钢筋混凝土桥面铺装¶
8.2.1 桥面、搭板钢筋网焊接、锚固与安装的质量要求:¶
1 焊接与锚固:首先是要求将裸梁之间的后浇带钢筋横向连接成整体(这属于桥梁内容),其次是按桥梁剪应力分布和大小,加强层间抗剪钢筋的锚固。众多桥面铺装实践表明:如果不设抗剪锚固钢筋,铺装层与翼缘板脱离,形成两张皮,必定提早破坏。
2 铺装层厚度与保护层:桥面钢筋混凝土铺装厚度受到铺装层本身耐用年限和主梁恒载两方面的制约。根据交通部进行的钢筋混凝土桥面铺装课题的研究成果,从铺装层的应力计算结果看,一般钢筋混凝土桥面的厚度宜在80\~120mm之间已能满足要求,考虑超载、偏载和高应力疲劳等对桥面使用年限的影响,桥面钢筋混凝土铺装层的厚度一般应在90\~150mm之间,极限最薄厚度不得小于90mm。另外从保护层考虑,上部钢筋防锈同时考虑磨损,不应小于50mm,下部保护层不小于30mm,钢筋网本身10mm,三者之和,仅满足保护层要求的最薄厚度为90mm,两者正好一致。
3 双层钢筋网:整体铺筑应上下焊接。分层铺装时,应分别锚固在各自下层的混凝土中。这仍是两层之间的抗剪要求。下层钢筋网应以主梁肋为横向支点,将荷载分担到主梁上,并增强横向刚度。因此,下层防水找平层钢筋网横向为主筋,纵向为次配筋。横向配筋宜强不宜弱,钢筋宜粗密不宜细疏。位置宜低不宜高。纵向钢筋除非加强受拉区,在正弯矩受压区,主要应由主梁承担拉应力,受压区增加纵向配筋不仅不必要,而且钢筋自重和压应变比混凝土大得多,有增大挠度之可能。上层钢筋网的配筋目的是为了防止混凝土表面开裂,因此,上层钢筋网的纵横钢筋均宜细不宜粗,间距宜密不宜疏。
4 切缝部位补强: 梁端或负弯矩部位一定要切缝, 此处需要增加接缝补强钢筋, 对张开型缩缝进行补强, 目的是限制接缝的张开位移量, 保持接缝的长期使用性能, 并减缓破损。
5 网片连续:桥面钢筋网应在整个桥面内纵、横向连成整体。即使不能整体全宽铺装,也应将钢筋网焊接成全桥面宽度内整体连续,不得中断或切断纵、横钢筋网。这是保证钢筋混凝土桥面的整体受力、刚度和耐久性对桥面铺装提出的技术要求。
6 胀缝连接: 双层钢筋混凝土搭板与过渡板, 过渡板与路面应采用胀缝相连接。胀缝补强支架与钢筋网应焊接成整体, 或直接利用双层钢筋网, 但钢筋数量不得少于胀缝支架钢筋。
8.2.2 桥面及搭板的机械铺装:¶
1 铺装准备:
(1)搭板与路面间过渡板:高速公路、一级公路双层钢筋混凝土搭板与普通水泥路面相接时,应设置长度不小于10m的单层钢筋混凝土过渡板。实际运营的路面观测表明:路面总有沉降,而桥台不沉降,此处是车轮上下桥梁冲击荷载较大、较集中,也是最早、最容易破坏的部位,因此需要设钢筋补强过渡板。
(2)桥头搭板的形式与厚度:有双层钢筋混凝土平厚搭板,厚度一般为300\~400mm;设枕梁和加强肋梁的单层钢筋混凝土薄搭板,薄搭板厚度一般与路面相同,枕梁和肋梁一般与上基层等深。搭板加枕(肋)梁总厚度一般
为 450mm 左右。
(3)桥面铺装层和搭板混凝土强度等级:不应低于主梁翼缘板,路面混凝土抗压强度满足要求时,可直接采用,不符合此要求应使用符合桥面要求的配合比。这项规定是最新要求,桥面与主梁在荷载作用下共同联合动作产生挠度时,桥面是受压区最上缘,其拉、压应力是最大的部位。当桥面混凝土强度等级低于主梁翼缘板时,桥面将首先被压碎或拉裂。
除了上述要求外,桥面铺装前的准备工作还有铺装层表面处理、承载力验算、预留和加固机械行走位置、上下桥坡道、桥面基准线设置、桥面铺装模板要求等项内容,视所采用的铺装机械和施工方式,按需要应分别满足各自的要求。本规范提倡使用大型滑模摊铺机铺装桥面,其优势在于:
①桥面平整度与路面一样优良,防止了桥头及桥面上的跳车现象,车辆高速行驶过桥时,感觉不到正在过桥。平整度好的另一个重要优点是车辆荷载对桥梁主梁板的冲击和振动将大幅度减小,这有利于延长桥梁主要结构和构件的使用寿命。
②钻芯检测表明:滑模连续铺装的桥面混凝土与主梁翼缘板混凝土的粘结相当良好,在一般性凿毛处理的条件下,铺装层与翼缘板的粘结抗剪强度比其他施工方式高得多,这主要归结为滑模摊铺机的超高频振捣功能,它在机场道面及搭板上,足以将450mm的混凝土厚板振捣密实,对于桥面100\~150mm厚的钢筋混凝土,会带来粘结力相当优异的振实连接效果。
③在桥面铺装层厚度、桥梁跨径特别是挠度适宜的条件下,滑模连续铺装的桥面与路面一样,具有相同断板破坏数量时,使用寿命能够延长5\~7年。
2 桥面与搭板的连续机械铺装
(1)桥面布料:桥面及搭板机械铺装的布料要求,应符合本规范8.1.5条第1款布料的规定。保证钢筋网不变形、变位是关键。
(2)桥面铺装:原则上是要保证所铺装桥面混凝土的均匀密实、平整连续。因此,作业要求为:滑模和轨道摊铺机应缓慢、匀速、连续不断地摊铺胀缝、搭板、桥面。通道或涵洞盖板钢筋混凝土摊铺与钢筋混凝土路面相同。连续滑模摊铺时,应旋转或提升振捣棒组底缘在路表面位置振捣摊铺。滑模摊铺机上、下桥面,应及时调整侧模高度,使边缘尽量少振动漏料。三辊轴机组铺装桥面时,与钢筋混凝土路面摊铺要求相同,宜采用间歇插入振捣。
(3)铺装厚度双控:对桥面铺装厚度实行平均厚度代表值和极限最薄厚度两项指标双控措施,实际上,我国水泥混凝土桥面铺装的最主要及最常见的质量问题是极限最薄厚度没有得到有效控制,铺装最薄(有的仅50mm)的局部出现提前破损。根据桥梁反拱和横向梁间的实际措台情况,提出极限最薄厚度不应小于设计厚度20mm的要求,不满足要求时,一般需要凿平或经过设计单位认可,上调铺装高程线,调坡线应在搭板以外的路面上进行,规定坡降比不大于1/500。
(4) 搭板摊铺: 厚度超过 400mm 时, 必须先用人工浇注、振实厚搭板、枕梁和加强肋梁, 再摊铺搭板上部。
(5)预留伸缩缝:用事先隔离、事后软剔除或硬凿除的方法施工桥梁伸缩缝和台背接缝。然后按规定安装伸缩缝或加强台背接缝,并应在其中加入体积掺量0.8%以上的钢纤维。钢纤维混凝土抗压强度应大于等于40MPa。此处强制规定使用钢纤维混凝土的目的是充分利用其优越的抗冲击韧性,使车轮冲击破坏力最大、破损最快的伸缩缝或加强台背接缝更经久耐用,所投入的钢纤维与翻修伸缩缝钢结构相比,前者更经济。注意:抗压强度大于等于40MPa,强度等级C40级以上钢纤维混凝土的配合比设计应符合本规范4.2节的要求;钢纤维质量应符合3.8节的要求。制作伸缩缝时,混凝土数量较少,严禁使用手工拌和,必须使用搅拌机拌和,而且必须掺用高效减水剂,延长拌和时间,方能达到其强度等级C40的要求。
8.2.3 钢筋混凝土桥面及桥头搭板接缝施工¶
1 桥头搭板尺寸与切缝:桥涵与路面斜交时,应全部在双层钢筋混凝土搭板内解决斜交板问题,路面上不出现斜交异形面板,既方便路面摊铺,延长其使用寿命,又将斜交异形板置于配筋最强的双层钢筋混凝土搭板。此处是整个线路面层中钢筋用量最大,补强最充分的部位。搭板的最短长度10m的要求比以往6m的要求长,目的是为了在桥头沉降时,减缓桥头跳车。桥头搭板纵横向最大边长小于等于6m,可不切缩缝;边长大于6m应切缝。斜交搭板应均分短边长边,在两边的中间点划线,并切缝、填缝。
2 桥面切缝: 简支梁支座部位、连续刚构等桥面反弯矩部位必须按此款的规定切缝。其目的是将连续配筋混凝土桥面的裂缝由任意裂缝转变为可控、可灌填的接缝,延长其使用寿命。
8.3 钢纤维混凝土路面和桥面铺筑¶
8.3.1 钢纤维混凝土路面的厚度、尺寸、形状、掺量等应满足设计图纸和《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40)的规定。¶
8.3.2 布料与摊铺¶
1 布料与摊铺:为了保证面板中钢纤维分布的均匀性及结构的连续性,规定在一块面板内的浇筑施工过程不得中断。
2 松铺高度:由于钢纤维的顶托,规定其松铺高度宜略高 10mm 左右。
3 拌合物:由于钢纤维的顶托,相同坍落度的钢纤维混凝土振实略容易些,因此规定钢纤维混凝土拌合物宜使用较低坍落度的拌合物,不得使用钢纤维“结团”的拌合物。
8.3.3 振捣与整平¶
1 振实要求:从钢纤维混凝土路面匀质性和抗裂性考虑,规定已振实的钢纤维混凝土面板中,不得遗留下振捣棒插振后局部无钢纤维的暗空洞、坑穴或沟槽。
2 整平要求:从钢纤维混凝土路面运营安全性和可靠性考虑,规定钢纤维混凝土路面整平后的面板表面10\~30mm深度内还应保证钢纤维不直立、不翘头,保证路面磨损后裸露的钢纤维不扎轮胎,以保证运营安全性。
3 摊铺:无论采用滑模摊铺、轨道摊铺或三辊轴机组摊铺钢纤维混凝土路面,均要求保证钢纤维分布的均匀性,均不得将振捣棒组插入面板内或在面板内拖行振捣,滑模、轨道摊铺机振捣棒底缘应严格控制在面板表面位置;三辊轴机组摊铺仅允许采用大功率平板式振捣器和振动梁振捣密实及整平。精平后的表面不得裸露钢纤维,也不应留浮浆。
8.3.4 钢纤维混凝土路面施工的特殊工艺要求¶
1 运输、摊铺最长时间:由于钢纤维混凝土的凝结时间短、硬化快,因此,钢纤维混凝土拌合物运输、浇筑至摊铺完毕的时间应符合表8.3.4的规定。钢纤维混凝土必须尽量加快施工速度,否则,很快会凝结导致难以摊铺。
2 抗滑构造制作:必须使用硬刻槽方式,不得使用粗麻袋、刷子和扫帚制作细观抗滑构造。这是保证抗滑构造施工不对表面造成损伤及钢纤维拖出所采取的措施。
3 切缝:钢纤维混凝土路面的板长,即缩缝切缝间距宜在6\~10m之间,最大面板尺寸不宜超过8m×12m。这与设计规范的要求一致。钢纤维路面应先试切缝,在钢纤维不挂坏边缘时,才允许开始切缝。注意:此次新修订的水泥路面设计和施工两部规范所采用的钢纤维混凝土路面的面板尺寸比其应力计算结果和教科书中都要小(最大10m×20m),面板尺寸划分较为保守。原因一是考虑我国实际路面上的超载和偏载严重,强度储备不足;二是钢纤维掺量体积率由1.2%降低到0.6%\~1.0%,尽管板厚的折减系数略有加大,但在长期高应力强度比的疲劳荷载作用下,疲劳强度和使用寿命仍嫌不足;三是尽管钢纤维路面允许在使用后期带裂缝工作,处在裂而不离,离而不开的状态,但这不是正常的设计工作状态,而属于破坏状态,开裂后的钢纤维路面平整度很差,行车既不舒适,也不安全,只具有路面残值,而不满足使用要求。
8.3.5 钢筋网钢纤维(双钢)混凝土桥面铺装:钢筋网加工、安装、布料和摊铺应符合钢筋混凝土路面和桥面的共同规定;双钢混凝土桥面振捣、整平、接缝与抗滑构造应符合钢纤维混凝土路面的规定。¶
近年来,双钢混凝土已经大量在我国特大桥和大桥桥面铺装层使用,双钢混凝土的国外资料极少,本规范主要是在总结我国实际使用经验基础上首次编写而成,希望在今后双钢混凝土桥面铺装中,更加严格和规范。使这种高度强化和增韧的桥面铺装形式使用得更好,工程质量更优异,使用年限更长。
钢纤维混凝土桥面应使用钢筋网,原因:一是仅有钢纤维混凝土无法也不能提供桥面足够的抗剪和抗分层能力;二是钢纤维的分布投影到水平面应力方向的毕竟有限,钢筋网直接加强的是水平面应力方向和垂直锚固抗剪方向,钢筋网的钢材有效利用率显然高于钢纤维。所以,桥面可用钢筋网混凝土,而不可仅使用钢纤维混凝土。否则,抗剪能力不足,很快就会分层。桥面铺装层一旦分层,必破坏无疑。
9 面层接缝、抗滑与养生¶
9.1 接缝施工¶
普通混凝土、接缝钢筋混凝土、钢纤维混凝土路面无论采用滑模、轨道、三辊轴机组或小型机具哪种工艺方式施工,其接缝的设置原则和施工方式是相同的。
9.1.1 接缝施工¶
1 纵向施工缝:机械摊铺宽度小于路面总宽度时,连接摊铺纵向施工缝为平缝加拉杆型,拉杆由人工或机械装置插入。规定当面板厚度大于等于260mm,可使用设拉杆的企口纵缝,一方面设计规范有此规定;另一方面,国内外有此成功的做法。实践证明,企口中间宽度不应小于100mm,加上传力杆的固定作用,在板厚大于等于260mm,能够保证纵缝不发生剪切破坏。德国的实践表明,板厚较薄时,长期使用的企口纵缝会发生剪切破坏,形成破碎带。因此,板厚薄于260mm不宜使用企口纵缝。企口纵缝在滑模或模板上很容易制作。
2 纵向缩缝: 当机械一次摊铺宽度大于 2 个以上车道有纵向假缩缝, 用机械自动插入拉杆, 切缝法施工假纵缝。
3 钢筋混凝土、钢纤维混凝土路面纵向缩缝:钢筋混凝土路面、桥面和搭板拉杆可由连续钢筋网片延伸过纵缝代替。整体网片钢筋比拉杆密度大得多,完全可以代替拉杆拔出力。经过计算分析,表明假纵缝切开后剩余的裂开断面内,锚固在一块面板裂缝两侧的平直钢纤维拔出力的总和是其拉杆拔出力总和的2倍以上,两端带锚固端的钢纤维拔出力是拉杆的5倍以上。因此,钢纤维混凝土路面切开的假纵缝中完全可不设拉杆,施工真纵缝中没有钢纤维提供拔出力,所以应与普通水泥路面一样设拉杆。
4 拉杆的施工保护和重置要求
9.1.2 横向施工缝: 混凝土已经初凝、中断或结束摊铺应使用端头钢模板设横向施工缝。位置宜与横缝重合,不能重合时应做带螺纹传力杆的企口缝。这样做的目的是在横向施工缝中不仅保证优良的荷载传递,而且拉成整体板。这种板中施工缝也会由于面板混凝土干缩形成微细裂缝,所以也需要切缝和灌缝。¶
9.1.3 横向缩缝:¶
1 缩缝间距:本规范规定缩缝应按 5m 板长等间距布置,不推荐 1/6 斜缩缝和不等间距的缩缝形式,1991 年,在河北高碑店试验路上进行过尝试,12 年观察表明,斜缩缝锐角很容易断角,按设计规范要求,锐角应加角隅钢筋补强,大量的不补强的素水泥路面斜缩缝,必然在几年内会出问题。钢筋混凝土路面锐角可不加角隅钢筋,只在锐角加强钢筋网。不等间距缩缝,短板弯拉应力小,长板弯拉应力大,疲劳应力亦如此,长板易断,且使用寿命明显缩短,达不到相同的使用期限,由此从防止断角,保持面板的相同应力水平、达到同样的耐疲劳断裂寿命和耐久性考虑,这两种形式以不设为好。国外设置这两种切缝形式主要从减小行车共振,提高舒适性出发,也决非全设。因此,目前在我国,舒适性和路面结构断角、断板和破坏相比,显然保证路面结构的完好性比舒适性更重要。我国特重、重交通混凝土路面上采取的消灭错台,提高舒适性的主要方式是每条缩缝均插传力杆,在这种路面上,是通过传力杆来解决消除共振和消灭“咯噔”路问题的。
对于不得已必须在接近构造物部位的路面上调整缩缝间距时,提出最大板长不大于6m(从延长使用寿命考虑一般不宜超过5.5m);最短板长不小于板宽的要求,这一点很重要,当板宽大于等于板长,最不利荷载位置已经改变到横缝边缘,现有的路面结构应力和板厚计算图式全部失效,不能使用。要尽量保持面板内的低应力水平,保证板厚设计计算时的最不利荷载位置不变化。板长应以5m均匀布置为妥,当面板设计厚度受到投资限制,明显不足时,可采用4.5m的等长缩缝来降低应力水平,增强其抵抗特重、重交通量和超重载破坏能力。
2 不设传力杆缩缝:适用于中、轻交通公路水泥路面。
3 设传力杆缩缝: 在超轴载或特重、重交通的高速公路、一级公路水泥路面上或渠化交通严重的收费站广场, 全部缩缝应设传力杆。传力杆设置方式有两种: 一是用滑模摊铺机配备的传力杆自动插入装置(DBI)在摊铺时置入; 二是使用前置钢筋支架法施工。后者传力杆设置精确度有保证, 但没有布料机的情况下, 影响摊铺速度, 且投资增大。使用传力杆自动插入装置 DBI 时, 最大坍落度不得大于 50mm, 在过稀的料中, 传力杆有可能因自重移位,最小坍落度不宜小于 10mm, 过硬的路面, 整机重量不足以将整排传力杆振压到位。传力杆插入造成的上部破损缺陷应由振动搓平梁进行彻底修复。
9.1.4 胀缝设置与施工¶
1 胀缝间距:设计规范仅对临近构造物、与其他道路平交、平曲线等处的胀缝设置有明确的规定,而对上述位置以外的路面中间胀缝规定得很灵活,但不确切,施工中难掌握。本规范补充了按集料的温度膨胀性大小、当地年温差和施工季节气温综合确定的具体操作要求。一般而言,集料的温缩系数随集料品种及其酸碱性变化,数值可相差2倍多。碱性石灰岩集料温缩系数最小;酸性石英岩温缩系数最大。在年温差确定的条件下,集料的温缩系数控制着面板的胀缩量和接缝开口位移量,关系接缝的使用寿命。各种岩石品种集料的温缩系数可在《混凝土实用手册》(中国建筑工业出版社)中查到。多年实践证明,这样的规定确切,且效果良好。
胀缝是用于释放面板累积的膨胀变形量而设置的,是为了防止热天面板的膨胀隆起所采取的措施。胀缝的膨胀量还取决于面板施工当时气温与来年最高温度的温差值、以及面板底部的摩擦约束阻力。热天施工,当时气温与来年最高气温接近,在面板整个使用期间,面板只有收缩,而无膨胀,因此,可以不设胀缝;冬季施工,与来年夏季温差值较大,应加密设置胀缝。本规范规定的最短胀缝间距350m较自由无约束计算的间距200m要长,是考虑了板底摩阻力。这与我国绝大多数路面的实际情况相符,但也有例外,如四季如春的云南、年温差很小的广东、广西、福建等省区,胀缝最短间距可使用到500m以上,规定为“宜”,是允许特殊气温地区,可以通过试验,使用适合当地气温、填缝等条件的胀缝间距,留有变通的余地。
2 胀缝构造:采用补强钢筋支架,这不仅是机械连续施工胀缝的需要,而且是胀缝两侧增强抗拉强度,抵抗胀缝拉应力破坏所必需的。“八五”攻关对胀缝结构的有限元计算表明,水泥路面胀缝很容易早期破坏的重要原因之一是在胀缝板两侧300\~400mm范围内的温差应力和荷载拉应力已经超过了混凝土的抗拉强度,因此,水泥路面无论采用何种施工方式,均应按此要求设置胀缝,胀缝在使用中的内应力与施工方式无关。胀缝构造采用加强钢筋环箍支架夹胀缝板和传力杆型,尽管拉应力超过混凝土抗拉强度的作用宽度为300\~400mm,为保险起见,每侧规定为大于等于500mm,当摊铺宽度大于等于7.5m以上时,加工胀缝钢筋支架可以从中间断开加工,但安装时,必须保证胀缝板连续,将混凝土完全分隔开。胀缝的有限元计算,不是每个设计单位都能够进行的,所以将胀缝支架环箍钢筋的尺寸和数量进行了规定: \(\phi12\sim16mm@200mm\) 。采用沥青或塑料薄膜作滑动封层和防水封层的路段,面板胀缝应加宽到25\~30mm,防止摩阻系数减小后,胀缝在热天隆起。
3 胀缝施工:胀缝施工的技术关键有两条:一是保证钢筋支架和胀缝板准确定位,使机械或人工摊铺时不推移,支架不弯曲,胀缝板不倾斜。要求支架和胀缝板较有力的固定。二是胀缝板上部软嵌入临时木条,胀缝板顶部会提前开裂,来不及硬切(双)缝,已经弯曲断开,缝宽不一致,很难处理。解决办法是临时软嵌(20\~25)mm×20mm木条,保持均匀缝宽和边角完好性,直到填缝,剔除木条(施工车辆通行期间不剔除),再粘胀缝多孔橡胶条或填缝。
9.1.5 拉杆、胀缝板、传力杆及其套帽、滑移端设置精确度¶
对于胀缝、施工缝和缩缝中的传力杆和胀缝板设置精确度,结合美国 ACPA 指南和我国的研究,提出表 9.1.5 的规定。观察表明,传力杆设置精确度不符合要求时,接缝半年内将被传力杆顶坏。这一条现行施工规范中没有。胀缝快速破坏的原因有两个:一是拉应力超过混凝土的抗拉强度,因此,需设钢筋笼补强;二是传力杆设置精确度不够,通过钢筋支架加强固定和严格控制传力杆和胀缝板设置精确度,使其经久耐用,达到减少早期破坏之目的。
本规范表9.1.5特别列出了拉杆设置允许误差要求,要求最严的是拉杆设置深度及上下左右偏斜,仅允许 \(10\mathrm{mm}\) 。近年来发现,拉杆的设置深度及偏斜对于路面的纵向断裂有重大影响,广东某高速公路水泥路面上发生了较严重的纵向断裂,经过工后1年沉降观测表明,在相对较软弱的填方路基段,高速公路中央分隔带的沉降 \(2\sim 3\mathrm{mm}\) ,但在行车道边缘位置的沉降最大可达到 \(20\sim 30\mathrm{mm}\) ,两侧路基边缘部位的横向沉降差别是中间的10倍,面板承受相当大的横向弯矩和弯曲应力。在此条件下,拉杆设置的深度及偏斜对防止面板纵向断裂而言,就相当重要了。也就是说,拉杆不能设置得过浅,亦不得有过大偏斜,会给拉杆端带来更大的横向弯拉应力,拉杆端部的行车道轮迹位置很容易断裂破坏。此外,在横向差异沉降量这么大的高速公路水泥路面上,通过沉降观测,应使用钢筋混凝土路面。
9.1.6 切缝技术要求¶
1 横向缩缝切缝
(1)切缝方式选择:目前水泥路面切缝技术有很大进展,设备有软切缝机、普通切缝机、支架切缝机等;切缝方式有:全部硬切缝、软硬结合切缝和全部软切缝三种。根据我国南北方各地的施工经验观察,给出了在当地日温差条件下适宜的切缝方法和深度。
(2) 连接路面切缝: 分幅横向连接摊铺纵缝有拉杆的水泥路面, 对先铺路面已经断开的缩缝, 由于拉杆会传递拉应变, 导致后铺路面在硬切缝之前就断板了, 应特别注意提前软切缝防止断板。
(3)纵向带拉杆假缩缝及横向带传力杆缩缝的切缝应引起高度重视。近年来,采用滑模摊铺机和三辊轴机组一次摊铺两个车道大于等于7.5m的路面上,由于假纵缝和传力杆缩缝切缝深度过浅和切缝时间太迟,引起了一些拉杆和传力杆端部的纵向开裂现象,因此本规范规定已设置拉杆的假纵缝和设有传力杆的缩缝,切缝深度不应小于1/3\~1/4板厚,最浅不小于70mm,最迟切缝时间不宜超过24h。
2 施工纵缝处置: 纵向缩缝的切缝要求应与横向缩缝相同。各级公路高填方(路基高度大于等于10m)路段、软基路段、填挖方交界路段、桥面、桥头搭板部位的纵向施工缝在涂沥青的基础上, 还应切缝并灌缝。这是对特殊路段的双重防水保护措施。其目的是要防止水从这些部位的纵缝渗到桥面、易沉降变形的高填方、桥头等基层中去, 施工观察表明, 桥面铺装渗水, 会造成主梁翼缘板混凝土冲刷、溶蚀、冰冻、盐冻、碱集料反应和钢筋锈蚀等, 危害很大; 高填方路基和桥头渗水, 会加速和加大这些部位的工后不均匀沉降变形, 促使纵横缝张开位移量增大。所以, 要求更严格的双重防水密封措施。在年降雨量1000mm的潮湿地区, 高等级公路全路段纵缝推荐采用上述双重防水密封措施; 在年降雨量500\~1000mm的地区, 高速公路和一级公路全路段纵缝推荐采用上述双重防水密封措施, 二级及其以下公路上半部已饱涂沥青纵向施工缝可不切缝不填缝。年降雨量小于等于500mm的干旱、半干旱地区的各级公路路面一般路段, 上半部已饱涂沥青纵向施工缝可不切缝不填缝, 特殊路段根据当地路面冲刷破坏程度自定。
3 切纵缝:已插入拉杆的假纵缝必须加深切缝以防止传力杆端部混凝土路面断裂。
4 切缝宽度:以往切缝宽度没有控制,总认为缩缝宽度越窄,对面板结构越好,编写组从一些高速公路老路面上发现缩缝仅2mm的宽度,2mm缝口无法填灌,同时也很难控制填缝形状系数,即使灌缝后,填缝料的性能承受不了数倍的拉裂变形,因此规定:切缝宽度应控制在4\~6mm。当切缝宽度小于6mm,可采用二次扩填缝槽或台阶锯片切缝,这将有利于控制2左右的填缝料形状系数,接缝断开后适宜的填缝槽宽度应为7\~10mm,最宽不宜大于10mm,填缝槽深度25\~30mm。这样既保证了接缝不因嵌入较大粒径的坚硬石子而崩边角;又兼顾了填缝材料不致因拉应变过大而过早拉裂失去密封防水效果。施工中应注意区分切缝、断开缝与填缝槽的宽度与深度,见本规范图9.1.6。
5 变宽路段切缝: 在弯道加宽段、渐变段、平面交叉口和匝道进出口横向加宽或变宽路面上, 横向缩缝切缝必须缝对缝, 对不上时, 可采用小转角折线缩缝。其原因是纵缝有拉杆传递拉开变形, 将未对缝的面板拉断。若不对缝, 又不允许拉断, 变宽路面纵缝两侧应采用钢筋混凝土或配边缘补强钢筋。
上述规定将有效地减少水泥路面的断板率。实践已经证明,按此要求严加控制,可以将断板率控制在 \(1 \text{‰}\) 以内,《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071)规定的允许值为 \(2 \text{‰}\) 。
9.1.7 灌缝¶
1 各级公路的水泥路面接缝必须及时灌缝:美国加州规定缩缝宽度小于等于3mm时不填缝,并有不少专家到中国来宣讲不填缝的作法。根据我国车辆的敞开运输方式,从车上掉下来的杂物很多,其中坚硬砂石、玻璃、煤炭等将嵌入灌入接缝,可使水泥路面缩缝张开到20\~25mm。另一方面,国外不填缝的结构基础是基层采用最耐水冲刷的贫混凝土,我国所采用的半刚性基层,其耐水冲刷性能较差,将引起严重的水冲刷性破坏。所以,在我国必须使用填缝来保证接缝不透水,并维持其宽度,控制板底水冲刷破坏和接缝口破坏,提高面板防水密封性、板间嵌锁和荷载传递能力。
2 灌缝技术要求
(1)清缝:保证填缝前接缝清洁干燥:本规范参照国外 ACPA 和欧盟采用0.50 MPa 压力水或压缩空气清除接缝中砂石杂物和清洗缝槽的作法。强调接缝槽清洗清洁程度,具体要求是缝壁上擦不出灰尘。有灰尘的缝壁填缝料粘结不住,达不到防水密封效果。
(2) 常温灌缝: 填缝料配制要求随配随用。
(3)加热灌缝:填缝料应彻底熔化、搅拌均匀,并保温使用。
(4)灌缝质量控制:本规范提出的利用背衬条控制灌缝料的形状系数与国外不同,美国 ACPA 提出的灌缝形状系数等于 1,又要达到防水密封效果,所以推荐使用双面台阶锯片将缝口扩成台阶形状,口宽 7\~10mm,这主要是从填缝料老化后变形能力不够,防止开裂透水角度出发。一方面,由于我国路面上杂物过多,扩大缝口会嵌进更大更硬的石子,造成更宽大的接缝并顶坏缝口,同时嵌牢缩缝的长期徐变大大地削弱了面板间嵌锁和荷载传递能力。另一方面,实践也证明,过窄的填缝槽,填缝材料承受的拉应变过大,填缝料性能满足不了这样苛刻的拉开变形条件。所以,应同时兼顾路面接缝的结构完好性与填缝料的最大拉应变两个方面,并在两者中取得协调平衡。由此提出我国水泥路面缩缝灌缝槽的形状系数宜控制在 2 左右,适宜的填缝槽宽度应为 7\~10mm;积压挤压嵌入直径 9\~12mm 的泡沫塑料背衬条,灌缝深度宜为 15\~20mm,最浅不得小于 15mm,见图 9.1.6。使用单锯片切缝,不断开时缝宽为 6\~8mm,断开后 7\~10mm。若填缝时,达不到 6mm,可扩缝,亦可直接使用台阶锯片切缝。
高速公路、一级公路推荐使用树脂、橡胶和改性沥青类填缝材料,二、三级公路可用热灌沥青和胶泥类填缝材料。
(5)灌缝料养生:常温反应固化型及加热施工填缝料均需要封闭交通养生。
3 胀缝填缝:路面胀缝、无传力杆的隔离缝应先凿去接缝板顶部软嵌入的木条,涂粘结剂后,嵌入胀缝专用多孔橡胶条或灌进适宜的填缝料。从胀缝很大的变形量来看,胀缝中的填缝料不宜使用各种密实型填缝材料,因为,热天一定会被挤出、带走或磨掉;而冬季会收缩成槽,还是上表面较厚的几重防护的多孔橡胶条较好。桥面伸缩缝应按伸缩缝厂商提供的配套填缝材料(一般为特种橡胶带)和要求填缝。
9.2 抗滑构造施工¶
9.2.1 抗滑构造应满足表 9.2.1 技术要求。¶
表 9.2.1 中的抗滑构造深度 TD, 采用铺砂法量测, 按式(6)计算:
\(\mathrm{TD} = 40 V / (\pi d^{2})\tag{6}\)
式中:
TD——构造深度(mm);
V——填满圆面积内凹下部分所用砂量 \(\left(\mathrm{mm}^{3}\right)\) ;
d——圆面积的直径(mm)。
注意表 9.2.1 中的技术要求与现行《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071)中抗滑构造深度规定高速公路和一级公路 TD≥0.8mm; 其他公路 TD≥0.6mm 有如下修改:
①抗滑构造深度TD既应有最低下限,也应有最高上限,不是单边控制,而是双边控制。我们在施工中发现,抗滑构造深度除了最浅的规定外,还应该有最深的规定。当摊铺机施工操作不正常或混合料过稀时,表层砂浆厚度过大,软拉出的宏观抗滑构造最深可达 \(\mathrm{TD} = 22\mathrm{mm}\) ,这种局部过深的抗滑构造在路面上实际使用半年左右,会整体剪断脱落,这将严重丧失路面平整度,促使冲击坑穴的产生。所以,应该将TD控制在既满足深度要求,又保证经久耐用的合适范围之内。
②对各级公路水泥路面均提出了一般路段和特殊路段两级控制标准,实质上是除了变速、陡坡、弯道等特殊路段维持原有较高抗滑标准外,适度降低了各级公路一般路段的抗滑标准。有些地区反映, \(\mathrm{TD} \geqslant 0.8\mathrm{mm}\) 时,刻槽深度须达 \(4\mathrm{mm}\) 左右,槽口易受硬质粒料损坏,认为槽深 \(3\mathrm{mm}, \mathrm{TD} \geqslant 0.6\mathrm{mm}\) ,可显著减少此种损坏并保证抗滑要求。针对此问题,查阅了多个国家资料,TD这项指标与设计车速、降雨强度、弯道、坡度大小及公路等级有关,英国为 \(0.65 \sim 1.35\mathrm{mm}\) ;法国为 \(1.0\mathrm{mm}\) ;德国为 \(0.5 \sim 0.8\mathrm{mm}\) ;西班牙为 \(0.7 \sim 1.0\mathrm{mm}\) ;美国PCA规定平均值为 \(0.8\mathrm{mm}\) ,最小值 \(0.5\mathrm{mm}\) 等。对比看来,我国原定的抗滑标准略偏高一点。本规范综合国外资料和专家的意见后,提出了表9.2.1的抗滑标准。
③表 9.2.1 中未提出横向力系数要求,仅有构造深度的规定。原因主要是由于目前国内横向力系数检测车不普及,全面推行有较大难度。对于横向力系数,本规范 3.4.2 条对砂的细度模数规定和 3.4.3 条对机制砂的砂浆磨光值及母岩品种的规定,已经从砂的粗细和砂的硬度两方面给予潜在的保障作用,水泥路面在行车数月后,轮迹部位的表面水泥浆就会被磨损掉,横向力系数主要靠凸起足够坚硬和适宜粒径的砂来保障。各级公路只要符合了这些要求,行车安全性是有保障的。
9.2.2 抗滑构造施工¶
1 拉毛处理: 规定在以四种路面施工方式摊铺后, 应软拖麻袋等作拉毛处理。
2 塑性拉槽:软拉抗滑沟槽的要求:槽深 2\~4mm, 槽宽 3\~5mm, 槽间距 15\~25mm。每耙之间距离与槽间距相同, 槽深基本均匀。工程量较大, 施工速度较快时, 宜采用拉毛机施工。
3 硬刻槽:硬刻槽在我国高速公路、一级公路上近些年来使用得越来越普遍,硬刻槽机有普通手推式、支架式及自行式三种,刻槽方法也有等间距和不等间距两种。不等间距槽适用于有降噪要求时。在我国北方高寒和寒冷地区,冬季有可能积水结冰的路面上,深槽或矩形槽有明显冻胀破坏问题,又发展了梯形槽。
4 纵向槽:对于一些安全性要求较高或以降噪要求为主的特殊路段,如弯道、减小噪声路段,可优先使用纵向槽。纵向槽的侧向力系数大,安全性高,噪声小。
5 无需作抗滑构造的条件:本规范首次明确了我国年降雨量小于250mm的干旱区或年降雨量250\~500mm中干区无需作抗滑构造的条件。理由是抗滑构造是为了在雨天防滑、防漂而专设的。任何地区,在晴天干燥的路面上,都不需要抗滑构造,有了反而加快轮胎磨损或高速时的轮胎过热。所以,在我国西北过干区,无需作抗滑构造;中干区各级公路水泥路面组合坡度大于等于3%时,宜执行本规范表9.2.1一般路段的抗滑构造规定。水泥路面上即使没有抗滑构造,车轮也会磨损表面,水泥石磨损较快,而砂颗粒磨损较慢,有磨损突出的砂颗粒,就足以保证横向力系数和小雨天的抗滑、防漂要求。
本规范规定“高寒和寒冷地区各级公路水泥路面的停车带边板和收费站广场,可不制作宏观抗滑沟槽。”这条规定主要是从抗(盐)冻耐久性出发作出的,停车带及收费广场车速较低,由于盐水、冰水会滞留在抗滑沟槽内,结冰会胀坏沟槽的边棱。因此既安全又耐久的方式是这些部位不做抗滑沟槽。
9.2.3 抗滑构造的恢复: 提出新旧路面抗滑不足时, 使用磨平后恢复粗细抗滑构造的方法。¶
9.3 混凝土路面养生¶
9.3.1 养生方式选择: 滑模、轨道施工的水泥路面要求养生的面积过大, 不适宜使用围水养生。¶
9.3.2 喷洒养生剂的要求:现有的养生剂保水率不高,推荐加大喷洒养生剂剂量、喷洒¶
双层养生剂或一层养生剂再覆盖塑料薄膜等养生方式,保证养生效果。
9.3.3 覆盖养生要求:保湿膜是国内2002年研制出的新型养生材料和方式,底部是吸水保湿膜,上部为黑色吸热隔水塑料薄膜,保温、保湿效果较好。¶
9.3.5 养生时间规定及初期保护: 粉煤灰水泥路面更要加强养生, 延长养生天数不少于 28d。这项养生要求是针对粉煤灰水泥路面只有长期保持湿度, 才能获得较高的后期弯拉强度而提出的。¶
10 特殊气候条件下的施工¶
10.1 一般规定¶
10.1.1 要求路面摊铺期间,有专人从国家、省、当地气象局或新闻媒体及时准确接收、汇总和记录气象预报,异常天气应采取暂停施工或采取必要的防范措施,并调整施工方案。¶
10.1.2 规定必须停工和不得开工摊铺水泥路面的恶劣天气条件,待建工程不得开工。¶
1 现场降雨: 主要是为了防止软混凝土表面水泥浆被冲刷, 垮边或平整度损失。
2 刮风天:为了防止软混凝土表面的塑性收缩开裂,并首次规定了强制停工的临界风速和风级。
3 高温季节:为了防止温缩开裂、塑性收缩开裂和接缝拉开量过大。给出了高温天气的临界数据。
4 低温季节:首次明确了水泥路面允许低温天施工,并给出了低临界数值。根据本规范评审专家的意见:水泥路面不允许负温施工。
10.2 雨季施工¶
10.2.1 防雨准备:雨季施工应提前做好场地防淹、预备覆盖材料及制作防雨篷等防雨准备工作。¶
10.2.2 防雨水冲刷¶
1 水泥路面铺筑过程中遭遇降雨,应即刻停工,并要求紧急覆盖刚摊铺的路面免遭雨水冲刷。
2 雨水冲刷路面的处理措施: 规定已遭受降雨冲刷的路面, 按平整度破坏程
度不同,采取研磨平整、硬刻槽或铲除重铺等措施。
3 雨后摊铺:降雨后,应排除或清除料场、道路和基层积水,方可开工。
10.3 风天施工¶
10.3.1 刮风天:应采取表 10.3.1 规定的养生抹面措施,防止路面发生塑性收缩开裂。防止塑性收缩开裂的基本措施有三项:¶
(1)尽早喷足量养生剂阻止蒸发。
(2)在不压坏抗滑构造的前提下,既喷大量养生剂又尽快覆盖塑料薄膜,阻断蒸发。
(3)保证平整度的机械抹面,压缩掉因快速蒸发形成的水泥路面体积收缩量,略压低1\~2mm左右表面厚度,即可消除平面开裂。再喷足量养生剂或覆盖塑料薄膜、麻袋、草袋等养生,并保证抗滑构造。
干热风对路面开裂的影响研究表明:经过水泥路面开裂蒸发率的实地测量,要采取防裂措施的开裂临界蒸发率应为 \(0.5kg/h\cdot m^{2}\) (实测开裂最小值为 \(0.53kg/h\cdot m^{2}\) ),风速5m/s左右。而不是国外标准的 \(1.0kg/h\cdot m^{2}\) ,风速大于6m/s。前者是薄壁混凝土结构的开裂临界蒸发率,公路工程薄壁结构施工期防裂应按 \(0.5kg/h\cdot m^{2}\) 进行控制;后者为一般结构开裂临界蒸发率。大风天,不允许使用人工重新抹面,丢失机械施工路面的优良平整度,但表10.3.1规定可使用机械抹面方式防裂。经过计算,路面发生塑性收缩开裂的混凝土路表面体积收缩量为0.5%\~1.0%之间,只要能够将表面压低1\~2mm,就可保证不再发生塑性收缩开裂。如果不管多大风速的天气强制施工,必须装备整个横断面的斜压辊或叶片式重型抹面机。这样抹面的结果致使水泥路表面刮风天迅速硬化,无法软做粗细两级抗滑构造,必须采取钢丝刷刷出细观抗滑构造和硬刻出宏观抗滑构造的措施来保证高等级公路所要求的粗、细两级抗滑粗糙度和沟槽。
10.4 高温季节施工¶
10.4.1 高温天施工:定义不宜进行混凝土面板施工的高温天气条件。高温施工的关键:一是控制拌合物的工作性能够顺利摊铺;二是保持混凝土拌合物摊铺温度不超过 \(35^{\circ}\) C,防止面板温差开裂;三是高温施工时,蒸发率很大,要加强洒水和覆盖养生,防止塑性收缩开裂及干缩开裂。¶
10.4.2 高温季节铺筑水泥路面应采取的措施:¶
1 避开高温时段,选择在早晨、傍晚或夜间施工。
2 采用拌合物降温保塑措施:砂石料堆遮阳;用冷水或冰屑水;掺足量的粉煤灰或磨细矿渣;加足够的缓凝剂、保塑剂和缓凝减水剂。
原材料的降温作用可以通过混凝土配合比的热工计算得出。其中,砂石料堆遮阳覆盖防止不被太阳曝晒升温的作用最大。由于配合比中单位用水量较小,用冷水或冰屑水拌和降温作用有限,一般仅降1\~3℃。实测表明:掺足量的粉煤灰有延缓拌合物初凝时间约半小时左右的效果,掺足量的磨细矿渣有缓凝拌合物初凝时间约一刻钟左右的效果,但热天施工不得掺硅灰,硅灰有促凝作用,热天使用硅灰初凝时间比纯水泥的初凝时间要短45min左右。加足够的缓凝剂、保塑剂和缓凝减水剂的含义有两层:一是热天施工,必须掺缓凝、保塑型外加剂;二是热天应加大到摊铺所要求的足够剂量,可比正常施工大,具体掺量应由当时气温下的拌和试验得出。
3 覆盖车内拌合物。
4 加快施工各环节的衔接,压缩各工艺环节所耗费的时间。
5 路面搭篷:高温时段遮荫施工。
6 温度检测: 监控气温、水泥、拌和水、拌合物及路面温度。必要时加测混凝土水化热。
7 加强洒水养生:确保水泥路面表面不发白,并保持足够的湿度。
8 提早切缝防止断板。
其他高温施工措施,如降低水泥温度和水化热温升等措施,已在本规范3.1.1条和3.1.4条中进行了规定,如3.1.1条规定除低温天施工和有快通要求外,宜采用普通型水泥。从降低水泥的水化热温升来看,高温季节不应使用R型水泥,R型水泥热天的水化反应过快、温升值过高,在刮风、阵雨和夜间冷冲击情况下,极易产生温差裂缝。另一个原因是热天R型水泥凝结硬化很快,若不采用大剂量缓凝剂、保塑剂,运到摊铺机前混凝土已经没有坍落度,螺旋布料器布不动料,强行摊铺将严重影响路面密实度和平整度。
本规范3.1.4条中规定了水泥搅拌时的初始温度,按照水泥水化反应动力学,水泥初始温度对其反应速度其决定作用,当水泥初始温度高 \(10^{\circ}\mathrm{C}\) ,水泥水化反应速度将加快一倍,所以,高温水泥对其凝结硬化速度和可摊铺性能影响巨大,这就是《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T037.1)及国外规范硬性规定拌和时的水泥温度不得大于 \(50^{\circ}\mathrm{C}\) 的理由,但由于实现有相当困难,本规范才适度放宽了对南方的水泥搅拌初始温度规定,但是应明确,这对摊铺施工有不利影响,增大了拌合物凝结时间控制的难度。
10.5 低温季节施工¶
10.5.1 低温季节施工:规定气温区间和应采取的蓄热施工措施。在建筑工程中,低温施工方式有很多种,本规范考虑到水泥路面施工时的原材料用量巨大,除了水可加热外,砂石料几乎不可能加热使用;另外,水泥路面施工是野外流动作业,位置和地点都极不固定,所以建筑行业许多行之有效的方法,大多数不适用于水泥路面的野外流动施工。本规范对低温施工规定加早强剂、促凝剂的保温保湿蓄热施工法。这种方法实践证明是切实可行的水泥路面低温施工方法。¶
1 优选早强剂和促凝剂及其掺量。
2 选用总水化热量较大的水泥:应采用 R 型水泥或单位水泥用量较多的 32.5 级水泥。不宜掺粉煤灰。粉煤灰的持续水化需要两个条件:一是长期保持足够的湿度;二是要有足够的温度,两者缺一不可。否则,粉煤灰不能水化和提供长期强度,水化不了的粉煤灰在混凝土是有害无利的。
3 控制拌合物温度: 搅拌机出料温度不得低于 \(10^{\circ}C\) ,摊铺混凝土温度不得低于 \(5^{\circ}C\) 。在养生期间,应始终保持混凝土板温度在 \(5 \sim 10^{\circ}C\) 之间,最低不得低于 \(5^{\circ}C\) 。因为混凝土只有在这样的最低水化温度下,才可能缓慢增长强度,并保持较高的后期强度增长率。
4 加强保温保湿覆盖养生。
5 测温: 加测气温、水泥、拌合水、拌合物及路面的温度, 每班至少测定 3 次。
10.5.2 抗冻临界强度: 在水泥路面弯拉强度尚未达到 1.0MPa, 抗压强度尚未达到 5.0 MPa, 路面严禁遭受冰冻。这些是公认的临界数值, 参见《冬期施工手册》。¶
10.5.3 低温养生和拆模:¶
1 低温施工的水泥路面覆盖保温保湿养生的最少天数不得少于 28d。
2 低温环境下采用立模施工方式施工的水泥路面拆模时间应符合表 7.2.4 的规定。
11 施工质量检查与验收¶
11.1 一般规定¶
11.1.1 施工质量的监控、管理与检查:对出现的问题或检验出的问题,立即进行纠正或停工整顿,问题不解决不得开工。确保工程质量,为施工质量验收与评定打好坚实的基础。¶
11.1.2 施工质量管理规定:1款是按质量管理体系的规定,事先有检测计划,施工中从人力到设备仪器落实,并及时检测。2款是施工质量检测、控制和管理的内容。¶
11.2 铺筑试验路段¶
11.2.1 铺筑试验路段: 规定二级公路以上水泥路面工程, 使用滑模、轨道、三辊轴机组、碾压混凝土机械施工时, 在正式摊铺水泥路面前, 均必须铺筑试验路段, 并不短于 200m。高速公路、一级公路宜在主线外试摊铺, 非在主线上摊铺不可的, 应准备及时铲除不合格的路面。没有经验的施工单位无论摊铺任何等级公路都应做试验路段。有经验的施工单位, 由于原材料和混凝土配合比发生了变化, 需要检验, 同时摊铺机上设定工作参数也必须依据新情况进行调整。¶
11.2.2 铺筑试验路段的目的:通过试拌和试铺全面检验整套施工工艺中的每个施工工艺环节:检验机械系统配套和生产能力、适宜摊铺的拌合物施工参数、工艺流程与质量、技术和操作实地培训、施工组织、掌握所有质量指标检验方法、检验生产调度指挥系统。¶
11.2.3 总结试铺效果: 目的是发现问题, 改进不足, 为正式摊铺做好更充分准备。其次, 进行试验路段的质量认可和正式开工审批。¶
11.3 施工质量管理与检查¶
11.3.1 施工中的质量管理¶
1 开工许可: 必须得到开工令后, 方可开工。
2 质量自检: 规定原材料、拌合物、水泥路面的自检项目、频率及其技术指标。监理应按施工单位自检频率的 1/3 进行抽检或旁站, 监理和质检部门应对施工单位的检验结果进行检查认定。当施工、监理、监督人员发现异常情况, 应追加试验检查。
这里需要说明的问题有:
(1)原材料检验批量和频率:机械化施工的原材料批量规定比《水泥混凝土路面施工及验收规范》(GB 97—87)放大了很多,检验频率降低了不少。譬如水泥的抗折强度、抗压强度和安定性,机械摊铺由200t放大到了1500t,小型机具也从200t放大到了500t。原材料质量会不会失控?实际证明不会,水泥等原材料检验批量的放大,首先是大型机械施工的客观需要,检验批量似乎很大,频率似乎过小,实际上相当于滑模大型机械摊铺8m宽、日进度800m路面2\~3d的水泥总用量,单幅路面4\~6d的用量。另一方面,在我国高速公路、一级公路水泥路面施工中,一般情况下都由建设方指定了当地质量好、信誉高的大型旋窑水泥厂及砂石料场,并按路用品质要求在供货合同中签订了技术指标,其水泥质量稳定性和可靠程度较高。在此基础上,检验批量的规定既要确保质量,又要兼顾施工单位可实际做到的工作量。
(2)增补质检项目:表11.3.1水泥路面的检验大部分项目引自《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071),仅对部分质量指标作了适当增补,提出了更详细的要求,根据水泥路面工程质检需要增加的项目有:钻芯劈裂强度、切缝深度、填缝饱满度、连接摊铺纵缝高差、胀缝缺陷、胀缝板连浆、倾斜、弯曲和位移、传力杆偏斜。钻芯劈裂强度用于检测铺成路面的真实强度,小梁弯曲试验仅对检验配合比有效,试件处在标准养生条件中,并不能代表路面上实测强度。重要的是路面小梁弯拉强度不足时,返工命令只能按真实路面实测劈裂强度确定,才是公正合理、令人信服的。其他是水泥路面接缝应增加检测的项目,高质量的水泥路面必须做好接缝,没有检验要求不行。路面检验频率比质量评定的多,主要不是从评定,而是按控制住所要求的质量,又切实可行,来确定检验频率。
3 控制质量稳定性: 混凝土拌合物的稳定性取决于原材料稳定及搅拌楼配料精确度; 而路面铺筑的质量稳定性除满足上述条件外, 还要求现场水泥路面的铺筑及关键设备如摊铺机、布料机、三辊轴整平机、刻槽机、切缝机等
的操作应规范稳定。
11.3.2 三大关键质量指标的自检规定:水泥路面除应按表 11.3.1 规定的检查项目和频率自检外,其平整度、弯拉强度和板厚要求尚应符合下列规定:¶
1 平整度:本规范规定3m直尺平整度作为路面施工质量控制检测项目;动态平整度作为交工验收的质量评定依据。3m直尺检测平整度,只反映小波长的不平整度,不反映大波长,只能作为施工过程中的质量控制检测项目。用平整度仪检测动态平整度,精确度较高,能较客观地反映路面在设计车速行驶中平整度的实际情况,可作为二级及二级以上公路交工验收时工程质量的评定依据。但在施工养护期中,为防止压坏路面,平整度检测车不能上路面检测。作为设计时速很高的高速公路、一级公路水泥路面施工技术的配套检测手段,确定用动态平整度仪检测的结果作为交工验收时工程质量的评定依据是合理的。本规范与质量评定标准不同的是提出了3m直尺检测平整度合格率的规定。
2 弯拉强度:本规范在检验弯拉强度上有下述明确规定:混合料是搅拌楼生产过程中随机取得的;试件振捣成型方式应为标准振动台,不得使用振捣棒或自制振动板;试件为标准尺寸;养生方式为标准养生;检验频率是高速公路、一级公路每工作班日进度小于等于500m留2组;500\~1000m取3组;大于等于1000m取4组,其他公路略少,见表11.3.1。28d先测弯拉强度,再测断头抗压强度,断块抗压强度仅做参考。断头抗压强度由于有两侧多余部分的支撑和抗剪切作用,一般认为比立方体试件抗压强度大得多,其实,弯拉强度试件的断头是受到损伤的,大量统计结果表明:断头抗压强度仅比立方体抗压强度大5%\~8%,完全可以作为混凝土强度等级的参考值。在路面、桥面连续摊铺施工中,有对应的抗压强度将带来很大的便利。
3 板厚
(1)双指标控制返工板厚:摊铺后板厚可在侧面用尺测量,当板厚不足时,应以行车道横坡低侧面板钻芯厚度和面板平均厚度两项指标均满足设计厚度允许偏差(不薄于10mm)作为返工判定依据。这里板厚返工时,要求按双参数控制,在面板平均板厚基础上增加了行车道横坡低侧面板钻芯厚度要求。也就是说,两项指标中有一项不合格者、或两项都不合格,即要求返工。对于行车道低侧边缘提早破损问题,新修订设计规范考虑了偏载系数,本施工规范也有意从板厚的检验标准进行设防,目的是努力提高行车道面板的使用寿命。
(2)板厚统计变异系数:按可靠度理论进行的混凝土路面设计要求严格控制板厚的变异系数,将板厚变异系数控制在不同等级公路的允许偏差范围内。
11.3.3 路面铺筑过程中的质量检验技术要求¶
在水泥路面铺筑过程中,施工单位自检水泥路面技术指标和质量评定标准应符合表11.3.3的规定。其中部分质量指标在《公路工程质量检验评定标准》(TJT 071)的基础上作了适当增补,提出了更详细的要求,增加了连接机械摊铺纵缝高差、切缝深度、胀缝板连浆、倾斜、弯曲和位移、传力杆偏斜的检测要求,增加的实际路面钻芯劈裂强度应换算为弯拉强度进行评定。
11.3.4 施工技术资料的整理:为检测资料整理、管理和编制方式,同时要求保存照片和录相资料。¶
11.4 交工质量检查验收¶
11.4.1 申请交工验收:规定施工单位应提供齐全的交工验收检测结果、资料和总结报告。¶
11.4.2 质量问题处理¶
当二级以下公路采用砾石混凝土时,用钻芯劈裂强度 \(f_{sp}\) 推估弯拉强度 \(f_{c}\) 时,可参考下式估计:
\(f_{c} = 1.607 + 1.035 f_{s p}\tag{7}\)
由于我国实际工程中水泥、集料、含泥量、外加剂、掺合料等原材料变化较大,如最大公称粒径由圆孔筛40mm减小为方孔筛31.5mm,允许采用机制砂和淡化海砂,特别是配合比中增加了双掺(外加剂、掺合料)要求,弯拉强度提高较多,用公式(11.4.2-1)、(11.4.2-2)和式(7)推算弯拉强度结果均会有相当的出入。注意本规范的提法,上述公式仅适用于公路等级为二级及其以下公路(因为统计出这些公式时,我国仅有二级及其以下公路),计算结果只能认为是估计,是用来判别面板弯拉强度有无问题的。无问题,二级及其以下公路可通过;估计的弯拉强度不足,通不过时,用上述公式要求施工单位返工,也不足以服人,宜执行高速公路、一级公路的规定。
本规范同时规定“高速公路、一级公路应通过试验得到各自工程的统计公式,试验组数不宜小于15组”。特别是当岩芯弯拉强度不足,要求返工时,最有说服力的是各自工程的统计公式计算结果或直接从路面上切取的小梁实测结果。
综上所述,不论是现在,还是将来,只宜采用本规范所规定的方法:二级及其以下公路将公式(11.4.2-1)、(11.4.2-2)和式(7)的计算结果当做估计判别值,高速公路、一级公路应按工程所用的原材料和配合比通过试验得到各自工程的统计公式。当各标段的原材料或配合比不同时,也应另行统计;当本路段原材料或配合比变化时,亦应另行统计。
2 平整度改善:提出动态平整度检测要求及平整度欠佳部位的处理措施。
3 板厚评判和返工标准:采用上述板厚双指标进行控制。
11.5 工程施工总结¶
11.5.1 规定水泥路面施工总结和质量管理检测报告的编写项目、要求、内容等细节。¶
\~ 特别是对首次使用新技术的施工单位提出了认真总结经验和编写试验总结报
11.5.4 告的要求。这将有利于不断提高使用新技术新工艺的水平。¶
12 安全生产及施工环保¶
12.1 一般规定¶
12.1.1 施工中,应树立安全第一的思想,增强员工的环保意识,建立健全安全生产和环保制度。¶
12.2 安全生产¶
12.2.1 施工安全与交通安全规定,特别应重视大型机械施工时的安全问题,杜绝人身伤亡事故的发生。¶
12.3 施工环境保护¶
12.3.1 分别提出施工现场的文明施工、污染物处理排放、材料堆放和设备停放的规定。¶
12.3.3¶
施工环境污染是造成整个社会环境和生态环境恶化的重要原因之一,随着我国对环境治理措施的逐渐加强,施工造成环境污染问题已经急迫地摆在公路建设者面前,本规范增加的这一节,是要求在可能的条件下,尽量减轻公路建设所带来的环境污染,造福人类,也造福我们自身。