水泥混凝土路面不平整因素和提高平整度的工艺措施

一、引言
水泥砼路面因其具有强度高、稳定性好以及使用寿命长等优点，所以在高等级公路建设中应用较广泛。然而水泥砼路面的平整度的好坏直接影响路面的使用质量和行车的舒适性，因此提高其平整度问题便成为业内人士关注的重点。
本文对水泥砼路面不平整的因素进行了分析，并提出了提高平整度的工艺措施。


二、水泥砼路面不平整的因素
1.水灰比控制不严。砼拌制过程中，由于水灰比控制不严，拌和料坍落度出现波动导致摊铺不均匀。坍落度过小和易性差对人工抹平不利，坍落度过大造成砼表面浮浆过多，人工抹平后出现不同程度的抹印，影响路面的平整度。
2.剂量不准的影响。如果配料未采用准确的计量装置，骨料和水泥的比例不稳定，或砂的含量时多时少，都会影响拌和料的和易性，造成密实度不均匀，导致收缩不均匀，影响路面的平整度。
3.振捣不实或振捣过度，或提浆刮平不好，都会给人工做面带来困难，造成平整度不理想。振动梁的刚度不足，使用时造成下挠变形，也会使砼路面呈现中部微凹不平的局面。
4.横板的设置对平整度的影响。路面的标高和平整度都有赖于横板支设的稳固和横板顶面的标高，横板接头处要丝毫无差。
5.模板控制不好，人工难以找平。混凝土终凝前必须用人工或机械抹平其表面。人工抹平劳动强度大、工效低，而且会把水分、水泥和细砂带到混凝土表面，致使它比下部混凝土多浆，导致其干缩性高强度低。
6.胀缩缝和施工缝影响路面的平整度。水泥砼路面的胀缝处是路面的薄弱环节，其好坏对路面的使用质量和路面的平整度影响较大。
7.水泥砼路面施工机械和施工工艺的落后，以及施工中的操作不认真都对水泥砼路面的平整度影响较大。


三、提高水泥砼路面平整度的施工工艺
从水泥砼路面施工工艺和施工流程来看，要想提高水泥砼路面的平整度，必须从施工工艺和施工方法上下功夫，从混合料的拌和到水泥砼路面的成型应采用先进的大型拌和设备和施工机械设备，以满足施工的连续性和减少水泥砼路面施工缝。
根据混合料摊铺采用的方法进行配合比设计和试配。一般道路砼抗压强度为30MPa，抗折强度为4.5MPa，采用普通425＃水泥，初始水灰比可控制在0.45～0.5之间，坍落度要求3～5厘米。若工期紧为了加快施工进度，早脱模，同时使砼更好的收缩密实，可提高砂的含量，骨料采用连续级配或最大粒径3厘米，若为提高强度节省水泥，可减少砂的含量，骨料采用间断级配以增大粒径。
1.坚持配料过磅，并要检查砂石含水量及袋装水泥亏重情况，以保证配料准确。
2.必须有专职技术人员检查拌料时间和坍落度，以保证拌和料的均匀性和水灰比准确。
3.对施工的支撑面，必须提早洒水湿润，防止基层吸收水分，导致含水量不均。
4.模板尽量采用钢模，其刚度较好，易于支承稳固，模板平整光洁，使用期长。
5.对拌和不均匀或运输过程中发生离析的混合料，摊铺前必须重新翻拌均匀，否则不得进行下道工序的施工。摊铺时混合料不得抛掷，尤其是近模处要反扣铁锨铺放，不准用铁锨推平。摊铺时要考虑振捣下沉值，并尽量铺平。
6.应用平板振捣器要纵横向全面振捣，相邻行列重叠20厘米左右，防止漏震和震捣不足，也要防止震捣过度，一般以混合料停止下沉表面泛浆不再冒泡为度，以免产生分层离析。应用插入式震捣棒要仔细认真震捣，要尽量减少接缝处的微鼓翘脊现象出现。
7.搓平板和抽浆刮平时，要注意前后工作的衔接，避免出横向痕迹。
8.采用真空吸水工艺时要注意脱水时间，要由专人实测吸水率。
9.抹面是平整度的关键工序。为避免模板不平和模板接头错位给平整度带来不利影响，横向搓刮后还要进行纵向搓刮，同时要辅以3米直尺检查。搓刮前一定要将模板顶清理干净。
10.用拉毛的方法来提高路面的平整度。


四、提高碾压水泥砼路面平整度的施工工艺
碾压水泥砼路面(简称RCCP)是采用沥青砼路面施工工艺，将干硬性水泥砼(简称RCC)摊铺、压实成型的一种新型水泥砼路面。RCCP路面既具有普通水泥砼路面高强度、稳定、耐久的特点，又兼有沥青砼路面的施工周期短、施工方便和快速开放交通等优点，因而引起世界各国的重视。美国、西班牙、法国、德国和日本等国都进行了RCCP路面铺筑试验研究，并取得了较大的进展。80年代初，我国也开始进行RCCP路面铺筑技术的试验研究，并铺筑了一些试验路段，取得了大量的研究成果。


但是纵观国内外的研究成果可以发现路面平整度问题仍是公认的难题，路面平整度的不足制约了碾压砼路面在高等级公路上的应用。下面从影响碾压砼路面平整度的因素和提高碾压砼路面平整度的关键技术两个方面进行分析。
1.影响碾压砼路面平整度的因素分析
从碾压砼路面施工的工艺流程上可以看出，碾压砼路面在路面性能上虽然属于水泥砼路面的范畴，但在摊铺和碾压等成型工艺上却更接近于沥青混凝土路面，摊铺后的路面必须经过碾压才能成型。因此要提高其成型后路面的平整度，首先要保证摊铺的平整度，其次是减少碾压过程中对路面平整度的破坏。
(1)影响路面平整度的因素
目前大型沥青摊铺机均采用浮动熨平板形式，浮动熨平板在工作时悬浮在混合料上，只有当熨平板受力平衡时才能保证摊铺厚度均匀一致。当摊铺速度或摊铺材料的性能指标发生变化时，熨平板的受力平衡状态被破坏，摊铺厚度发生变化导致路面平整度差。因此提供适合摊铺的砼混合料并保持砼材料性能的稳定和控制摊铺速度的均匀是保证路面平整度的关键。
(2)影响碾压后路面平整度的因素
碾压砼路面摊铺后，在压路机碾压的同时，路表层产生一定的水平推力，路面会产生一定的推挤性，从而造成除了摊铺时的不平整外，还造成摊铺后路面的各种不均匀、碾压的不均匀和基层的不平整，这些都反映为路表面的不平整。因此，若要保证摊铺平整度，就要提高摊铺预压密实度、摊铺的均匀性、碾压的均匀性和减小压实沉降，这些是提高路面最终平整度的技术关键。
根据以上分析，提高碾压砼路面平整度的关键技术和影响因素可归纳为以下几点：
①宜用摊铺机摊铺，以减小离析和碾压推挤；要注意混凝土稠度指标和集料级配。
②提高摊铺平整度，要注意混凝土稠度的稳定性和摊铺速度的均匀性。
③减小压实沉降，要注意提高预压密实度。
④提高压实沉降的均匀性要注意基层平整度、摊铺均匀性和碾压均匀性。


2.提高碾压混凝土路面平整度的关键技术
(1)适宜的碾压砼稠度指标和集料级配。稠度是反映碾压砼材料和易性的关键指标，适宜的稠度可提高摊铺的平整度并获得足够压实度，并可减少碾压的推挤作用，从而提高路面平整度。通过做试验路和考察得出：路面平整度随混凝土稠度的增大而提高，但稠度过大导致难以压实。综合考虑砼稠度对路面平整度的影响，砼的稠度(“半出浆”改进VC值)以40±0.5s为宜。
由于碾压砼单位用水量小，混合料粘聚性差，如与普通水泥砼路面一样采用集料最大粒径40mm，则很难保证路面平整度和质量(强度压实度等)。根据试验结果和一些资料，并综合考虑施工质量和工程费用等因素，认为其集料的最大粒径以不超过20毫米为宜。
通过对于不同集料级配的混凝土进行稠度、易修整性、低离析性、可压实性及强度等指标的考核及一些试验的结果表明，集料级配对碾压混凝土的施工性能及强度影响很大，适宜的集料级配通常为砂率35～47%的连续级配(级配曲线略)。
(2)保持稠度稳定性。要保持混凝土稠度的稳定性，必须从以下几个方面采取措施：加强料场管理，保持砂石材料含水量及级配的相对稳定；选用强制式拌和机，保证拌和充分；选择有效的砂石含水量检测和原料计算系统，将砂石含水量等原材料品质变化对混凝土性能的影响控制在尽可能小的范围内；采用缓凝型减水剂，减少混凝土稠度的变化。
(3)提高摊铺均匀性。主要是指减少摊铺过程中的离析和保持预压密实度的均匀性。在混合料品质(集料最大粒径和混凝土稠度)确定以后，摊铺过程可能造成离析的主要环节是分料和面料过程。实验证明，保持分料螺旋内的料位高度稳定、均匀是减少摊铺中离析的关键，适宜的料位高度是在面料螺旋中心轴以上叶片的2/3左右。当混凝土配合比和摊铺机型号确定后，对摊铺质量影响最大的(也是可调范围最大的)是摊铺速度。保持稳定的摊铺速度是提高路面平整度的关键。通过分析和试验证明，提高摊铺预压密实度均匀性的主要措施有：根据工程规模，合理进行“拌和—运输—摊铺”系统的机械配套，使系统处于最佳的运行状态；选择适宜的摊铺速度，保证摊铺作业的连续性。根据试验路的观测和分析，摊铺速率宜控制在0.6～0.9米/分钟之间，排除运料车对摊铺机的冲撞等干扰因素，保持摊铺速率的稳定。
(4)增大预压密实度。采用沥青摊铺机摊铺的超干硬性碾压混凝土材料，提高预压密实度的有效途径是配备高密实度熨平板大型摊铺机(高密度摊铺机)。因此机械选型时不仅要看摊铺机的型号，还要检查熨平板的型号，保证熨平板具有摊铺干硬性砼所具有的功能。实际工作时，对不同型号的摊铺机可设定不同的熨平板工作参数，为保证路面质量以摊铺后预压压实度达到88～89%为宜，最低不要低于85%。
(5)保持碾压均匀性。保证碾压的均匀性必须从压实机械选型、碾压工作段长度和碾压次序及工艺等方面采取措施。综合考虑平整度和压实度两方面的要求，推荐采用自重10～12吨、高频(最低30Hz、推荐40Hz以上)、低幅(建议1毫米以下)的振动压路机作为主导压实机具。从减少压路机的停机、换向和启振动造成推挤导致压实不均匀的角度考虑，期望尽可能延长碾压工作段长度。另一方面，碾压段过长会导致碾压延迟时间增加，使混凝土的可压实性变差和强度降低。从这两个方面考虑，经试验认为，以45米摊铺长度作为一个碾压工作段比较合适。为稳定表面减小推挤，在振动压实之前必须进行初压(静压)。初压1～2遍后即可进行复压。复压采用振动碾压方式，碾压轮的重叠宜为轮宽的1/3～1/2，以利消除压痕和提高路面平整度。复压是混凝土压实的主要工序，压实沉降会较大，所以复压时应注意保证路面全面积范围内碾压的均匀性，以减少碾压对平整度的破坏。
(6)严格控制基层平整度。由于碾压砼路
面对基层平整度的敏感性要大于普通固定模板的水泥混凝土路面，因此基层的平整度如果不认真对待和处理，就会造成局部平整度差，这对提高路面平整度十分不利。
(7)认真处理施工缝。在规模化生产情况下，虽然施工缝的数量少，但也影响路面的平整度。施工缝的处理应以锯切缝为最好。
(8)合理操作，减少失误。由于碾压砼路面具有材料易干硬和易碾压成型的特点，摊铺过程中或碾压过程中任何的作业失误，都可能造成局部表面损坏，都会对路面平整度造成损害，因此从找平基准钢丝的张拉、保护到压路机的停顿转向等各个操作环节都必须制定详细的操作规程，要对上岗人员进行培训，以保证合理操作减少失误。


五、结语
本文对水泥砼路面不平整因素的分析和提出的提高水泥砼路面平整度的工艺措施是对其理论和实践经验的总结，由此可知要保证路面平整度，必须采用先进的施工设备、先进的施工方法和科学的管理手段，严格控制每道施工工序，认真把好每道关，一句话要精心施工。