摘要：水泥混凝土路面以其抗压、抗磨损、高稳定性等诸多优越性的性能，得以在各级路面上应用，隧道水泥混凝土施工技术的不断提高，在中国高等级公路中水泥混凝土路面逐渐增多。本文根据几处高速公路隧道混凝土路面的施工实践，总结出常规高等级路面混凝土施工技术。
关键字：高速公路隧道路面混凝土技术
Abstract: the cement concrete pavement in the compression, wear resistance, high stability, and many other advantages of performance, at all levels to road in application, tunnel construction of cement concrete technology improved, the high grade highway in China in the cement concrete pavement increase gradually. This paper according to the several highway tunnel construction practice of concrete pavement, summarized the conventional the highway construction technology of concrete.
Key word: highway tunnel pavement concrete technology
中图分类号： U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
0引言
水泥混凝土路面包括素混凝土、钢筋混凝土和混凝土小块铺砌等面层板和基（垫）层所组成的路面。目前采用最广泛的就是素混凝土路面，简称混凝土路面，即除接缝区和局部范围边缘和角隅外不能配筋的混凝土路面。因其物理、力学特性，已被广泛用于高等级路面、机场道路、过水路面及停车场道路工程中。这类路面与其它路面相比其优点为：强度高，稳定性好，整体性强，耐久性较好，反光强，夜间能见度好，养护费用少，经济效益高，能适应现代化重载，快速而繁忙的效能运输要求。缺点如：材料用量大，接缝多，施工难度大，开放交通迟，养护时间长，修复难度大。
1施工准备工作
水泥混凝土路面施工要求各工序平行流水，相互交错，施工机械、工具、劳力必须密切配合。工程使用的品种多、数量大、要求严，必须进行科学管理，道路施工现场分布面广、作业战线长、条件差，必须有严格的施工组织设计，施工前应做好充分的准备，龙其对进场材料的试验，做好路面水泥混凝土的配合比设计。
1.1水泥混凝土配合比设计
混凝土配合比是由试验确定，其试配强度按有关规范选取一般按抗压强度作配合比设计，以抗折强度作强度校核。
① 水灰比确定
试配水灰比可参照《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ/T55-96）计算，公路、城市道路和厂矿道路混凝土一般的经验水灰比为0.40～0.55.
②混凝土的单位用水量
③单位用水量可用下面的经验数值，碎石150～170kg/m3。
④砂率
应按碎（砾）石和砂的用量、种类、规格及水灰比确定，可规范选用。
⑤塌落度
混凝土拌合物还应有适当的施工和易性；一般规定坍落度为0～30mm。
1.2混凝土摊铺准备
混凝土摊铺前，为确保工程的进度和质量，应先对基层进行检查和整修，基层表面应洒水润湿，以免混凝土底部水分被干燥的基层吸收变得疏松，以免产生裂缝。
2水泥混凝土路面施工及技术要求
水泥混凝土路面工程基本施工工序为：施工准备；测量放线；模板安装；传力杆安设；砼拌和物拌和与运输；拌和物摊铺与振捣；接缝施工；纹理制作；混凝土表面整修养护与填缝。
2.1模板制作与安装
2.1.1模板制作
选用有足够刚度的钢模板，用于设置纵缝和施工缝的模板，应根据设计要求留传力杆或拉杆的置放孔，模板高度应与面板厚度一致，误差为2mm。
2.1.2模板安装
安装模板前应对基层进行检测，模板的平面位置与高程应符合设计要求，平面位置偏差不大于5mm，纵向高程偏差不大于3mm，模板应安装稳固，能承受摊铺、振捣、整平时的冲击和振动作用。模板间的连接应紧密平顺，不得有错缝、错位和不平顺现象，模板接头处及基层与模板之间应填塞紧密以防止漏浆，模板高出的基层削平以保证混凝土路面板的厚度。
2.1.3模板拆除
模板拆除时间要根据气温和混凝土强度的增长而确定，拆模时间可根据表3确定：
2.2水泥混凝土的制备与运输
2.2.1制备
选用拌和质量较好的强制式或锥形反转出料的混凝土拌和机，3仓计量斗自动计量，混合料拌和前，应先在拌和机内用适量的拌和物或砂浆试拌并排除，然后按规定的施工配合比进行拌和，向拌和机投料的顺序宜有利于拌和均匀，通常为碎（砾）石→水泥→砂。材料进入拌和机后应边拌和边加水，投入外加剂的顺序应根据使用规定确定，应在尽可能短的时间内将混凝土拌和均匀。每台班或拌和200m3混凝土拌和物，应制作两组抗折强度试验的试件，必要时可增制抗压强度试件。水泥混凝土拌和机拌和时间见表4。
2.2.2运输
混凝土运输采用混凝土拌运输车，振捣拌和物的振动板功率应不小于2.2kw，装运拌和物的混凝土运输车内壁应平整、光洁、不漏浆，使用前后应冲洗干净。在运输途中混合料明显离析时，摊铺时应重新拌匀。
2.3摊铺、振捣与表面整修
2.3.1摊铺
混凝土拌和物摊铺前，应对模板和基层等进行全面检查，以保证混凝土摊铺厚度大于22cm时，应分两层摊铺总厚度3/5。摊铺时，料铲应反扣，严禁抛掷和耧耙，防止拌和物离析，两层铺筑间隔时间不得超过30min。
2.3.2振捣
振捣时插入式振捣器与平板式振捣器配合使用，应先用插入式振捣，插入式振捣器功率应不小于1.1kw，插入式振捣器的移动距离不宜大于作用半径的1.5倍，至模板边缘的距离应不大于其作用半径的0.5倍。振捣时应避免碰撞模板、钢筋、传力杆和拉杆。平板振捣器纵横振捣时应重叠10～20cm。振捣器在每一位置的停留时间应足够长，平板振捣器不宜少于15s，插入式振捣器不宜少于20s，以便将混凝土拌和物振捣密实。当拌和物停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆时，混凝土即被振捣密实，但不应过振。振捣时应辅以人工找平，并随时检查模板；如模板发生位移、变形或松动，应及时纠正。振捣作业应在混凝土拌和物初凝前完成。混凝土分两次摊铺，振捣上层混凝土拌和物时，插入式振捣器应插入下层拌和物5cm以上，以便上下两层形成整体；上层混凝土拌和物的振捣必须在下层拌和物初凝前完成，捣固时有钢筋的部位要注意防止钢筋变位。
2.3.3整平与提浆
振捣后应立即用振动梁（振动梁必须有足够的钢度、长度与一次摊铺振捣的宽度相适应，振动梁上安装动率不小于1kw的振动器两台。）在模板上平移拖振，往返2～3遍，使混凝土泛浆整平，赶出水泡。在拖振过程中，凹陷处应用相同配合比的混凝土拌和物找补，严禁用纯砂浆填补。经振动梁整平后，用提浆滚（提浆滚应有足够的刚度，表面光滑，长度与振动梁相近）往返滚浆。按设计要求的平整度，用3m直尺或刮尺刮平。
2.3.4真空脱水
混凝土表面振捣粗平后，即可进行真空脱水。脱水前，先检查真空泵的空载真空度值不小于0.08Mpa，吸管与吸垫连接后再开机检查。铺放吸垫时应以卷放为宜，避免皱折，周边与已脱水的混凝土重叠5～10cm。吸垫就位后，连接吸管并开机。在开机抽吸过程中，吸垫四周密封边应用小刷沿周边轻轻扫刷，以利密封。吸垫封严后开始脱水，直空度逐渐升高，最大真空度不宜超过0.085Mpa。如果在规定的时间内真空度达不到要求，应及时检查，采取措施解决。达到脱水时间或脱水要求后，先将吸垫四周掀起1～2cm，继续抽吸15s，以使吸尽表面和吸管中的余水。真空脱水时不准在吸垫上走动，检漏补修时，应穿软底鞋。吸垫在存放和搬迁时，应避免拖拉或与有尖角的物体接触，以免吸垫出现漏洞。每班工作完毕，应将吸垫、吸管、真空泵箱内的积聚物清除并清洗干净。
真空吸水后，用功率较小的平板振捣器复振一次，再用振动梁或提浆滚复拉一次，使混凝土表面密实平整。
2.3.5表面整修
混凝土整平提浆后，应对板边和接缝进行处理，清除留在表面的粘浆，出现掉边、缺角时应及时进行修补。表面整修宜分两次进行，首先?面找平，到混凝土表面无泌水时再作第二次?面。表面整修时严禁在混凝土表面上洒水或撒水泥。用圆盘式?面机?面，?面后混凝土应平整、密实。
2.3.6纹理制作
混凝土面板?面养生后，为保证路面的磨擦系数，路面要用刻纹机沿路面横坡方向进行纹理制作，纹理制作一般在混凝土脱模洒水养生7d之后进行，纹理构造深度根据面层抗滑要求确定，一般槽深为4～5mm，槽宽为3～4mm，间距20mm。纹理制作时，不得影响表面平整度。
3水泥混凝土路面接缝施工
水泥混凝土路面形成板体之后，由于受热胀冷缩的作用而产生变形，在自重、荷载及与基础的磨阻力和粘结力的作用下，将产生过大的应力而造成断裂和拱胀破坏，此外由于土基产生的不均匀沉陷或隆起，板体也可能开裂。为了有效地缓冲这种破坏力，混凝土路面设置了纵缝、横缝，把路面分成小块。这些接缝直接影响路面的平整度和路面的使用寿命，在施工中必须特别予以注意。
3.1纵缝施工
纵缝采用平缝加拉杆的形成，在模板上设孔，立模后在浇注混凝土之前拉杆穿在孔内，拉杆中间10cm涂防锈涂料，在摊铺和振捣过程中注意保持接缝中传力杆的正确位置。
3.2横缝施工
横缝制作一般采用切割法，常以混凝土强度达到时切割为宜，切割采用混凝土切割机，缝深一般为4cm。切割过迟，因混凝土过硬而使锯片磨损过大，而且更主要的可能在锯割前混凝土会出现收缩裂缝，切割过早了混凝土因还未结硬，切锯时槽口边缘易产生剥落。合适的时间视气候而定，炎热多风的天气或气温有突变时混凝土板会产生较大的温度梯度，使内应力过大而出现裂缝。下面列出一些受温度影响的切缝时间。
表5切缝机开始切缝时间表
昼夜平均温度/℃ 开始切缝时间/d
5 4
10 3
15 2
20 1.5
≥25 1
3.3缩缝施工
缩缝在混凝土结硬后，用金刚石碳化硅锯片切缝，切缝深度5～8cm，宽度3～8cm，切缝时间控制在混凝土获得足够的强度，而收缩应力未超出其强度范围内时。
3.4胀缝施工
胀缝应与路面中心线垂直，缝壁必须垂直，缝隙宽度必须一致，宽度2.0～2.5cm，缝中不得连浆，缝隙下部设胀缝板，上部灌胀缝填缝料深度4cm，板中间设置传力杆，传力杆按要求固定放置。
3.5施工缝
施工缝宜设于胀缝或缩缝处，施工缝设在同一横断面上，施工缝如设在缩缝板中，则应增设传力杆，其一半锚固于混凝土中，另一半应先涂沥青，允许滑动，传力杆必须与缝壁垂直。
3.6接缝填封
混凝土板养护期满后，应及时填封接缝，填缝前缝内必须清扫干净，并防止砂石再掉入。灌注填缝料必须在缝槽干澡状态下进行。填缝料应与混凝土缝壁粘附紧密，不渗水；其灌注深度为3～4cm，下部可填入多孔柔性材料。填缝料的灌注高度稍低于板面。接缝填筑饱满密实，平整，粘结牢固和缝缘清洁整齐。填缝料和接缝板的施工质量应不低于下表现定：
表6填缝料施工质量与验收标准
检查项目 质量及允许偏差 检查方法
高度 ±1mm 用钢尺丈量
平整度 30cm直尺±1mm 用钢尺丈量
粘结度 与混凝土粘结良好，没完全粘结部分不超过1% 用眼睛观察，手剥离和
尺寸丈量
外观 不起泡、不析油、手感软硬均匀一致，用手剥离与混凝土粘结良好
表7接缝板制作与施工质量验收标准
检查项目 允许偏差 检查方法
厚度 ±5% 用钢尺丈量
平面尺寸 ±2mm 用钢尺丈量
平整度 ≤1mm 用1m直尺和钢尺量
垂直度 90°±0.5° 用框架水平尺量
外观 无裂纹、无硬边缺角、无麻面
4养生
混凝土表面修整完毕后，应及时进行养生，使混凝土在开放交通前具备足够的强度和质量，养生期间，须防止混凝土的水分蒸发和风干，以免产生收缩裂缝；须采取措施减少温度变化，以免混凝土板产生过大的温度应力；须管制交通，以防止行人和车辆等损坏混凝土板的表面。混凝土采取洒水湿养，具体方法为，混凝土?面2h后，当地面有相当硬度，用手指轻压不出现痕迹时即可开始养生，用湿草帘或麻袋（无纺布）等覆盖在其表面，每天洒水喷湿至少2～3次。养生时间14天左右。
5水泥混凝土路面裂缝防治与修补
水泥混凝土路的常见病害为裂缝、坑槽、错台、破碎等，如发现问题应及时修补，这里谈谈裂缝的修补。裂缝概括起来讲主要是干缩裂缝、不均匀沉降裂缝。
1）水泥混凝土路面产生纵向或横向裂缝，可把裂缝切成“V”开形槽，清除灰尘及油迹，在槽壁上涂上粘结剂，用水泥砂浆补修。
2）水泥混凝土路面、板角发生裂缝，早期可用乳剂和嵌缝料填完，晚期应切成方形槽，清槽后涂粘结剂重新浇筑同强度混凝土，接缝处用填缝料嵌缝。
3）强度不足出现集中、密集网状裂缝宜翻修。
参考文献：
[1]《公路工程质量检验标准》（JTG F80/1-2004）
[2]《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2001
[3]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30-2003
[4]《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。