碾压混凝土基层的技术应用

【前言】碾压混凝土基层的技术应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。碾压混凝土路面是采用沥青混凝土路面的主要施工机械将单位用水量较少的干硬性水泥混凝土摊铺、碾压成型的一种混凝土路面。由于碾压混凝土本身性质及施工的特殊性，要达到施工要求，并形成一定强度以满足使用要求，则必须要控制好从设计到施工的各个环节。广东地区在高...

摘要：实践证明，在高等级公路尤其是重交通路段上，现有的半刚性基层材料，不足以适应交通发展的要求，需要采用新的强度更高的基层材料，以保证路面的使用品质。而碾压混凝土路面(Roller Compacted Concrete Pavement，简称RCCP)就是其中的一种新材料。

关键词：碾压混凝土基层；施工；技术应用

Abstract: Practice has proved that, especially in heavy traffic high-way, the existing semi-rigid base material is inadequate to accommodate the traffic development requirements, it need to use a new higher strength base materials, in order to ensure the quality of road usage in high-grade highways. Roller compacted concrete pavement (Roller Compacted Concrete Pavement, or RCCP) is one of a new material.Key words: roller compacted concrete base; construction; technology

中图分类号：TV544+.921文献标识码：A 文章编号：

碾压混凝土基层概述

碾压混凝土路面是采用沥青混凝土路面的主要施工机械将单位用水量较少的干硬性水泥混凝土摊铺、碾压成型的一种混凝土路面。由于碾压混凝土本身性质及施工的特殊性，要达到施工要求，并形成一定强度以满足使用要求，则必须要控制好从设计到施工的各个环节。广东地区在高温重载条件下的沥青路面易出现车辙、推拥、裂缝、坑槽等早期损坏，尤其是长大陡坡段的路面车辙等病害，尝试采用AC+RCC复合式路面结构，以解决广东地区重载交通作用下的路面耐久性问题。下面就结合本人在广东清连高速公路、梅州西环高速公路路面等施工过程中，碾压混凝土的主要性质及施工工艺进行简要总结介绍。

（一）、碾压混凝土设计指标

碾压混凝土配合比设计的基本思想是满足设计弯拉强度、工作性、耐久性和经济性的要求。碾压混凝土配合比设计时主要考虑的是前2项技术要求，在满足上前3项技术要求的前提下，碾压混凝土配合比应尽可能经济，以单位重量水泥(胶材总量)获得的弯拉强度最大为经济性评价标准。

由于我国并没有制定RCC相应的技术规范指标及施工控制指标，但考虑到此种混凝土水泥剂量与贫混凝土大体相当，因此，参照公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)所述贫混凝土刚性基层的强度要求(表1所示)以及施工质量管理与控制的评价指标。

由于弯拉强度试件成型及试验过程比较麻烦，因此可根据试验建立的经验公式ff7=0.53234+0.01037fcu7+0.00821C（相关系数R=0.918074，其中c为每立方混凝土中水泥用量）进行换算，用7d抗压强度计算碾压混凝土的7d抗弯拉强度，以此作为施工控制指标。

碾压混凝土的成型、弯拉强度和抗压强度的测试参照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）中的T0552-2005、T0558-2005和T0562-2005进行，其中根据碾压混凝土的理论密度及试模内腔容积，按95％计算成型一个试件所需的试样质量。

表1贫混凝土基层材料的强度要求

试验项目 特重、重交通 中交通

28d龄期抗弯拉强度（Mpa） 2.5～3.5 2.0～3.0

28d龄期抗压强度（Mpa） 12～20 9～16

7d龄期抗压强度（Mpa） 9～15 7～12

（二）改进VC值

在碾压混凝土路面施工工艺要求中，有一对必须要协调解决好的本质矛盾：平整度要求拌和物更干硬与密实度要求其更湿软，两者对拌和物工作性的要求正好相反。这个问题，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，更增加了协调两者共同满足的难度。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。

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，譬如在二级以下公路路面和复合式路面底层，平整度要求较为宽松的条件下，就好办得多。施工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5～10 s，碾压时的改进VC值宜控制在30±5s。在二级公路平整度要求3 m直尺不大于5mm的情况下，适度放宽对稠度（半圆出浆改进VC值）的要求，稠度和最大粒径要求小一些，首先满足密实度和抗离析的要求，再满足5ｍｍ平整度的要求。

因此为了实现压实度与平整度的协调统一，保证施工质量，把碾压混凝土的稠度也纳入设计控制指标，采用施工规范规定的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±5s作为定量指标。改进VC值按上述规程里T0524―2005进行，并应对试祥表面评分，且不应低于4分。根据碾压混凝土出搅拌机口改进VC值和碾压时的改进VC值的要求，结合施工现场的搅拌机械的配制情况及性能、运输距离、气候情况等因素，在搅拌时经过调试，可相应的增加用水量，用水量以满足搅拌和施工时的改进VC值为限，不得大量增加。

碾压混凝土的施工技术要求

（一）、原材料技术要求

碾压混凝土的技术性质取决于组成材料的性质、合适的组成配合比例以及合理的拌合施工工艺，其中组成材料自身质量是碾压混凝土技术性质保证的基础。

1、水泥

根据施工规范相关规定，贫混凝土和碾压混凝土用作基层时，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以上的水泥。掺用粉煤灰时，只能使用道路水泥、硅酸盐水泥和普通水泥。水泥的抗压强度、抗弯拉强度、安定性和凝结时间必须检验合格。

2、粗集料

粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石，并采用连续级配，碾压混凝土可使用Ⅲ级粗集料。由于RCC用水量低，粒径较大的集料会引起离析而影响路面的平整度，碾压混凝土基层粗集料的最大公称粒径不应大于31.5mm，卵石最大公称粒径不应该大于19.0mm，碎卵石最大公称粒径不应大于26.5ｍｍ，碎石最大公称粒径不应该大于31.5mm。碎卵石或碎石中粒径小于0.075mm的石粉含量不宜大于1％。对全碾式水泥混凝土路面，集料中针、片状颗粒含量应控制在10％以内。

如表3所示，从最大粒径19mm粗集料的级配看，表3中显示比普通混凝土粗集料的级配要求严格，同时，更接近于沥青混合料组合级配的设计要求。表明碾压混凝土级配更严格服从于不同粒径粗集料逐级充填密实理论。

3、细集料

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，碾压混凝土基层可采用Ⅲ级砂，所用砂的细度模数应为2.0～2.85。

4、外加剂

RCC拌和物和易性较差，其凝结时间较短，早期强度发展却较快；但施工工序上的振实碾压和表面加工碾压及接缝、边部的密实则要求减缓RCC的凝结速度，为此，通常需要掺入外加剂，宜采用缓凝型减水剂或缓凝引气型减水剂。

5、水

碾压混凝土的拌和用水可采用饮用水，不得含有油污、泥和其他有害物质。

（二）配合比控制技术要求

1、实验室基准配合比调整及验证

由试验室得到的碾压混凝土基准配合比，在保证碾压混凝土7d设计强度、施工和易性的基础上，可根据路基设计要求、施工条件等做相应的调整，主要是优选外加剂品种和掺量。

施工单位试验室根据满足上述全部要求的实测结果提出的配合比，并经监理或建设方中心实验室验证，亦能满足要求者，方可确定为试验室基准配合比。

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

（a）碾压混凝土设计弯拉强度fr应符合表5的规定。

（b）碾压混凝土配制28d弯拉强度均值fcc可按式(2.2.1-1)计算。

(2.2.1-1)

式中 fcc―― 碾压混凝土配制28d弯拉强度均值（Mpa）；

fcy ―― 碾压混凝土压实安全弯拉强度。可按式(2.3.1-2)计算。

(2.2.1-2)

式中yc1 ―― 弯拉强度试件标准压实度(95%)；

yc2 ―― 路面芯样压实度下限值(由芯样压实度统计得出)；

α―― 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±5s。试验中的试样表面出浆评分应为4～5分。

（3）耐久性

（a） 处于严寒和寒冷地区的碾压混凝土基层，应掺引气剂，其含气量宜符合表4的规定。

（4）碾压混凝土中外加剂的使用要求：

（a）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。

（b）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。

（c）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。

（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。

2、搅拌楼试拌配合比

碾压混凝土的试验室配合比应通过施工大型搅拌楼实际拌和检验，并应根据料场砂石料含水量、拌和物实测容重、含气量，调整单位用水量、外加剂掺量等，调整时水灰比不得变动，水泥用量不得减小。满足碾压混凝土基层摊铺施工方式的工作性、7d试配弯拉强度(抗压强度)等要求后，得出搅拌楼试拌配合比。

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，容积大小差别很大，对加水量有影响，且搅拌方式有差异。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要求，拌和时间通过控制计算机程序设定，这对于相同引气剂掺量时的含气量、拌和物容重影响较大；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、砂石料配量，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，试铺前的搅拌楼试拌试验是必要的。

3、施工现场配合比的微调与现场控制

(1)从严控制水泥用量和水灰比

考虑施工中原材料含泥量、含水量变化和施工变异性等因素，水泥用量宜比搅拌楼试拌配合比增大5～l 0 kｇ／ｍ３，但不得减小。施工水灰比应维持不变，并不得增大。无论砂石料含水量及含泥量如何变化，施工配合比中的水泥用量只允许保持不变或略微增大(5～1 0 kｇ／ｍ３，含泥量小者，可不增加或用低值；含泥量大时，用大值)，不许减小；水灰比应维持不变或略小，不许增大。

(2)微调外加剂掺量

经搅拌楼实拌调整好的配合比，可根据施工季节、气温和运距等的变化，微调缓凝(高效)减水剂、引气剂或保塑剂的掺量，保持摊铺现场的稠度始终适宜于铺筑，且波动最小。不允许大幅度调整。

(3)调整或微调加水量

施工中，降雨后，应根据当天不同时间的气温及砂石料实际含水量变化，保持水灰比不变，微调加水量，同时微调砂石料称量。其它配合比参数不得变更。保持现场适宜摊铺的工作性基本不变，并尽可能稳定。

（三）、碾压混凝土施工技术要求

碾压混凝土路面施工包括拌和、运输、摊铺、碾压、养生、切缝等工序组成，只有控制好各个环节，才能保证其施工质量，达到使用要求。因此控制好碾压混凝土施工的各个环节是保证工程质量的关键。

1、拌和

RCC用水量少，稠度值大，为保证水分能均匀分布到结合料上，需要采用强制式拌和机，搅拌器形式以双卧轴连续强制式为主。碾压混凝土结构层厚、施工速度快、拌合物用量大，因而要求拌和设备有较高的生产率。

2、运输

RCC混合料干而松散，在装车和运输的过程中须防止水分蒸发，在运输时应加防护罩或准备覆盖物。一般应选用大吨位自卸车，运输时间应在30min以内，并保证混凝土在拌和完成2小时之内压实完毕。

3、摊铺

碾压混凝土路面应采用具有自动找平系统并带强力熨平板的沥青摊铺机和一个准确可靠的找平基准线。对于直接摊铺在基层上且其摊铺厚度较大的碾压混凝土路面，宜采用张拉钢丝法。确定基准钢丝标高时，应以保证路面厚度为原则。个别路段基层标高偏高时应相应调整基准钢丝标高。作业过程中，要注意基准钢丝的张紧和保护，防止基准桩横杆紧固螺丝松动造成横杆下滑及找平传感器接触点不在钢丝上等现象发生。

摊铺厚度也与设计厚度有关，由于碾压混凝土属于特干硬性混凝土，宜采用全幅全厚的摊铺方法。铺筑松铺系数应根据混凝土配合比和施工机械由试铺确定。采用高密实度摊铺机时，松铺系数应控制在1.15～1.25之间。

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。对摊铺质量而言，特别是对平整度的影响，摊铺速度越高平整度就越差。因此，在一定的施工技术水平条件下，保证达到质量要求的前提下尽量采用低速度摊铺。摊铺速度可按规范要求计算，宜控制在1.5～2.5m／min范围内。

4、碾压

碾压是使混合料充分密实形成混凝土路面的主要工序。在混凝土配合比和压实机械选定后，影响压实效果的因素主要是碾压工作段长度、碾压次序(不同压路机及不同参数的组合)、碾压速度、碾压遍数和环境条件等影响。

压路机的碾压次序一般与碾压过程对应分为初压、复压和终压几个阶段。先采用振动压路机静力碾压一个来回(两遍)，其作用主要是提高表面的密实度，在振动碾压时不会产生推移等表面损坏现象发生，这一工序称之为初压。

复压是使混凝土路面全厚密实，达到规定压实度的关键工序，复压应采用碾压效果好作用深度大的振动压路机进行，并须在碾压过程中选用适宜的振动频率和振幅，大致的类型是低频高振幅。保证足够的碾压遍数。碾压轮重叠量宜为轮宽的l/3～1/2，以利于消除压痕，提高路面平整度。碾压遍数与压路机的性能、混凝土配合比、路面厚度和碾压重叠量有关，当摊铺层厚度在25cm以下时，通常为3～4遍，遍数过多时，往往引起表面细裂横纹的增多。

终压是不可缺少的一种碾压工序，终压宜采用气压式轮胎压路机进行碾压。气压式轮胎压路机碾压时的揉搓作用对封闭路面细小裂缝非常有效，并且碾压时可形成有利于提高路面抗滑性能的表面宏观构造。因此，轮胎式压路机是终压工序中最有条件使用的碾压设备。

初压、复压和终压可根据现场施工机械条件参照表5实行。

5、养生

养生是水泥混凝土强度形成的必要工序，尤其是超干硬性的碾压混凝土，由于本身水分少，如果不能及时很好的进行养生，将会造成水分损失，严重影响碾压混凝土的强度发展。因此，在养生期间补充水分，是保证水泥水化作用充分的重要措施。

碾压混凝土成型之后立即可以进行后期养生，碾压结束后立即覆盖养生材料并且洒水湿润。4～6h后开始间隔一定时间洒水养生，直达到规定的养生时间。

6、切缝

施工规范规定碾压混凝土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×8m。考虑到碾压混凝土用做基层，因此在碾压完成后36h避行切缝，切缝深度为板厚的1/3，切缝间距为8m。灌缝前从底清除横缝内的杂物，灌缝时槽缝壁处于干燥，在开放交通前把灌缝封好。

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