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高等级公路混凝土路面施工质量管理和监控
作者:广西地矿局 殷关虎
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沥青/混凝土机械展厅
搅拌车, 搅拌机、搅拌站, 布料机, 水泥发泡机, 翻斗车, ...
摘要:通过对钦—陆一级公路施工实践,论述了高等级公路施工中首先需建立 完善的质量管理和质量信息反馈体系,做到层层把关、层层负责,加强质量管理和监控。严 格监控原材料的质量和配合比,以及各施工工序的质量。

关键词:高等级公路;混凝土路面;质量监控

高等级公路混凝土路面由垫层、基层和面层3部分组成,在我国南方往往采用如下结 构 (从下而上):垫层为级配砂砾,厚15 cm左右;基层为二灰稳定碎石,厚15~18 cm;面层 为水泥混凝土,厚20~24 cm。

由广西地矿建设工程发展中心总承包承建的钦州—灵山陆屋一级公路,全长50.263 km,共 完成级配砂砾垫层500960 m2,二灰稳定碎石基层475920 m2,混凝土面层450860 m2 。 该工程消耗水泥42501 t、级配碎石211605.37 m3、砂51200 m3、 天然砂砾98648 m3、钢筋356.7 t。 现把施工过程中的质量管理和监控介绍如下,供地矿系统兄弟单位在承接类似的工 程时参考。

1 质量保证体系的建立

工程指挥部设立以总工程师为首的质量管理与监控体系;项目经理部设技术负责和第二技术 负责 各1人,具体负责项目质量管理与监控制度的制定,并在施工过程中对规定制度的实施情况 进行不定期的随机抽查;各工程处设技术负责,具体负责本工程处各工序的质量管理和 监控制度的实施,并落实到每个岗位、每个人。同时明确,项目经理和各工程处主任是质量 的第一负责人,两级技术负责分别向项目经理和工程处主任负责。

指挥部的质量管理人员经常深入工地检查施工质量;项目经理部的质量管理人员常驻工地, 每天到工地进行质量监控;工程处的质量管理人员时时处处对工程进行质量监控。工程处 技术负责必须每天向项目技术负责汇报当天的质量情况;项目经理部每周向指挥部总工办 汇报,有重大质量问题,及时汇报。指挥部和项目经理部经常与监理工程师交流施工中的质 量情况,及时掌握工程施工中的质量动态;各工程处经常与驻地的监理人员对工程质量交换 意见,及时整改一些不规范的施工工艺。从而形成了质量管理体系和质量信息反馈体系。

2 对主要原材料的质量监控

混凝土路面施工的主要原材料有水泥、粗集料(级配碎石)、集料(砂)、水、钢筋。二灰 层施工中还有石灰、煤灰和碎石等。

2.1 水泥
常采用普通硅酸盐水泥。对拟定采用的水泥都要进行物理性能和化学成分试验和分析,除厂 家分批提供的产品质量检验单外,项目的专用实验室要不定期对运到拌合现场的水泥进 行质量抽检。以下几种水泥不准使用:没有出标,即出炉不足3天的;出厂时 间超过3个月的;经试验初终凝时间不稳定的;标号不稳定的; 出厂时间虽不足 3个月,但已产生结块的。

2.2 粗集料(级配碎石)
应采用质量坚硬、耐久、洁净、符合规定级配、最大粒径≤40 mm、含泥量≤1%、针片状颗 粒含量≤1.5%、硫化物及硫酸盐含量≤1%、石料强度≥3级的碎石。特别要强调的是片状碎 石含量应 严格控制,因为它减小了与水泥的粘结力,从而减小了混凝土的强度和寿命。对于不同采石 场的碎石,均应进行上述物化性能、成分分析,从而确定能否使用,以便从源头上把好质量 关。在拌合现场,验方员要对拉到工地的每一车碎石把关,杜绝不合格碎石进入拌合现场; 实验室对已进入现场的碎石进行不定期的抽检。

2.3 细集料(砂)
应采用质量坚硬、耐久、洁净、细度模数宜在2.5以上、含泥量≤3%、硫化物及硫酸盐 含量≤1%的天然中砂。开工前应对沿线砂场进行颗粒级配、含泥量、硫化物及硫酸盐含量 、有机物含量等指标进行试验分析,根据分析结果确定供砂砂场,杜绝不合格砂进入施工现 场,实验室不定期对已运到施工现场的砂进行质量抽检。

2.4 水
清洗集料、拌合混凝土及养生用水,不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐、有机物等 ,饮用水一般适用于混凝土施工;非饮用水,特别是在海边,应符合下列要求:(1)硫酸盐含量(按SO42-计)<2.7 mg/cm3;(2)含盐量≯5 mg/cm3;(3)pH值>4。因此,混浊的河沟水和受海水或盐碱地侵蚀的咸水不能使用。

2.5 钢筋
钢材供应商必须对每批各种类型的钢筋提供相应的测试化验单,对已进入施工现场 的钢筋,在使用前实验室首先应进行抽检,然后再进行不定期的抽检,不合格的严禁使用。

2.6 石灰
应符合Ⅲ级消石灰或Ⅲ级生石灰的技术标准,含水量≯4%,细度( 0.71 mm方孔筛的筛余 量 )≯1%。由于南方多雨而且空气湿度大,所以应尽量缩短石灰的存放时间,存放时间稍长 时,应采取覆盖等措施妥善保管。

2.7 粉煤灰
粉煤灰中的SiO2、Al2O3和Fe2O3总含量>70%,其烧失量≯20%,比面积>250 cm 2/g,干、湿粉煤灰均可使用,但当干粉煤灰堆在空地上时,应洒水,防止飞扬造成污染 ;湿粉煤灰的含水量≯35%。使用时应将已凝固的粉煤灰块打碎或过筛,同时消除有害物 质及杂物。

2.8 二灰层集料(碎石)
最大粒径≯40 mm,集料质量在二层总质量中占的比例宜在80%以上;碎石的压碎值≯35 %。

3 配合比的控制及监测

3.1 二灰稳定碎石基层的配合比
经过反复试验,二灰稳定碎石基层的配合比(质量比)为碎石∶煤灰∶石灰=80∶15∶5;石 灰∶煤灰(体积比)=1∶(2.0~2.5),二灰∶碎石(体积比)=1∶(2.5~3.0)。由于二 灰层除广西以外的地区较少使用,因此配合比的控制和监测略。

3.2 混凝土路面的配合比及监控
3.2.1 配合比
混凝土路面的配合比(质量比)为水泥∶砂∶碎石∶水=1∶1 .59∶3.39∶0.46,每立方混凝土 水泥用量为380 kg。经外检测试,28天的抗折强度为4.95 MPa,超过了4.5 MPa的设计强 度要求。
3.2.2 配合比的监控
在实际施工中,由于搅拌站采用双轴强制卧式500L型搅拌机,为此,确定每盘的投料 量:水泥、砂、碎石、水分别为125、199、425、58 kg,水的投入量还应根据集料的含水量 、天气状况配合塌落度试验在现场进行必要的调整,而碎石和砂必须过秤;用容器或斗车来 量的,也要经常校正容器或斗车的容量,并相应调整投放量。确保砂和碎石的投放误差分别 控制在±2%和±3%以内。
在日常施工中,每天至少要进行2次粗细集料的含水量分析,并同步进行塌落度试验,以调 节水量的投放。每个搅拌站每个工班或每200 m3混合料至少做2组试件,试件按规定养护 达规定天数后送实验室试验,实验室应把测试结果及时通知项目经理部和工程处。

4 工序质量管理和监控

4.1 路槽开挖和整平中的质量监控
根据设计部门提供的水准点,配合路基施工中使用过的水准点进行闭合,消除误差建立路面 工程适用的水准点网,并以此来对路基高程进行复测。该工序主要防止超挖和欠挖,质量管 理 人员要随时指挥操作人员控制好高程、宽度、平整度和横坡度,碾压要达到密实度所要求的 控制指标。在此基础上,工程处进行自检并做出详细的技术资料,交付现场监理工程师,并 请求进行弯沉测试(强度试验)。

4.2 砂砾垫层施工中的质量监控
在路槽各项指标均符合设计规范要求后,在现场监理许可的情况下,可以进行砂砾垫层的摊 铺施工。其质量监控主要包括:(1)对材料质量的监控,主要检验材料的物化性质、颗粒级配和液塑限指数,只有以上指 标均达标才能使用;(2)施工中主要控制摊铺宽度、厚度、高程、平整度、横坡度,并控 制碾压时的最佳含水 量,以便使碾压达到最佳效果,密实度达到设计要求。
在摊铺碾压完毕后,工程处进行质量自检并整理有关资料,自检合格后请监理进一步检查并 请求进行弯沉测试,在监理认为各方面合格后申请下一工序的施工。

4.3 二灰稳定碎石基层与施工中的质量监控
(1)首先是对材料进行检验,杜绝不合格材料进入拌合现场;(2)严格控制配合比,每天进行2次碎石含水量分析,以便确定拌合水的最佳用量;(3)彻底清除垫层表面的浮砂、浮土和杂物,如局部地段垫层损坏,则清理干净后用二 灰混合料填补并碾压,经洒水后再正式摊铺二灰层;(4)对拌好的混合料进行压实试验,以便确定压缩系数或松散系数,以此确定每个断面的 松铺厚度,由于配合比和材料的差异,每天应首先做松散系数的试验,然后再进行大面积摊 铺;(5)摊铺时对宽度、高度、平整度和横坡度进行质量监控;(6)采用饱和洒水碾压,25 t (250 kN)振动压路机第一天压6~8遍,第二天再压4~6遍, 二灰稳定碎石基层即成型;(7)通过7天的湿式养生后,工程处进行质量自检,整理有关技术资料,请监理进行检查并 请求弯沉测试。在监理认可的情况下,可以申请下一工序的施工。

4.4 混凝土面层施工中的质量监控
对材料的质量监控和对配合比的监控前面已论述,此处不再重复。下面主要论述施工过程中 的质量监控。

4.4.1 模板安装的质量监控
首先对中、边桩进行测量放样,按照设计 高程安装模板,安装完毕后再对模板进行实地复测,对有偏差的立即调整,使高程、中线、 边线、顺直度、稳固程度等均符合要求,确认无误后对模板底部空隙用砂浆封堵。第二步是 对浇注厚度进行检查,以每10 m为一个断面,每个断面随机检查3个点,如浇注厚度达不到 设计要求,则要把二灰基层凿低,以满足混凝土浇注厚度要求。最后在模板内侧涂上脱模剂 。
该工序中最应注意如下2个方面:(1)模板外侧一定要有多个支撑环,以便能用它来支稳模板。避免在振捣时挤歪甚至挤垮模 板,从而影响混凝土的宽度和平直度;(2)应尽量选用高度与混凝土面板厚度一致的模板,如模板高度比混凝土面板厚度稍小时, 应用砂浆认真封堵模板底部空隙,待砂浆有一定强度后才能浇注混凝土,不然在振捣时会严 重漏浆,从而降低混凝土面板的标号。

4.4.2 现场清理
模板安装结束后,应认真清理浇注现场内的泥砂、浮 石和杂物,并且洒一次透水,再请现场监理工程师对模板安装、浇注厚度、材料、设备和 施工准备等情况进行检查,检查合格并在检查表上签字后方可进行混凝土浇注。

4.4.3 拌合
在混凝土拌合现场必须有质量监控人员跟班,其职责除严 格控制材料按配合比投放外,还要控制搅拌时间,防止结块水泥袋碎屑、树皮、草根、泥块 等杂物进入料斗,以及负责测试粗细集料的含水量和不定期校正手推车容量,负责做塌落度 试验和做试块等工作。可以讲它是除材料测试以外的第二道关口。

4.4.4 混凝土浇注过程中的质量监控

(1)摊铺与振捣:由于每5~7 km才设一个搅拌站,所以混合料在运输过程中多少会出现类似 离 析的不均匀现象,因此,简单的摊平振捣,在靠近模板处往往会出现蜂窝现象。而模板旁采 用人工用铁铲送料并且翻铲拍紧,使模板旁充分填满混合料,再经振捣后就没有蜂窝现象了 。
采用1.1 kW的插入式振捣器振捣时要尽量均匀,不能局部漏振,不能碰到模板和传力杆 , 并且不断摸索,掌握在不同气温、不同水泥品种、不同水灰比情况下的不同振捣时间。它是 确保混凝土质量的关键工序之一。
(2)提浆与整平:首先使用2.2~2.8 kW的平板振捣器,以及电动磨盘进行提浆,然后用 1 .1 kW的振捣梁和滚筒进行整平,在最后整平时采用拉动滚筒使其滑行的办法,这种整平效 果较好。它是混凝土表面“美容”的第一道工序。
(3)钢筋安装及检查:纵缝拉杆及施工缝传力杆都必须严格控制其直径、长度和安放间距 ,拉杆应与路中心线垂直,使传力杆与路中心线平行,拉杆与传力杆必须安置水平,振捣时 尽量避免碰撞,以免变位而影响其发挥应有的作用。
(4)胀缝角隅及边缘钢筋补强:主筋、结构钢筋的材质、直径、数量、各部位尺寸、弯折 捆扎均要符合设计要求,安装时要留有足够的保护层,安装完毕立即请现场监理工程师检查 ,当场填写钢筋安装检查表,双方签字确认后才能进行混凝土浇注。是防止胀缝两侧 产生裂缝的关键工序之一。
(5)涵洞顶补强钢筋和由于二灰弯沉不合要求而需设钢筋网进行补强的,按监理工程师专 门下的通知进行。
(6)表面整修与防滑;掌握好表面抹平和抓毛的时间;一般应在混凝土终凝前、表面基本 干水后用长45 cm、宽20 cm的木抹反复抹平抛光。在表面抹平的基础上,用手试压混凝土表 面,认为已达到比较理想的凝结效果后再用抓毛器在混凝土表面拉出深2~3 mm、间隔1.5 ~2 cm的横向防滑槽。这是混凝土表面“美容”的最后一道工序。
(7)养生:湿式养生以铺草袋最好,由于钦—陆公路两边均为稻田,因此全路段均采用 稻草覆盖湿式养生。在抹平拉毛后2 h马上洒水,并随后覆盖稻草,再均匀洒水,每日 的洒水次数随天气变化而变化。总之要保持混凝土湿润,保证水泥的水化反应,按规定应连 续养生14天,期间严禁各种车辆通行,它是确保混凝土路面达到规定强度的关键工序之 一 。
(8)切缝:一般应在浇注完后的第二、三天进行,总之应控制在混凝土终凝后 36~48 h内 进行,这时混凝土强度已达到30%以上,切缝时不会破环其结构和影响其强度,如拖的时间 太长,一方面可能由于水泥收缩而产生细的裂缝,另一方面混凝土强度过高切缝困难。切割 采用金刚石锯片,切缝间距一般为4~6 m,切缝深度一般为混凝土 板厚度的1/5~1/4,缝宽3~5 mm。
胀缝部位的切割是确保混凝土面板质量的关键工序之一,因为一旦切缝与胀缝稍有偏差,在 行车和热胀冷缩的作用下,局部混凝土面板会被挤裂、挤碎,因此,在施工中胀缝两头应作 好记号,以便切缝和胀缝完全对齐,使胀缝真正起到作用。
(9)拆模:当混凝土达到一定强度后即可拆模,大体的控制时间是:当气温高于25℃时, 为36~48 h;温度在10~25℃时,要超过48 h;温度低于10℃时,要超过60 h。拆模要按顺 序进行,不能强撬硬顶,以防损坏混凝土面板的边和角,拆下后的模板要放平,以防变形。
(10)填缝:应在混凝土初步结硬后及时进行,首先用小扁钩认真清理切缝中的泥土和石屑 等杂物,并用水清洗干净,待切缝干后浇填缝料,填缝料品种由监理工程师指定,一般是沥 青砂或沥青麻筋。
(11)路肩:为了保护水泥路面,两边应按监理的规定培路肩,其种类有沥青碎石肩、土路 肩等,路肩高度与面板高度相同,土路肩还要按规定压实并达到密实度要求。
(12)收缩裂缝的处理:在施工期间,由于气温的骤变、刮大风或切缝不及时等原因,均有 可能产生横向细小裂缝的轻度病害,处理的办法是在裂缝中灌沥青砂。另一办法是在裂隙两 侧割深10~12 cm、宽20~30 cm、垂直于路中心线的平行割缝,凿去中间部分后,放置主筋 为φ10 mm的螺纹钢、水平钢筋为φ6 mm圆钢、间距为10 cm×10 cm的钢筋网补强,然后重 新浇注混凝土。

5 混凝土面层质量自检

在每道工序进行质量监控的情况下,还应对已完工的路面外观进行检查,测量几何尺寸与设 计文件进行核对。检查外观在养生达到设计强度后进行,检查项目及允许偏差为:(1)路拱横坡度每隔50 m量测一次,允许偏差为±0.15%;(2)路面平整度用3 m直尺量测,每隔100 m测一次,最大离地间隙≯5 mm;(3)路面标高每100 m测一次,允许偏差为±2 mm;(4)相邻两块面板高低差≯3 mm;(5)路面宽度和厚度,每隔50 m量测一次,允许偏差宽度为±3~5 cm,厚度为+10~ -5 mm;(6)纵坡应无波浪,允许偏差为±0.2%;(7)28天试块强度偏差,抗压强度不得低于设计强度的95%,抗折强度不得低于设计要求;(8)钢筋安装位置偏差≯1 cm,传力杆间距和高低偏差≯1 cm而且必须与面板平行。
在自检打分合格的基础上,整理出竣工资料,即可请交通部门的质检站会同业主和监理组进 行试验收或正式验收。

6 结语

我们地矿队伍以前从未涉足过高等级公路混凝土路面施工,是名副其实的外行。但是,只要 我们虚心向内行学习,认真贯彻执行公路施工的各种规程规范,坚持开展全员、全过程的质 量管理,切实把好质量管理这一关,我们就能逐步由外行变成内行,就一定能抓出成效来。 钦—陆一级公路路面工程竣工后,经权威部门广西壮族自治区交通工程质量监督站 鉴定,整个工程被评为优良工程,成为广西地方高等级公路中唯一一个优良工程。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (1/25/2005)
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