上低塑下振碾混凝土路面施工工藝的製作方法

2023-06-10 06:04:51

專利名稱：上低塑下振碾混凝土路面施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於混凝土鋪面技術領域。
振動碾壓混凝土(以後簡稱振碾混凝土)是國外七十年代中期發展起來的用振動壓路機使幹硬性混凝土密實成型的新工藝。這種混凝土有用作面層的，但由於路面平整不易，未能廣泛使用。據1986年3月的《Concreteconstruction》雜誌中有一篇題為「Stateoftheartpavingwithrollercompactedconcrete」報導了加拿大採用下面層鋪築6.5英寸厚的振碾混凝土，上面層鋪築1.5英寸厚的瀝青混凝土。顯然，用瀝青混凝土作上面層較之水泥混凝土作上面層使用壽命短，且瀝青大幅度提價，至使瀝青路面的造價與水泥路面的造價接近，甚至偏高。
本發明的目的就在於既解決塑性混凝土水泥用量高的問題，又解決振碾混凝土路面的平整度問題，同時也為了進一步提高路面的質量，降低路面造價。為此，本發明特採用在基層上鋪築2/3厚度的摻粉煤灰的振碾混凝土作為下面層，以減少水泥的用量提高路面質量，再鋪築1/3厚度的低塑性混凝土或摻粉煤灰的低塑性混凝土作為上面層，以提高路面的平整度。
本發明的詳細施工工藝是在基層上(基層可用任何基層材料，最好使用石灰粉煤灰骨料基層，因其後期強度高，遇水後，強度還繼續增長)攤鋪摻粉煤灰的振碾混凝土混合料，振碾成型後，不抹面，立即澆築摻粉煤灰的低塑性混凝土或低塑性混凝土。
摻粉煤灰的振碾混凝土所用的水泥可採用矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥和道路矽酸鹽水泥，最好使用道路矽酸鹽水泥。所用的粗骨料最大顆粒粒徑為40毫米，上面層低塑性混凝土的粗骨料最大顆粒粒徑為20毫米，粗骨料可按粒徑的大小分三級或二級來配合。所用砂的含泥量應低於5%，通過0.16毫米篩孔的極細顆粒宜低於15%。所用的外加劑為木質磺酸鈣類的M型減水劑，其用量為0.2%，粉煤灰的摻加量視水泥品種標號而定，一般為水泥用量的20%。所用的水宜用飲用水，摻粉煤灰的振碾混凝土的配合比設計的基本原則與常態混凝土相同，唯前者用水量較少。它們都是根據工程要求的物理力學指標，選擇較佳的水灰比，在滿足施工工作度的條件下，選擇合適的單位用水量。摻粉煤灰的振碾混凝土的維勃稠度VB以90～120秒為宜。
摻粉煤灰的振碾混凝土的施工工藝是先用拌合機拌合摻粉煤灰的振碾混凝土混合料，然後攤鋪，它的虛鋪厚度應為其壓實厚度的1.35倍，每次攤鋪長度為20～25米，最後是振碾成型。採用的振碾機自重為8T±2T，線壓力大於62.5千克/釐米，低頻率為1，500～2，000次/分鐘，高頻率為2，500～3，000次/分鐘，低頻率的振幅是0.9毫米，高頻率的振幅是0.35～0.4毫米。振碾機在對攤鋪好的摻粉煤灰的振碾混凝土混合料振動碾壓時，振碾機通過振動輪把固定頻率及振幅的振動波傳給混合料，並自上而下傳遞，隨著混合料中各種組成材料比例的不同及混合料的工作性不同，傳遞的速度及沿深度的衰減程度是不同的。混合料的鋪層越厚，鋪層下部混合料獲得的振動能量就越減少，要使混合料均勻密實，就需要適當的振碾時間或振碾遍數，振碾遍數應根據振碾能量公式E＝2A(W+F/2)×n×N×(L/V)/(B×L)計算。其中A為振動輪的振幅(單幅)，W為振動輪的軸向荷重，F為起振力，V為振碾機的振碾速度，L為振動輪的接地長度，n為振動頻率，N為振動輪的振碾遍數(來回)，B為振動輪的寬度。為了保證振碾混凝土的質量，振動碾壓成型分三步進行先靜碾壓一遍(一個來回)，旨在使混合料初步成型，以免振碾時易成坑槽或波浪。次用低頻振碾2～3遍，因低頻1，500～2，000次/分鐘適於粒徑為20～40毫米粗骨料顆粒，使其振碾到位，因其振幅較大，可使振動作用直到低層。最後用高頻振碾2～3遍，直至混凝土表面微溼潤。因高頻2，500～3，000次/分鐘的振幅較小，主要作用於淺層，並適於混合料中細小顆粒，使其填充粗顆粒的空隙，減小混合料的摩擦力，便於產生觸變，使砂漿液化。
摻粉煤灰的振碾混凝土振碾成型後，不抹面立即攤鋪摻粉煤灰的低塑性混凝土或低塑性混凝土，其坍落度為1釐米。低塑性混凝土的施工工藝與常態混凝土施工工藝相同。
應該強調的是雙層面層可採用同一標號混凝土澆築，也可在標號上使用「上優下次」，即上層採用高標號塑性混凝土，下層採用低標號振碾混凝土，如200號摻粉煤灰的振碾混凝土，因其後期強度高，180天齡期時，抗壓強度可達到300公斤/釐米2。
本發明完全達到了路面混凝土的設計要求，且使路面混凝土的密實性、早期與後期強度以及抗裂性得到提高，大大改善了混凝土的質量。其幹縮率低，90天一般達到(219～241)×10-6，抗滲標號達到B10以上。粉煤灰摻量愈多，混凝土的收縮減少愈明顯。摻粉煤灰的振碾混凝土的極限拉伸值比幹貧振碾混凝土大，由此表明，摻粉煤灰的振碾混凝土抗裂性比常態混凝土優越，其200號混凝土半年的強度R180即達到28天強度要求的300號。
本發明發揮了兩種工藝(即振碾混凝土及常態混凝土施工工藝)之長，它可比一般混凝土施工工藝節約水泥30%，路面工程造價降低8～10%，同時提高了路面的平整度及使用壽命。在公路、城市道路、機場跑道和土建地坪推廣使用，具有顯著的經濟效益和社會效益。另外，本發明用摻粉煤灰的振碾混凝土，這對粉煤灰的綜合利用開闢了新的途徑，減少了粉煤灰對環境的汙染。該發明對高低等級公路和不同氣候地區的公路路面皆為適用。
實施例一在山西平朔煤礦專用線及大同至倍加皂線採用基層上攤鋪2/3厚度的摻粉煤灰的振碾混凝土，待振動碾壓成型後，不抹面，立即鋪築低塑性混凝土。上下面層採用同一標號混凝土(R28＝300)，共節約水泥僅為單層全用振碾混凝土的2/3。
實施例二在安徽巢湖採用下面層摻粉煤灰的低標號振碾混凝土(R28＝200)，上面層採用高標號的低塑性混凝土(R28＝300)。試驗結果表明，下面層低標號振碾混凝土在180天齡期時，抗壓強度仍可達到300公斤/釐米2以上。上下兩面層共節約水泥28.4%，與全面層使用振碾混凝土節約水泥35%相差不多。所有這種上低塑下振碾的混凝土路面，其上下層均結合良好，無顯著界面，作強度試驗時，破壞面不在上下層的接觸面。
權利要求
1.一種用於混凝土路面的上低塑下振碾混凝土的施工工藝，其特徵在於在基層上攤鋪摻粉煤灰的振碾混凝土下面層，待其振碾成型後，立即澆築上面層低塑性混凝土或摻粉煤灰的低塑性混凝土。
2.根據權利要求1所說上低塑下振碾混凝土的施工工藝，所說的振碾成型工藝是先用靜碾壓1遍(一個來回)，再用低頻1，500～2，000次/分鐘振碾2～3遍，最後用高頻2，500～3，000次/分鐘振碾2～3遍，其振碾遍數以計算的振碾能量來決定。
3.根據權利要求1或2所說的上低塑下振碾混凝土的施工工藝，其特徵在於上低塑下振碾混凝土可採用同一混凝土標號或者上層低塑性混凝土採用高標號，下層振碾混凝土採用低標號，後者最佳。
4.根據權利要求1所說的上低塑下振碾混凝土的施工工藝，其特徵在於摻粉煤灰的振碾混凝土摻加的外加劑為木質磺酸鈣類M型減水劑，用量為0.2%，振碾混凝土的維勃稠度VB為90～120秒。
全文摘要
本發明屬混凝土鋪面技術領域。本發明是在基層上攤鋪摻粉煤灰的振碾混凝土，待振碾成型後，不抹面，立即澆築低塑性混凝土或摻粉煤灰的低塑性混凝土。本發明發揮了兩種混凝土施工工藝之長，節約了大量的水泥、降低了路面造價、提高了路面的平整度及使用壽命。本發明適用於各等級路面公路和各種氣候地區的公路。
文檔編號E01C7/35GK1032050SQ8710706
公開日1989年3月29日 申請日期1987年10月24日 優先權日1987年10月24日
發明者竇萃元, 吳鈞樞, 孫之明 申請人:交通部公路科學研究所, 安徽省公路勘測設計院