道桥毕业论文
毕业论文
题目：水泥混凝土路面施工的质量控制
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水泥混凝土路面的施工和质量控制
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专业：道路桥梁工程技术
摘要
水泥混凝土因其具有施工方便，性能可根据设计调整，抗压强度高，耐久性好，与钢筋等材料的协调性好等优点，被广泛应用于土木工程建筑中。在现代道路与桥梁中，水泥混凝土路面是一种常用的路面结构。但是由于施工质量,气候条件,以及随着重载货运车辆的快速增长,使许多水泥混凝土路面出现了断板、局部沉陷等结构性的损坏;因此,水泥混凝土路面病害,一直影响和困扰水泥面的使用和发展。通过对高兰线水泥混凝土路面施工中的一些问题进行分析和治理，提出一些看法。
关键词：水凝混凝土路面施工质量施工控制路面断板裂缝
目录
摘要 (3)
一前言 (5)
二水泥混凝土材料质量控制 (5)
三水泥混凝土路面施工 (7)
3.1水泥混凝土板厚的控制 (7)
3.2基层控制 (8)
3.3现场施工 (10)
3.4施工影响预防处理措施 (11)
3.5水泥混凝土路面板强度的控制 (12)
四水泥混凝土路面的养护和维修 (13)
五水泥混凝土路面问题分析 (14)
5.1断板和碎板产生的原因分析 (14)
5.2水泥混凝土的拌合 (15)
六总结 (16)
七致谢 (16)
参考文献 (17)
一前言
水泥混凝土是一种非均质的脆性混合材料,其最大的缺点是韧性差,抗拉强度低(与其抗压强度比).防止和处置各类路面裂缝现象的发生和发展,是维持和保证水泥混凝土路面使用效果与其耐久性的最基本的要求，然而由于施工工艺和质量控制等各方面的原因，使一些水泥混凝土路面在施工中会遇到各种各样的问题，下面结合本人在实习亲身经历的水泥混凝土面层施工就其遇到的一些问题对水凝混凝土面层施工提出一些探讨和分析。
二水泥混凝土材料质量控制
通常在水泥混凝土路面施工中，一般都比较注重碎石、砂、水等原材料的质量，对水泥只要求其强度、安定性。为提高水泥混凝土的抗裂性能，除要求碎石、砂、水等材料的质量外，尚应对水泥混凝土路面所用水泥、混凝土减水剂及养护剂做出更严格的质量控制。
材料质量控制是工程质量控制的基础，原材料质量好，工程质量才会有保证。由于我们高兰线处于山中交通不便的特点，决定了我们项目建设所使用的筑路材料都是由我们通过当地供销商采购的，采购的材料来自于不同的砂场，每一车运到的材料规格都有一定的差别，原材料及其不好控
制。这些条件造成管理工作难度大。为此，我们实验室严格按配合比设计中的材料对外购的水泥、砂石等原材料进行必要的试验检验，检验合格后方可使用，检验不符合产地、不符合规格的材料不准进场，已经进场的要坚决清退，彻底消除来自原材料的质量隐患。我们中间曾经进过的砂，石料有出现过含泥量过大，压碎值不够，级配不合够等情况，我们都一一进行了处理。集料中的土、泥和石粉含量对混凝土抗弯拉强度影响很大，会使路面塑性收缩开裂的几率和干缩变形的程度增加。现行国家标准规定:粗集料混土含量≤1%,砂的泥土含量≤3%。实际中，由于集料生产单位的加工过程、原料产地和环境的差异，采运用于工程的集料的质量很难控制，含泥量往往超标。因此对集料含泥土量的控制要重视料源管理，加强施工筛分，去除石粉、泥土，并禁止在雨季加工碎石，以免石粉和泥土粘附于石子表面并混入集料堆；同时硬化处理砂石料的场地，并应采取篷布遮盖措施，积极防止集料的2次污染；是要求对用于工程中的中砂，全部过筛(8mm)水洗使用，彻底筛除砂中的土、石块。集料(砂、石)级配及技术要求:集料(砂、石)应选择含泥量、有机质含量在规范规定允许范围内的材料,粗集料粒径如较大则砼的抗折强度不高,且强度均方差较大,选用砾石最大粒径不宜大于19mm,碎砾石最大粒径不得大于26.5mm,碎石最大粒径不得大于31.5mm,超径含量不得大于5%,逊径含量不得
大于10%,碎砾石或碎石粒径小于75mm的石粉含量不应大于1%。细集料采用连续级配,细模数为2.5～3.2的中偏粗砂。水泥质量:水泥是砼的胶结材料,砼的性能很大程度上取决于水泥的质量。农村公路可采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,建议交通量大的县乡公路采用42.5级水泥,对于交通量较小的村级道路可采用32.5级水泥。水泥进场时,每批量应附有齐全的化学成分和物理力学指标合格的质量检验证明书。水泥出磨必须安定,且水泥存放期不得超过3个月,不同品种、牌号、强度等级、厂家的水泥不能混装和混合使用。
三水泥混凝土路面施工
1 水泥混凝土板厚的控制
混凝土板厚是保证使用寿命的基本指标，所以厚度应有较多的安全储备，不能因为基层较厚，强度较高，就随意减薄面层。实际上，提高基层的强度和刚度对于降低面层的应力或者减薄面层的厚度影响很小。而且路面的使用年限与水泥砼面层厚度的5次方成正比，面层厚度的微小变化，对路面的使用寿命有明显影响，如20cm厚面层，减薄1cm，使用寿命将缩短23%，减薄2cm，缩短41%。因此，要加强对板厚的控制。
(1)水泥混凝土浇筑前要对模板进行检查。首先检查模板尺寸，其高度必须与混凝土板设计厚度一致；其次检查模
板刚度，模板宜采用钢模，禁止使用变形大、顶面不平顺的钢模；然后检查模板的安全质量，保证稳固、顺直、平整，桩间无起伏，对相邻模板高差大于3mm，有错位及不平整的模板要重新安装，在振捣时不下沉、不变形、不位移；最后检测立模后的模板高度，通常用拉线法检测,每5m纵向检测一处，每处用小钢尺量测3点横向，一旦发现模板高度不合格，应及时对基层表面进行处理，或调整钢模直到合格为止。
(2)控制好基层的顶面标高和横坡，按直线段每20m,曲线段每10m设定中心桩，每隔150m左右设置一个临时水准点，以便检查复核。同时应拉线检查砼的浇筑厚度(线与基层顶面的距离)，厚度不足的位置用人工或机械凿除部分基层，以确保砼路面的厚度，严禁挖槽嵌模。在砼浇筑时，监理和质检人员应该在现场检查监督。
2基层控制
水泥混凝土路面施工过程中要对基层的质量关，依照规范进行检测试验。达到基层平整、密实、稳定，基层标高控制在设计要求内。避免因基层标高偏差大造成的水泥混凝土板厚度不均匀，导致在行车荷载作用下对较薄的部分产生断裂，在浇筑水泥混凝土前，工作面要洒水达到趋于饱和状态，防止基层吸湿水泥混凝土中的水分，使水泥混凝土发生塑性收缩。
（1）基层压实度
由于山区公路的特点，为了充分就近利用建筑材料，目前高兰线水泥混凝土路面基层基本上采用砂砾石基层结构。在施工过程中，如果混合料拌和不均匀，易产生粗细颗粒离析现象，碾压机具或碾压工艺不当，必然影响基层的压实效果。所以，要求施工单位采用必须采用集中拌和的方法进行拌料，由于受到条件的限制，摊铺一般为人工摊铺，经摊铺及整型的混合料应立即在全宽范围内压实，应使用12t以上三轮压路机碾压，每层的压厚度不应超过15～18cm，并在混合料含水量等于或大于最佳含水量1%左右时立即碾压；直线和不设超高的平曲线段，由边向中碾压，在设超高的平曲线段，由内向外碾压，碾压时均按照先轻后重，先慢后快的原则，一搬碾压6～8遍，使表面无明显轮迹，路面的两侧应多压2～3遍，直到规范规定要求的压实度为止。
（2）基层表面平整度
基层平整度直接影响到面层厚度，也是预防混凝土路面面板断裂的一个重要因素。基层表面凹凸不平，不仅会使面板与基层间的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均匀的片状区，这样在不均匀片状区的边缘部位和摩阻力集中的区域就容易形成断板；另一方面，当基层标高低时，浇筑的混凝土面板就偏厚，而切缝深度又是按正常板厚实施的，这样在混凝土凝固过程中产生的拉应力的作用下，就会
在面板相对较薄的部分产生不规则裂缝。因此，要控制好基层的标高，使基层平整度控制在允许偏差规定值范围内
3 现场施工
水泥混凝土经过拌合运输到现场倒料后需进行摊平振捣，整平主要靠自排式振捣器和三轴提浆整平机完成，排式振捣器主要由一排间距为40㎝，功率为1.1KW振动棒（可机械升降）所构成，以机械自动推移前进。由于是机械自动操作，从而避免了以往水泥混凝土施工漏振，欠振等人为因素的影响，使振捣效果得到有效的改进和保证。振捣时根据情况人工进行余料处理或补料，确保振捣后水泥混凝土表面平整，并略高于模板顶，由于施工板宽一般为7.5m或8.5m，按设计必须设纵向拉杆，为此在排式振捣器桁架上对应纵缝位置设置一个拉杆安装机，在排式振捣器行进的同时可准确地埋设纵向拉杆。
振捣之后，是三轴整平机提浆整平工序。三轴整平机有与以往人工施工配备的振动梁和人工拖动的滚筒式提浆棍等设备，它主要由三个轴组成，首轴为振动轴，起碾压、振捣及提浆作用，后两轴则主要起滚压、整平作用。它一次摊铺速度每小时15-30m，一般一天可摊铺200m左右。具体操作时三轴整平机应来回滚压3-4遍，期间人工铲原浆进行补平，再进行三轴整平。从现场使用的情况来看，提浆整平的效果较为良好。但仅经三轴整平机整平，还不能达到规
范所规定的平整度要求，它只是为了精平工序创造了一个较好的基础条件。其后还要使用大抹板（一般为宽体弧形铝合金板）多次抹面至水泥混凝土表面无水后，再采用三米和四米刮尺进行2-3次来回精平，经三米直尺精平后，立即进行人工用塑料板批抹面，清除表面气孔、浮沙、刮尺痕迹等，并按要求抹出一定的粗糙度，且大面平整，避免尖棱突出。最后，可以适当地进行人工收浆抹面，人工抹面和用3m直尺检查时，人均不能踩在水泥混凝土表面上，而应站在可移动工作桥上操作，以免对平整度及外观造成影响，经此处理后，使用颠颇仪检测平整度一般在1㎜左右，水泥混凝土路面平整度合格率基本在90％-95％以上。
4 施工影响预防处理措施
(1)选用二灰碎石或贫混凝土做垫层会缓解水泥混凝土路面裂缝的发展。二灰碎石拌和摊铺后有一定孔隙，水稳定性好，少量水灌入时可吸纳，板底面与二灰碎石界面不存水，唧浆病害就不会发生。20cm厚的二灰碎石垫层,即使有水灌入，板底界面缝隙小，上下层刚度都较高，即使有少量存水也无浆可唧。
(2)为防止板边裂缝,混凝土板纵、横向自由边缘部分增加补强钢筋。一般选用2根<12～<16的钢筋,布置在板的下部，跑板底一般为板厚的1/4，并不小于5cm,间距一般10cm，钢筋两端应向下弯起，钢筋保护层应不小于5cm。
(3)为防止水泥混凝土板块的盆状变形，路面切缝要尽量在4m×5m之间分格，以减轻温度应力对板块的影响。
(4)防止板角断裂，进行角隅补强，可选用2根直径<12～<14的螺纹钢筋布置在板的上部，距板顶不应小于5cm，距板边一般为10cm。
(5)路桥接头部位路基，采用透水材料回填，按规定松铺每层厚度并达到要求的压实度。台背回填时宜设排水管和土工格栅。排水管间距不大于2m，土工格栅层距为50～80cm。
5 水泥混凝土路面板强度的控制
水泥混凝土强度考核指标是用抗弯拉强度来保证的。主要应控制好以下方面:
(1)集料(砂、石)级配及技术要求:集料(砂、石)应选择含泥量、有机质含量在规范规定允许范围内的材料,粗集料粒径如较大则砼的抗折强度不高,且强度均方差较大,选用砾石最大粒径不宜大于19mm,碎砾石最大粒径不得大于26.5mm,碎石最大粒径不得大于31.5mm,超径含量不得大于5%,逊径含量不得大于10%,碎砾石或碎石粒径小于75mm的石粉含量不应大于1%。细集料采用连续级配,细模数为2.5～3.2的中偏粗砂。
(2)水泥质量:水泥是砼的胶结材料,砼的性能很大程度上取决于水泥的质量。农村公路可采用硅酸盐水泥和普通硅
酸盐水泥,建议交通量大的县乡公路采用42.5级水泥,对于交通量较小的村级道路可采用32.5级水泥。水泥进场时,每批量应附有齐全的化学成分和物理力学指标合格的质量检验证明书。水泥出磨必须安定,且水泥存放期不得超过3个月,不同品种、牌号、强度等级、厂家的水泥不能混装和混合使用。
(3)配合比:配合比是保证工程质量的关键,只有配合比做好了,工程质量才会有保障。根据近几年来农村公路水泥砼路面施工经验,建议砼的粗集料参考表1所推荐的配合比,含砂率28%～34%,水泥用量305～350kg/m3,水灰质量比采用0.4～0.55。施工单位必须按要求做好配合比设计,并把配合比公布在拌和机旁,让所有的施工人员都清楚。若原材料发生变化,则应及时调整配合比,不能千篇一律使用一个配合比。
四水泥混凝土路面的养护和维修
(1)对水泥混凝土路面接缝料脱落的维修。先清除缩缝间的填料和其他杂物，用钢丝刷清理缝壁，再用吹风器将缝内灰土吹干净，用稀释沥青涂刷缝壁，用配制好的接缝料进行填缝，缩缝或横向已拉开的纵缝，缝隙较宽时，在缝的下部可填25~30mm的泡沫嵌缝条。用于填缝的材料，大多使用聚氨酯或沥青胶泥。
(2)对水泥混凝土路面板裂缝宽度小于3mm的非扩散裂缝的断板可直接灌入粘合剂，方法同接缝料脱落的修补相同。扩展性裂缝可暂时用沥青砂类的填充料进行填缝，避免雨水渗入而加重损坏。当裂缝不再扩展时，凿开裂缝，填入灌缝材料。凿缝时，为了增大填缝料与板缝的粘接面积，扩散温度应力，将接缝和裂缝凿成三角形断面，深和宽约为板厚的1/6，高弹性材料易作为填缝料，灌注的填缝料顶面应略高于路面且宽度要大于凿口宽度2cm。
(3)水泥混凝土路面板中等断裂，由于裂缝较宽(一般为3~25mm)伴有轻微剥落，这种断裂应按裂缝两侧至不少于20cm的宽度放样，凿除全部缝边缘损坏的混凝土成凹槽，凿缝边要整齐、规范，深度至板厚的2/3。槽应与路中线垂直，用水冲刷后，使用强度与原路面相同等级的混凝土浇筑，标高与原路面相同。浇筑的同时，在板厚的1/3处，放置20cm长的直径为10mm的20cm×30cm钢筋网，浇筑的混凝土中要加入一定比例的外加剂。最彻底的办法是将凹槽凿至贯通板厚，即全深度板块维修。
五水泥混凝土路面问题分析
1断板和碎板产生的原因分析
(1)水泥混凝土路面的纵向和横向断裂。
纵向断裂是指水泥混凝土板，平行于路线方向产生的贯穿板厚裂缝；横向断裂是指水泥混凝土板垂直于路线产生的贯穿板厚的裂缝。两种裂缝成因大体相同，也存有差异，水泥混凝土的技术性能，环境温度，行载车辆的作用和路基基础、路面基层强度是共同的主要原因。路基变形是造成纵向断裂的主要原因，路基的不均匀沉降、强度不足或基层稳定性差造成垂直沉降、侧向滑移，使路基变形扭曲。
(2)水泥混凝土路面表层断裂。
表层断裂是通常所说的龟裂。水泥混凝土路面板表层出现不规则短而小的裂痕，裂痕深度没有贯穿到板底，这种裂痕在行车过程中会继续加重以至贯穿板底。表层断裂是由于水泥混凝土的收缩变形造成的，混凝土的收缩能使混凝土产生内应力，并在混凝土内部产生微裂缝，破坏混凝土的微结构，降低混凝土的耐久性。
2 水泥混凝土的拌合
认真控制混凝土拌和料的水灰比、集浆比和砂率。如果水灰比不一致，摊铺后会形成不同水灰比的板块。在其结合交叉部位，会因凝固收缩率和受热膨胀率不同形成裂缝或者断板。水泥浆在混凝土中，既是填充集料间的空隙率，而且包裹在集料的表面减少了集料间的摩阻力，使混凝土具有流动性。集浆比小则集料的含量相对减少会出现流浆现象，
使混凝土粘聚性和保水性发生变化，降低了混凝土的强度和耐久性。砂率的变化可导致集料空隙率的总比表面积的变化，会影响水泥混凝土的工作性。因此在施工中控制好混凝土的水灰比，集浆比和砂率，才能保证水泥混凝土的技术特性，以达到降低水泥混凝土板的断裂。
六总结
从施工实践来看，加强对原材料和施工过程的技术管理控制，细化水泥混凝土的设计配合比，对提高水泥混凝土的抗裂性能都是很有效的。应对已有经验不断总结和交流、开发,由此提高我们的水泥混凝土施工技术水平。
(1)提高施工单位的技术和管理水平，加强工程质量管理，运用高新技术是减少水泥混凝土路面断板等病害的重要基础。
(2)水泥混凝土路面产生断板的原因在于水泥混凝土本身抗弯拉的强度低，选择高标准的原材料和优化混凝土的设计可有效的防止混凝土路面板的断裂等病害。
(3)严格控制水泥混凝土路面的施工工艺，减少温度变形和收缩变形对混凝土板的不良影响，才能有效降低水泥混凝土路面病害的产生。
七致谢
本文是在刘文茉老师的热情关心和指导下完成的。刘
文茉老师多次询问研究的进程，提出了很多宝贵的建议和意见，帮助我开拓研究思路，使得我能够克服种种困难，顺利完成此次论文的撰写，在此表示衷心的感谢。
八参考文献
[1]黄士元,蒋家奋,杨南如,周兆桐,等.近代混凝土技术[M].陕西科学技术出版社,2006.
[2]李华等.水泥混凝土路面修补技术[M].人民交通出版社.1997.
[3]水泥混凝土路面施工及验收规范JTGF30-2003[S]