專利名稱：上低塑下振碾混凝土路面施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土鋪面技術(shù)領(lǐng)域。
振動(dòng)碾壓混凝土(以后簡(jiǎn)稱振碾混凝土)是國(guó)外七十年代中期發(fā)展起來(lái)的用振動(dòng)壓路機(jī)使干硬性混凝土密實(shí)成型的新工藝。這種混凝土有用作面層的，但由于路面平整不易，未能廣泛使用。據(jù)1986年3月的《Concreteconstruction》雜志中有一篇題為“Stateoftheartpavingwithrollercompactedconcrete”報(bào)道了加拿大采用下面層鋪筑6.5英寸厚的振碾混凝土，上面層鋪筑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(jià)，至使瀝青路面的造價(jià)與水泥路面的造價(jià)接近，甚至偏高。
本發(fā)明的目的就在于既解決塑性混凝土水泥用量高的問(wèn)題，又解決振碾混凝土路面的平整度問(wèn)題，同時(shí)也為了進(jìn)一步提高路面的質(zhì)量，降低路面造價(jià)。為此，本發(fā)明特采用在基層上鋪筑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(zhì)量，再鋪筑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(fā)明的詳細(xì)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，因其后期強(qiáng)度高，遇水后，強(qiáng)度還繼續(xù)增長(zhǎng))攤鋪摻粉煤灰的振碾混凝土混合料，振碾成型后，不抹面，立即澆筑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采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥，最好使用道路硅酸鹽水泥。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(jí)或二級(jí)來(lái)配合。所用砂的含泥量應(yīng)低于5%，通過(guò)0.16毫米篩孔的極細(xì)顆粒宜低于15%。所用的外加劑為木質(zhì)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(biāo)號(hào)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(shè)計(jì)的基本原則與常態(tài)混凝土相同，唯前者用水量較少。它們都是根據(jù)工程要求的物理力學(xué)指標(biāo)，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(jī)拌合摻粉煤灰的振碾混凝土混合料，然后攤鋪，它的虛鋪厚度應(yīng)為其壓實(shí)厚度的1.35倍，每次攤鋪長(zhǎng)度為20～25米，最后是振碾成型。采用的振碾機(jī)自重為8T±2T，線壓力大于62.5千克/厘米，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(jī)在對(duì)攤鋪好的摻粉煤灰的振碾混凝土混合料振動(dòng)碾壓時(shí)，振碾機(jī)通過(guò)振動(dòng)輪把固定頻率及振幅的振動(dòng)波傳給混合料，并自上而下傳遞，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?；旌狭系匿亴釉胶?，鋪層下部混合料獲得的振動(dòng)能量就越減少，要使混合料均勻密實(shí)，就需要適當(dāng)?shù)恼衲霑r(shí)間或振碾遍數(shù)，振碾遍數(shù)應(yīng)根據(jù)振碾能量公式E＝2A(W+F/2)×n×N×(L/V)/(B×L)計(jì)算。其中A為振動(dòng)輪的振幅(單幅)，W為振動(dòng)輪的軸向荷重，F(xiàn)為起振力，V為振碾機(jī)的振碾速度，L為振動(dòng)輪的接地長(zhǎng)度，n為振動(dòng)頻率，N為振動(dòng)輪的振碾遍數(shù)(來(lái)回)，B為振動(dòng)輪的寬度。為了保證振碾混凝土的質(zhì)量，振動(dòng)碾壓成型分三步進(jìn)行先靜碾壓一遍(一個(gè)來(lái)回)，旨在使混合料初步成型，以免振碾時(shí)易成坑槽或波浪。次用低頻振碾2～3遍，因低頻1，500～2，000次/分鐘適于粒徑為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(dòng)作用直到低層。最后用高頻振碾2～3遍，直至混凝土表面微濕潤(rùn)。因高頻2，500～3，000次/分鐘的振幅較小，主要作用于淺層，并適于混合料中細(xì)小顆粒，使其填充粗顆粒的空隙，減小混合料的摩擦力，便于產(chǎn)生觸變，使砂漿液化。
摻粉煤灰的振碾混凝土振碾成型后，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厘米。低塑性混凝土的施工工藝與常態(tài)混凝土施工工藝相同。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是雙層面層可采用同一標(biāo)號(hào)混凝土澆筑，也可在標(biāo)號(hào)上使用“上優(yōu)下次”，即上層采用高標(biāo)號(hào)塑性混凝土，下層采用低標(biāo)號(hào)振碾混凝土，如200號(hào)摻粉煤灰的振碾混凝土，因其后期強(qiáng)度高，180天齡期時(shí)，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到300公斤/厘米2。
本發(fā)明完全達(dá)到了路面混凝土的設(shè)計(jì)要求，且使路面混凝土的密實(shí)性、早期與后期強(qiáng)度以及抗裂性得到提高，大大改善了混凝土的質(zhì)量。其干縮率低，90天一般達(dá)到(219～241)×10-6，抗?jié)B標(biāo)號(hào)達(dá)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干貧振碾混凝土大，由此表明，摻粉煤灰的振碾混凝土抗裂性比常態(tài)混凝土優(yōu)越，其200號(hào)混凝土半年的強(qiáng)度R180即達(dá)到28天強(qiáng)度要求的300號(hào)。
本發(fā)明發(fā)揮了兩種工藝(即振碾混凝土及常態(tài)混凝土施工工藝)之長(zhǎng)，它可比一般混凝土施工工藝節(jié)約水泥30%，路面工程造價(jià)降低8～10%，同時(shí)提高了路面的平整度及使用壽命。在公路、城市道路、機(jī)場(chǎng)跑道和土建地坪推廣使用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另外，本發(fā)明用摻粉煤灰的振碾混凝土，這對(duì)粉煤灰的綜合利用開(kāi)辟了新的途徑，減少了粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染。該發(fā)明對(duì)高低等級(jí)公路和不同氣候地區(qū)的公路路面皆為適用。
實(shí)施例一在山西平朔煤礦專用線及大同至倍加皂線采用基層上攤鋪2/3厚度的摻粉煤灰的振碾混凝土，待振動(dòng)碾壓成型后，不抹面，立即鋪筑低塑性混凝土。上下面層采用同一標(biāo)號(hào)混凝土(R28＝300)，共節(jié)約水泥僅為單層全用振碾混凝土的2/3。
實(shí)施例二在安徽巢湖采用下面層摻粉煤灰的低標(biāo)號(hào)振碾混凝土(R28＝200)，上面層采用高標(biāo)號(hào)的低塑性混凝土(R28＝300)。試驗(yàn)結(jié)果表明，下面層低標(biāo)號(hào)振碾混凝土在180天齡期時(shí)，抗壓強(qiáng)度仍可達(dá)到300公斤/厘米2以上。上下兩面層共節(jié)約水泥28.4%，與全面層使用振碾混凝土節(jié)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(jié)合良好，無(wú)顯著界面，作強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，破壞面不在上下層的接觸面。
權(quán)利要求
1.一種用于混凝土路面的上低塑下振碾混凝土的施工工藝，其特征在于在基層上攤鋪摻粉煤灰的振碾混凝土下面層，待其振碾成型后，立即澆筑上面層低塑性混凝土或摻粉煤灰的低塑性混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)上低塑下振碾混凝土的施工工藝，所說(shuō)的振碾成型工藝是先用靜碾壓1遍(一個(gè)來(lái)回)，再用低頻1，500～2，000次/分鐘振碾2～3遍，最后用高頻2，500～3，000次/分鐘振碾2～3遍，其振碾遍數(shù)以計(jì)算的振碾能量來(lái)決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的上低塑下振碾混凝土的施工工藝，其特征在于上低塑下振碾混凝土可采用同一混凝土標(biāo)號(hào)或者上層低塑性混凝土采用高標(biāo)號(hào)，下層振碾混凝土采用低標(biāo)號(hào)，后者最佳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的上低塑下振碾混凝土的施工工藝，其特征在于摻粉煤灰的振碾混凝土摻加的外加劑為木質(zhì)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(fā)明屬混凝土鋪面技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是在基層上攤鋪摻粉煤灰的振碾混凝土，待振碾成型后，不抹面，立即澆筑低塑性混凝土或摻粉煤灰的低塑性混凝土。本發(fā)明發(fā)揮了兩種混凝土施工工藝之長(zhǎng)，節(jié)約了大量的水泥、降低了路面造價(jià)、提高了路面的平整度及使用壽命。本發(fā)明適用于各等級(jí)路面公路和各種氣候地區(qū)的公路。
文檔編號(hào)E01C7/35GK1032050SQ8710706
公開(kāi)日1989年3月29日 申請(qǐng)日期1987年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月24日
發(fā)明者竇萃元, 吳鈞樞, 孫之明 申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究所, 安徽省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院