CN100340720C - 大尺寸高性能水泥混凝土道面板施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大尺寸水泥混凝土道面板的施工方法，施工时基层压处理应使支立的模板相互联接处无缝隙，混凝土拌合料中，应有纤维、减水剂及膨胀剂中的至少一种，混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、提浆及做面，应在温度为5℃-35℃的情况下完成；混凝土摊铺时风速为16Km/h，相对湿度为80-90%振捣采取二次振捣的方式，抹面应为3-4次，采用二次切缝的方法进行切缝，表面纹理处理后采用喷膜及加保护层进行养护。这种施工方法保证了道面板的质量，而且减少了板块之间的边缝，大大降低了从边缝进水和异物而造成道面板损坏的机率，减少了道面混凝土的日常维修费用，增加了耐久性，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于机场或道路的施工方法，尤其涉及分仓尺寸大于5M×5M水泥混凝土道面板的施工方法。
背景技术
水泥混凝土道面板在使用过程中造成破坏的主要原因是：(1)混凝土在使用过程中荷载的作用力、温度变化所产生的翘曲应力、热胀冷缩产生的形变应力、地基摩阻力、边缝进水或进异物而产生的形变应力等作用力的合力大于混凝土自身的抗压或抗折强度，致使混凝土道面板出现掉边掉角、孔洞直至断裂等破坏现象；(2)由于道面板边缝跑模未处理好、切缝不及时、边部振捣不实以及混凝土作面时边缝部位浆体不饱满等原因造成掉边掉角甚至断裂；(3)由于基础下陷造成道面混凝土局部区域拉应力激增，产生混凝土破坏，基础渗水后产生冻胀作用而造成道面混凝土出现断裂现象；(4)半刚性基础及刚性基础的反射裂缝造成混凝土道面板的断裂。(5)边缝部位在混凝土施工过程中因为跑模、振捣、作面、切缝等施工工艺的原因造成破坏；(6)水泥混凝土道面板在使用过程中边缝部位在负载的情况下由于其传递荷载的能力相对道面板的其它部位较差，因此在边缝部位造成应力集中从而使边缝部位更容易遭受破坏；因为边缝部位容易进入异物及渗水，在热胀冷缩及冻胀的作用下易产生破损。而边缝的损坏不仅会直接导致水泥混凝土道面板的行驶舒适性和行驶安全性，同时也会造成水泥混凝土道面的缺陷，进一步发展后会造成地基下陷、断板等现象，从而导致水泥混凝土道面板部分或全部丧失其使用功能。由于大尺寸水泥混凝土道面板施工难度大，极易造成质量不合格，因此目前设计规范中均规定素水泥混凝土道面板规则板块的分仓尺寸不得大于5M×5M，横向尺寸不超过5M，所以我国现有机场及道路的分仓尺寸一直停留在4～5M左右，因板小缝多造成的薄弱环节多，使得机场及道路的使用寿命较短。
发明内容
本发明目的在于提供一种分仓尺寸大于5M×5M的水泥混凝土道面板的施工方法，以加大水泥混凝土道面板块的尺寸来减少道面板边缝的数量，从而减少因板缝受损而产生的道面混凝土板块的破坏，进而延长机场或道面的使用寿命。
本发明目的是通过以下技术方案实现的：这种大尺寸水泥混凝土道面板的施工方法，包括道面基层处理、在基层上放出样桩、弹上墨线、根据样桩和墨线将模板支立、摊铺混疑土拌合料、振捣、提浆、做面、表面纹理处理、拆模、切缝、灌缝，其特征在于：基层处理应：基层压实度≥97％，平整度≤10mm，无裂缝；
支立的模板相互联接处无缝隙；模板与基层接触面之间无缝隙，模板内侧要涂隔离剂，支模的允许偏差为：平面位置：5mm，高度：±2mm，直线性：在20m内拉线检查为5mm；
混凝土拌合料中，各种原料配合按下列标准：在一立方米的混凝土中，配入水泥285-310Kg，粉煤灰39Kg，颗粒大小为5-20mm的碎石527-535Kg，颗粒大小为20-40mm的碎石793-797Kg，砂715-723Kg，水78-131Kg，纤维0-0.9Kg，减水剂0-2.094Kg，膨胀剂0-25Kg；
混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、提浆及做面，应在温度为5℃-35℃的情况下，在120分钟内完成；混凝土摊铺时风速为16Km/h，相对湿度为80-90％；
振捣采取二次振捣的方式；
抹面应为3-4次；
采用二次切缝的方法进行切缝；
表面纹理处理后采用喷膜及加保护层进行养护。
采取二次振捣时应先用排式振捣器振捣，再用平板振捣器振捣；
用提浆整平机提浆，并使混凝土表面泛浆均匀；
抹面应先用非金属材料抹面，再用金属材料抹面，抹面应为4次；抹面后在道面板上面做横向拉毛；
切缝采用二次跳格的切缝方法，第一次切缝应在做面后4-5小时进行，第二次应在混凝土强度达到7-9MPa进行；
做面完毕立即喷膜进行早期养护，4～5小时后加盖无纺布养护，覆盖养护时间不少于14天；
切缝后再进行纹理处理，即在混凝土道面上刻槽，相邻两刻槽的中心线距离为30-50mm，槽宽为3-5mm，槽深2-3mm；
灌缝采用聚氨脂类灌缝料灌缝，灌缝深度28mm-33mm；
拆模前应先将孔眼空隙及模板周边的杂物清理干净，模板要平行拆移。
道面基层处理还应符合下述指标：高程-10mm～+5mm，道面厚度误差±10％，7d无侧限抗压强度≥3.0Mpa，基层顶面复合回弹模量≥120Mpa；
抹面是先用木材或塑料抹两遍，再用钢制品抹两遍；
保养时采用无纺布做护层。
抹面时，第一遍以揉压、泛浆、压下露石、剔除泥团及杂物、消除明显的凸凹为主，第二遍应挤出汽泡、将砂子压入板面、消除砂眼，使板面密实为主；第三遍应挂线找平、消除板面残留的各种印迹、使道面平整为主；第四遍应修整表面、填堵板面砂眼、修补边角。
所述的混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、提浆及做面，在60分钟内完成。
所采用的水泥是道路硅酸盐水泥。
所采用的水泥是普通硅酸盐水泥，该水泥中铝酸三钙的含量在5％以内，铁铝酸四钙的含量大于16％，碱含量小于0.6％，水泥出厂温度低于60℃，其余标准符合GB175-92的规定。
由于在本发明中地面从基层就作了严格的处理、在施工过程中采用最佳配合比的高性能混凝土，道面板选用了最佳切缝时机、切缝方式、切缝的深度及适当的混凝土摊铺、振捣、提浆、作面、养护等一系列施工工艺，并且加大了水泥混凝土道面板的尺寸，因此保证了道面板的质量，而且减少了板块之间的边缝，大大降低了从边缝进水和异物而造成道面板损坏的机率，延长它的使用寿命。
利用本发明的施工方法曾在空军郑州新机场进行实验并对成品通过检查测试证明它的各项技术指标明显优于普通混凝土道面板。即使在最不利设计荷载和环境条件下，大尺寸高性能混凝土道面板完全能够满足机场的设计使用要求。改善了道面的平整度、密实度；提高了强度、抗冻、抗渗、抗裂、抗疲劳及耐磨性；改善了道面表面条件，避免了飞机起降时产生过度弹跳、俯仰、震动等现象，提高了适航性，增加了安全系数；减少了道面混凝土的日常维修费用，增加了耐久性，延长了使用寿命。
具体实施方式
实施例1：本实施例中道面混凝土板的横向分仓尺寸定为6米，纵向尺寸定为10米；
一、混凝土中各种材料要求如下
水泥采用普通硅酸盐水泥。该水泥中铝酸三钙(C3A)的含量(水泥熟料中C3A的含量)控制在5％以内，铁铝酸四钙(C4AF)的含量(水泥熟料中C4AF的含量)大于16％，碱含量小于0.6％，水泥出厂温度低于60℃。其余标准应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术要求(GB175-92)的规定。
碎石应满足JGJ53-1992普通混凝土用碎石质量标准的要求，应进行碱集料反应评估，要选用非碱活性材料。
砂选用中粗砂，应满足JGJ52-1992普通混凝土用砂标准的要求，并应进行碱集料反应评估，要选用非碱活性材料。
粉煤灰采用超级粉煤灰，烧失量≤3％，细度≤8％，含水量≤1％，需水量比≤90％，SO3≤1.0％，碱含量≤1.0％，玻璃体含量≥80％。
水采用饮用水，PH值、氯化物、硫酸根、硫化物含量应符合GB11896-89和GB11899-89的规定。
纤维、减水剂、膨胀剂均应符合现行规范标准的要求。
如上所述的材料用，本实施例中选用：河南上街长城铝业公司水泥厂的PO42.5水泥，新乡和新密出产的5～20mm和20～40mm两种规格的碎石；河南鲁山产的河砂，细度模数为2.90，江苏丹阳合成纤维厂生产的单丝聚丙烯纤维和山东泰安现代塑料有限公司生产的网状聚丙烯纤维，江苏省建筑科学研究院研发的JM-B型萘系高效减水剂，江苏海特曼新材料公司生产的镁质膨胀材料和江苏省建筑科学研究院生产的钙矾石英膨胀剂，水选用现场饮用水。
二.施工工艺流程及实施方式：
(1)首先处理好基层，基层应采用二灰结石基层，即用水泥、粉煤灰、碎石做基层，且所用的水泥、粉煤灰、碎石应符合前边所述的要求标准，所做基层应符合下述指标：
①压实度≥97％；
②平整度≤10mm；
③高程-10mm～+5mm；
④道面厚度误差±10％；
⑤7d无侧限抗压强度≥3.0MPa；
⑥宽度不小于设计值；
⑦基层顶面复合回弹模量≥120MPa；
⑧无大的裂缝、断裂，如有大的裂缝或断裂应用沥青油毛毡进行处理，以避免反射裂缝。
2、在做好的基层上放出样桩、弹上墨线；
3、根据样桩和墨线支立模板：
(1)支模前应对模板的规格、平直状况、接头及钢模板的附件进行仔细检查，不合格的不得使用。
(2)采用三维可调拉杆式模板支撑将模板支立准确，联接牢固、平顺，接缝处应贴胶带纸密封，不得有离缝、前后错位和高低不平等现象。
(3)模板与基层接触面不得有缝隙，以防漏浆，模板内侧要满涂隔离剂，以利于拆模，基层上满铺塑料布，以减少地基摩阻力。
(4)支模的允许偏差为：
平面位置：5mm；
高程：±2mm；
直线性：5mm(20m拉线检查)。
三.混凝土的拌合和运输：
(1)选用上述标准的材料并按表1a的配比称取各种材料：
表1a 单位：1M3混凝土
| 配合比(Kg) | ||||||||||
| 水泥 | 粉煤灰 | 碎石5～20mm | 碎石20～40mm | 砂(中粗) | 水 | 纤维 | 减水剂 | 膨胀剂 | 水胶比 | 砂率 |
| 285 | 39 | 535 | 797 | 723 | 78 | 0.90 | 2.094 | 25 | 0.40 | 0.34 |
放入搅拌机中拌合，拌合时间为90S(掺加纤维时为120S)。混合料维勃稠度15～20S，混凝土28天抗折强度5.0Mpa；
把拌合好的混凝土采用混凝土搅拌运输车，运到施工处，运输过程应避免混合料产生离析现象。
(2)摊铺条件：
①混凝土拌合料摊铺前，应对模板的位置、高程、支撑、隔离剂的涂涮，传力杆与支架的安装固定，钢筋绑扎，作业棚、养生棚和各种工机具的准备及水、电等进行全面检查。
②施工温度为5-10℃混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、作面(不含拉毛)的允许最长时间为120分钟；
③在风速为16Km/h，混凝土温度与大气温度的差为5.6℃，蒸发速率限制为0.5Kg/m2.h时，相对湿度为90％，混凝土塑性收缩开裂的极限温度值为40.6℃。
当混凝土表面水分蒸发率大于0.5Kg/m2·h的气候条件应停止施工。
(3)摊铺方法：
采用一次摊铺的方式，虚铺厚度为10％左右。按板边、板角、板中的顺序进行。传力杆与支架附近的摊铺应均匀，周边应扣锹，不得抛掷和耧耙，以防混合料离析。并采用两纸(水泥袋纸)三油(沥青)隔离先筑板缝，防止后筑板在切缝前产生不规则断裂。
(4)振捣：
采取二次振捣方式，先用ZD-6500型排式振捣器振捣，再用平板振捣器振捣，并要做到定位、定时的振捣，确保混凝土的内在质量。
(5)提浆、作面：
①以ZHTZ-5600G型三轴提浆整平机为主，全辐式振动夯(条夯)和滚筒进一步提浆整平，使混凝土面泛浆均匀。
②采取四遍抹面法，即先用非金属材料抹面两遍，如用塑料抹或木抹、再用金属材料抹两遍，如用钢制品抹。抹面时，第一遍以揉压、泛浆、压下露石、剔除泥团及杂物，消除明显的凹凸为主，使水泥砂浆厚达3～5mm，并分布均匀。第二遍以挤出汽泡、将砂子压入板面、消除砂眼，使板面密实为主。第三遍抹时应挂线找平、可采用铝合金直尺找平、并要消除板面残留的各种不平整的印迹。第四遍应注意修整表面，填堵板面砂眼，修补边角，加快板面水份蒸发，为拉毛做好准备。
在抹完面后，根据粗糙度要求，适时将混凝土表面沿道坪横向拉毛。
(6)切缝、灌缝：
①采用二次跳格切缝的方法，防止混凝土连续铺筑引起的收缩裂缝。根据天气温度情况，一般在做面4～5小时后，每隔两道缩缝可采用SOFCUT380型软式切缝机切一道防裂缝，缝深28mm-33mm。然后在混凝土强度达7～9MPa时按规范要求用HQJ-15型自动切缝机进行二次切缝，切缝深度为板厚的1/3～1/5。
然后用聚氨脂类灌缝料灌缝。
(7)养护：
①采用喷膜加无纺布养护，做面完毕立即喷膜进行早期养护，4～5小时后加盖无纺布养护。覆盖养护时间不少于14天。
(8)拆模：
①当混凝土强度保证混凝土板的边、角不因拆模而受到损伤时，方可拆模。最早拆模时间应符合有关规定。
②拆模前应先校直拉杆，将孔眼空隙里的夹浆清除干净，清除模板周边的灰浆、石子等杂物。平行拆移，不得硬撬、硬砸，防止损伤混凝土板。
(9)刻槽：
刻槽也是在道面板表面的纹理处理，槽间距(槽中至槽中)30～35mm，槽宽3～3.5mm，槽深2～2.5mm。
实施例2：在本实施例中道面混凝土板的横向分仓尺寸为5米，纵向尺寸为8米；
混凝土配合比例如表1b
表1b
单位：1M3混凝土
| 配合比(Kg) | ||||||||||
| 水泥 | 粉煤灰 | 碎石5～20mm | 碎石20～40mm | 砂(中粗) | 水 | 纤维 | 减水剂 | 膨胀剂 | 水胶比 | 砂率 |
| 300 | 39 | 527 | 793 | 717 | 131 | 0.90 | 0 | 25 | 0.48 | 0.34 |
材料的选用标准与实施例1相同.本实施例中施工气温为10-20℃，混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、作面(不含拉毛)的允许最长时间为90分钟，在风速为16Km/h，混凝土温度与大气温度的差为5.6℃，蒸发速率限制为0.5Kg/m2·h时，相对湿度为80％，混凝土塑性收缩开裂的极限温度值为37.8℃，在提浆、作面时采用三遍抹面法，先用非金属材料抹一遍，再用金属材料抹两遍，其他实工方法与条件均与实施例1相同。
实施例3：本实施例中道面混凝土板的横向分仓尺寸为6米，纵向尺寸为12米；
混凝土配合比例如表1c
表1c
单位：1M3混凝土
| 配合比(Kg) | ||||||||||
| 水泥 | 粉煤灰 | 碎石5～20mm | 碎石20～40mm | 砂(中粗) | 水 | 纤维 | 减水剂 | 膨胀剂 | 水胶比 | 砂率 |
| 285 | 39 | 531 | 795 | 715 | 102 | 0 | 1.396 | 25 | 0.43 | 0.34 |
材料的选用标准与实施例1相同，而水泥采用道路硅酸盐水泥，混凝土道板之间的刻槽间距为35-40mm，槽宽为0.5-4.5mm，槽深2.5-3mm.本实施例中施工气温为20-30℃，混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、作面(不含拉毛)的允许最长时间为75分钟，在风速为16Km/h，混凝土温度与大气温度的差为5.6℃，蒸发速率限制为0.5Kg/m2·h时，相对湿度为70％，混凝土塑性收缩开裂的极限温度值为35.0℃，其他施工方法与条件均与实施例1相同。
实施例4：本实施例中道面混凝土板的横向分仓尺寸为6米，纵向尺寸为15米；
混凝土配合比例如表1d
表1d
单位：1M3混凝土
| 配合比(Kg) | ||||||||||
| 水泥 | 粉煤灰 | 碎石5～20mm | 碎石20～40mm | 砂(中粗) | 水 | 纤维 | 减水剂 | 膨胀剂 | 水胶比 | 砂率 |
| 310 | 39 | 527 | 793 | 717 | 130 | 0.90 | 0 | 0 | 0.50 | 0.34 |
材料的选用标准与实施例1相同，而水泥采用道路硅酸盐水泥，刻槽间距为40-50mm，槽宽为4.5-5mm，槽深2.5-3mm.本实施例中施工气温为30-35℃，混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、作面(不含拉毛)的允许最长时间为60分钟，在风速为16Km/h，混凝土温度与大气温度的差为5.6℃，蒸发速率限制为0.5Kg/m2·h时，相对湿度为60％，混凝土塑性收缩开裂的极限温度值为32.2℃，在提浆、作面时采取六遍抹面法，以使板面更坚实细腻，其他施工方法与条件均与实施例1相同。
本发明中任一实施例中的工艺条件和施工方法均实用于道面混凝土板横向分仓尺寸为5米和6米，纵向分仓尺寸为8米、10米、12米和15米的几种规格。
在本发明中所用的材料可以从任何地方购买，但应符合质量要求，在风速为16Km/h，混凝土温度与大气温度的差为5.6℃，蒸发速率限制为0.5Kg/m2·h时，相对湿度及混凝土塑性收缩开裂的极限温度除可如实施例中所采用的外，相对湿度也可为50％，而混凝土塑性收缩开裂的极限温度值应为29.4℃，或相对湿度为40％，混凝土塑性收缩开裂的极限温度值为26.7℃，或相对湿度为30％，混凝土塑性收缩开裂的极限温度值为23.9℃。
在施工过程中应避免在高温、大风和相对湿度小的环境下施工。若在高温季节施工，应采取洒水或支立作业棚等方式改善施工条件，或改为夜间施工，以避免高温。
拌合好的混凝土也可用自卸汽车运往施工现场；实施例中所采用的一切工具及设备均可换用其他工具及设备，但应能达到施工标准。
Claims (7)
1、一种大尺寸水泥混凝土道面板的施工方法，包括道面基层处理、在基层上放出样桩、弹上墨线、根据样桩和墨线将模板支立、摊铺混疑土拌合料、振捣、提浆、做面、表面纹理处理、拆模、切缝、灌缝，其特征在于：基层处理应：基层压实度≥97％，平整度≤10mm，无裂缝；
支立的模板相互联接处无缝隙；模板与基层接触面之间无缝隙，模板内侧要涂隔离剂，支模的允许偏差为：平面位置：5mm，高度：±2mm，直线性：在20m内拉线检查为5mm；
混凝土拌合料中，各种原料配合按下列标准：在一立方米的混凝土中，配入水泥285-310Kg，粉煤灰39Kg，颗粒大小为5-20mm的碎石527-535Kg，颗粒大小为20-40mm的碎石793-797Kg，砂715-723Kg，水78-131Kg，纤维0-0.9Kg，减水剂0-2.094Kg，膨胀剂0-25Kg；
混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、提浆及做面，应在温度为5℃-35℃的情况下，在120分钟内完成；混凝土摊铺时风速为16Km/h，相对湿度为80-90％；
振捣采取二次振捣的方式；
抹面应为3-4次；
采用二次切缝的方法进行切缝；
表面纹理处理后采用喷膜及加保护层进行养护。
2、根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：
采取二次振捣时应先用排式振捣器振捣，再用平板振捣器振捣；
用提浆整平机提浆，并使混凝土表面泛浆均匀；
抹面应先用非金属材料抹面，再用金属材料抹面，抹面应为4次；抹面后在道面板上面做横向拉毛；
切缝采用二次跳格的切缝方法，第一次切缝应在做面后4-5小时进行，第二次应在混凝土强度达到7-9MPa进行；
做面完毕立即喷膜进行早期养护，4～5小时后加盖无纺布养护，覆盖养护时间不少于14天；
切缝后再进行纹理处理，即在混凝土道面上刻槽，相邻两刻槽的中心线距离为30-50mm，槽宽为3-5mm，槽深2-3mm；
灌缝采用聚氨脂类灌缝料灌缝，灌缝深度28mm-33mm；
拆模前应先将孔眼空隙及模板周边的杂物清理干净，模板要平行拆移。
3、根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：道面基层处理还应符合下述指标：
高程-10mm～+5mm，道面厚度误差±10％，7d无侧限抗压强度≥3.0Mpa，基层顶面复合回弹模量≥120Mpa；
抹面是先用木材或塑料抹两遍，再用钢制品抹两遍；
保养时采用无纺布做护层。
4、根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：抹面时，第一遍以揉压、泛浆、压下露石、剔除泥团及杂物、消除明显的凸凹为主，第二遍应挤出汽泡、将砂子压入板面、消除砂眼，使板面密实为主；第三遍应挂线找平、消除板面残留的各种印迹、使道面平整为主；第四遍应修整表面、填堵板面砂眼、修补边角。
5、根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于：所述的混凝土拌合料从搅拌机出料至摊铺、振捣、提浆及做面，在60分钟内完成。
6、根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所采用的水泥是道路硅酸盐水泥。
7、根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所采用的水泥是普通硅酸盐水泥，该水泥中铝酸三钙的含量在5％以内，铁铝酸四钙的含量大于16％，碱含量小于0.6％，水泥出厂温度低于60℃，其余标准符合GB175-92的规定。
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