CN102392405A - 一种超早强特快硬混凝土路面及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种超早强特快硬混凝土路面，其面层由混凝土原料与抗裂超早强特快硬外加剂混合而成，所述混凝土原料的组分有水泥、中粗砂、粗集料、水和抗裂超早强特快硬外加剂，控制坍落度在100～120mm，抗裂超早强特快硬外加剂由下列组分并按照重量百分比组成：聚羧酸减水14%～20%，有机物1%～3%，无水硫酸钠1%～2%，消泡剂0.005%～0.015%，引气剂0.005%～0.015%。本发明结合使用特制的混凝土保湿加温养生装置养生，使路面6小时早期强度达到通车的强度要求。

Description

一种超早强特快硬混凝土路面及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种路面及其施工方法，特别是一种超早强特快硬混凝土路面及其施工方法。

背景技术

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性强、使用寿命长、维护费用少且具有方便就地取材等特点，已广泛用于高速公路、国道、地方公路上。但随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展，交通量的迅速增长等种种原因，公路通行的车辆荷载及密度越来越大，行驶速度越来越快，致使路面的损坏也日趋严重。

水泥混凝土路面维修换板施工，需局部封闭施工，加上施工时间及养生时间长达半个多月，在高等级路面和交通繁忙路段通常会影响交通畅通和造成交通安全隐患，在道路维修施工现场，经常造成交通堵塞，由此而引发的交通事故也时有发生。

为保障道路畅通、安全运营，必须对水泥混凝土路面进行维修，由此也引发了影响道路运营、危及行驶安全等一系列社会问题。为解决在维修路面时尽可能将影响降到最小，即必须在最短的时间内完成道路的维修工作，同时施工质量达到通车要求。

目前国内使用较多的快速修补混凝土路面的施工技术，要么采用特种水泥，要么掺入快速修补剂。由于特种水泥的特殊性，其初凝时间一般只有20分钟左右，施工工艺及施工质量不易控制，不能利用搅拌设备进行集中拌和及机械运输，用特种水泥较难保存且生产少、价格昂贵，不适合用于大面积水泥混凝土路面换板施工；掺入快速修补剂，也佷难利用大型搅拌站进行集中拌和及机械运输，最重要的是，其在6小时内的早期强度不能达到通车的强度要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种超早强特快硬混凝土路面及其施工方法，通过采用掺配抗裂超早强特快硬外加剂的混凝土，并使用特制的混凝土保湿加温养生装置养生，使水泥混凝土路面6小时内的早期强度达到通车的强度要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超早强特快硬混凝土路面，其面层由混凝土原料与抗裂超早强特快硬外加剂混合而成，其特征在于所述混凝土原料的组分与含量分别为：

水泥：P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥450～500㎏；

细集料：中粗砂600～700㎏，含泥量＜2％；

粗集料：5～25mm碎石1190～1220㎏，连续级配，含泥量＜1％；

水：120～150kg，控制坍落度在100～120mm；

抗裂超早强特快硬外加剂：5～6kg；

所述抗裂超早强特快硬外加剂以水泥总量为基数配比，由下列组分并按照重量百分比组成：

聚羧酸减水剂                          14%～20%，

有机物                                        1%～3%，

无水硫酸钠                                 1%～2%，

消泡剂                              0.005%～0.015%，

引气剂                              0.005%～0.015%。

所述有机物为乙二胺或三乙醇胺。

所述消泡剂是有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚硅氧烷消泡剂或硅聚醚消泡剂。

所述引气剂是松香类引气剂聚羧酸类引气剂或皂角类引气剂。

这种超早强特快硬混凝土路面的施工方法，步骤如下：

步骤1、路面混凝土配制：水泥为P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥；细集料用中粗砂，含泥量＜2％；粗集料为5～25mm碎石，连续级配，含泥量＜1％，掺配抗裂超早强特快硬外加剂后混合而成，配合比设计以抗折强度为主要指标进行设计，配制抗折强度≥4.0Mpa，坍落度100～120mm，搅拌时间为90s，控制混凝土的发料时间、混凝土的出厂时间30分钟内。特别控制好第一槽混凝土的坍落度，施工坍落度应比试验室坍落度大1㎝进行控制；

步骤2、路面混凝土浇筑施工，对基底清理后，对基底、板边进行洒水湿润，然后浇注混凝土，振捣的持续时间以混凝土停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，混凝土振动完成后，不得随意扰动混凝土；

步骤3、路面混凝土整平，采用振动梁振捣拖平，振捣时辅以人工找平，再用钢滚筒依次滚压进行粗平，用滚筒提浆整平过程中，对混凝土低处和高处要及时修整，尽快用滚筒整平混凝土面，使用铝合金尺检查平整度，同时将混凝土表面的浮浆刮除，如混凝土的坍落度偏小，振动梁振捣拖平后，可使用抹光机，先对相邻板周围进行抹光，再对中间进行抹光。对平整度较差处，人工挖除部分混凝土或重新补上混凝土，并用抹光机再次抹面，混凝土初凝时间控制在2小时；

步骤4、路面混凝土收面施工，混凝土精平后，立即组织人员进行收面工作，人工用灰刀收面不少于2次，为了加强路面的微观构造深度，灰刀收面后，用竹扫把对路面进行拉毛，拉毛完成后的混凝土面用手按不沾、并有轻微硬感后进行压纹；

步骤5、使用混凝土保湿加温养生装置进行混凝土路面养护，先对已终凝的混凝土路面喷水

湿润；

步骤6、在混凝土路面上面覆盖保湿薄膜保湿，保湿薄膜与混凝土路面的喷水湿润面贴紧；

步骤7、在保湿薄膜上面覆盖发热罩被，两发热罩被接头处无缝隙，将混凝土路面全部覆

盖；

步骤8、在发热罩被上铺保温层；

步骤9、在保温层上面压反光锥；

步骤10、使发热罩被接通外接电源；

步骤11、调节温控器开始升温，在恒温80℃条件下使混凝土路面养生四小时；

步骤12、撤除保温层和发热罩被，利用切缝及灌缝的施工时间进行降温养护一小时；

步骤13、保湿养生一小时。

所述步骤11中，如温度低于80℃，则应加盖一层发热罩被。

所述步骤11中，开始升温至恒温的通电时间为15分钟。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

一、本发明可使生产特种水泥厂家极少的地区，省下从外省购入特种水泥产生较高的运输费，以及特种水泥不能利用机械化施工的原因，必然消耗更多的人工及现场管理费的问题，取得一定的经济效益。

二、本发明可以在夜间进行施工工作，积极保障交通畅，通避开行车的高峰期，有足够的时间进行维修或抢修，取得了一定的社会效益。

三、本发明适用于交通流量较大的公路维修工程，可以在晚上车流量较小的情况下进行施工而不影响第二天行车。

四、本发明在冬季施工气温高于10 ^oC，加热养生温度达到80 ^oC以上的情况下，适用于冬季施工的专项维修或抢修工程。

五、本发明使大面积水泥混凝土路面维修换板的施工工作得以进行，同时造价低、可操作性强、造用范围广。

六、本发明加入的抗裂超早强特快硬外加剂中含有聚羧酸减水剂，可以起到有效减水和早强的作用。有机物和无水硫酸钠可以起到辅助减水、早强和抗裂的作用。引气剂除提高混凝土抗冻融和抗除冰盐破坏的能力外,引气还可以改善混凝土工作性和硬化混凝土的气泡结构、降低水胶质量比、减轻混凝土泌水、离析, 使其更加致密、渗透性降低,因而可抵御各种侵蚀性离子的破坏作用；引气剂多为表面活性物质,分布于气液界面,使水的表面张力降低、气泡易于形成并稳定。消泡剂可以有效控制水泥砂浆体系内泡沫产生，使混凝土构件更加致密光亮，起到抗裂作用。消泡剂可以消除砼内的大气泡，引气剂可以将细气泡引出来，并削除细气泡，使砼更加致密、抗裂、渗透性降低，因而可抵御各种侵蚀性离子的破坏作用，各组分的综合作用可以使路面混凝土达到抗裂、早强、快硬的显著效果。

本发明可广泛应用于以下各类工程：高速公路及城市道路、机场跑道等水泥砼路面抢修工程，包括用于桥面铺装（可采用钢钎维混凝土）快速维修工程。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是混凝土保湿加温养生装置的主视结构示意图。

图2是混凝土保湿加温养生装置的剖面结构示意图。

图3是本发明施工方法的养生流程图。

附图标记：1－外接电源、2－温控器、3－发热罩被、4－发热电缆、5－耐高温双面胶、6－上层铝箔、7－下层铝箔、8－保湿薄膜、9－保温层、10－混凝土路面、11－反光锥。

具体实施方式

实施例参见图1～3所示，一种超早强特快硬混凝土路面，其面层由混凝土原料与抗裂超早强特快硬外加剂混合而成，所述混凝土原料的组分与含量分别为：

水泥：P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥480㎏；

细集料：中粗砂651㎏，含泥量＜2％；

粗集料：5～25mm碎石1209㎏，连续级配，含泥量＜1％；

水：14kg，控制坍落度在100～120mm；

所述抗裂超早强特快硬外加剂的加入量为5.76，以水泥总量为基数配比，由下列组分并按照重量百分比组成：

聚羧酸减水剂                              17%%，

有机物                                        2%%，

无水硫酸钠                                  1%%，

消泡剂                              0.005%～0.015%

引气剂                              0.005%～0.015%。

所述有机物为乙二胺或三乙醇胺。

所述消泡剂是有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚硅氧烷消泡剂或硅聚醚消泡剂。

所述引气剂是松香类引气剂聚羧酸类引气剂或皂角类引气剂。

抗裂超早强特快硬外加剂匀质性指标：

抗裂超早强特快硬外加剂的性能指标：

抗裂超早强特快硬外加剂在保持混凝土流动度不变的情况下大幅度减少用水量（减水率25～35%），能使水泥提前水化，快速提升混凝土强度。

掺配的抗裂超早强特快硬外加剂，配制出超早强特快硬混凝土的6h早期强度大于设计强度等级的70%，6h抗压强度达35Mpa、抗折强度4.0Mpa以上的超早强混凝土。

这种超早强特快硬混凝土路面的施工方法，掺配抗裂超早强特快硬外加剂，混凝土初凝时间控制在2小时；高温保湿养生工艺易掌握，养生设施操作简单、可靠，高温保湿养生4h。步骤如下：

步骤1、路面混凝土配制：水泥为P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥；细集料用中粗砂，含泥量＜2％；粗集料为5～25mm碎石，连续级配，含泥量＜1％，掺配抗裂超早强特快硬外加剂后混合而成，配合比设计以抗折强度为主要指标进行设计，配制抗折强度≥4.0Mpa，坍落度100～120mm，搅拌时间为90s，控制混凝土的发料时间、混凝土的出厂时间控制在30分钟内。特别控制好第一槽混凝土的坍落度，施工坍落度应比试验室坍落度大1㎝进行控制；

步骤2、路面混凝土浇筑施工，对基底清理后，对基底、板边进行洒水湿润，然后浇注混凝土，振捣的持续时间以混凝土停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，混凝土振动完成后，不得随意扰动混凝土；

步骤3、路面混凝土整平，采用振动梁振捣拖平，振捣时辅以人工找平，再用钢滚筒依次滚压进行粗平，用滚筒提浆整平过程中，对混凝土低处和高处要及时修整，尽快用滚筒整平混凝土面，使用铝合金尺检查平整度，同时将混凝土表面的浮浆刮除，如混凝土的坍落度偏小，振动梁振捣拖平后，可使用抹光机，先对相邻板周围进行抹光，再对中间进行抹光。对平整度较差处，人工挖除部分混凝土或重新补上混凝土，并用抹光机再次抹面，混凝土初凝时间控制在2小时；

步骤4、路面混凝土收面施工，混凝土精平后，立即组织人员进行收面工作，人工用灰刀收面不少于2次，为了加强路面的微观构造深度，灰刀收面后，用竹扫把对路面进行拉毛，拉毛完成后的混凝土面用手按不沾、并有轻微硬感后进行压纹；

步骤5、使用混凝土保湿加温养生装置进行混凝土路面养护，本发明配制的超早强特快硬混凝土6h时间指混凝土浇筑完成终凝后加温养生4小时，降温自然养生1h，湿养生1h。先对已终凝的混凝土路面10以雾状喷水，以免稀释混凝土表面的强度，水量不能太多，喷水量以混凝土表面出现水珠为宜，以免影响混凝土保湿加温养生装置温度的上升；

步骤6、在混凝土路面10上面覆盖保湿薄膜8保湿，保湿薄膜8与混凝土路面10的喷水湿润面贴紧；

步骤7、在保湿薄膜8上面覆盖发热罩被3，两发热罩被3接头处无缝隙，将混凝土路面10全部覆盖；

步骤8、在发热罩被3上铺保温层9；

步骤9、在保温层9上面压反光锥11；

步骤10、使发热罩被3接通外接电源1；

步骤11、调节温控器2开始升温，开始升温至恒温的通电时间为15分钟，在恒温80℃条件下使混凝土路面10养生四小时，如温度低于80℃，则应加盖一层发热罩被3，保证温度的均匀性、一致性；

步骤12、撤除保温层9和发热罩被3，利用切缝及灌缝的施工时间进行降温养护一小时，并计入1小时的自然养生时间；

步骤13、保湿养生一小时，混凝土表面再覆盖保温层9洒水湿养生1小时，以免混凝土在撤除发热罩被3后的降温过程中，表面水份流失快，从而产生细微的收缩裂缝。

步骤14、施工质量的检测与跟踪：

1、施工现场按规定制作试件，必须同条件养生。养生时间达到后，即送往试验室进行抗压、抗折试验。同时，现场采用回弹仪进行强度回弹，并将试验室的试验结果与现场采用回弹仪取得数据进行对比，如果数据出现异常，要分析数据异常的原因，追查施工过程及养生过程，必须查出原因，分析出最准确、最真实的数据，以真实反映混凝土的施工质量。如施工过程因组织管理、机具故障等原因，造成强度偏低，不能达到放通要求，可以通过统筹安排解封施工点，即利用施工点解封的时间差，争取更多的养生时间；

2、施工质量的跟踪：对混凝土路面在通车后三天、二十八天进行外观检查；对同条件养生三天、二十八龄期的混凝土试件进行强度试验，检验混凝土强度增长及收缩情况，对通车后的水泥混凝土路面使用情况进行综合评价。其中对通车后28天的水泥混凝土路面进行检测，面板外观接缝平顺、无裂缝，强度、平整度、抗滑构造深度等指标满足规范及设计要求，检测结果见下表：

Claims (7)

1.一种超早强特快硬混凝土路面，其面层由混凝土原料与抗裂超早强特快硬外加剂混合而成，其特征在于所述混凝土原料的组分与含量分别为：

水泥：P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥450～500㎏；

细集料：中粗砂600～700㎏，含泥量＜2％；

粗集料：5～25mm碎石1190～1220㎏，连续级配，含泥量＜1％；

水：120～150kg，控制坍落度在100～120mm；

抗裂超早强特快硬外加剂：5～6kg；

所述抗裂超早强特快硬外加剂以水泥总量为基数配比，由下列组分并按照重量百分比组成：

聚羧酸减水剂                         14%～20%，

有机物                                     1%～3%，

无水硫酸钠                               1%～2%，

消泡剂                              0.005%～0.015%，

引气剂                              0.005%～0.015%。

2.根据权利要求1所述的超早强特快硬混凝土路面，其特征在于：所述有机物为乙二胺或三乙醇胺。

3.根据权利要求1所述的超早强特快硬混凝土路面，其特征在于：所述消泡剂是有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚硅氧烷消泡剂或硅聚醚消泡剂。

4.根据权利要求1所述的超早强特快硬混凝土路面，其特征在于：所述引气剂是松香类引气剂聚羧酸类引气剂或皂角类引气剂。

5.一种权利要求1～4所述超早强特快硬混凝土路面的施工方法，其特征在于步骤如下：

步骤 1、路面混凝土配制：水泥为P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥；细集料用中粗砂，含

泥量＜2％；粗集料为5～25mm碎石，连续级配，含泥量＜1％，掺配抗裂超早强特快硬外加剂后混合而成，配合比设计以抗折强度为主要指标进行设计，配制抗折强度≥4.0Mpa，坍落度100～120mm，搅拌时间为90s，控制混凝土的发料时间、每车料混凝土的出厂时间控制在30分钟内；特别控制好第一槽混凝土的坍落度，施工坍落度应比试验室坍落度大1㎝进行控制；

步骤2、路面混凝土浇筑施工，对基底清理后，对基底、板边进行洒水湿润，然后浇注混凝土，振捣的持续时间以混凝土停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，混凝土振动完成后，不得随意扰动混凝土；

步骤3、路面混凝土整平，采用振动梁振捣拖平，振捣时辅以人工找平，再用钢滚筒依次滚压进行粗平，用滚筒提浆整平过程中，对混凝土低处和高处要及时修整，尽快用滚筒整平混凝土面，使用铝合金尺检查平整度，同时将混凝土表面的浮浆刮除，如混凝土的坍落度偏小，振动梁振捣拖平后，可使用抹光机，先对相邻板周围进行抹光，再对中间进行抹光；对平整度较差处，人工挖除部分混凝土或重新补上混凝土，并用抹光机再次抹面，混凝土初凝时间控制在2小时；

步骤4、路面混凝土收面施工，混凝土精平后，立即组织人员进行收面工作，人工用灰刀收面不少于2次，为了加强路面的微观构造深度，灰刀收面后，用竹扫把对路面进行拉毛，拉毛完成后的混凝土面用手按不沾、并有轻微硬感后进行压纹；

步骤5、使用混凝土保湿加温养生装置进行混凝土路面养护，先对已终凝的混凝土路面（10）喷水湿润；

步骤6、在混凝土路面（10）上面覆盖保湿薄膜（8）保湿，保湿薄膜（8）与混凝土路面（7）的喷水湿润面贴紧；

步骤7、在保湿薄膜（8）上面覆盖发热罩被（3），两发热罩被（3）接头处无缝隙，将混凝土路面（10）全部覆盖；

步骤 8、在发热罩被（3）上铺保温层（9）；

步骤 9、在保温层上面压反光锥（11）；

步骤 10、使发热罩被（3）接通外接电源（1）；

步骤 11、调节温控器（2）开始升温，在恒温80℃条件下使混凝土路面（10）养生四小时；

步骤12、撤除保温层（9）和发热罩被（3），利用切缝及灌缝的施工时间进行降温养护一小时；

步骤 13、保湿养生一小时。

6.根据权利要求5所述超早强特快硬混凝土路面的施工方法，其特征在于：所述步骤11中，如温度低于80℃，则应加盖一层发热罩被（3）。

7.根据权利要求5所述超早强特快硬混凝土路面的施工方法，其特征在于：所述步骤11中，开始升温至恒温的通电时间为15分钟。

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