隧道水泥混凝土路面三辊轴隧道水泥混凝土路面三辊轴 施工质量控制技术施工质量控制技术李北星李北星 博士博士/ /教授教授武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室 20132013年年8 8月月3030日于湖北房县日于湖北房县2目 录一、路面混凝土原材料选型与质量控制二、路面混凝土配合比设计与质量控制三、混凝土搅拌站拌和生产与质量控制四、三辊轴机组水泥砼路面施工工艺与质量控制3一、路面混凝土原材料选型与质量控制1 1、水泥、水泥极重、特重、重交通混凝土路面宜采用旋窑道路硅酸盐水极重、特重、重交通混凝土路面宜采用旋窑道路硅酸盐水 泥（泥（D.PD.P），），可采用旋窑硅酸盐水泥可采用旋窑硅酸盐水泥(P.(P.、P.P.) )或旋窑普或旋窑普 通硅酸盐水泥（通硅酸盐水泥（P.OP.O）；中、轻交通的路面可采用矿渣硅酸盐水泥中、轻交通的路面可采用矿渣硅酸盐水泥(P.S.A)(P.S.A)；有快通要求的路段或有快通要求的路段或低温天施工宜选用上述品种中的低温天施工宜选用上述品种中的R R型型 快硬早强硅酸盐水泥快硬早强硅酸盐水泥，此外宜采用普通型硅酸盐类水泥。此外宜采用普通型硅酸盐类水泥。 所以选用42.5级普通硅酸盐水泥即可。41 1、水泥、水泥公路水泥砼路面施工规范（修订版）水泥强度要求 交通等级极重交通1特重、重交通中交通轻交通设计弯拉强度 (MPa)5.5 5.04.54.0龄期(d)328328328328抗折强度(MPa) 25.08.04.57.54.07.03.56.5抗压强度(MPa) 23.052.520.047.517.042.515.032.5GB175-2007 水泥强度要求 普通硅酸盐水泥型号42.542.5R52.552.5R龄期(d)328328328328抗折强度(MPa) 3.56.54.06.54.07.05.07.0抗压强度(MPa) 17.042.522.042.523.052.527.052.5注：1、极重交通水泥混凝土路面设计弯拉强度为5.5MPa时采用，譬如运煤专线、矿区与施工专用公路等。2、水泥的实测抗折、抗压强度应比通用硅酸盐水泥GB175-2007规定的强度等级高一级或半级。5水泥化学成分和物理指标要求 6水泥质量控制要点水泥质量控制要点1 1、在优选水泥厂阶段，除对水泥厂运距、生产规模、质量体系、在优选水泥厂阶段，除对水泥厂运距、生产规模、质量体系 进行考查外，重点检验水泥性能指标的稳定性。进行考查外，重点检验水泥性能指标的稳定性。 2 2、凝结时间要根据现场施工情况进行调整，一般要延长、凝结时间要根据现场施工情况进行调整，一般要延长1 1个小个小 时。时。 3 3、标准稠度用水量应保证稳定，批次间偏差小于、标准稠度用水量应保证稳定，批次间偏差小于1 1。 4 4、水泥细度应调高，水泥细度应调高，在在4 45 5。 5 5、碱含量小于、碱含量小于1.01.0。 6 6、混凝土搅拌时的水泥温度、混凝土搅拌时的水泥温度 南方不宜高于南方不宜高于6060，北方不宜高，北方不宜高 于于5050；且冬季不宜低于；且冬季不宜低于1010。 “ “热水泥热水泥” ”的问题尤要引起重视的问题尤要引起重视混凝土的施工性能与原材料的温度有密切关系，出于对混 凝土水化热温升的考虑，不宜采用水泥温度在60或更高 的“热水泥”。“热水泥”拌合的混凝土出机温度高、坍落度损失明显，大 大降低了拌合物的施工性能，而且“热水泥”还增大了入模 温度，增大了裂缝发生和发展的危险。虽然通过增大外加剂用量可以得到需要的大的坍落度，但 随着时间的增加，坍落度损失值明显，使施工性能下降。 即使通过加水、加外加剂进行重塑处理勉强使用，也会因 单方用水量和外加剂用量增加，加大了混凝土的收缩，降 低了混凝土的耐久性。当前，磨细矿渣也常有温度居高不下，达80以上甚至出 现106的情况，也有与“热水泥”相似的不良现象。 82 2、粗集料、粗集料极重、特重交通高速公路、一级公路所用粗集料应为级；重交通一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料级别应不低于级；中、轻交通及无抗(盐)冻要求的二、三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用级粗集料。根据新规范，碎石级配应采用4.7526.5mm （即525mm ）。为提高混凝土的弯拉强度、保证混凝土的抗离析性能，宜由4.759.5、9.519、16(19)26.5mm三种单级配碎石合成。三级配具体的组合比例应根据振实的最大堆积密度通过试验确定，满足最大堆积密度和最 小空隙率，也将肯定落在规范规定的4.7526.5mm级配范围以内。 碎卵石或碎石中粒径小于75m的石粉含量不宜大于1.0%。 92 2、粗集料、粗集料 粗集料技术指标 项 目技术要求级级级级碎石压碎值，% 卵石压碎值，% 坚固性(按质量损失计)，% 针片状颗粒含量(按质量计)，% 含泥量(按质量计)，% 泥块含量(按质量计)，% 吸水率(按质量计)，% 硫化物及硫酸盐(按SO3质量计)，% 有机物含量(比色法) 洛杉矶磨耗损失，20.0 21.0 5.0 5.0 0.5 0 1.0 0.5 合格 3025.0 23.0 8.0 15.0 1.0 0.2 2.0 1.0 合格 3530.0 26.0 12.0 20.0 1.5 0.5 3.0 1.0 合格 40 岩石抗压强度密度 松散堆积密度 空隙率 集料碱活性火成岩不应小于100MPa；变质 岩不应小于80MPa； 水成岩不应小于60MPa 2500 kg/m3 1350 kg/m3 47% 经集料碱活性反应检验 ，试件无裂缝、酥裂、胶体 外溢等现象，规定试验龄 期的膨胀率应小于0.10%。1、特重交通高速公路应满足级粗集料要求。 2、压碎值20%、25%、30%相当于旧规程的11.3%、15.4%、19.3%，与旧规程的10%、15%、20%基本一致。 2、潜在碱活性集料应进行砂浆棒法试验。10新规范对粗集料最大公称粒径要求 公路等级级高速公路、一级级公路路面类类型普通混凝土 路面纤维纤维混凝土 配筋混凝土路面 最大公称 粒径 mm碎石26.516.0 碎卵石19.016.0卵石16.09.511粒径级配 类型方 筛 孔 尺 寸 (mm)2.364.759.5016.019.026.531.537.5通过百分比 (以 质 量 计) (%)合 成 级 配4.7516951008510040600104.75199510085956075304505004.7526.595100901007090507025400504.7531.595100901007590607540602035050单 粒 级4.759.5951008010001509.516951008010001509.5199510085100406001501626.5951005570254001001631.59510085100557025400100粗集料级配范围 1、路面、桥面砼应使用24个单粒级集料进行掺配。 2、良好的级配是砼达到逐级充填密实结构、形成嵌锁力的前提，有利于减小收 缩和接缝开口位移量。 3、特别注意16mm筛余量。12粗集料质量控制要点粗集料质量控制要点1 1、生产中，应保证锷式破碎和反击破碎两道工序。、生产中，应保证锷式破碎和反击破碎两道工序。2 2、选材时应先进行碱活性试验，对于潜在碱活性石料要继、选材时应先进行碱活性试验，对于潜在碱活性石料要继续进行砂浆棒法试验，最终确认是否存在碱活性。续进行砂浆棒法试验，最终确认是否存在碱活性。 3 3、配制混凝土时应剔除最大粒径、配制混凝土时应剔除最大粒径26.5mm26.5mm以上的超粒径碎石以上的超粒径碎石 ，以及，以及4.75mm4.75mm以下的石屑。以下的石屑。4 4、级配必须满足规范要求，严格控制、级配必须满足规范要求，严格控制1619mm1619mm含量，最大含量，最大粒径应保证。粒径应保证。 5 5、对于含泥量、裹粉量超标的碎石，要进行除尘或水洗处、对于含泥量、裹粉量超标的碎石，要进行除尘或水洗处理。理。 6 6、三级配，至少二级配。、三级配，至少二级配。133 3、细集料、细集料极重、特重交通高速公路、一级公路所用砂应为级；重交通一 级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面使 用的砂类别应不低于级；中、轻交通及无抗(盐)冻要求的二、三 、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用级砂 。极重、特重、重交通混凝土路面宜使用河砂，砂的硅质含量不应 低于25%。作为复合式路面下面层的水泥混凝土可选用机制砂，机制砂的类 别不得低于级。机制砂的细度模数宜为2.63.5，MB值应小于1.4 ，石粉含量宜控制在5%以内。 143 3、细集料、细集料细集料技术指标 项 目技术要求 级级级级 单粒级最大压碎指标，% 氯化物(氯离子质量计)，% 坚固性(按质量损失计)，% 云母(按质量计)，% 含泥量(按质量计)，% 泥块含量(按质量计) ，% 人工砂MB值+90-90+120 终终凝 1小时经时变时经时变 化量坍落度，mm806060 含气量，% 抗压压强度比，%，不小于1d180170155 3d170160150 7d145150140140 28d130140130130 弯拉强度比，%，不小于1d150 3d135140135130 28d115130130120 收缩缩率比，%，不大于28d11011011090 冻冻融循环环次数，不小于20021外加剂质量控制要点外加剂质量控制要点1 1、进场前要检验、进场前要检验供应商应提供有相应资质外加剂检测机构的品质检测报告，检验报告供应商应提供有相应资质外加剂检测机构的品质检测报告，检验报告 应说明外加剂的主要化学成分，认定对人员无毒副作用。应说明外加剂的主要化学成分，认定对人员无毒副作用。选定减水选定减水 剂品种前，必须与所用的水泥进行适应性检验剂品种前，必须与所用的水泥进行适应性检验。2 2、掺量要准确、掺量要准确掺量要根据室内试验和现场原材料情况确定。掺量过小掺量要根据室内试验和现场原材料情况确定。掺量过小, , 外加剂起不外加剂起不 到应有的作用到应有的作用, ,用水量将增大，造成水灰比过大，影响混凝土强度，用水量将增大，造成水灰比过大，影响混凝土强度， 达不到预期效果；过分的超剂量地使用，会造成浪费，影响经济性达不到预期效果；过分的超剂量地使用，会造成浪费，影响经济性 ，也造成施工时水灰比太小，给施工造成困难。外加剂应以稀释溶，也造成施工时水灰比太小，给施工造成困难。外加剂应以稀释溶 液加入，其稀释用水和原液中的水量，应从加水量中扣除外加剂中液加入，其稀释用水和原液中的水量，应从加水量中扣除外加剂中 的含水量。的含水量。3 3、保持原材料的一致性、保持原材料的一致性尽量保证水泥、砂、碎石等原材料的稳定性，应当与做混凝土试配时尽量保证水泥、砂、碎石等原材料的稳定性，应当与做混凝土试配时 所用的原材料保持一致，这样才能达到预期的效果。所用的原材料保持一致，这样才能达到预期的效果。224 4、掺加要均匀、掺加要均匀要保证外加剂分散均匀，防止局部要保证外加剂分散均匀，防止局部 集中的现象发生，宜通过搅拌机自集中的现象发生，宜通过搅拌机自 动计量与水一起加入搅拌机，外加动计量与水一起加入搅拌机，外加 剂就能很均匀地分散到拌合物中。剂就能很均匀地分散到拌合物中。5 5、确保搅拌时间