抛填骨料路面混凝土的施工工艺 【技术领域】
本发明涉及采用抛填骨料方法制备路面混凝土的施工工艺。该方法是在普通混凝土施工之前在下承层之上均匀撒布5～15％的粗集料后再摊铺混凝土混合料，经过振捣和必要后续工艺，生产路面混凝土的施工方法。
背景技术
水泥混凝土路面的表层经常会出现浮浆和泌水等病害，这会大幅度降低水泥混凝土路面的耐磨性进而影响路面的抗滑能力而影响行车安全。根据申请者的分析，在路面混凝土中存在一定的浆体富余，但是如果减少水泥的用量也会影响路面混凝土的工作性，达到要求的坍落度时会需要更高的水灰比而降低强度，也使得混凝土容易离析而影响摊铺和振捣的均匀性与密实性。本申请人曾对塑性和流态混凝土发明了名称为《外抛集料或石料混凝土》的专利技术，专利号为ZL 02147740.X，主要适应于中高强的混凝土。
赵尚传等人在名称为《抛石水泥混凝土路面实验及施工工艺研究》(公路2005年12期P77～80)中，报道了在道路水泥混凝土路面上部、下部或中部抛入一定量的70～110mm的石头的工艺，但是并没有关于数量的资料，这种工艺由于引入了粒径过大的石头，在石头和浆体的界面处会产生一定量的天然缺陷，因此只适应于交通量很低的县乡道和农村公路，同时在路面的上部或中部抛填石头大大使工艺复杂化，抛石的表面还要进行挂浆处理，对施工效率有所降低，不适应大规模的机械化施工。
【发明内容】
本发明的目的是在ZL 02 1 47740.X专利的基础上进行拓展，将该专利技术拓展到中低强度路面混凝土，从塑性和流态混凝土拓展到塑性与干硬性的路面混凝土。提供一种抛填骨料制备路面混凝土的施工工艺。该工艺可节省水泥混凝土，加快工程进度，能克服路面混凝土表面浮浆、泌水等病害，混凝土强度有所提高，耐磨性大幅度提高，并能使混凝土路面收缩率大幅度降低减少收缩断板的风险，且工艺简单化，适应大规模的机械化施工。
本发明的方案是在混凝土中撒布一定量的骨料通常20～60mm的碎石或破碎卵石，并在实体工程中进行了应用研究，形成了抛填骨料混凝土的施工工艺。
本发明的一种抛填骨料制备路面混凝土的施工工艺，其特征是，包括如下步骤：第1、按普通水泥混凝土路面施工工艺拌合水泥混凝土，对下承层进行处理、清扫、湿水
以及模板的安装和拉杆安装；
第2、将粒径主要为20～60mm骨料均匀抛填在下承层的顶面；
第3、将新拌路面水泥混凝土摊铺在抛填的骨料表面；
第4、将路面水泥混凝土进行充分振捣，使路面水泥混凝土中的富余浆体将抛填的骨料充分裹覆，形成致密的路面混凝土；
第5、完成混凝土路面的表面整平以及收浆、饰面、拉毛、切缝、养生及填缝后续工艺，其工艺工序和普通混凝土施工工艺要求完全一致；
步骤2中所述的粒径主要为20～60mm骨料是碎石或破碎砂砾石，其性能要求，按重量百分数计，碎石的针片状含量小于15％，压碎值小于15％，含泥重量小于1.0％，含水量小于1.0％，坚固性小于8％，泥块含量小于0.2％，有机质含量用比色法检定合格，硫酸盐含量小于1.0％，抗压强度火成岩不小于100MPa，变质岩不小于80MPa，水成岩不小于60MPa，表观密度大于2500kg/m3，堆积空隙率不大于47％，碱集料反应活性合格，骨料最大粒径小于70mm颗粒，小于20mm颗粒含量不大于25％，小于4.75mm颗粒不大于5％。
本发明所述的抛填骨料制备路面混凝土的施工工艺，其特征是，抛填骨料的量为其在成品混凝土中所占的体积分数在5％～15％范围。
本发明所述的抛填骨料制备路面混凝土的施工工艺，其特征是，抛填骨料的量为抛填骨料后混凝土仍能形成致密结构且其强度和未抛填骨料时相比没有降低的抛填量，根据路面的厚度宽度计算每延米路面需要的骨料抛填的重量M＝b×h×α×ρα
其中：M每延米骨料抛填重量；b是路面宽度，单位m；h是路面厚度，单位m；α是抛填骨料在混凝土中的体积率；ρa是抛填骨料的表观密度单位kg/m3。
本发明步骤3中新拌路面水泥混凝土的摊铺采用适应小型机具施工的摊铺，适应三辊轴摊铺、轨道摊铺和滑模摊铺。
本发明在道路混凝土中抛填的碎石最大粒径为20～60mm不超过面层厚度的1/3，不会影响混凝土均质性，该工艺只是在下承层的顶面抛填一定量的碎石，不影响路面混凝土的后续施工工艺，既可以适应小型机具施工也适应三辊轴摊铺、轨道摊铺和滑模摊铺的规模化生产，只是适当加强振捣，利用混凝土中富余的浆体对抛填骨料进行充分包裹即可形成致密均匀的路面的混凝土，集料对混凝土的取代，实际混凝土的使用量降低，因此还大幅度提高了施工效率，加快了工程进度。
由于该工艺采用一定量骨料填入到混凝土中，可节省水泥混凝土5～15％，混凝土中浆体富余少，路面表面基本不会出现过多的浮浆，泌水少，因此制备的混凝土的耐磨性大幅度提高；收缩率大幅度降低，降低混凝土面板收缩断板的风险，由于加入的骨料吸收了部分的水分，增强了界面过渡区，也提高了混凝土的强度；利用这种技术还能加快工程进度5％以上。
【附图说明】
图1在均匀撒布有骨料的旧路面上摊铺路面混凝土
图2路面混凝土的插入振捣，浆体的富余和原混凝土略少
图3抛填骨料路面混凝土的平板振捣
图4利用三辊轴将路面混凝土整形
图5抛填骨料混凝土表面的收浆
图6抛填骨料混凝土致密的芯样
【具体实施方式】
下面通过实例进一步说明本发明的抛填骨料路面混凝土的施工工艺。并将本发明的施工工艺制备的水泥混凝土路面与原路面混凝土的性能作比较。
本发明在湿水的下承层上预先撒布颗粒主要为20～60mm的碎石，撒布量为其在成品混凝土中所占的体积分数在5％～15％范围，按重量百分数计，碎石的针片状含量小于15％，压碎值小于15％，含泥量小于1.0％，含水量小于1.0％，坚固性小于8％，泥块含量小于0.2％，有机质含量用比色法检定合格，硫酸盐含量小于1.0％，抗压强度火成岩不小于100MPa，变质岩不小于80MPa，水成岩不小于60MPa，表观密度大于2500kg/m3，堆积空隙率不大于47％，碱集料反应活性合格，骨料最大粒径小于70mm颗粒，小于20mm颗粒含量不大于25％，小于4.75mm颗粒不大于5％。将骨料均匀摊铺在下承层之上后，采用人工或机械将道路混凝土均匀摊铺在骨料层之上，经过振捣，使得混凝土中富余的浆体将抛填的骨料充分包裹，形成致密均匀的路面混凝土。
实施例1
原路面混凝土配比为水∶32.5级粉煤灰水泥∶砂∶碎石＝162∶360∶662∶1230，未抛集料的混凝土的7天抗折强度4.5MPa，抗压为27.1MPa；28天抗折为5.2MPa，34.6MPa；抛填上述粒径主要为20～60mm碎石(骨料)的量为其在成品混凝土中所占的体积分数的5％，抛填骨料路面混凝土的7天抗折强度4.6MPa，抗压为30.1MPa；28天抗折为5.3MPa，38.2MPa。实体工程28天的6芯样的劈裂强度换算出的平均抗折强度为5.7MPa，达到了设计值4.5MPa的强度要求。
实施例2
原路面混凝土配比为水∶32.5级粉煤灰水泥∶砂∶碎石＝167∶380∶657∶1225，未抛集料的混凝土的7天抗折强度4.8MPa，抗压为30.5MPa；28天抗折为5.6MPa，38.6MPa；抛填上述粒径主要为20～60mm碎石(骨料)的量为其在成品混凝土中所占的体积分数的10％，抛填骨料路面混凝土的7天抗折强度5.2MPa，抗压为34.1MPa；28天抗折为6.2MPa，41.2MPa。实体工程28天的5芯样的劈裂强度换算出的平均抗折强度为6.2MPa，达到了设计值5.0MPa的强度要求。
实施例3
原路面混凝土配比为水∶42.5级普硅水泥∶粉煤灰∶砂∶碎石＝172∶357∶63∶633∶1175，未抛集料的混凝土的7天抗折强度5.0MPa，抗压为30.5MPa；28天抗折为6.0MPa，40.1MPa；抛填上述粒径主要为20～60mm碎石(骨料)的量为其在成品混凝土中所占的体积分数的14％，抛填骨料路面混凝土的7天抗折强度5.1MPa，抗压为32.4MPa；28天抗折为6.1MPa，42.6MPa。实体工程28天的5芯样的劈裂强度换算出的平均抗折强度为6.3MPa，达到了设计值5.0MPa的强度要求。