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【摘 要】碾压混凝土路面的最大优势在于成本的节约以及较好的承载重交通能力，耐久性以及维修费用也较低，在经济上具有较为明显的优势，并以此得到了人们的关注。文章着重对碾压混凝土的搅拌、施工工艺、施工过程的质量控制等做了简要的探讨。
【关键词】公路路面 碾压混凝土搅拌 施工工艺
中图分类号：TV91；TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-096-01
0引言
近年来，我国经济的高速增长和取得的成就是毫无争议的，这样的情况与日益发达的交通运输业密不可分，但是发展的同时我们也应该看到交通量过大导致超载现象不断发生，而且愈演愈烈。以京港澳国家高速公路为例，根据最新数据统计，该高速公路自从2006年建成投入使用后，平均每年的交通增长率为20%，大型货车与拖车比重逐年增多，时有超载现象发生，而且这些车辆在行驶过程中速度较慢，增长路面承受荷载时间，导致路面常有不同程度的损坏，尤其是超载车辆，严重影响了公路的使用寿命。
1、碾压混凝土的搅拌
1.1 根据碾压混凝土特殊的施工工艺，其拌合物的制备与普通混凝土有着较大的不同。由于碾压混凝土本身胶凝材料用量较少、稠度较大的特点，其拌合物的制备对设备的计量精度、搅拌设备类型以及生产能力有着特殊的要求，为了保证碾压混凝土配合比的稳定性，将集料分为0-4.75、4.75-16和16-31.5三种，分设料仓通道并单独计量。碾压混凝土施工为了保证工程质量、具备较高的平整度，一般采用大型沥青摊铺机设备，为了适应摊铺机的大面积摊铺和连续作业，相应的拌合设备应该具备较高的产量，当不能满足摊铺机的连续施工时，许多工程中采用多台拌合设备同时拌合供料，虽然有效的提高施工效率，但是往往产生拌合物稳定性差，且施工管理复杂的缺点。与普通混凝土相比，碾压混凝土的含水量较少，改进VC值较大，为了提高碾压混凝土的强度，一般通过添加减水剂的方法来减小水灰比，但是减水剂的加入，需要充分的拌合才能发挥效用。根据我国相关工程实践与施工经验，为适合碾压混凝土干硬性的特点，一般采用拌合能力可制式的搅拌装置，同时为了增大混凝土产量，满足沥青摊铺机的摊铺速度，碾压混凝土施工搅拌形式常以双卧轴强制式搅拌为主。
1.2 稳定土搅拌设备与混凝土搅拌设备的特点
目前我国无论是稳定土拌合还是混凝土拌合都较多的采用双卧轴强制式搅拌机。稳定土厂拌的搅拌器工作原理是：混合料进入搅拌缸内，两根搅拌轴为同速度反方向由拌缸内部向外旋转，桨叶方向相同，混合料在受到桨叶周向、径向、轴向力的作用，使物料一边产生挤压、摩擦、剪切、对流从而进行剧烈地拌合，一边向出料口推移。当物料移到出料口时，已得到均匀地拌合并具有压实所需的含水量。这个过程物料由进料口向卸料口推进，快速有效。由于稳定土搅拌机拌缸比较短，因此物料在搅拌机内得到的有效搅拌时间约为10s。而一般混凝土搅拌设备拌缸内搅拌叶片的布置原则是：使物料在拌筒内合理流动，在尽量短的搅拌时间内拌出匀质的混凝土。在搅拌轴旋转的过程中，尽量让参与搅拌的叶片数量相等，达到搅拌电机的负荷均匀，减少冲击；随着两根搅拌轴上的桨叶由内向外反向旋转，物料又可由缸内向缸外形成一个循环，所以混合料在搅拌过程中的形成立体的循环方式，促进了混凝土拌合料各组成部分的均匀分布。对比两者的搅拌方式发现，在拌缸容积相等且桨叶转速相同的情况下，稳定土搅拌设备的主要特点在于其产量要高于普通混凝土的搅拌设备。此次试验段碾压混凝土的铺筑，为了适应摊铺机的摊铺速度，发挥稳定土设备生产率高的特点，对稳定土拌合设备进行相关改造，使之适应于碾压混凝土的高效拌合工作。
2、碾压混凝土施工工艺
碾压混凝土的施工流程大致分为混凝土的拌合，运输，摊铺，碾压，养护以及切缝。整个过程连续进行，防止中途停顿带来混凝土连续性、平整度、离析等问题。
3、混合料质量过程控制
碾压混凝土混合料质量过程控制主要包括：混合料含水量的控制，改进VC值的控制，混合料最大干密度控制、碾压混凝土强度控制等。在进行试验路段修筑时，本试验路工程对上述指标均进行了连续式检测。
3.1混合料含水量控制
混合料含水量是协调好碾压混凝土路面强度与平整度矛盾的关键参数，主要采用目测与试验相结合的方法进行检测。按照生产配合比，混合料的理论含水量应为5.9%左右。用水量相对比较稳定，均稳定在理论用水量士1%之内，且绝大部分时间混合料含水量均在5.9%左右。可见，拌和楼水的计量系统符合生产碾压混凝土的要求。通过目测与试验结合的方式，能够较好的控制碾压混凝土混合料的含水量。
3.2改进VC值控制
改进VC值是保证碾压混合料在摊铺碾压过程中能顺利出浆且不至于破坏平整度的关键参数，一般要求出料口混合料的改进VC值应在5-10s之间，检测的结果显示，在铺设试验路段时，出料口碾压混凝土的改进VC值均控制在10s左右，相对比较稳定。但在16：00时，由于含水量的下降，导致改进VC值上升至18s。可见，碾压混凝土混合料含水量与改进VC值有比较密切的联系。因此，在配合比等其它参数固定的情况下，控制好混合料的含水量，能在很大程度上控制好合理的改进VC值。
3.3碾压混凝土强度控制
强度指标是碾压混凝土质量控制的关键指标，在不同时间分三次取样进行了碾压混凝土小梁试件的制作。对试验路段碾压混凝土的强度性能进行验证，从而确定简便易行的强度过程控制指标。不同龄期的小梁试件强度性能测试结果显示其28天抗折强度均>4Mpa，满足工程设计要求。
3.4混合料最大干密度控制
碾压水泥混凝土混合料的最大干密度是控制碾压混凝土路面压实度指标的重要参数，本试验路工程分三次对碾压混凝土混合料进行重型击实试验，确定各个不同搅拌时间的混合料最大干密度性能指标，从而对其最大干密度进行控制。碾压混凝土的设计干容重为2.360g/cm3，而重型击实试验测得的最大干密度均在2.390g/cm3以上。可见，在进行碾压水泥混凝土（RCC）压实度控制时，不应采用设计干容重控制，在应采用重型击实试验测得的最大干密度来进行控制。同时，通过适时监控发现，混合料的最大干密度均在2.40g/cm3左右，相对比较稳定，这说明采用重型击实试验方法测得的最大干密度更有利于现场压实度的控制。
4、试验段施工质量检测
试验路修筑完毕后，对试验路段进行了质量检测，主要包括压实度检测以及路面效果观测。
4.1压实度检测
通过对试验路段三处采用灌砂法进行了压实度检测。从检测结果发现，在进行12cm调平层施工时，压实度均在98%以上，达到了相关要求。而进行20cm下面层施工时，有一段试验路段由于施工单位没有严格按照提出的相关施工工艺要求进行施工（在进行混合料摊铺时，没有启动强夯功能，从而无法保证初始压实度，并且人为加快摊铺速度至2m/s；在进行振动碾压后，没有进行胶轮碾压），从而导致其压实度仅为96.8%，没有达到98%的设计压实要求。
4.2 路面效果观测
在碾压水泥混凝土施工完毕后，对路段的表面效果进行的观测。由实际施工效果可以发现：碾压混凝土表面比较平整，浆体充分填充至集料空隙间，且表面有一层薄薄的水露，同时路面板体已经形成。同时，在施工过程中未出现离析现象，在碾压过程中没有出现弹簧、拥包、浆体富集等现象。可见，优化后的配合比以及确定的改进VC值，很好的协调了碾压混凝土压实、提浆与平整度控制三者之间的矛盾，且施工工艺合理、可行。
5、结束语
深入了解碾压混凝土的各项性能以及施工工艺，通过优化碾压混凝土材料组成以及对稳定土搅拌机进行相关设备改造，使碾压混凝土的拌合适应于稳定土搅拌机搅拌时间短的特点，从而达到提高产量的目的，并且使拌合出的混凝土易于碾压，满足相关路用性能。
【关键词】公路路面 碾压混凝土搅拌 施工工艺
中图分类号：TV91；TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-096-01
0引言
近年来，我国经济的高速增长和取得的成就是毫无争议的，这样的情况与日益发达的交通运输业密不可分，但是发展的同时我们也应该看到交通量过大导致超载现象不断发生，而且愈演愈烈。以京港澳国家高速公路为例，根据最新数据统计，该高速公路自从2006年建成投入使用后，平均每年的交通增长率为20%，大型货车与拖车比重逐年增多，时有超载现象发生，而且这些车辆在行驶过程中速度较慢，增长路面承受荷载时间，导致路面常有不同程度的损坏，尤其是超载车辆，严重影响了公路的使用寿命。
1、碾压混凝土的搅拌
1.1 根据碾压混凝土特殊的施工工艺，其拌合物的制备与普通混凝土有着较大的不同。由于碾压混凝土本身胶凝材料用量较少、稠度较大的特点，其拌合物的制备对设备的计量精度、搅拌设备类型以及生产能力有着特殊的要求，为了保证碾压混凝土配合比的稳定性，将集料分为0-4.75、4.75-16和16-31.5三种，分设料仓通道并单独计量。碾压混凝土施工为了保证工程质量、具备较高的平整度，一般采用大型沥青摊铺机设备，为了适应摊铺机的大面积摊铺和连续作业，相应的拌合设备应该具备较高的产量，当不能满足摊铺机的连续施工时，许多工程中采用多台拌合设备同时拌合供料，虽然有效的提高施工效率，但是往往产生拌合物稳定性差，且施工管理复杂的缺点。与普通混凝土相比，碾压混凝土的含水量较少，改进VC值较大，为了提高碾压混凝土的强度，一般通过添加减水剂的方法来减小水灰比，但是减水剂的加入，需要充分的拌合才能发挥效用。根据我国相关工程实践与施工经验，为适合碾压混凝土干硬性的特点，一般采用拌合能力可制式的搅拌装置，同时为了增大混凝土产量，满足沥青摊铺机的摊铺速度，碾压混凝土施工搅拌形式常以双卧轴强制式搅拌为主。
1.2 稳定土搅拌设备与混凝土搅拌设备的特点
目前我国无论是稳定土拌合还是混凝土拌合都较多的采用双卧轴强制式搅拌机。稳定土厂拌的搅拌器工作原理是：混合料进入搅拌缸内，两根搅拌轴为同速度反方向由拌缸内部向外旋转，桨叶方向相同，混合料在受到桨叶周向、径向、轴向力的作用，使物料一边产生挤压、摩擦、剪切、对流从而进行剧烈地拌合，一边向出料口推移。当物料移到出料口时，已得到均匀地拌合并具有压实所需的含水量。这个过程物料由进料口向卸料口推进，快速有效。由于稳定土搅拌机拌缸比较短，因此物料在搅拌机内得到的有效搅拌时间约为10s。而一般混凝土搅拌设备拌缸内搅拌叶片的布置原则是：使物料在拌筒内合理流动，在尽量短的搅拌时间内拌出匀质的混凝土。在搅拌轴旋转的过程中，尽量让参与搅拌的叶片数量相等，达到搅拌电机的负荷均匀，减少冲击；随着两根搅拌轴上的桨叶由内向外反向旋转，物料又可由缸内向缸外形成一个循环，所以混合料在搅拌过程中的形成立体的循环方式，促进了混凝土拌合料各组成部分的均匀分布。对比两者的搅拌方式发现，在拌缸容积相等且桨叶转速相同的情况下，稳定土搅拌设备的主要特点在于其产量要高于普通混凝土的搅拌设备。此次试验段碾压混凝土的铺筑，为了适应摊铺机的摊铺速度，发挥稳定土设备生产率高的特点，对稳定土拌合设备进行相关改造，使之适应于碾压混凝土的高效拌合工作。
2、碾压混凝土施工工艺
碾压混凝土的施工流程大致分为混凝土的拌合，运输，摊铺，碾压，养护以及切缝。整个过程连续进行，防止中途停顿带来混凝土连续性、平整度、离析等问题。
3、混合料质量过程控制
碾压混凝土混合料质量过程控制主要包括：混合料含水量的控制，改进VC值的控制，混合料最大干密度控制、碾压混凝土强度控制等。在进行试验路段修筑时，本试验路工程对上述指标均进行了连续式检测。
3.1混合料含水量控制
混合料含水量是协调好碾压混凝土路面强度与平整度矛盾的关键参数，主要采用目测与试验相结合的方法进行检测。按照生产配合比，混合料的理论含水量应为5.9%左右。用水量相对比较稳定，均稳定在理论用水量士1%之内，且绝大部分时间混合料含水量均在5.9%左右。可见，拌和楼水的计量系统符合生产碾压混凝土的要求。通过目测与试验结合的方式，能够较好的控制碾压混凝土混合料的含水量。
3.2改进VC值控制
改进VC值是保证碾压混合料在摊铺碾压过程中能顺利出浆且不至于破坏平整度的关键参数，一般要求出料口混合料的改进VC值应在5-10s之间，检测的结果显示，在铺设试验路段时，出料口碾压混凝土的改进VC值均控制在10s左右，相对比较稳定。但在16：00时，由于含水量的下降，导致改进VC值上升至18s。可见，碾压混凝土混合料含水量与改进VC值有比较密切的联系。因此，在配合比等其它参数固定的情况下，控制好混合料的含水量，能在很大程度上控制好合理的改进VC值。
3.3碾压混凝土强度控制
强度指标是碾压混凝土质量控制的关键指标，在不同时间分三次取样进行了碾压混凝土小梁试件的制作。对试验路段碾压混凝土的强度性能进行验证，从而确定简便易行的强度过程控制指标。不同龄期的小梁试件强度性能测试结果显示其28天抗折强度均>4Mpa，满足工程设计要求。
3.4混合料最大干密度控制
碾压水泥混凝土混合料的最大干密度是控制碾压混凝土路面压实度指标的重要参数，本试验路工程分三次对碾压混凝土混合料进行重型击实试验，确定各个不同搅拌时间的混合料最大干密度性能指标，从而对其最大干密度进行控制。碾压混凝土的设计干容重为2.360g/cm3，而重型击实试验测得的最大干密度均在2.390g/cm3以上。可见，在进行碾压水泥混凝土（RCC）压实度控制时，不应采用设计干容重控制，在应采用重型击实试验测得的最大干密度来进行控制。同时，通过适时监控发现，混合料的最大干密度均在2.40g/cm3左右，相对比较稳定，这说明采用重型击实试验方法测得的最大干密度更有利于现场压实度的控制。
4、试验段施工质量检测
试验路修筑完毕后，对试验路段进行了质量检测，主要包括压实度检测以及路面效果观测。
4.1压实度检测
通过对试验路段三处采用灌砂法进行了压实度检测。从检测结果发现，在进行12cm调平层施工时，压实度均在98%以上，达到了相关要求。而进行20cm下面层施工时，有一段试验路段由于施工单位没有严格按照提出的相关施工工艺要求进行施工（在进行混合料摊铺时，没有启动强夯功能，从而无法保证初始压实度，并且人为加快摊铺速度至2m/s；在进行振动碾压后，没有进行胶轮碾压），从而导致其压实度仅为96.8%，没有达到98%的设计压实要求。
4.2 路面效果观测
在碾压水泥混凝土施工完毕后，对路段的表面效果进行的观测。由实际施工效果可以发现：碾压混凝土表面比较平整，浆体充分填充至集料空隙间，且表面有一层薄薄的水露，同时路面板体已经形成。同时，在施工过程中未出现离析现象，在碾压过程中没有出现弹簧、拥包、浆体富集等现象。可见，优化后的配合比以及确定的改进VC值，很好的协调了碾压混凝土压实、提浆与平整度控制三者之间的矛盾，且施工工艺合理、可行。
5、结束语
深入了解碾压混凝土的各项性能以及施工工艺，通过优化碾压混凝土材料组成以及对稳定土搅拌机进行相关设备改造，使碾压混凝土的拌合适应于稳定土搅拌机搅拌时间短的特点，从而达到提高产量的目的，并且使拌合出的混凝土易于碾压，满足相关路用性能。