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公路工程中砾碎石混凝土路面的配比优选及施工技术探讨

花匠小妙招
2025-09-28 23:17

0 引言

在公路建设中，路面的质量直接关系到道路的使用寿命、行车安全以及维护成本。砾碎石混凝土作为一种常用的路面材料，因其良好的抗压性、耐久性以及施工便利性，在公路工程中得到了广泛应用。然而，砾碎石混凝土路面的性能受多种因素影响，其中材料配比和施工技术的影响尤为显著。合理的材料配比和先进的施工技术能够确保路面质量，提高工程效益，降低后期维护成本。基于此，本文以实际工程为例，对砾碎石混凝土路面的配比优选及施工技术进行探讨，旨在为类似公路工程的建设提供实践参考。

1 工程概况

某公路工程全长98.6km，设计行车速度为100km/h。该项目位于地形复杂的山岭区域，桥梁与隧道比例高达50%，给工程建设带来了诸多挑战。在路面结构设计方面，该公路的面层由4cm厚的细粒式水泥混凝土、5cm厚的中粒式水泥混凝土和8cm厚的粗粒式水泥混凝土组成，此外还包括0.7cm厚的碎石封层。基层为37cm厚的水泥稳定碎石基层，底基层厚度达19cm，整体路面厚度为73.7cm，确保了路面具备高承载力和稳定性，以适应复杂地形和重载交通的需求。

2 砾碎石混凝土路面配合比的优选

2.1 室内配合比试验设计与材料选择

通过室内配合比试验分析，以确定该工程中最经济有效的砾碎石混凝土路面配合比方案。该试验设计包括材料筛选、配比原则、混凝土制备及试验方案等，确定了基准配合比方案（28d抗压强度为52.5MPa），并设置7种不同的砾碎石混凝土路面配合比对比方案（如表1所示），以确保试验结果的精确性与可靠性。

混凝土材料的选择依据适用性与经济性原则，采用P.O52.5级水泥、粉煤灰、矿粉、细集料及不同粒径碎石。配比设计综合考虑强度与经济性，通过调整水泥、粉煤灰、矿粉、细集料和碎石的比例，对比分析以确定最优配比。试验过程中，严格控制条件如温度、湿度，模拟实际环境，确保试验数据的一致性与可比性。

2.2 室内配合比试验结果及分析

在室内配合比试验中，选用砾碎石混凝土路面的强度来评估不同配合比方案。得到基准配合比方案与7种不同配合比方案的抗压强度测试结果如图1所示。

由图可知，不同的配合比对混凝土的抗压强度有着显著影响。具体而言，仅有方案1和方案6的早期强度均超过52.5MPa，达到了基准配合比方案的标准。

2.3 经济效益分析

对不同配合比方案下砾碎石混凝土的经济性进行了比较，如图2所示。由图可知，基准配合比方案的每吨混凝土价格为474.6元，而方案1的价格为449.6元，方案6的价格进一步降低至440.9元。在确保粗细集料、水泥、粉煤灰和矿粉质量的前提下，方案6不仅满足了路面强度要求，同时具有较低的经济成本，因此，方案6可作为该公路工程中砾碎石混凝土路面建设的优选配合比方案。

3 砾碎石混凝土路面施工技术要点

3.1 混凝土的搅拌

在砾碎石混凝土的搅拌之前，材料应经过严格筛选，确保水泥性能稳定，粉煤灰和矿粉质量符合规范要求，骨料含泥量控制在规定范围内。同时，还应严格按照配合比要求进行材料计量，确保水泥、粉煤灰、矿粉、细集料以及不同粒径的碎石比例无误。在搅拌过程中，采用强制式搅拌机进行混合，确保混凝土均匀拌制。搅拌时间控制在3～5min之间，拌制时间过短容易导致材料混合不均匀，拌制时间过长可能引起混凝土初凝。每批混凝土出料前，需对搅拌均匀性进行检查，确保坍落度符合施工要求，流动性良好。对于高温天气施工，拌合水的温度应进行控制，避免混凝土温度过高影响施工质量。此外，在使用过程中应保持搅拌机的清洁性，并在每次出料后及时清理，以保持不同批次混凝土的质量稳定性。

3.2 混凝土的运输

在该工程中，公路位于山岭地区，桥隧比高且地形复杂，运输过程必须严格控制时间和操作规范，防止混凝土分层和初凝。在运输过程中，采用专用混凝土罐车进行运输，罐车内应事先清理干净，避免残留物污染新拌混凝土。运输距离和时间必须控制在合理范围内，运输时间一般不超过45min，以保证混凝土在到达施工现场时仍具有良好的工作性能。在运输过程中，混凝土罐车必须保持缓慢转动，确保混凝土内部各组分保持均匀状态，防止离析现象出现。对于山岭路段的陡坡与转弯地形，罐车驾驶员应严格控制车速，避免剧烈颠簸和急刹车，以免影响混凝土均匀性。到达施工现场后，应及时卸混凝土料，避免长时间停留导致初凝现象发生。卸料过程中，施工人员需检查混凝土的坍落度和均匀性，发现异常及时处理。对于高温或低温环境下的施工，混凝土运输应增加遮盖措施，减少温度对混凝土性能的不利影响。

3.3 混凝土的浇筑

在基层处理完成后，确保基层坚实、平整且无积水，混凝土方可进行浇筑施工。混凝土浇筑时，需按照分段、分幅的原则进行，分段长度和宽度需根据工程设计要求和施工设备条件确定，保证施工的连续性和均匀性。浇筑时，采用溜槽和导管引导混凝土均匀铺设，避免产生材料离析。浇筑的顺序从一端逐渐向另一端推进，严格控制厚度与标高。对于边角区域，使用人工配合进行修整，确保混凝土完全填充到位，避免出现空隙和蜂窝现象。浇筑过程中，现场技术人员应随时检查混凝土的密实度和标高，发现问题及时调整。

3.4 混凝土的振捣与压实

混凝土的振捣操作应按照“快插慢拔”的原则进行，振动棒插入混凝土深度应覆盖整个浇筑层，有效结合上下层混凝土。振捣时间要控制在合理范围内，一般为20～90s，保证混凝土中的气泡排除干净，但不得过度振捣，避免混凝土发生离析。对于边角和接缝区域，使用小型振动设备进行补充振捣，确保混凝土密实无空隙。压实完成后，使用整平设备对混凝土表面进行平整处理，混凝土高程与设计标高必须保持一致。在混凝土表面初凝前，使用磨光设备进行表面处理，形成平整光滑且致密的表层，有效提高混凝土的耐磨性和抗渗性能。

3.5 混凝土的养护工艺

在混凝土浇筑完成后，必须立刻进行养护工作，可以进行湿润覆盖养护，避免混凝土过早失水引起表面裂缝。养护过程中，采用湿麻袋、塑料薄膜或养护剂等覆盖混凝土表面，并定时洒水保持湿润状态，湿润养护时间不少于7d。在高温环境下，洒水频次需增加，促使混凝土表面保持湿润状态，避免高温导致的快速失水和开裂。在低温环境下，混凝土养护应采取保温措施，使用保温材料覆盖混凝土，避免温度过低影响混凝土提升强度。对于已完成的混凝土表面，严禁人员和设备随意通行，以免造成表面损伤和裂缝。养护过程中，需定期检测混凝土强度发展情况，确保混凝土性能达到设计要求。养护结束后，施工人员应对路面进行全面检查，确认混凝土表面无裂缝、起皮等缺陷，方可确定完成了路面养护工作。

4 应用效果评价

在采用上述砾碎石混凝土配合比完成该公路工程的路面施工后，进行了全面的质量检测与评估。结果显示，路面7d天无侧限抗压强度测试结果达到8.5MPa，远高于设计要求的7.0MPa，体现了路面结构的高承载力。平整度测试显示，路面国际平整度指数（IRI）为1.8m/km，满足高等级公路标准，该公路的整体平整度良好。抗滑性能方面，路面摩擦系数测定值为0.65，超过规范标准要求的0.55，显著提升了行车的安全性。此外，路面变形控制效果明显，荷载疲劳试验后未发现明显裂缝和沉降现象，整体稳定性优越。综合数据表明，该砾碎石混凝土路面结构不仅满足了设计速度100km/h条件下的长期使用需求，而且适应了复杂山岭地区的环境挑战，体现了配合比优选及施工技术要点的显著应用效果。

5 结束语

综上所述，本文以某公路工程为例，详细阐述了砾碎石混凝土路面的配合比优选过程及施工技术要点。室内配合比试验表明，合理的材料配比能显著提升混凝土的抗压强度并降低经济成本，其中方案6在满足强度要求的同时，展现了良好的经济性，被确定为最优配比方案。在施工方面，严格控制混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣压实及养护等关键环节，确保了路面施工的质量与效率。实践应用结果表明，采用优选配合比与施工技术要点的砾碎石混凝土路面，展现出了优异的力学性能与长期稳定性，不仅满足了高等级公路的行驶要求，还成功适应了复杂地形和重载交通的挑战，可为类似公路工程的建设提供一定的实践参考。