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冬季混凝土道路施工面层起砂原因及解决方法

沈丽军 大庆油田采油一厂

摘要：在油田产能建设中，站内混凝土道路的施工通常是在9-11月份，由于受气温条件的影响，许多混凝土道路面层常出现起粉、露砂等现象。混凝土道路面层起砂原因是因为混凝土基层上表面薄弱，在外力的带动下薄弱的部分脱落基层，导致混凝土面层失去光泽，若长期不治理还会出现面层缺损、露骨料等现象。为提高混凝土的抗冻能力，尤其是施工和养护阶段的质量控制，应从混凝土的原材料选择、水灰比、浇筑和养护4个环节着重考虑：首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，掺入抗冻效果明显的外加剂；混凝土的水灰比一般不宜超过0.6；混凝土搅拌一般采用机械搅拌，在浇捣时避免过振与漏振，严禁出现分层离析泌水现象；混凝土铺筑后，采用蓄热法保温养生。通过对某工程冬季混凝土道路施工面层起砂原因进行分析，对原来的常规混凝土施工工艺进行了改进，提出了新的冬季混凝土路面施工工艺：混凝土拌和（加入防冻剂）→摊铺、提浆、整平→吸水、磨光→初抹面两遍→保温→抹面→压纹→保温养生→切缝→保温。

关键词：混凝土道路；路面起砂；温度；水灰比；浇筑；养护

在油田产能建设中，站内的道路多为混凝土路面，根据设计及规范要求，面层混凝土工程要求平整、美观、耐磨，而且不起灰、不跑砂。但是在油田产能建设中道路的施工通常是在整个工程的后期，即9-11月份，由于受气温条件的影响，许多混凝土道路面层常会出现起粉、露砂等现象。虽然混凝土面层的起粉、露砂并不影响其抗压强度等级，但会影响混凝土路面的美观性、耐磨性和抗渗性等，引起用户投诉，对工程交付及后期评优有重大影响。

1经济损失

以某工程为例，因混凝土路面质量问题所导致的直接经济损失总计达到了10万余元。

间接经济损失：混凝土道路施工时间为2010年10月13日，于2010年10月18日，混凝土路面发生了大面积的面层起砂现象，此时路面混凝土已经全部施工完毕。经多方论证研究，需拆除起砂混凝土重新浇筑，但由于当时环境温度已经降到-5℃，不易进行混凝土浇筑施工，最终决定延期半年后再进行问题处理。因道路质量问题导致总工期延长半年，且还需承担甲方的索赔，造成的间接经济损失和对企业的信誉影响是不可估量的。混凝土路面起砂情况见图1。图2为混凝土路面切割掉重新施工现场。

图1 混凝土路面起砂

图2 混凝土路面切割后重新施工现场

2起砂原因分析

混凝土道路面层起砂原因是因为混凝土基层上表面薄弱，在外力的带动下薄弱的部分脱落基层，导致混凝土面层失去光泽，若长期不治理还会出现面层缺损、露骨料等现象。

由于大庆有较长的寒冷季节，受工期制约，许多工程的混凝土道路在冬季施工是不可避免的。冬季混凝土路面施工时的环境温度日平均通常在5℃以下，当环境温度降到5℃时，由于混凝土强度增强主要靠水化作用，当水结冰时，水化作用停止，而且水结冰时体积会膨胀，促使混凝土结构松散破坏。根据规范要求[1]，当昼夜平均气温低于-5℃时，应停止施工；当昼夜平均气温在-5～5℃之间时，应采取措施加以保护方能施工。

3解决方法

为提高混凝土的抗冻能力，尤其是施工和养护阶段的质量控制，应从混凝土的原材料选择、水灰比、浇筑和养护4个环节着重考虑。

3.1 混凝土原材料的选择

（1）选用抗冻性好的水泥。在冬季混凝土路面施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

（2）掺入抗冻效果明显的外加剂。如掺入抗冻剂、减水剂、早强剂、速凝剂等。

（3）水和粒料都需加热。拌制混凝土时，把水加热到70～80℃，或者把水和石砂料一齐加热到60～70℃，保证混凝土拌和温度不超过40℃，摊铺后的温度不低于15℃。同时为防止降温过快，运输距离不宜太远，且应事先将前、后台各种机具准备好。

3.2 混凝土的水灰比

水灰比对混凝土的抗冻性有显著的影响。水化反应所需用水量只占水泥重量的25%～30%，但为满足施工要求，用水量一般加大到40%～60%，甚至更大，远远超过水化反应的实际用水量。

水越多孔隙就越多，密实度越小，会降低混凝土的抗冻能力，使混凝土抹面工作难以进行。因此冬季施工时，水灰比一般不宜超过0.6。

3.3 混凝土的浇筑

混凝土搅拌一般采用机械搅拌，同时要保证搅拌均匀一致，以增加混凝土的强度和抗冻性。在浇捣时避免过振与漏振，严禁出现分层离析泌水现象，同时准备好排水措施。

3.4 混凝土的养护

冬季浇筑混凝土，由于气温低，水化反应缓慢，致使最后抹面工序通常在振捣作业后很长时间才能进行。为避免混凝土道路表面结冰，需做好混凝土道路的养护工作。

3.4.1 改变浇筑时间

利用晚间浇筑混凝土，振捣作业完毕后立刻进行初抹面两遍。压砂整平后盖上保温层，待白天气温升高到0℃以上时再进行最后的抹面和压纹工序。

3.4.2 采用蓄热法保温养生

混凝土铺筑后，采用蓄热法保温养生。由于水泥的水化作用释放出的热量使混凝土集料温度上升，用塑料布和草苫子覆盖路面可蓄保水化热量，以减少路面热量的失散。对刚浇筑抹面的混凝土，将塑料布放到底层，以防止草粘到混凝土妨碍最后一遍抹面压纹。

在适宜的温度下硬化达到一定的强度时（一般在早上8点之后）就可以进行最后一遍抹面压纹工作，之后再凝固一会，在晚上8点之前盖好保温层。

为防雨雪天气将草苫子湿透而失去保温作用，宜把苫子盖在底层，塑料布盖在上层。特别值得注意的是，因钢模板散热快，致使混凝土两侧结冰，因此，在混凝土的四边一定要加厚盖好，减少空气对流。

3.4.3 密切注意天气变化

如果遇到阴雪天气，应暂停混凝土道路的施工作业，待气温回升后再进行施工。

4结论

通过对某工程冬季混凝土道路面层起砂原因进行分析后，对原来的常规混凝土施工工艺进行了改进，提出了新的冬季混凝土路面施工工艺：混凝土拌和（加入防冻剂）→摊铺、提浆、整平→吸水、磨光→初抹面两遍→保温→抹面→压纹→保温养生→切缝→保温。