尤聪，胡庆明

（中建西部建设湖南有限公司，湖南 长沙 410000）

0 研究背景

机场停机坪道面混凝土因其使用功能的特殊性，要求整个混凝土板块不出现起拱、角隅断裂、接缝破碎、蜂窝空洞、起皮起灰、龟裂麻面等一系列质量缺陷，故应在整个项目实施过程中，从原材料的选型、配合比设计到过程质量控制、施工工艺环节应采用科学、严谨、有效的技术保证措施，确保其耐久性、耐磨性、抗折强度等均达到指标要求。

道面混凝土要求混凝土必须具备较高的抗弯拉强度和耐久性。抗弯拉强度作为控制高等级水泥混凝土面层质量的关键。普通混凝土折压比一般在 1/8～1/12，随着抗压强度的增长，其抗折强度也随之增长，但增长幅度不如抗压强度增长的幅度，因此难以满足道面混凝土的技术要求，故因必需满足混凝土抗弯拉强度要求而不得不加大水泥用量，从而导致抗压强度富余太大，混凝土生产成本上升。本文将从以下几点展开论述，希望在类似工程应用中能提供有益经验和数据借鉴。

1 技术要求

停机坪道面面层采用水泥混凝土,设计基准期为 30年，厚 32cm，道面水泥混凝土 28 天抗弯拉强度标准值≥5.0MPa。基层采用水泥稳定碎石，厚 35cm，7 天无侧限抗压强度≥3.0MPa，压实度（重型压实标准）≥97%。道面表面采用拉毛工艺，平均纹理深度要求≤0.4mm。

2 原材料选型

从源头控制好机场停机坪道面混凝土的质量，就要在混凝土原材料的性能选择方面注意严格控制。

2.1 水泥

水泥应选用收缩性小、耐磨性强、抗冻性好、含碱量低（水泥中碱含量不得大于 0.6%）的水泥，要求采用旋窑生产的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，有条件时优先选用道路硅酸盐水泥，其强度等级为 42.5MPa 以上，不宜选用快硬早强水泥。

本项目选用海南华润水泥（昌江）有限公司生产的 P·O42.5 水泥，所用水泥的物理性能和化学成分符合设计要求和 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》、MH 5006—2015《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》的有关规定。其中比表面积 340m2/kg，初凝时间155min，终凝时间 220min，标准稠度用水量27%，抗折强度 3d 为 5.5MPa，28d 为 7.8MPa，抗压强度 3d 为 25.4MPa，28d 为 50.7MPa。对水泥的技术指标要求见表 1。

表 1 水泥化学成分和物理指标

化学成分中，游离氧化钙与氧化镁含量高会降低混凝土的疲劳寿命；铁铝酸四钙含量过低会降低水泥混凝土的抗弯拉强度，过高会导致道面难以抹面、平整度较差；铝酸三钙含量高时，一是导致水泥凝结硬化速度过快，发热量过大，易产生裂缝，二是降低抗折强度，三是吸附外加剂，使水泥与外加剂适应性变差。水泥中的混合材对道面品质影响较大，对其限制是为了防止面层开裂，提高疲劳动载性能和耐久性。

目前，部分水泥厂为了提高强度等级，采取了超磨细方法。对水泥比表面积的限制是为了保证混凝土早期强度及其持续增长，同时也有效防止混凝土面层的早期开裂。

水泥进场入罐温度也应严格控制，高温期施工时，入罐温度最高不宜超过 60℃，低温施工时，入搅拌机温度不宜低于 10℃。

2.2 粗集料

粗集料应使用质地坚硬、耐久、耐磨、洁净的碎石、卵石或破碎卵石，中、轻交通载荷等级道面可使用再生粗集料或粗集料与再生粗集料掺配使用，本文不再赘述。

本项目采用海南金地矿业有限公司生产的规格为 5～25mm 和 20～40mm 两级石子，配成 5～40mm的级配碎石，颗粒最大粒径不超过 40mm，表观密度2760kg/m3，松散堆积密度 1550kg/m3，含泥量 0.5%，泥块含量 0%，针片状颗粒含量 4%，压碎值 9%。对碎石的技术指标要求如表 2 所示。

表 2 碎石的技术要求

表 3 碎石的级配范围要求

粗集料应进行碱活性检验。当怀疑有碱活性集料或夹杂有碱活性集料时，应进行碱集料反应检验，确认无碱集料反应后，方可使用。

2.3 细集料

细集料可采用质地坚硬、耐久、洁净的中、粗天然砂（河砂和沉积砂）、机制砂，不宜使用再生细集料，因其吸水率高，水灰比难以控制，坍落度损失过快，抗弯拉强度高差系数较大，表面抗磨性波动较大。

本项目使用海南昌江河砂，表观密度 2720kg/m3，松散堆积密度 1520kg/m3，含泥量 1.6%，泥块含量0%，氯离子含量 0.004%，其他技术指标要求如表 4。

表 4 河砂的技术要求

本项目实际控制细度模数为 2.6～3.2 生产混凝土和易性最佳，有关的级配范围如表 5 所示。

表 5 河砂的级配范围

细集料也应进行碱活性检验。当怀疑有碱活性集料或夹杂有碱活性集料时，应进行碱集料反应检验，确认无碱集料反应后，方可使用。

2.4 水

混凝土搅拌和养护用水应清洁，宜采用饮用水。使用非饮用水时，应进行检验，本项目使用饮用自来水，pH 值 6.74，不溶物 141mg/L，可溶物 315mg/L，Cl-23mg/L，SO42-33mg/L，其技术指标要求如表 6。

2.5 外加剂

外加剂的产品质量及掺量应符合 JTG/T F30－2014《公路水泥混凝土路面施工技术细则》表 3.6.1 的规定，各项性能的检验方法应符合现行 GB 8076—2008《混凝土外加剂》的规定，在夏季高温下施工时，混凝土拌和物的初凝时间不得小于 3 小时，小于 3 小时时应采取缓凝或保塑措施。

本项目采用缓凝型聚羧酸高性能减水剂，减水率26%，密度 1.028g/cm3，含固量 11.2%，凝结时间差115min，pH 值 5.3，7d 抗压强度比 144%，28d 抗压强度比 134%，其他指标符合 GB 8076—2008 中缓凝型技术要求。在实际生产过程中要严格控制混凝土含气量，必要时在成分上增加消泡，减小内部气泡，提高密实性从而提高抗弯拉强度，减少表面砂眼，提高表观平整度。

表 6 水质量标准

3 配合比设计

配合比设计满足弯拉强度、工作性、耐久性的同时兼顾经济性。按照上述细则规定的质量标准要求，选择性能稳定的原材料，考虑到本项目干硬性混凝土现场施工采用高频排振和振动梁，收面后初凝前对道面进行拉毛，对表面强度要求较高，如采用密度较低的掺合料，易导致掺合料在高频振捣下上浮，造成“槽”强度偏低，故采用纯水泥配合比。最大水灰比不超过 0.44，水泥用量宜在 310～420kg/m3之间取值，砂率控制在34%～38%，混凝土单位质量 2400～2450kg/m3，现场摊铺坍落度控制在 20～40mm，外加剂掺量不宜过高，控制在 1.0%～1.3%，过高易产生浮浆影响面层质量，拌合物含气量控制在 3%～4%。

结合原材料、道面结构及施工工艺要求，从经济成本和符合规范性两方面考虑，以混凝土 28d 抗弯拉强度为依据，拌合物工作性、耐久性为判定指标进行目标配合比设计，在经过试拌调整，试铺筑三块混凝土板作为试验段对施工工艺、技术指标进行检验，综合考虑路况、运距（本项目约 2km）、运输时间（本项目约15min）、平板车有无离析现象、失水控制情况，铺筑预留振实的沉落度，振实混合料所需时间，确定拉毛、养护、拆模及切缝最佳时间等，测定混凝土强度增长情况，最终确定本项目所用生产配合比及技术指标如表7。

表 7 配合比及技术指标

4 质量管控措施

机场停机坪道面混凝土的质量影响因素很多，有原材料的质量管控、生产过程质量管控、运输、施工过程质量管控、现场具体施工（机具）及成品保护、特殊气候条件下的防范措施等，根据这些因素合理采取质量控制措施，可以使机场停机坪道面规避质量上的缺陷和风险。

4.1 原材料质量管控方面

道面混凝土质量影响最大的因素在于裂缝防治和弯拉强度，在过程质量管控方面应严格按照本文第 3 节原材料选型技术要求执行，按批次检测应符合上述规范要求。在参建本项目过程中根据实际生产施工经验所得，笔者认为核心控制在于细骨料的含泥量和泥块含量及粗骨料的压碎值、粒型和级配。前者控制防治裂缝的发生，实际在本项目中细骨料含泥量控制≤2.0%，泥块含量 0%，后者良好的骨料级配及粒型可使道面混凝土具备嵌锁力较大的密实骨架结构，保障强度以及结构的耐久性，实际在本项目中粗骨料压碎值控制≤10%，颗粒度均匀圆润，针片状颗粒含量≤8%，5～25mm、20～40mm 碎石复配满足 5～40mm 连续级配同时满足最大紧密堆积密度的最佳配合比例为最优复配比例。

4.2 生产过程质量管控方面

为保证混凝土的生产质量，技术人员应严格监督生产过程，按施工配合比执行，使生产出的混凝土符合设计和规范要求，具备良好的工作性能。开工前或作业过程中，测定砂、石含水量，根据砂、石含水量的变化情况，调整用水量和砂、石用量，即确保合理的水灰比和砂率，从而保证拌合物的黏聚性和保水性，提高混凝土折压比。开拌第一盘时，可采取同配比砂浆润机或增加10～15kg 水泥及相应的水与砂。为保证混凝土充分搅拌达到匀质性要求，一次搅拌量不大于额定值的 90%，搅拌时间不低于 80s（80～120s），纯搅拌时间不低于40s（本项目采用双卧轴强制搅拌机，其他机型应参照规范要求），每盘混凝土的坍落度偏差不超过 10mm。混凝土应严格控制出机温度在 10～35℃，采用三辊轴机组摊铺施工，出货量不低于 75m3/h。

4.3 混凝土运输质量管控方面

混凝土的运输应保证到现场的拌合物具有适宜摊铺的工作性，在混凝土初凝时间之前运输到铺筑现场，本项目选用载质量 20t 的平板四轮自卸车（图 1）6 辆，其中 1 辆为备用车辆。运距 2km（理论不应超过20km），车辆数量的确定参照如下计算公式：运输车数量=2×搅拌楼数量×[1+(单程运输距离×

图 1 自卸车

为防止混凝土卸料高差导致离析，要保证搅拌机出口与车厢底板之间的卸料高度差不超过 2m，不符合时应采取垫高措施。从出料到运抵现场不超过 30min，具体根据施工气温和拌合物坍落度经时损失确定。车辆装料前应确保干净清洁无杂物，且应采取预湿措施，并排除明水；车厢要确保密封严实，防止漏浆、漏料和污染；确保运输道路平坦，以避免汽车剧烈颠簸，致使混凝土混合料产生离析现象，运到现场的混合料如发现离析现象，在摊铺前重新拌匀。

4.4 施工过程质量管控方面

混凝土的浇筑遵循着“浇一行、空一行”的分仓方式，本项目采用三辊轴机组（振动滚、驱动辊、甩浆辊）、高频排振、振动梁、滚筒铺筑水泥混凝土面层，按照布料、振捣、三辊轴整平、揉浆、做面、拉毛（抗滑构造）、施工缝的预留、切缝、拆模、养生的工艺流程进行。

4.4.1 施工前

在混凝土摊铺前除应检查模板、机具、设备是否正常外，还应对作业面进行重点排查，确保水稳找平层密实、平整、无杂物，洒水湿润不能有明水、积水。考虑到本项目地处热带雨林气候，气温高且降水多，故应准备好充足的防晒、防雨棚以备不时之需。

4.4.2 摊铺

摊铺采用挖机加人工进行，摊铺按板边、边角、板中的顺序进行，中间用锹随料拉、耙摊铺，不抛掷，以免引起离析，周边采用翻锹扣料，摊铺厚度根据试打时确定的沉落值松铺混凝土厚度（图 2）。

4.4.3 振捣

振捣采用 HZP 自行排式高频混凝土振捣机为主进行振捣，振动梁、插入式振动棒辅助。振捣机由一组高频振动棒组成，直径宜为 80～100mm，频率宜为100～200Hz，工作长度宜为 400～500mm，振动棒之间的间距宜为 350～500mm，移动速度宜调整为 0.5～2m/min。待一块混凝土板的虚铺层完成后，启动振捣机，开始进行振捣，振动梁跟在振捣机后进行铺助振捣，振捣后的混凝土表面以不再冒泡、停止下沉，呈现出既有乳浆又大致平整的表面，振捣时间采用试铺确定的时间，并不能过振，在振捣过程中，辅以人工进行找平随时添加混合料。本项目采用高频排振加振动梁（图3、4），目的在于高低频配合使混凝土拌合物中所有的大小颗粒在振捣时全部位移就位，提高结构密实性。

图 2 道面混凝土摊铺

图 3 振动梁振捣

图 4 高频排振

4.4.4 整平、揉浆

采用 TZ5100 三辊轴加滚筒对混凝土道面进行整平和揉浆（图 5），将三辊轴和混凝土振捣机、振动梁配合使用。当混凝土振捣完毕后，并且道面延伸距离大于机器所设定的往复行程后，启动三辊轴开始前进振动，后退静滚进行整平，滚筒人工辅助二次揉浆。

图 5 三辊轴、滚筒整平揉浆

三辊轴整平机要确保具备振动机构，有偏心振捣装置，不能仅为压辊，否则无法保证整平提浆效果。作业长度宜为 10～30m，具体长度根据拌合物状态和气温条件而定。振动与整平两道工序之间的间隔时间不宜大于15min，整平作业时，应随时处理整平轴前料位的高低情况，过高时及时铲除，轴下间隙及时补平，振动滚压完成后，升起振动辊，用甩浆辊提浆整平一遍，再用整平轴前后静滚整平，直到平整度符合要求、表面乳浆层厚度均匀为止。乳浆层厚度宜控制在 (4±1)mm，过厚的稀浆应及时刮除清理。

4.4.5 做面

整平后，采用三至四遍手工抹面来完成，其抹面的工具为木抹和塑料抹。第一遍以揉压泛浆、压下露石、消除明显的凹凸为主，第二遍以挤出气泡，将砂子压入板面、消除砂眼、使板面密实为主，同时挂线找平，检查平整度。第三遍着重于消除板面残留的各种不平整的印痕，同时还能加快板面水分蒸发，便于提早拉毛。做面后混凝土的外观达到相邻板面平齐，表面不露石、砂，不出现蜂窝、麻面以及缺边掉角、裂缝等情况，平整度要求符合规范，表面无轮迹、印痕等（图 6）。

图 6 做面

4.4.6 拉毛（抗滑构造）

混凝土表面收浆压光之后，采用尼龙刷绳做成的拉毛刷进行拉毛，其表面平均纹理深度≤0.4mm，拉毛的纹理应连续不中断（图 7）。拉毛后的混凝土道面应坚实，无泛砂、坍塌、松散现象，拉毛完成后，进行早期养护。

图 7 拉毛

4.4.7 施工缝的预留、切缝

每天在混凝土浇筑结束，或连续浇筑长度达到140m，或摊铺中断时间超过 30min 时，设置横向施工缝。切缝（纵横缩缝）确定在各种施工条件下水泥混凝土的最佳时间为混凝土同条件养护抗压强度达到 6～10MPa，当降雨、刮风引起表面温度骤降时，应提早切缝时间。关于接缝的施工本文不赘述。

4.4.8 拆模

当混凝土的强度（抗压强度大于等于 10MPa 时）能保证边角企口不会因拆模而损伤时，方可拆模。拆模时，先清除模板周边的灰浆、石子等杂物，拔出支架上的钢钎，松开螺栓，再平行向外拆移。拆下的模板要及时清除粘浆和检查维修，及时校正，妥善放置，以利下次使用。

4.4.9 养生

（1）早期养生：当混凝土拉毛完毕，采用轻便的养护棚遮挡防晒、防风，立即喷洒养护剂实行早期养护，喷洒养护剂养生时，喷洒应均匀，成膜厚度应足以形成完全密闭水分的薄膜，喷洒后表面不得有颜色差异，时间宜在表面混凝土泌水完毕后进行，喷洒高度宜控制在 0.1～0.3m。使用一级品养生剂时，最小喷洒剂量不得小于 0.30kg/m2。在切缝前采用塑料薄膜加湿麻袋进行养护（也可使用土工毡、土工布、草袋、草帘等），以提高混凝土的早期强度，便于切缝、拆模以及减少表面微裂纹与裂缝。早期覆盖养生的初始时间为不压坏表面抗滑构造纹理的最短时间，要保证膜与膜之间搭接完整，全覆盖，必要时采取罩绳网或土工格栅压牢，防止风吹撕破或掀起，影响养生效果。

（2）后期养生：切缝完成后，用人工覆盖土工布进行洒水养生，覆盖时间不少于 14 天。养护时特别注意混凝土板边和企口的养护，土工布要湿透，表面不露白为准。

（3）实测混凝土强度大于设计强度的 80% 后，可停止养生。养生期间应注意成品保护，设置警示标语或围栏，严禁人车通行，达到设计强度 40% 后，可允许人行走。

施工的其它注意事项涉及到补强和跳仓后筑，道面下如有排水暗沟及消防管线穿越处，由于基础支撑不均匀，道面下容易产生附加应力并可能引起板块开裂，相应位置的道面板应进行补强。补强范围为水暗沟或消防管线所在位置的横向 1～3 块道面板，道面板采用双层钢筋网形式补强，同时，在横缝处设传力杆。板角补强参照设计规范。后筑的混合料摊铺之前，应将先筑底部的漏浆及其它杂物清除干净，对先筑仓侧壁的可能的质量缺陷进行填补处理，然后涂抹一层废机油，对于先筑板已裂开的假缝。采取隔离处理，防止后筑板在切缝前产生不规则断裂，摊铺时，应注意对先筑板的边部及表面进行防护，防止损坏、粘浆。摊铺后筑板混合料的最早时间从两侧先筑板最后完成时间算起，昼夜平均气温5～10℃ 6 天，10～15℃ 5 天，15～25℃ 3 天，25℃ 以上 2 天。

5 特殊天气条件下的施工

施工过程应时刻关注当地的天气情况，遇有影响混凝土道面施工质量的天气条件时，应根据气象异常，采取必要的防范措施，配备必要的工具设备，要有应急处理方案。当出现降雨、降雪、风力 6 级及以上、环境气温高于 40℃ 或拌合物摊铺温度高于 35℃、摊铺现场连续 5 昼夜平均气温低于 5℃，夜间最低气温低于 -3℃时，严禁施工。

本项目地处海南，属热带雨林气候，全年平均气温25.0℃，极端最高气温 38.6℃，极端最低气温 7.3℃，9、10 月份多为台风降雨天气。

雨期施工要准备充足的防雨棚、帆布和塑料布或塑料薄膜等防雨器材，突发时对车厢内拌和好的混凝土以及浇筑完毕的面层进行覆盖。因雨水轻微冲刷导致平整度和拉毛效果受影响的，可采取磨平后再刻槽的措施处置。冲毁严重的要铲除清理干净重新铺筑，恢复施工后要清理所有配套设施的积水和杂物。

在日照较强，空气干燥的多风季节或经常刮风的天气，为防止道面发生塑性收缩而产生开裂，参照 JTG/T F30－2014《公路水泥混凝土路面施工技术细则》第12.3.3 针对不同风级下采取相应的防风措施，现场可配备风速计或者根据施工经验判定。

为避开中午高温时段，本项目选择下午六点开始施工，辅助采取骨料遮阳，使用地下水（必要时加冰块），外加剂增加缓凝成分延长凝结时间，自卸车加装遮盖棚来降低拌合物温度（小于 35℃），施工现场的防雨棚可充当遮阳棚使用，现场加强各工序和调度的衔接，缩短耗费时间。为防止冷冲击引发的面层开裂，养生水温与混凝土面层温差不大于 12℃，提早进行切缝。

低温施工参照 MH 5006—2015《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》中第 16 章及 JTG/T F30—2014《公路水泥混凝土路面施工技术细则》第12.5 的有关规定执行。

6 道面混凝土质量检查和验收

道面混凝土的强度检验以标准小梁试件抗折极限强度为主，采用钻芯取样圆柱体劈裂强度换算的弯拉强度验证。混凝土试件的取样、制作、养生及强度检验方法，按《民航机场场道施工技术规范》的有关规定进行。如果试件表明混凝土的 7 天强度达不到 28 天强度的 70% 时，应及时检查分析原因，并对混凝土配合比作适当修正。表观质量要求不应有掉边掉角、露石、蜂窝、麻面、裂缝、脱皮、粘浆、印痕等缺陷。

7 实施效果评价

本项目在实施过程中严格按照原材料技术标准要求组织材料进场，充分掌握配合比设计生产的要点，理论结合实际，环环相扣，精心组织，规避施工风险及环境影响，减少质量缺陷，有效合理的控制和保障实体质量，确保工程进度顺畅进行。在上述一系列技术管理措施下，质量方面取得了较好的成效，累计供应该混凝土2 万余方，表观质量和强度检验均合格，目前已验收通过并投入生产和使用，取得了良好经济价值和社会价值。笔者撰写本文希望在类似工程应用中能提供有益经验和数据借鉴，如有不足之处，欢迎批评指正。