本发明涉及一种快硬早强型道路的施工方法。
背景技术：
我国西部地区，地貌以山地为主，在山区修建高速公路，受到地形、地貌、水文地质条件的限制，不可避免的需要对原有路基进行高填方扩建施工；同时为了满足国家整体的规划要求，及更好的利用好开挖的土方资源，在进行高速公路改扩建时会越来越多的采用高填方路基的形式。在山区高等级公路中，填方和挖方路基占到80％，其中超过20m的高填方路堤不在少数。而随着国家政策的推动，交通建设发展迅速，在今后的高速公路改扩建中高路堤的结构形式无论是在数量上还是高度上，都将进一步提高，高路堤也将成为路基结构的主要形式。
在高填方路基区域，由于土体竖直压力较大，对其底部基槽承载力要求较高，而且往往由于工期较紧，无法给与其充足的自然沉降时间，致使新修道路容易在使用过程中出现不均匀沉降现象。而轻质泡沫混凝土重量比同体积的混凝土轻，约占30％～50％，可以大大减少相应压力及后期沉降，故采用轻质泡沫混凝土进行公路的高填方应用，可以大规模节省后期的维护成本和保证交通安全。
随着工程建设的需要和施工技术的发展，有些工程中对泡沫混凝土的早期强度提出了较高的要求，对快硬早强型混凝土的需求也开始逐渐增大，包括：1、需要早期受压的预应力混凝土；2、需要快速生产的预制混凝土构件；3、迅速现场浇注成型的工程；4、加快模板的运转周期；5、冬季施工；6、道路抢修；7、快速铺路以及其它用途。为了解决上述技术问题，需要研发一种高效的水泥施工方法，满足公路高填方的工程要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种快硬早强型道路的施工方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种快硬早强型道路的施工方法，包括以下步骤：
1)施工场地准备：平整、清理施工场地，用模板分隔场地成若干块施工区域；
2)制备快硬早强型水泥：在搅拌机中，将水泥、矿粉、粉煤灰、生石灰、磷石膏、铝矾土、溴化钠和减水剂混合，得到快硬早强型水泥；
3)制备水泥料浆：在搅拌机中，将快硬早强型水泥和水混合，得到水泥料浆；
4)制备泡沫：在发泡机中，将混凝土发泡剂和水混合配制发泡剂溶液，催生发泡剂溶液发泡，得到泡沫；
5)制备泡沫混凝土：将水泥料浆和泡沫混合，得到泡沫混凝土；
6)泡沫混凝土浇注：将泡沫混凝土用管道泵送至施工区域，通过泡沫混凝土的自流进行浇注；
7)泡沫混凝土养护：待泡沫混凝土终凝后，进行洒水养护。
步骤1)中，模板的高度<1m，每块施工区域的面积<400m2。
步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、生石灰、磷石膏、铝矾土、溴化钠和减水剂的质量比为(38～42)：(18～22)：(14～16)：(8～10)：(8～9)：(3～5)：(2～4)：(0.3～0.6)。
步骤2)中，水泥为普通硅酸盐水泥，矿粉为高炉矿渣粉，粉煤灰为ⅱ级f类粉煤灰，减水剂为三聚氰胺减水剂。
步骤3)中，水泥料浆的水含量为35～45wt％。
步骤4)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：(18～20)；催生发泡是通过空气压缩机催生发泡，空气压缩机的工作压力为0.7～0.9mpa；发泡倍率为发泡剂溶液体积的18～22倍。
步骤5)中，泡沫占泡沫混凝土总体积的60～70％。
步骤5)中，泡沫混凝土的湿密度控制在500kg/m3～600kg/m3。
步骤6)中，管道的出口与泡沫混凝土的浇注面平齐。
步骤7)中，养护的时间不少于10天。
本发明的有益效果是：
本发明通过先制备一种快硬早强型水泥，进而制备得到一种满足施工要求的快硬早强型泡沫混凝土，通过泡沫混凝土在公路高填方中的现浇施工方法，可以提高浇注的效率，节省人工，缩短整体的工程时间，加快工程进度。
具体如下：
1、本发明先制备得到一种快硬早强型水泥，进而制备得到一种满足施工要求的快硬早强型泡沫混凝土，在浇注的前期即可进行下一步骤的工序，如提前拆模、机械可以提前进场等，大大缩短整体的工程时间，加快工程进度。
2、通过本发明的施工方法，利用泡沫混凝土的湿密度为500kg/m3～600kg/m3之间，可以实现自流平，同时其强度还能达到工程的要求，不用像目前的施工方法，还需要人工去刮平，节省大量的人工，同时提高浇注的效率，缩短施工的工期。
具体实施方式
一种快硬早强型道路的施工方法，包括以下步骤：
1)施工场地准备：平整、清理施工场地，用模板分隔场地成若干块施工区域；
2)制备快硬早强型水泥：在搅拌机中，将水泥、矿粉、粉煤灰、生石灰、磷石膏、铝矾土、溴化钠和减水剂混合，得到快硬早强型水泥；
3)制备水泥料浆：在搅拌机中，将快硬早强型水泥和水混合，得到水泥料浆；
4)制备泡沫：在发泡机中，将混凝土发泡剂和水混合配制发泡剂溶液，催生发泡剂溶液发泡，得到泡沫；
5)制备泡沫混凝土：将水泥料浆和泡沫混合，得到泡沫混凝土；
6)泡沫混凝土浇注：将泡沫混凝土用管道泵送至施工区域，通过泡沫混凝土的自流进行浇注；
7)泡沫混凝土养护：待泡沫混凝土终凝后，进行洒水养护。
优选的，步骤1)中，模板的高度<1m，每块施工区域的面积<400m2。
优选的，步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、生石灰、磷石膏、铝矾土、溴化钠和减水剂的质量比为(38～42)：(18～22)：(14～16)：(8～10)：(8～9)：(3～5)：(2～4)：(0.3～0.6)；进一步优选的，步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、生石灰、磷石膏、铝矾土、溴化钠和减水剂的质量比为40:20:15:9:8.5:4:3:0.5。
步骤2)中，水泥为普通硅酸盐水泥，矿粉为高炉矿渣粉，粉煤灰为ⅱ级f类粉煤灰，减水剂为三聚氰胺减水剂。
优选的，步骤3)中，水泥料浆的水含量为35～45wt％；进一步优选的，步骤3)中，水泥料浆的水含量为40wt％。
优选的，步骤3)中，搅拌机的搅拌转速为20～40r/min，混合的搅拌时间为10～15min。
优选的，步骤4)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：(18～20)；进一步优选的，步骤4)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：19。
优选的，步骤4)中，催生发泡是通过空气压缩机催生发泡，空气压缩机的工作压力为0.7～0.9mpa；进一步优选的，步骤4)中，空气压缩机的工作压力为0.8mpa。
优选的，步骤4)中，发泡倍率为发泡剂溶液体积的18～22倍；进一步优选的，步骤4)中，发泡倍率为发泡剂溶液体积的20倍。
进一步的，步骤4)中，混凝土发泡剂为泡沫轻质土制备使用的常规发泡剂，如松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂等。
优选的，步骤5)中，泡沫占泡沫混凝土总体积的60～70％。
优选的，步骤5)中，泡沫混凝土的湿密度控制在500kg/m3～600kg/m3。
优选的，步骤6)中，管道的出口与泡沫混凝土的浇注面平齐。
优选的，步骤7)中，养护的时间不少于10天；进一步优选的，步骤7)中，养护的时间为10～14天。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例：
1、施工场地准备
场地准备包括：场地平整，清扫场地垃圾及浮尘，清理场地中的浮土，以免影响浇注过后泡沫混凝土与基层的结合力，保持待处理场地干净、平整、坚固和干燥；天气干燥时对场地进行洒水预处理，润湿场地，至少洒两遍，以增加浇注层与基层的结合力，但基层表面不得有明显的积水，以防止基层因吸水过大而造成泡沫混凝土中的泡沫破裂；将施工场地用模板分隔成面积小于400m2的区域，并用模板支架固定模板，防止施工过程中泡沫混凝土的侧压力致使模板倒塌；模板高度根据每次施工需要调整，每次施工高度不超过1m。
2、制备快硬早强型水泥
1)按质量份，取40份市场上购买的华润牌普通p·o42.5型水泥与20份高炉矿渣粉，15份ⅱ级f类粉煤灰加入搅拌机在30r/min下搅拌5分钟；
2)向上述搅拌均匀的混合料中加入9份生石灰、8.5份磷石膏、4份铝钒土、3份溴化钠和0.5份三聚氰铵减水剂，启动搅拌机在30r/min下继续搅拌10分钟，即得到快硬早强型水泥。
3、制备水泥料浆
将快硬早强型水泥和水在30r/min下混合搅拌10min，混合成水含量为40wt％的水泥料浆；
取市售的42.5级普通硅酸盐水泥(对比例1)、42.5级早强型硅酸盐水泥(对比例2)与水混合成水含量为40wt％的对比例水泥料浆，与实施例的水泥料浆进行强度对比测试分析，强度测试的方法按照《gb/t50081-2016普通混凝土力学性能试验方法标准》，分别在3天、7天和28天进行强度检验；结果证明，对比例1的混凝土试块其在3天、7天和28天的强度分别19.5mpa、32.9mpa和42.3mpa，对比例2的分别对应为23.8mpa、35.2mpa和39.7mpa，而本实施例的分别对应为30.5mpa、36.8mpa和45.2mpa，这说明了本发明的试件其3天强度比早强型水泥要好，同时其28天强度也比早强型水泥和普通型水泥高；所以，通过本发明快硬早强型配方制备得到的胶凝材料，不仅提高了早期的抗压强度，同时后期的抗压强度也不会降低。
4、制备泡沫
将发泡机的发泡剂进料管接到混凝土发泡剂中，同时接好发泡机的进水管，设定好稀释倍率为20，即发泡剂和水的质量比为1：19，配成发泡剂溶液。然后联接好空气压缩机，设定好空气压缩机的压强为0.8mpa，开始发泡，最终的发泡倍率为20倍，即按体积发泡剂溶液：泡沫＝1：20，泡沫直径为0.5～3mm。
5、制备泡沫混凝土
将步骤3中制备好的水泥料浆通过泵送管道匀速输送进发泡机的水泥料浆进料口，同时将制备好的泡沫输送进发泡机的搅拌仓进行搅拌，待两者混合均匀后，取混合好的泡沫混凝土测量湿密度，控制湿密度在500kg/m3-600kg/m3之间，此时泡沫量占总泡沫混凝土体积的60％～70％。经检测，制备得到的泡沫混凝土其流动度为340～350，可以实现自流输送。
6、泡沫混凝土浇注
将混合好的泡沫混凝土通过管道泵送到步骤1准备好的工作区，管道口与泡沫混凝土的液面平齐，尽量减少泡沫混凝土与空气的接触，防止消泡。待一个预定的工作区浇注高度达到设计高度后，可以提高管道口对泡沫混凝土进行整体扫平，然后停止供料，转移管道去下一个工作区，已浇注的工作区不用进行人工刮平。
7、现浇泡沫混凝土养护
泡沫混凝土终凝后即开始洒水养护，防止泡沫混凝土表面失水干缩开裂。夏季时，每天洒水至少3次；冬季时，养护温度应控制在0～35℃。养护期限不得少于10天，可以适当延长到14天。经过养护后，其强度可达到1mpa以上，满足现场的施工要求。
本发明先制备得到一种快硬早强型水泥，进而制备得到一种满足施工要求的快硬早强型泡沫混凝土，在浇注的前期即可进行下一步骤的工序，如提前拆模、机械可以提前进场等，大大缩短整体的工程时间，加快工程进度。
通过本发明的施工方法，利用湿密度为500kg/m3～600kg/m3之间的泡沫混凝土，可以实现自流平，同时其强度还能达到工程的要求，不用像目前的施工方法，还需要人工去刮平，节省大量的人工，同时提高浇注的效率，缩短施工的工期。