摘 要 对滑模机摊铺水泥混凝土路面中出现的路面平整度缺陷,抗滑构造深度缺陷及裂纹、断板等施工质量问题进行分析,提出相应的解决措施。
关键词 滑模机 路面摊铺 质量分析
1 概述
随着高速公路的迅速发展,滑模机在水泥混凝土路面施工中应用日益广泛,为工程的整体质量提供了保证。如美国生产sf 5004摊铺机,具有可调整式滑模板(3•5~9•75 m),摊铺厚度为10~60 cm,摊铺速度为0~4 m/min。同时采用机身二侧传感器控制高程,螺旋式布料器二次拌和和均布混凝土,高频(9 000~10 500次/min)振动棒振动使混凝土密实,成型板挤压混凝土成形路面。摊铺机摊铺水泥路面的基本要求是混凝土摊铺后通过振动入模成形,停振后,混凝土能迅速凝结保持原状,已成形的混凝土侧面脱离滑模后,不受摊铺机余振的影响导致坍塌。施工中,混凝土在摊铺机前的坍落度较小,经摊铺振动触变后的凝固作用使混凝土下陷接近于0,同时由于l型振动器为高频低幅振动,其有效影响半径为45 cm,所以模板滑动之后,铺设的混凝土不会受其影响而坍边。少量的下陷通过滑模机边上的可调压板使混凝土产生适量的超高而抵消。滑模摊铺水泥混凝土路面比人工摊铺具有速度快、质量好的特点,但也存在一系列的施工质量问题有待解决。在京沪高速公路泰(安)化(马湾)段进行了首次实验,根据实施情况,对有关质量问题进行了调查,见表1其中通过对混凝土原材料、配合比、坍落度等控制,抗折强度有较好的保证,但路面平整度、路面抗滑构造深度和裂纹、断板等质量问题更为突出,验收标准见表2。笔者根据自己的施工经验,对上述质量问题的产生的原因进行了分析和归纳。
2 影响水泥混凝土路面施工质量的原因
2•1 平整度缺陷原因
(1)混凝土拌制不均匀。自拌和厂至摊铺现场间的运输使运输车内上层混凝土变稀,如不进行二次拌和,较稀混凝土路面部分就会出现较大干缩变形。
(2)滑模机成形板平整度不能满足要求。混凝土路面是通过滑模板形板挤压成形的,如成形板不平整,挤压成形的路面就很难满足平整度要求。
(3)抹平器较短。路面通过滑模板成形板挤压成形后,需利用抹平器精光抹平。如抹平器较短,每次磨光的路面较窄,3 m以上宽度的路面很难保证平整度不超出3 mm。
(4)高程控制点少,控制线不紧。滑模机是通过二侧的高程传感器紧贴高程控制线行走来控制路面高程的。若高程控制点少,控制线不紧,控制点间线绳的下垂,实际高程较设计高程偏差大,大偏差必将影响路面平整度。
(5)滑模机高程传感器的滑落。如传感器固定螺栓松动或人为碰撞而滑落,成形路面将在此处突出(或低)。
(6)滑模机有时在混凝土供料不及时的情况下被迫停机,待从料足够时方可继续摊铺,由于停机次数多,传感器产生误差,停机处混凝土相当于二次摊铺,出现微小的台级,影响路面平整度。
(7)混凝土放置时间长,已初凝,无法精光抹平。
2•2 路面抗滑构造深度缺陷原因
(1)采用拉槽器拉槽法(拉槽器采用塑料焊条制成)施工时路面抗滑构造深度缺陷原因主要在以下几点。
①设计不合理,拉槽深度不够或过深。
②拉槽器表面不清洁,槽边模糊、杂乱。
③拉槽时间掌握不当,拉槽应在混凝土稳定后初凝前进行。拉槽时间过早,表面较稀的砂浆会返流回槽中,将槽填充;拉槽时间过晚,混凝土强度较高,槽深难于满足设计要求。
④拉槽完毕后,喷洒养生液过早,养生液将稀释表面砂浆,返流填充槽中。
(2)采用刻槽机刻槽法施工时路面抗滑构造深度缺陷原因主要为:
①刻槽前放线不准,使槽间距超出设计要求;
②刻槽时间掌握不当,刻槽过早,混凝土强度尚未达到要求值,槽边杂乱;刻槽较晚,混凝土强度太高,刻槽满足深度较困难;
③刻槽机使用时,推力不均匀,使槽时深时浅。
2•3 裂纹及断板原因
(1)砂、碎石中含泥量较大,超出设计要求。
(2)摊铺前,混凝土放置时间过长,甚至初凝,摊铺时既使填加新料,摊铺成形、抹光成面,但混凝土已松散,出现裂纹。
(3)混凝土配合比不准确,尤其缓凝剂添加不适,混凝土达不到预期的缓凝效果。
(4)拌制时间短,熟料不均匀。
(5)摊铺成形后,为便于精光抹平,在混凝土表面喷洒少量水。
(6)路面拉槽完毕后,未能及时喷洒养生液,面层混凝土中水分损失较大出现干裂;养生液喷洒不足量,不全面,未能在混凝土表面形成封闭薄膜,路面混凝土因水分损失出现裂纹。
(7)气温过高,混凝土在运输、摊铺、精光抹平和拉槽过程中,损失大量水分出现裂纹。
(8)路面锯缝较晚。混凝土早期干缩引起的内拉应力较大,而其抗拉应力增长较慢,如混凝土内拉应力大于其抗拉应力时,混凝土板在非预定位置会出现早期裂纹。
(9)胀缝板加固方法不当。滑模机通过时,通过挤压混凝土将胀缝板推斜,胀缝板处混凝土较薄,应力在此处集中,胀缝板顶混凝土出现不规则断裂。
(10)滑模机振动棒偏低。滑模机有可升降式“l”型振动棒,沿横向每80 cm布置一根,弯头顺摊铺方向,振动棒弯头如处于混凝土面以下10 cm处,振动棒每min振捣1万次,混凝土经过振捣已成形,振动棒周围砂浆较多,滑模机一直处于行走中,振动棒所处空间很难由滑模机成形板通过挤压混凝土填充密实,从而可能在振动棒位置的混凝土周围形成略底一点的沟槽,混凝土在此处应力集中,出现裂纹。
(11)摊铺路面混凝土之前,基层未能达到充分湿润,摊铺中,混凝土中水分将在基层中损失一部分,混凝土出现裂纹。
(12)路面在养护期间过早通车,不足强度的混凝土路面通过重车碾压,出现裂纹。
(13)基层杂物清理不净。混凝土路面形成后,雨水的冲洗能将路面混凝土地面杂物冲去,路面成为悬空,重车碾压使混凝土路面出现断裂。
(14)路基填料不均匀,碾压不密实,不均匀下沉,造成混凝土路面断裂。
(15)桥头未设搭板(桥面填土高不大于80 cm),结构物和路基随时间的推移,沉降量产生差异,使桥头混凝土路面出现断裂。
3 解决措施
3•1 平整度缺陷的解决措施
(1)严格按照设计配合比拌制混凝土,满足混凝土坍落度设计要求,确保混凝土在运输过程中不泌水、不离析。
(2)混凝土路面摊铺前,尽量利用滑模机的布料器来回布料,布料状况相当于混凝土的二次拌和,又可将混凝土分布均匀。
(3)每次摊铺前,应检查滑模机成形板平整度,不合要求者调至合格,摊铺完毕,应将滑模机及时冲洗干净。
(4)在混凝土延时允许时间内,尽量使滑模机开机慢行,一次多成形,减少因停机造成的台级。
(5)将高程控制线改进成易于拉紧的钢丝绳,加密高程控制点。
(6)在每次摊铺前,认真检查滑模机传感器的牢固程度,派专人负责,防止传感器松动、滑落。
(7)尽量采用抹头3 m长抹平器连杆进行精光抹平。
3•2 抗滑构造深度缺陷的解决措施
(1)改进拉槽器构造,调整拉槽条弯起的角度,增加必要的配重,保证拉槽深度。
(2)每次拉槽前认真清理拉槽器上混凝土,保持清洁。
(3)养生液待混凝土初凝后喷洒。
3•3 裂纹和断板的解决措施
(1)原材料质量,拌和配合比,拌制时间均按设计严格配制。其中hz 2液体高效缓凝剂按水泥
用量的0•7%添加,混凝土初凝时间达4 h,终凝时间达10 h,保证了工序完成时间,同时降低水用量达14%,由于混凝土中自由水减少,避免了混凝土振捣密实后普遍泌水现象。
(2)超出缓凝时间,已初凝的混凝土禁止使用。
(3)摊铺中勿任意向成形路面混凝土喷洒水。
(4)试验证明,滑模机振动棒弯头提至混凝土面以下2 cm处,混凝土路面一样振捣密实,因振动棒占有的空间在成形板以下减少较大,可通过滑模机成形板挤压混凝土填充密实。
(5)将基层顶杂物清扫干净,并洒水湿润透彻,无积水时方可进料摊铺。
(6)锯缝时先横后纵,先大后小,即先每隔几块板切一缝,然后逐块切,锯缝深度要达到设计要求,保证顺直。
(7)混凝土初凝后,立即用喷洒机向混凝土表面和侧面喷洒养生液,养生液在纵横方向各一次,以保证均匀足量。一般用量为0•15 kg/m2。
(8)绕过每天高温时段施工,通常夏季施工时段为每日下午4点至次日上午8点。
(9)滑模机跨越胀缝时,将“l”型振动棒提起,避免推移胀缝板,另外在胀缝板周围加密钢纤固定,人工用托入式振动器振捣密实板周围混凝土。
(10)混凝土路面在养护期内,严禁一切车辆在上通过行驶。
(11)桥头要尽量设置搭板。
4 施工效果
在京沪高速公路泰化段施工中,采用美国产sf5004履带式全液压滑模机进行水泥混凝土路面摊铺,施工初期,曾发生平整度、抗滑构造深度、裂纹及断板等质量问题,经过分析,采用了上述对应措施,使问题得到解决,取得了较好的效果。
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