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资讯类型：科技前沿 加入时间：2007年9月27日10:9 |
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摘 要:介绍了在粤赣高速公路dbi水泥路面滑模摊铺施工中,通过改造dbi设备装置,
从而提高各项技术指标,特别是路面平整度达到较高水平。
关键词:dbi装置;水泥路面;平整度
在我国的水泥混凝土路面施工中,传统的做法是采用人工前置法,把横向缩缝传力杆帮扎在支架上安装好,再用水泥砼摊铺机进行摊铺施工。近2 a来,开始采用带dbi装置的水泥砼摊铺机进行滑摸摊铺施工。针对某些项目采用带dbi装置的水泥砼摊铺机进行滑摸摊铺施工后,平整度指标反而下降,不理想。在粤赣高速公路24标水泥混凝土路面工程中,为解决使用dbi技术后,路面平整度下降的问题,通过对摊铺机dbi装置的技术改造,提高了各项技术指标,特别是路面平整度达到较高水平,取得特别显著的效果。
1 dbi装置的技术改造
1.1 使用dbi技术后存在的问题
在粤赣24标路面工程中,为解决使用dbi技术后路面平整度下降的问题,对dbi进行了技术改
造。原dbi装置在压入传力杆过程中将已经成型的混凝土扰动,使传力杆本身所占体积(按一横断面28根,采用ф32mm, 50 cm长计,约有0. 01m3)的混凝土挤出,紧跟着dbi的搓平梁和后面的抹平刮板对因压入传力杆而产生的洞隙进行修复、抹平,由于修复表面细料集中,收缩较大、局部的凹陷导致面板平整度下降,加上压入传力杆使传力杆周围局部混凝土不够密实,甚至存在有较大洞隙的情况。
1.2 如何进行dbi装置的改造
dbi的改造是在搓平梁前边,增加了一套振动平板来专门修复dbi的缺陷,使缩缝处的混凝土在打入传入杆后得到二次振捣。由于传力杆插入过程中因碎石鼓起所造成的创伤面在振动力的作用下重新排列组合,创口得到愈合,使搓平梁前面的砂浆不能在搓平梁的作用下挤进空洞面造成的收缩不均匀现象,提高平整度。而且由于振动力的作用,原来由于插传力杆过程中受到破坏的砼结构得以改善,传力杆顶部的砼均匀而且密实,保证了传力杆在受到荷载时能有效传递荷载.通过反复的计算和试验,选择合适的振动频率和浮板面积,使浮板的振动力对砼的影响深度控制在路面顶部以下12~14 cm的范围之内,防止振动力过大而对传力杆造成影响,致使传力杆位置发生变化。经检测未影响到传力杆的位置,符合技术规范要求。
2 dbi装置改进措施
2.1 振动器对混凝土的影响
混凝土的振动液化是由于其中的颗粒达到某一极限速度,而颗粒的振动速度又与其强迫振动的振幅成正比。在靠近振动器附近的颗粒,其振幅即为振动器的振幅,远离振动器的颗粒,由于混合料的阻尼作用,其振幅为径衰减后的振幅,当振幅小于某个极限值时,混凝土就不能液化,振动即属无效。表面振动器的工作情况与振动台不同。首先表现在振动器在混合料上表面振动,这就要求表面振动器与所振的混合料之间必须有充分的粘着力,这样混合料才能随振动器的振动而密实。如果附着力太小或由于振动力(偏心块离心)过大而破坏振动器与混合料之间的粘结,当振动器向上运动时,混合料与之脱离,向下时又与混合料相接触。这样混合料所承受的不是振动,而是“捣击”,混合料不会很好液化,致使密实的效果显著降低。其次,在粘着未受破坏的情况下,与振动器粘结一起振动的混合料层的厚度随时间的延续而增加(是由于混合料逐渐振实,颗粒相互粘着而成整体),振动器本身的振幅随着振动延续时间的增加而减小。振动板下各层混合料的振幅开始由于粘着力未建立而减小,振动一些时间后,达到最大,随后又下降,最后逐渐稳定。由于混合料对振动器振板的回弹力是个不定值,而使问题更复杂。鉴于上述特点,不能应用振动台有效作用高度的公式来计算表面振动器的有效作用深度。
2.2 振动器有效作用深度的主要参数及计算公式
影响表面振动器的有效作用深度的主要参数
有:振动器本身质量、振动板面积、偏心块的离心力、振动频率以及混合料的性质(主要是用水量)等。当表面振动器的振动板面积a及混合料体积密度ρ已知时,则可根据式(1)近似计算表面振动器有效作用深度h。
h =maρ(1)
式中:m为被振实混凝土混合料层的质量,可按式
(2)计算:
m =m0la1-q(2)式中:m0为偏心块质量; l为偏心距;q为振动电机及钢板的质量;a1为振动器与混合料一起振动时的最终振幅,其取值见表1或按式(3)计算确定。
表1 混凝土混合料的振动极限速度、振幅和加速度
振动频率与极限振幅的关系式:amin=0.069 2 e-0.000 5f(3)
2.3 实例计算
粤赣高速公路24标水泥路面项目所用维特根sp1600型摊铺机,其构造见图1,其改装参数如下:振动电机内设2个偏心块,每个偏心块质量为0. 916 kg,偏心距为18mm。电机的质量为15 kg。钢板长3m,宽0. 5m,厚8mm,重93. 6 kg。与混凝土的接触面积为3m×0. 4m。振动时,要求有效振动深度要达到板中传力杆位置。根据偏心电机的参数、改装钢板的几何尺寸、路面板结构设计厚度及电机频率,由式(1)~式(3)确
图1 维特根摊铺机构造示意图(单位: mm)
定所需电机的数量,计算结果见表2。
表2 路面板设计厚度及电机频率确定所需电机数
3 施工后的检测结果
粤赣高速公路24标水泥路面项目通过对摊铺机加装振动浮板装置后,进行了13 km的dbi水泥混凝土路面摊铺。事实证明,传力杆直径的大小对dbi路面平整度影响比较微小,且摊铺的路面传力杆部位的泌水现象得到有效的控制,消除了传力杆及插叉对路面造成创伤带来的质量隐患,平整度有了较大的提高。经我部针对加装振动平板振动后的传力杆部位进行钻芯取样,结果表明,芯样密实无孔洞,提高了混凝土的密实性,强度达到设计指标。路面平整度采用颠簸仪检测,合格率100%,平均值0. 92。
4 结语
①实践表明,按2~3个电机达到有效振动深度选用电机频率就能达到优异的修复效果。
②通过对摊铺机成功的加装改造,不但保证了传力杆位置处部位的混凝土的强度,特别是对提高了dbi水泥混凝土路面的整体平整度有显著效果,且降低了路面行车噪音,提高行车舒适性,值得广泛推广使用。
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