水泥混凝土路面滑模施工技术应用_

水泥混凝土路面滑模施工技术应用
  摘要:高质量应用滑模工艺是提高水泥混凝土路面质量的一种有效途径，笔者结合水南公路滑模施工实例，从水泥混凝土路面的配合比设计、设备的组合、滑模摊铺机的工艺控制及滑模施工的细部处理等几个方面介绍了滑模施工的工艺技术应用。
  随着我国高等级公路的迅速发展，道路上的交通量和车载迅速增长、车速不断提高，对路面的质量要求和车辆高速行驶功能的要求越来越高。需满足高等级公路路面，特别是高速公路水泥混凝土路面的发展，高质量应用滑模工艺成为提高水泥混凝土路面施工质量的一种有效途径。广西从1993年开始桂柳高速公路建设，一直使用施工较为简单、较易操作的三轴整平机进行水泥混凝土路面施工。但经过近十年来的运营使用，采用三轴整平机施工的高速公路水泥混凝土路面破损较为严重，不能保证水泥混凝土路面的质量。为提高水泥混凝土路面的质量，水南公路业主要求使用滑模摊铺技术，下面笔者结合水南公路NO6标长19.5km、宽11.25m×2（超高路段宽10.75m×2）、厚26cm的路段上的滑模施工，从配合比的设计、设备的组合、滑模摊铺机的工艺控制等几个方面进行技术的阐述分析。
  1.混凝土的配合比设计
  水泥混凝土路面滑模摊铺不同于三轴整平机摊铺，配合比设计除应当满足弯拉强度、工作性、耐久性和经济性四项基本要求外，保证滑模施工的最佳工作性及稳定性和可滑性是试配的关键。因此，料源的选定（特别是粗细集料的最大粒径、减水剂、引气剂品等）、最佳工作性能参数的设定是保证滑模摊铺水泥混凝土路面不出现塌边、不产生麻面、平整度好的重要条件。施工前，针对不同的外加剂:YF高效减水剂、KD-2缓凝高效减水剂和CNF-3引气高效减水剂，按不同的水灰比、集料级配、外加剂量测定量运用正交试验方法进行配合比设计，通过分析大量的混凝土配合比试验数据及多路段的试验段的铺筑数据对比分析，确定选用外掺CNF-3引气高效减水剂作为后继路面滑模施工的合理配合比，配合比见表1。

  施工时，为保持配合比的准确性和混凝土的稳定性，一是严格控制碎石材料级配。滑模施工要求碎石材料的级配在级配内略偏粗的位置上，施工现场使用5～15mm和15～31.5mm两种级配的碎石，粗细比例通常要求控制在80:20左右;二是选用细度模数合适且波动较小的砂，细度模数宜控制在2.4～3.0之间;三是按拌和站和摊铺现场分别进行坍落度控制，随时联系随时调整，各自保持在比较稳定的范围内。一般情况下，拌和站台混凝土坍落度保持在50mm左右，摊铺机前的混凝土坍落度宜在20～30mm之间，在铺设有钢筋网时，机前坍落度宜控制在30～40mm之间。在调坍落度时，保持水灰比不变。
  2.机械的合理组合
  混凝土的拌和、运输、摊铺是滑模摊铺水泥混凝土路面现场控制的三个关键性环节，这三个环节合理匹配，不仅使路面能够达到较高的平整度，而且能够达到最佳的施工效益。一般要求拌和与运输能力需略大于摊铺能力，运输能力又需满足拌和能力要求。
  在水南六标水泥混凝土路面施工中，项目经理部采用1台美国CMI-SF6004型滑模式混凝土摊铺机进行一次性半幅（11.25m）摊铺，配备1台意大利产80m3/hSIME拌和机、2台国产60m3/h拌和机和1台现代120m3/h拌和机供料。4台拌和机不仅操作方便，拌和量大（拌和站最大拌和能力达320m3/h），出料快，而且拌出的混凝土效果较好，能够很好地满足滑模摊铺机的需求。运输能力的选择是根据运距的远近，配备15～20台15t的自卸车，避免了拌和机时停时拌，保证了摊铺机正常连续不间断摊铺。另外，由于料位的高低会影响滑模摊铺的效果，料位过高，会使摊铺机行进困难，混凝土内部气泡不能排出，影响路面平整;料位过低，会使供料不足，造成凹陷、不平整等状况，必须人工找补，失去滑模的意义，摊铺前还配备了1台PC200挖掘机进行布料，既保证了料位的高度和两边角的混凝土充足，同时又避免了离析现象。
  3.滑模摊铺工艺控制
  3.1摊铺基准控制
  基准控制是摊铺水泥混凝土路面平整度的关键。摊铺前，用全站仪放出路中心线及滑模摊铺控制位置，然后进行双侧拉线设置，利用拉线控制混凝土路面的线型、宽度和高程。滑模摊铺机沿着两侧的拉线摊铺水泥混凝土路面，拉线必须准确稳定。拉线桩应牢固地钉在基层内15～25cm深度，每5m设一根桩和一个线架，相邻3个线架的接线刻度高差不能大于±1.5cm。在弯道及超高路段则要每隔5m设置一个线架，其相邻高度差可适当放宽。拉线采用直径为5mm的钢绞线，钢丝线的张紧度应合适，一般为800N的拉紧力，放线时不要过长，一般为150～200m，防止出现较大的误差，两段基准线间应有10m以上的重合段，待找平传感器滑过重合段后才能拆除旧线。拉线的准确与否及行走路线是否平整、密实，直接影响路面的平整度，因此，摊铺前对基层的平整度，特别是摊铺机履带行走路线的压实度、平整度都必须处理好，防止摊铺机剧烈调整高程、中线及横坡等，严重影响平整度。
  3.2摊铺机操作控制
  将已检查好的摊铺机驶进待摊铺位置，调整摊铺底板的高度坡度，将摊铺机四个支柱的传感器挂到拉线上，用于调整摊铺机的水平与横向位置，传感器调整准确后，准备摊铺。当摊铺机铺出5m路面后，必须对路面标高、横坡度、宽度、中线、平整度、路面外观质量等技术参数进行校检测量，摊铺机操作手及时调整滑模摊铺机上的传感器、挤压板、超铺角度等的设置，保证所摊铺的路面质量满足要求。摊铺过程中，如果混凝土的坍落度有变化，可通过微调行进速度与振捣频率来满足机械铺筑要求。摊铺过程中，机手首先要注意摊铺机前已卸混凝土料的坍落度，以便行进过程中随时调整摊铺机的行进速度与振捣棒频率;其次，要注意螺旋推进器前面的料位及振动仓内的料位，过低可能造成进料不足引起麻面及凹面，过高则机械行走阻力太大，造成爬坡、气泡鼓包，引起标高、横坡变化，以至于平整度超出指标。摊铺过程中要有专人操作机器上设置的传力杆打入（包括中间传力杆及边缘传力杆），滑模摊铺机铺出的混凝土路面，原则上不允许再修整，特别禁止加薄层混凝土修补路面，但可以进行局部少量修整，如消除气孔和石子带动缺陷，拉杆挂坏的侧边及边部、局部个别塌边、流边现象，应立模进行适当修整，最终满足混凝土路面的质量要求。
  3.3保证滑模摊铺机施工连续性及稳定性的细部处理技术
  3.3.1前台布料、摊铺
  前台挖掘机布料高度宜控制在螺旋布料器下方的1/3处，不足部分用螺旋布料器均匀布料，并且保证两侧板料高出一部分，这样才能保证两侧边缘料足够多，并加大边缘振动频率，确保侧边密实性。在施工下坡路段时，要把滑模机的前仰角比平坡提高1°，保证仓内进料充足;在施工上坡路段时，则前仰角变小，以减少运行阻力。浆体较稠时，应加大此处振动棒振动频率;浆体较稀时，应减少振动频率。
  3.3.2超高路段的不等宽滑模摊铺技术处理
  水南公路的水泥混凝土面设计根据设计半径的不同，超高路段的路面宽与直线段路面宽不等，超高段半幅宽10.75m，直线段半幅宽11.25m，由于施工中采用的CMI-SF6004型混凝土滑模摊铺机不具备渐变宽度的功能，如何施工不等幅路段的路面是滑模施工的技术难点。为解决超高段路面不等宽施工技术，在施工中经过反复尝试，对滑模摊铺机进行了改装，在摊铺机主机的横梁下面加装比原机侧滑模板小50cm的辅助侧模，在螺旋布料器处留缺口。在施工摊铺超高段时装上辅助侧模，施工直线段时仍沿用原来的侧滑模板。这样，既不损坏原侧滑模板，又解决了超高路段的滑模施工，保持了滑模施工的连续性，大大提高了整个摊铺机的使用效率。
  3.3.3胀缝、缩缝及施工缝的设置及固定

  为保证滑模摊铺机连续不间断摊铺，胀缝板、传力杆安装都必须采用前置法进行施工，确保摊铺机一次摊铺而过。施工时，胀缝处设置钢筋支架，固定胀缝板及传力杆位置，为解决胀缝板的前倾和位移，把胀缝板顶高控制在混凝土表面以下4cm，并且固定钢筋支架的钢钉采取先用手电冲击钻孔再打入钢钉的办法，使支架及胀缝板固定牢，手持振动棒预先振实胀缝板两侧的混凝土。胀缝附近缩缝设置横向施工缝传力杆定位支架，固定定位支架，确保传力杆位置准确。每天摊铺结束或摊铺中因故中断时，人工设置横向施工缝。为保证摊铺段之间连接平顺，横向施工缝的施工必须严格控制。施工时，项目部做了一个可安装固定传力杆、焊接牢固的钢制端头模板，用钢钎进行固定，并保证传力杆的受力点准确，两侧模板适当缩进2～4cm，以便下一次摊铺紧接施工缝开始，用水平器将拉线高程引下来，使端模、侧模高程与路面设计高程相符，摊铺振实混凝土后再用6m直尺找平。
  3.3.4中、小桥（涵）面钢筋网加工、安装及连续滑模铺装中、小桥（涵）面钢筋网绑扎完后，全部用焊支架的方式固定，支架间距为60×60cm，按设计设置高度，横向钢筋用长筋布置，钢筋搭接长度绑扎为35d（d为钢筋直径），焊接长度为5d。钢筋网安装时人工抬入安放，对于钢筋网板L＞40m的，每40m留出一块长约10m的钢筋网，并在预留处倒混凝土，以便铲车装料从侧向进料，挖掘机行进在钢板凳子（行车道）上面，左右来回布料，严禁挖掘机直接作用在钢筋网上。钢筋网安装及布料完毕，利用摊铺机伸缩性侧模的伸缩，可缓慢、匀速、连续不断地摊铺钢筋混凝土搭板、台背接缝、伸缩缝、桥（涵）面。台背接缝和伸缩缝的位置，必须摊铺前测量准确，首先在底部设隔离层，在垂直面安装稳固的胀缝板，摊铺后剔除未硬化混凝土或硬化后锯除混凝土并打毛，最后按规定安装伸缩缝或加强台背接缝。上、下桥面时，及时调整侧模高度，尽量减少边缘振动漏料，并用人工适当修整平整度不足的边缘。
  3.3.5混凝土拌和量及摊铺速度的相对稳定
  摊铺机的摊铺速度由混凝土供给量来决定。施工时，先由混凝土拌和量决定自卸车辆的多少，确定正常循环的摊铺速度。水南NO6标路面施工时，1台意大利产80m3/hSIME拌和机、2台国产60m3/h及1台现代120m3/h拌和机同时开始拌和，配备了15～20台15t的自卸车，摊铺机正常摊铺速度保持在1m/min左右，基本保证了匀速、连续不间断地摊铺。摊铺中，机手随时观察混凝土料稠度的变化，随时适当调整振捣频率;同时随时调整松方高度控制板进料位置，正常状态下保持振动仓内料位高于振动棒10cm，料位高低上下波动控制在±4cm之内，一般情况下，不宜改变摊铺速度或停机。摊铺过程中，摊铺机的各项工作参数是相对稳定的，只是在某些特殊情况下进行微调，机手随时观察摊铺的路面效果，出现误差或异常现象时，对有关设定参数进行缓慢微调，严格禁止剧烈调整。
  4.养生
  滑模摊铺混凝土路面速度快、规模大，一般情况下每天摊铺4000～8000m2，靠覆盖薄膜等养护方式的养生费用高，质量难保证。在水南六标施工中，选用广西北海科建养护剂养护，该养护能在8min左右迅速成膜，总体效果较好，不但保证了混凝土的强度，而且对防雨和抗裂起到一定的作用。
  5.切缝和抗滑构造制作
  为了防止混凝土路面早期断板、开裂，需根据实际施工中的环境温度、湿度、风速等因素确定混凝土切缝的时间。原则上应在混凝土终凝后人能站上去时，先采用软割缝机先隔20m锯一道缝，然后再用一般割缝机割缝。要求在裂缝开始出现以前，必须完成所有的诱导缝，在不啃边的情况下能切即切，越早越好。切缝完毕，即可以进行混凝土面板的抗滑构造制作，该项目采用刻槽机刻纹，刻出来的纹理、宽度符合设计和规范要求。
  6.灌缝
  灌缝前，将缝内杂物清除干净，用高压喷水设备冲洗后再用气压泵冲干，然后灌注填缝材料，灌缝高低按设计和规范要求进行。
  7.结束语
  水泥混凝土滑模是一种机械化、现代化的施工方式，能最大限度地提高混凝土路面的强度和平整度。水南公路六标采用滑模摊铺的水泥混凝土路面经过全面检查验收，完全达到了《公路工程质量检验评定标准》规定的高速公路质量要求，且各项指标数据稳定，平整度好，外表美观，验收达到优良。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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