摘 要:国道202线黑河至北安公路是国家重点工程项目之一,设计为水泥混凝土路面,采用滑模摊铺机施工。水泥混凝土路面机械施工方法中较为先进的方法即是滑模摊铺机施工法,始自于20世纪60年代中期,70~80年代逐渐发展成熟。该项技术在美国、德国等发达国家经过30多年的发展和应用,在机械设计、施工技术等方面都积累了相当丰富的经验,我国的滑模摊铺施工技术虽然起步较晚,但发展较快。下面就滑模摊铺施工的平整度控制进行如下探讨。
关键词:滑模摊铺;平整度;控制
滑模摊铺施工能够提供优良的混凝土品质和外观,平整度是高等级公路质量的标志,是混凝土面层的关键性指标,关系到所建设的公路是否达到设计行车速度、设计通行能力、行车舒适性、平稳性以及运营经济性等技术经济指标。水泥混凝土路面要达到高等级公路平整度要求,必须实行大型滑模摊铺施工。龙建路桥股份有限公司第六工程处黑北项目经理部2003年度承担黑北公路k170+000~k184+000段施工共14 km路面施工任务,二级公路,路基宽度12 m,施工中采用德国威特根sp850滑模摊铺机摊铺水泥混凝土面层,取得了优良的成绩。
1 摊铺机的作业特点
滑模摊铺机施工法有以下方面的特点:
(1)施工速度快,速度可达1~3 m/min,日进度最高可达1 609 m,适合北方寒冷地区施工期短工期要求;
(2)平整度优良,滑模摊铺机施工法结束了水泥混凝土面层平整度不如沥青面层的历史;
(3)滑模摊铺施工法可以提供优良品质的混凝土,使用超高频振捣棒,在抗压、抗折、抗磨等方面都有大幅度的提高;
(4)可进行大规模施工,施工宽度增大,可以双幅摊铺;
(5)自动化程度高,集摊铺、振捣、成型、抹平、细抗滑构造一次性完成。dbi系统及拉杆插入装置可以自动打入传力杆及拉杆,不仅减轻工人的劳动强度,而且节省大量的劳动力,使滑模摊铺系统的劳动生产率大大提高;
(6)具备一定的智能化程度,具备一定的自学习和自保护功能,具有路面线形和路拱形成功能,能够对每个振捣棒的工作状态进行监控,出现故障后能够报警;
(7)对后台拌和能力要求较高,滑模摊铺单车道路面的配套混凝土额定生产容量每小时不小于
100 m3,滑模摊铺双车道时要求每小时不小于200 m3,否则造成停机待料,因此很难保证平整度要求。但德国威特根公司解决了此问题,停机后挤压底板自动提高5 mm,消除了停机持续挤压力对平整度的不良影响。
2 对材料的要求
(1)粗集料可使用碎石、破碎砾石和砾石。质地应坚硬、耐久、洁净。除强度、含泥量、压碎值等指标满足jtj058-2000外,级配应符合下列要求。滑模摊铺施工水泥混凝土路面砾石最大粒径不得大于30 mm,破碎砾石和砾石最大粒径不得大于30 mm,超径、逊径含量均不得大于5%,粒径小于0•15 mm的石粉含量不宜大于1%(见表1)。
(2)细集料可采用质地坚硬、耐久、洁净的河砂、机制砂、沉积砂和山砂,技术要求除应符合jtj058-2000外,级配应符合下列要求(见表2)。机制砂、沉积砂和山砂宜控制通过0•15 mm筛的石粉含量不大于1%,并应在混凝土工作性、单位用水量、弯拉强度和抗磨性等检验合格的前提下使用。
表1 粗集料筛分级配要求
表2 细集料筛分级配要求
滑模水泥混凝土路面用砂的级配曲线应在ⅰ、ⅱ区,并符合表1的级配要求,宜为细度模数在2•3~3•2范围内的中砂或偏细粗砂。
(3)外加剂产品质量应符合表3的各项技术要求。施工单位在外加剂采购进场前,应有国家或省级外加剂检测机构认定的一等品质检报告。
表3 混凝土外加剂产品的技术性能指标
滑模施工中要求必须使用引气剂,为水泥量的1%~2•5%,可以提高和易性。其他外加剂品种视现场气温、运距和混凝土拌和物振动粘度系数、坍落度及其损失、可滑性、弯拉强度、耐磨性等需要选用。
3 滑模摊铺机施工中平整度控制要点
(1)施工机械选型及配套:所选滑模摊铺机应带有振动搓平梁,如德国威特根公司生产的系列滑模摊铺机都带有振动搓平梁,此外必须配齐易损的施工配件,如振捣棒等。
(2)大规模施工前,必须进行试验段施工,并从中总结人、机、料配备情况,调节到最优状态。
(3)保证履带行进部位基层的平整度和强度,防止基层压坏,保证基层洁净,无石块等杂物,保证滑模摊铺机能够匀速、顺畅地前进。
(4)保障充足的混凝土运输能力并在运输过程中防止离析,保证滑模摊铺机能够实现连续摊铺。
(5)粗集料粒径最大为30 mm,级配满足要求。
(6)水泥混凝土配合比设计符合规范要求,确保混凝土到达滑模摊铺机时的坍落度为2~5 cm,禁止在坍落度损失后向机前混凝土喷水,严防因此造成的麻面、拉裂对平整度的严重影响。
(7)布料均匀,调节振捣频率达到最佳密实状态。
(8)规范操作,操作手应熟读机械使用说明书,掌握机械性能,使机械始终处于良好状态。
4 施工中为保证平整度而采取的措施
(1)在滑模摊铺机施工中,基准线被称作生命线,关系到面层的标高及厚度,与平整度亦关系重大。所以在测量放线中,为保证基准线精度,利用经纬仪结合冲击钻对钢钎进行定位,用2台水准仪同时工作校核高程,钢绞线张力不小于1 000 n,并严禁撞线。
(2)滑模摊铺机抵达现场后,组织机械手进行定位,调整机械达到宽度要求。
(3)正确的定额卸料,根据路面几何尺寸和运输车辆的载重量,计算出每车混凝土卸料位置进行定额卸料,防止混凝土卸料不均匀造成混凝土料溢出或因局部混凝土不足产生离析层而影响平整度。
(4)为防止溜肩现象的发生,针对滑模施工的特点,结合木楔与槽钢,在摊铺后的两侧用6 m长的铝合金型材加固混凝土两侧。要求铝合金型材断面长为10 cm,宽为3~4 cm,厚度为5 mm,直顺度不大于3 mm。以日进度单幅900 m计算,需要准备铝合金型材两侧共计450 m。
(5)控制摊铺机的行走速度。必须保证匀速,速度为1~1•5 m/min。此项措施要求拌和站每小时保证出料90~100 m3,运输车辆连续不断地为摊铺机供料,混凝土运输在45 min到1 h内完成,避免坍落度损失,最大运输距离不超过15~20 km,运距超过7 km时,用苫布盖上混凝土。
(6)人工配合抹平,两侧各配备3名瓦工、1辆运料手推车,横向配有2根6 m长铝合金靠尺,滑动过程中找出低洼处,从振捣后的混凝土料中用手推车运料至后方,手工补平。
(7)配备大型可调抹平器,专人负责横向抹平。
(8)人工加工工作缝模板,精心修整工作缝,这需要现场施工人员有高度的责任心,并用6 m直尺检查。否则,在工作缝处平整度往往不佳,从而引起跳车现象。
(9)利用试验段施工总结经验。黑北公路十标段在k183+800~k184+000处进行试验段施工,人力共计28人:其中瓦工6人、拉毛2人、纵向拖毛2人、切缝4人、养生8人、指挥卸车1人、打入拉杆2人、抹平器1人、其余2人。配备1台小松200型挖掘机用于摊铺机前布料,保证进料均匀,保证运输车不间断向摊铺机供料。
(10)开工之前,全体滑模施工人员参与培训学习,项目总工组织进行技术交底,制定可行的施工技术方案,进行详细分工。通过以上措施,对滑模摊铺机施工水泥混凝土面层的平整度进行了有效的控制,十标段全线平整度99•8%达到标准,行车舒适,平稳。
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