摘 要:该文结合洋浦出口路应用滑模摊铺机施工水泥混凝土路面的过程,对滑模摊铺
水泥混凝土路面的机械选型及影响平整度的因素进行了阐述,探讨了控制滑模摊铺水泥混凝
土路面平整度的措施。
关键词:滑模摊铺;水泥混凝土路面;平整度
1 工程概况
洋浦出口路设计为一级公路。全长25.3 km,水泥混凝土路面厚24 cm,全线均采用滑模摊铺机连续过桥、涵施工。路面竣工验收时平整度检测合格率在96.5%以上,创海南省水泥混凝土路面连续滑模摊铺最好平整度,被评为优质工程。
2 滑模摊铺系统的机械选型
滑模摊铺水泥混凝土路面,要求各种装备的选型合理,并能连续不间断地摊铺。洋浦出口路选用的滑模摊铺机分别是美国的cmi sf-6004型和德国的wirgon sp-1600型两种。其技术指标如表1。
表1 滑模摊铺机技术指标
这两种滑模摊铺机主要是通过液压传感器传送两侧导线行进方向和表面高程信号,操纵滑模机组不断向前推进,亦将水泥混凝土施工的各道工序进行了最佳组合。机组通过将倾倒在基层上的混凝土均匀布料、捣实、提浆、进模、压传力杆、抹平等工序,完成水泥混凝土路面摊铺,路面摊铺完成后紧接着进行拉毛、养生。混凝土初凝达到一定强度后切出缩缝,路面的整个摊铺过程基本完成,再对缩缝、胀缝、纵缝作出必要的技术处理,等混凝土达到28 d强度时即可开放交通。
3 影响平整度的施工因素及技术控制
3.1 施工基准线设置
混凝土路面滑模摊铺是一种先进的机械化施工,主要通过传感器传送两侧基准线行进方向和表面高程信号,操纵滑模机进行混凝土路面摊铺的,基准线安装是否准确,是确保路面平整度的关键因素。在施工放样时应注意以下几点:
①测量放样必须准确,要严格按测量结果进行基准线安装,并尽可能减小误差,确保两侧基准线平顺、无折点。
②导线应选用强度较大的钢丝绳,拉紧,其张力宜保持在1 kn左右。基准线桩间距不宜过长,一般在两个控制桩之间加设基准线桩,间距一般控制在5 m左右。
③基准线安装完毕后,严禁扰动,特别是在施工过程中,应谨防人为因素或施工车辆碰动,并随时检查校正。另外,风力会影响施工平整度,风速过大时,基准线会上下、左右振动,此时应停止施工作业,防止出现波状的路面表面。
3.2 混凝土配合比
施工要求混凝土必须使用连续级配,特别是对粗骨料颗粒级配必须严格控制,超径粗骨料含量控制在5%以下(表2);细骨料颗粒级配要求见表3。水泥混凝土配合比设计的原则是要满足抗弯拉强度、工作性、耐久性和经济性四项要求,对滑模摊铺路面施工来说,最重要的是工作性。
表2 粗骨料颗粒级配要求
表3 细骨料颗粒级配要求
工作性主要指的是坍落度,坍落度过小,路面因振捣不密实容易出现麻面;坍落度偏大则易引起两侧塌边。经实测,麻面对路面平整度的影响为2~3 mm。塌边对平整度的影响主要反映在纵缝和自由边处,尤其是在分幅施工时,易导致相邻车道对接不好,出现纵向凹槽,因此,正确选用混凝土拌和物的工作性是确保平整度的重要因素。根据洋浦出口路的施工经验,摊铺坍落度应控制在20~30 mm为宜。
3.3 混合料性能
施工过程中,拌和站供应的混凝土混合料必须均匀稳定,避免忽干忽稀,尤其是相邻两车料之间有差异时,会导致混凝土表层砂浆分布不均匀、收缩不一致,出现麻面和塌边造成平整度下降。影响混凝土拌和物均匀性、稳定性的原因很多,主要是原材料存在差异和拌和控制不好造成的。因此必须严把原材料质量关。骨料应分级堆放,不得混杂,并要防止积水和尘土污染;水泥和外加剂要根据不同标号、品种、厂牌、出厂日期分开存放,并注意防水防潮。
3.4 施工工艺
在滑模施工中,必须有稳定、均匀的履带行走轨迹作保证。要求对其行走位置进行平整碾压,确保机械平稳运行。
1)滑模机操作
实际施工中,滑模机停机后再启动或速度突然变化时,其后部的混凝土高度会产生明显变化,表面往往形成一道横向凹槽,导致表面颠簸,尤其停顿时间较长时,自动抹光板或人工很难修整,影响路面平整度。因此,滑模摊铺机在任何时候都应尽量匀速前进。
2)人工操作
水泥混凝土路面摊铺成型后,其两侧一般需要人工进行修整,当采用分幅施工时,应特别注意,避免因相邻车道对接不好而影响平整度。另外应特别注意刚开始施工时的接头部位和施工结束时的横向施工缝处,因接头处新旧混凝土差异较大,加上摊铺机刚起步,摊铺出的路面表面效果不好,如果人工处理不当,极易造成跳车。特别是当滑模摊铺施工至桥梁、通道等构造物时,因受桥面钢筋网、桥头搭板钢筋及胀缝等影响,而不得不放弃使用滑模摊铺机恢复人工作业,这将造成桥面及两端过渡的路面平整度差,产生“桥头跳车”现象。采用滑模摊铺机一次性连续施工,将桥面板、搭板等与路面部分一起铺筑,“桥头跳车”问题就能解决。根据笔者的经验,主要应注意以下问题:
①桥涵铺装层设计必须与滑模施工工艺相适应桥面设计中铺装层和现浇层的厚度不宜太薄(规范最小值为8 cm),最好在12 cm以上。
②桥涵施工须与滑模施工工艺相适应滑模机摊铺通过桥面时,其外侧履带行走的轨迹一般在桥梁的护栏位置,因此,在桥涵施工时,两侧护栏不能先施工,否则摊铺机将无法通过。另外,铺装层也不能提前施工,以确保桥面摊铺厚度。
③胀缝的施工工艺
胀缝板及传力杆要按图纸要求在预定位置锚固牢固,在摊铺机通过前,先由人工将混凝土拌和料预铺在胀缝板两侧,并仔细插捣以便更好地固定胀缝板和传力杆。需要特别注意摊铺机通过时,振动棒不能碰到胀缝板,否则胀缝板极易发生移位而造成胀缝失效。
4 滑模摊铺混凝土路面平整度检测
滑模施工是一个快速、连续的过程,铺出的路面具有良好的平整度。为真实评价滑模摊铺混凝土路面对行车性能的影响,采用的检测方法应能同时反映其微观和宏观平整度,洋浦出口路施工过程中采用6 m直尺进行施工检测;在验收中采用rrdas颠簸累积仪进行检测,依据平整度标准差σ≤1.5进行评定,其结果见表4。
表4 洋浦出口路路面平整度检测结果
检测结果显示,路面平整度达到了较高水平。检测平整度稍差的地点主要集中在桥涵处及坡度较大的路段,特别是上坡段。
5 结语
滑模摊铺水泥混凝土路面是一种新型施工工艺,如何更好地掌握这项新技术,还需不断探索。从以上检测结果可看出,洋浦出口路路面施工中使用这项新技术是较成功的。
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