绥满公路滑模摊铺水泥混凝土路面的质量分析与控制
张传友,李光天,朱桂林
(龙建路桥股份有限公司第四工程处)
摘 要:以绥满公路(尚志—阿城)段扩建工程为例,介绍应用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的控制方法。
关键词:水泥混凝土路面;滑模摊铺机;质量分析;质量控制
中图分类号:U416.216 文献标识码:C 文章编号:1008-3383(2005)11-0031-02
1 前 言
绥满公路(尚志—阿城)段扩建工程,全长93 km,水泥混凝土路面施工中全面采用了德国SP850型滑模摊铺机进行施工。为工程的整体质量提供了保证。滑模摊铺机械施工技术是当今世界上施工速度最快,工程质量最高,施工规模巨大的现代化和智能化先进技术。高质量摊铺,即振捣密实,高平整度,无缺陷,不塌边,外表美观是混凝土路面滑模摊铺施工时追求的目标。对绥满公路施工中出现的路面平整度,路面抗滑构造深度和裂纹、断板、塌边和表面损伤等质量问题的产生进行分析和归纳,并提出必要的质量控制措施。
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的形板挤压成形的,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
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低一点的沟槽,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。
2.4 塌边和表面损伤原因
塌边和表面损伤塌边有两种情况,一种是混凝土配合比不合理,混凝土内聚强度不够出现松散形的塌边;另一种是混凝土塌落度太大或局部缺料,导致流动性塌边。摊铺机前局部缺料时,在液化框内面层浮浆迅速向该处流动补充,缺料的局部如在边部,此时同样会出现流动性塌边或流角。这些部位经重型搓平梁搓动时很容易出现表面拉伤。
3 质量问题解决措施
3.1 提高路面平整度技术措施
(1)保证拉线精度并严禁闯线。在拉线测量时要严防出错,保证拉线精度,应随时对拉线进行必要的仪器测量抽检,经常贴近设好的拉线观察其是否有眼睛能看出的拐点和不平顺现象,一经发现,立即纠正。在施工过程中,严禁任何人和车辆扰动和闯动已设好的拉线。摊铺机操作手应随时观察拉线及传感器工作。严防传感器掉线。
(2)保障可不停机连续摊铺的混凝土供应量。滑模摊铺机最小摊铺速度为1 m/min左右,停机点的混凝土路面平整度损失较大,混凝土路面处于柔软状态,即便不扰动拉线,由于挤压底板对路面的挤压力作用,也会使底板下混凝土路面标高降低。在摊铺一个车道路面时,混凝土供应量应最少不小于100 m³/h,正常施工不小于150 m³/h。同时摊铺两个车道,最少不小于200 m³/h,正常摊铺不小于300 m³/h。在能够供应到正常施工的混凝土量时,滑模摊铺机的施工速度可达500~1 000 m/d。
(3)混凝土稠度均匀稳定防止塌边和麻面。要求新拌混凝土工作性稳定。其施工平整度最好的最佳振动粘度系数为200~300 N.s/m²左右,不塌边和麻面的允许范围为100~700 N.s/m²;相应最佳坍落度为2~4 cm,允许范围0.3~7 cm。
(4)滑模摊铺机保障平整度的技术措施。①保持滑模摊铺机行进的履带部位的平整度和坚硬度;②严密监视传感器工作;③将滑模摊铺机各项工作参数调整到最佳状态:a螺旋布料器应横向均匀布料,两边角的混凝土充足;b松方控制板高度应根据振动仓内的料位高度随时调整,振动仓内的最佳料位一般应保持在高于路表面10 cm左右;c调整好振捣棒间距、位置及振捣频率,振捣棒安装间距不大于50 cm。每个振捣棒的振动频率应视混凝土稠稀在6 000~10 000次/min调整。料干用高频,料稀用低频振动;d调整夯实杆位置及夯实频率,夯实杆的最低位置应在路表面以下5~8 mm位置,夯捣频率在60~120次/min之间调整;e调整好挤压底板的仰角、边部超铺角及侧模板位置;f调整好自动抹平板压力。
3.2 提高抗滑构造深度缺陷的解决措施
(1)提高放线精度,使刻槽墨线笔直不弯折并与路中线垂直。保证刻槽后槽线美观。
(2)硬性刻槽机宜重不宜轻,硬刻槽宜在摊铺3 d后开始,并应在两周内完成。
(3)宜尽量一次刻槽成型,并保持推力均匀。
3.3 防止裂纹和断板的技术措施
(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ENC液体高效缓凝剂按水泥用量的0.8%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)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。
(9)混凝土路面在养护期内,严禁一切车辆在上通过行驶。
(10)桥头要尽量设置搭板。
3.4 防止塌边和表面损伤的技术措施
(1)应调整配合比。
(2)注意合理布料。
4 施工效果分析
在绥满公路(尚志—阿城)段的施工中,采用滑模摊铺机进行水泥混凝土路面摊铺,施工初期,曾出现上述质量问题。经过分析原因并采取相应措施后,使问题得到良好的解决,并取得了交好的效果。保证了混凝土路面的施工质量。
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