滑模摊铺水泥混凝土路面施工探讨
姚志坤
(鹤大公路管理处)
摘 要:近年来,黑龙江省水泥混凝路面发展很快,且已开始在高速公路上铺筑水泥混凝土路面,而传统的工艺方法已不能满足技术要求。主要讨论滑模摊铺水泥混凝土路面的施工工艺、技术措施。
关键词:滑模摊铺;混凝土路面;施工工艺
中图分类号:U416. 216 文献标识码:C 文章编号:1008-3383(2007)12-0061-02
水泥混凝土路面施工的发展,经历了人工、小型机具、轨道摊铺到滑模摊铺机械施工几个发展阶段。近年来,高速公路滑模摊铺水泥混凝土路面发展很快,根据各地的原材料资源及水文地理情况,各省将水泥混凝土路面的滑模摊铺机械施工作为提高高等级公路水泥混凝土路面工程质量的关键技术进行推广。
1 滑模摊铺水泥混凝土路面施工工艺
传统施工混凝土路面的过程是在基层上装好模板,用人工和辅助机具振捣、抹光、压纹、切缝。而滑模施工混凝土路面则是利用一套自动化程度很高的机械,自动完成路面的摊铺作业,是目前被广泛采用的先进施工技术。
滑模式摊铺机的特点是不需轨模,采用由4个液压缸支撑腿控制的履带行走机构行走。整个摊铺机的机架支撑在四个液压缸上,它可以通过控制机构上下移动,调整摊铺层厚度。在摊铺机的两侧设置有随机移动的固定滑模板,因此不需另设轨模。这种摊铺机一次就可以完成摊铺、捣实、整平等多道工序。它的施工过程是在做好基层的路面两边拉两根钢丝绳作为新铺路面的中线、板厚、纵坡、横坡、弯道、超高等控制路面几何形状全部参数的引导线,然后按照路面设计厚度所需要的混凝土数量,用专用运输车辆将水泥混凝土均匀、不间断地倾倒在已做好施工准备的基层上,起动滑模摊铺机,选好工作速度,使滑模摊铺机通过传感器按照引导线传给它的信号自动向前行驶,在滑模摊铺机向前行驶的过程中,倾倒在基层上的混凝土通过均匀布料、捣实、提浆、进模、压传力杆、抹平等工序,滑模摊铺机通过以后,水泥混凝土路面即摊铺完成。
1. 1 主要机械配套与技术要求
滑模摊铺机结构紧凑,施工速度快,配合正常时摊铺机能以最佳的摊铺速度匀速前进,为此,混凝土拌和物的搅拌,运输机械等的配置必须与其相适应,配套的机械应以既能发挥摊铺机最佳效能,又能提高混凝土路面摊铺的质量为原则。
摊铺机目前多为欧州和美国生产,自动化程度高。正式摊铺前应注意以下三个方面:
(1)空载及实载行进时导向是否正确,左右是否同步;
(2)空载、实载时振捣器、夯板是否全部都能正常工作;
(3)滑模摊铺对混凝土拌和物稠度要求高,因此搅拌机宜配自动或半自动控制装置,使用前应对计量装置进行校正。
1. 2 对基层的要求
滑模摊铺机行驶要求基层平整、坚实,否则会影响摊铺平整度,一般采用基层超宽的方式,每侧加宽值50~60 cm。
1. 3 导向绳的安装
滑模摊铺机依靠有水平和垂直导向功能的导向绳确定摊铺的混凝土路面标高和中线位置。导向绳支架间隔宜为10 m,弯道和变坡处应适当加密。
1. 4 现场施工配合比的快速调整
施工时由于砂石含量、气温、湿度、风向、风速、混凝土拌和物运距等因素变化都会影响现场的实际用水量和成型时的稠度,因此必须及时调整配合比。同时,要控制摊铺机前卸料不宜过长,并合理选择外掺剂,以缓凝减水剂加引气剂效果较好。
1. 5 混凝土拌和物的滑模摊铺
卸料应均匀,摊铺机宜保持均匀摊铺速度,摊铺后的混凝土表面应无麻面,板侧垂直光洁。
2 提高滑模摊铺水泥混凝土路面平整度的技术措施平整度是影响水泥混凝土路面舒适性的主要因素。在施工过程中影响平整度因素可归结为以下5类:
(1)导线的精度;
(2)混凝土的质量;
(3)滑模摊铺机的机械性能;
(4)能否实现连续施工;
(5)混凝土路面的施工处理。
2. 1 保证导线的精度
选择细钢绳作为导线,以减少挠度;保证测量精度,并在施工过程中随时检查,保证线型顺畅,没有拐点以及不平顺现象;在施工过程中,避免任何形式的对成型导线的扰动;摊铺机手应随时观察导线及传感器的工作状态,保证传感器的敏感部位与导线接触,严防传感器掉线。
2. 2 保证混凝土的质量
运到现场的混凝土应具有良好的品质;和易性好,以减少摊铺阻力;有良好的内聚力和最小的泌水性,以减少摊铺过程的离析;有良好的触变性,易于在高频振捣时混凝土的振捣密实;振动棒停振之后,混凝土要有较大的粘性,内聚力足够大,摊铺成型的混凝土能克服侧边因自由状态造成的塌边或流肩现象。在混凝土滑模摊铺过程中,施工平整度最好的最佳振动粘度系数为200~300 N•s/m²左右,相应的塌落度为2~4 cm。
(1)要做好施工配合比设计,选择合适的外加剂。(2)粗骨料应有良好的级配,粒径规格良好。(3)采用较大的砂率,以改善新拌混凝土的和易性。(4)拌和时间充分,工作连续不间断,并且运输途中尽量避免运输车辆的颠簸和漏浆,在气候炎热时车辆应加盖,使混凝土保水。
2. 3 保证滑模摊铺机的性能达到施工要求
要求滑模摊铺机具备良好的机械性能,各项工作参数处于最佳工作状态。保证滑模摊铺机夯实板的平整度;保持滑模摊铺机行进履带部分的平整度和坚硬度;调整好振动棒间距、位置及振捣频率;调整好夯实杆位置及频率;调整好挤压的仰角,边部超铺角及侧模位置;调整好自动抹平板的压力,使在摊铺时自动抹平板工作末端的浆尽量少,以减少人工处理的范围;摊铺时螺旋布料器横向均匀布料,保证两边角混凝土充足。
2. 4 实现滑模摊铺机的连续施工
(1)混凝土拌和、运输设备配套,保证混凝土的连续供应。
(2)实现通过桥涵时,滑模摊铺机连续施工。
水泥混凝土路面在通过桥涵、通道等构造物时,要预先安设很多有碍于滑模摊铺机施工的钢筋网、伸缩缝、桥头搭板、过渡板的角隅钢筋、胀缝及传力杆等等,必须采取措施创造一种均衡连续作业的施工条件,减少施工接缝,解决桥面及两头过渡路面平整度差和桥头跳车问题。在经过构造物时,采取桥侧搭架加宽桥面或摊铺机桥上移线施工的方法施工,为摊铺机过桥施工创造条件;在摊铺机铺筑至胀缝之前,用人工将新拌混凝土预铺在胀缝板两侧,仔细插捣以更好地固定胀缝板和传力杆,若胀缝板固定不牢,摊铺机通过时有较大的推力可能会使胀缝板推移而造成胀缝的失效;当桥面较薄时,应用较细的骨料拌制桥面混凝土,一般应满足混凝土骨料最大粒径为铺层厚度的1/3的要求;从路面过渡到桥面时,摊铺机沿着导线自动保持成型模板的顶面标高,而两侧模板根据需要逐渐抬起,以适应桥面较薄的铺层,在过渡处,混凝土边缘将因侧模的提高渗漏混凝土而不整齐,需要在摊铺机驶过后用人工修齐混凝土边缘;桥面摊铺前先用人工在桥面预铺底层混凝土,使桥面钢筋具有足够的保护层厚度,而后用布料机布料,摊铺机摊铺通过。
2. 5 处理好混凝土路面的接缝
接缝不仅是水泥混凝土路面上最易损坏的部位,而且是发生唧泥、错台和断角等病害的根源,是水泥混凝土路面上的技术难点之一,必须引起高度重视,认真处理好接缝。
3 施工中应注意的问题
3. 1 塌边问题
坍边的主要形式有边缘坍落、倒边或松散无边等。边缘坍落。边缘坍落影响路面的平整度和横坡。引起边缘坍落的主要原因:第一,模板边缘调整角度不正确,应根据混凝土的坍落度作一定的预抛高调整,使坍落定形时恰好符合设计的边缘要求。第二,摊铺速度过慢。由于振动器强有力的振动影响到已摊铺好的边缘,引起边缘坍落。
造成倒边和松散无边现象的主要原因:处在边缘的拌和料出现离析现象,若发现骨料集中在一起时,需要将骨料散开,或除去,或开动螺旋布料器实现二次布料等;因混凝土稀浆分到两边导致倒边,可适当调整边侧振动器的振动频率;因骨料为扁平状或圆形使得成型差而脱模后发生的倒边,只需改变混凝土的坍落度则可避免。
3. 2 麻面问题
混凝土的坍落度值低是形成麻面的主要原因,其次是拌和不匀。
3. 3 路面混凝土密实度问题
滑模摊铺机的振动频率和摊铺速度必须与所摊铺的混凝土的振动粘度系数实现最优匹配,才能施工出高质量的、密实平整的水泥混凝土路面。应当采用现代电子技术对所摊铺路面的密实度进行监测,并及时反馈给滑模摊铺机自动调节其推进速度和振动频率。
3. 4 控制水泥混凝土路面塑性收缩裂缝
防止塑性收缩裂缝的措施应从材料、施工和环境三方面着手,并围绕两个问题进行解决:一是减少表面蒸发率;二是增大材料的抗裂能力。
4 结束语
混凝土搅拌、运输、摊铺机械的配置必须配套才能发挥摊铺机的最佳效能,提高混凝土路面的摊铺质量。导线安装是滑模施工中首先应考虑的因素,也是影响路面平整度的主要方面。基层施工应充分考虑摊铺机履带走行道的需要,消除对路面施工平整度的影响。合适的配合比设计,连续均匀的供料以及机前保持合适的料位是滑模施工成功的关键,也是减少消除坍边、麻面和摊铺平整路面的重要保证。
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