滑模摊铺水泥混凝土路面施工工艺总结
潘乃金
(龙建路桥股份有限公司第五工程处)
摘 要:近年来,黑龙江省水泥混凝土路面发展很快,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(2008)12-0031-02
1 水泥混凝土摊铺机技术要求
(1)布料必须均匀不能产生骨料离析现象; (2)摊铺在路基上的虚方混凝土料,能够留出均等的余留厚度,以确保经振实和光整作业后符合规定的铺筑厚度; (3)能够对混凝土进行充分的振捣,以确保成型后的混凝土路面的内在质量; (4)摊铺机的精整设施须满足成型后的混路面面层的平整度要求,误差应控制在标准规范之内。
2 水泥混凝土摊铺机的应用
我公司在菲律宾BOHOL岛的环岛路工程项目改造工作中所采用摊铺机为GOMACO公司HW-165B型滑模式水泥混凝土摊铺机,整机工作重量为10 t,工作电压为12 V,最大摊铺宽度为7.6 m,最小摊铺宽度为3.05 m,整机液压系统为双泵闭式循环系统,行走部分为双履带。最大摊铺厚度为38 cm,整机操作系统分为:模板下降/提升控制、振捣控制、行走控制、切浆机、分料控制、精整器以及整机自动控制系统等几大部分。整机采用全液压驱动,操作控制系统采用电—液伺服、传感器自控技术,操作控制人员配备3人。
2.1 基准线设置
基准线的设置是滑模式水泥混凝土摊铺机作业前的一道关键工序,成型后的混凝土路面的线性、横纵坡度、厚度等几项重要指标都取决于基准线架设的正确与否,对于HW -165B的特殊作业要求,基准线的架设需注意以下几点。
(1)HW-165B的基准线设置为双向坡双线式,首先在验收后的基层面上放出混凝土路面的边缘点,基准线支点的宽度除应保证正常摊铺宽度(半幅为3.05 m)外,还应满足双侧65~117 cm的横向支距要求,此间具体的基准支点到摊铺外缘的横向距离要根据实际路面宽度,摊铺机的通过性和交通因素等进行调节,基准桩的纵向间距直线段不大于10 m,竖、平曲线半径大小应加密布置,最小不少于2.5 m,准线桩的架设要牢固,不得有松动现象,否则会影响到路面的摊铺效果。
(2)基准线桩固定后,要在准线桩上加设夹线臂,夹线臂至基层顶面的高度宜调节在60~76 cm左右,准线桩夹线臂夹口到桩的水平距离调整到30 cm,加固夹线臂。
(3)在准线桩设置完毕后,在准线桩两则设置紧线器,单侧基准线长度不能超过305 m,以确保基准线的正确张拉应力,紧线器的定位桩应牢固地钉在基层内,不允许有任何松动,在检查过所有的准线桩夹线臂及其标高紧固程度正确无误后,布设基准线,准线的张拉力不得超过1 kN。
(4)最后施工测量人员需再次检查准线的标高以及线形使之符合要求,如果遇到隔夜摊铺施工,在次日摊铺作业之前必须重新检查紧固所有的准线桩和夹线臂的标高以及准线的张力。在夜间施工时,准线桩的外围应隔段设置明显标志物以提醒并保护准线绳在摊铺作业时不受碰撞,以确保成型混凝土路面的平整度和线性。
2.2 摊铺前设备的检查
(1)发动机。像其他工程机械一样,摊铺机在启动作业之前须对发动机做认真检查,包括油、水、电、气等关键部分,由于摊铺机在作业过程中其中动机常处于长时间大负荷载工作状态,因此,对发动机的整体要求较高,尤其是油和水,应经常检查,机油的品牌和容量要符合说明书的标准要求。
(2)整机液压系统。在发动机检查完毕后,启动发动机使之达到额定转速,认真观察液压油表的读数是否达到正常压力,如压力显示过高或过低,则调整相关溢流阀压力使其达到正常,检查各个管道接头是否有渗滴现象,做相应紧固和调整,并观察主泵是否有异响。
(3)螺旋分料器。螺旋分料器是将混凝土均匀摊铺到两侧的关键设备。检查分料器的控制压力和转速是否达到规定要求,当出现分料器回转力度不够时,则应调整相关溢流阀压力,使其达到正常,若溢流压力仍过低,则须检查主泵叶片阀是否已经过度磨损造成供油压力不足。
(4)振捣器。HW-165B在摊铺3.05 m幅度时整机设置有8根振捣棒,每根振捣棒采用独立偏心齿轮马达控制,每根振捣棒均独立连接于各自的溢流阀口,属于插件连接,拆装更换十分方便。调试时开启振动开关,使之处于振动状态,分别调整各个溢流阀的压力使振捣力处于最佳,针对不同塌落的混凝土,振捣强度的设置要严格参照GOMACO的使用手册中所列参数设定。
(5)切浆机。切浆机设于螺旋分料器之后,由一台独立回转马达驱动,通过压浆板车上下往复运动,将振捣后的混凝土面层均匀压出一层薄浆,有利于后续的抹光工序。开机后,观察油压表的指示是否符合规定要求以及压浆板的运行速度是否正常,否则,须检查溢流压力及泵口压力是否达标。
(6)提升油缸的检查。HW-165B机腹的挤压模板由分置于4条腿的提升油缸控制其顶升和下降,在待机时,操控手动控制柄,观察4个油缸升降是否正常,否则须检视油压口压力是否达标或液压油是否变质。
3 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,它可以通过控制机械上下移动,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,因此不需加设轨模。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2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。
4 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。
4.1 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。
4.2 保证混凝土的质量
(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。
4.3 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。
4.4 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,都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。
4.5 处理好混凝土路面的接缝
接缝不仅是水泥混凝土路面最易损坏的部位,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。
5 施工中应注意的问题
5.1 塌边问题
塌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。
5.2 麻面问题
混凝土的坍落度值低是形成麻面的主要原因,其次是拌和不均。
5.3 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。
5.4 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、施工和环境三个方面着手,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。
6 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果,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行走的需要,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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