水泥混凝土路面滑模摊铺现场施工技术控制
杜攀云
(中铁二十三局集团第三工程有限公司,山西临汾041000)
摘要:通过工程实例,介绍了滑模摊铺技术在水泥混凝土路面施工中的应用,通过滑模施工与人工施工综合比较和对检测数据进行数理统计分析,证明了滑模摊铺施工技术在高等级水泥混凝土路面施工中具有机械化程度高、施工进度快、平整度好、强度高、整体性好的显著特点。
关键词:混凝土;滑模摊铺;振动粘度系数;坍落度
水泥混凝土路面的铺筑质量的好坏,将直接影响到路面的使用年限、行车舒适性和经济效益。随着我国高等级公路的快速发展,特别对水泥混凝土路面质量要求越来越高,传统的施工工艺方法已无法满足要求,现交通部已通过规范强制在高等级公路上大力推广滑模摊铺施工技术。
滑模摊铺施工技术指采用超高频振动和巨大挤压一次成型,达到振捣密实、排气充分、挤压平整和外观规矩。滑模摊铺水泥混凝土路面具有机械化程度高、施工进度快、平整度好、强度高、整体性好的显著特点。现就水泥混凝土路面滑模摊铺施工技术现场控制作实例介绍,为提高路面施工质量提供可借鉴的经验。
1 工程概况
清远北江三桥及引道建设工程,设计为一级公路,时速为80km /h,全长8. 477km,其中路面为7. 19km;路面宽度为24m,设计为双向六车道,中间设防撞挡墙,路面结构设计为三层体系,面层为混凝土面板,厚度为27cm,设计抗拆强度为5. 0MPa,工程数量为16. 3×104m²。
2 路面施工方案
2. 1 施工模式
根据本工程水泥混凝土面板为双向六车道,中间设有防撞墙,宽度为60cm,现场采用预制,为便于防撞墙安装,中间预留70cm,中线两侧各35cm,单幅路面宽度为11. 15m,结合路面标线的美观,确定滑模摊铺机最小施工宽度为7. 50m,故需分次摊铺,主车道7. 50m范围内采用滑模摊铺,第三车道3. 65m人工摊铺。
2. 2 前后场机械配备
2. 2. 1 前场机械
滑模摊铺设备采用美国产的CMI—SF450滑模摊铺机,摊铺宽度7. 5m;小松200挖掘机一台,完成混凝土布料工作、水车一台。
2. 2. 2 后场机械
水泥混凝土拌和站2座,每小时混凝土总产量200m³,保证了摊铺机能以1m /min的速度匀速前进;由于搅拌站设在路线的中部,现场采用黄河自卸车,每车运输能力为10m³,共6~8台,确保了摊铺机能够匀速无间断地工作。
2. 3 混凝土配合比确定及优化
为满足滑模摊铺机施工对混凝土的工作性的要求(新拌混凝土要求具有较高的振动粘度系数及静态稳定性,即相对较低的坍落度),其混凝土配合比是按设计交通量、路面等级———抗折强度、耐疲劳极限、变形性能和耐久性,当地原材料特性及当地的施工环境进行设计计算和试验确定的。
本工程水泥混凝土配合比所采用的原材料:水泥为广英牌P.O42. 5旋窑水泥,其最小抗折强度不少于9. 6MPa,用量370kg/m³;砂为北江河中砂,细度模数为3. 04,碎石为巨晶斑花岗岩,其压碎值不大于11%;外加剂为广州建筑宝JZB—3型缓凝超塑化剂,用量为水泥剂量的1. 3%;最大水灰比为0. 38,砂率为36%。,坍落度为25mm,采用的配合比为水泥∶碎石∶砂∶水∶外加剂=370∶1241∶699∶140∶4. 81。
2. 4 关键施工工艺控制
2. 4. 1 基准线设置
基准线是为摊铺机上的4个水平传感器2个方向传感器提供一个精确的与路面平等的水平(横坡)和直线(转变)方向平面参考系。基准线设置精度是控制路面摊铺的几何精度和平整度的重要环节,本工程设置形式为单向坡双线式。
基准线宽度定为150cm,满足滑模摊铺机履带与插入边缘拉杆的宽度;基准线边桩纵向间距按直线段10m,圆曲线段加密到5m设置;线桩固定时,基层顶面到夹线臂的高度设为570mm,基准线桩口到桩的水平距离为30cm,导线悬挂在两侧线桩上。
基准线两端应设固定紧线器,基准线的长度为250m,基准线必须张紧,每侧应施加100kg的拉力,张紧后其挠度应≤1mm。基准线应提前设置好,宜在当天摊铺前,对其进行复测,基准线精度要符合以下规定值要求:中线平面偏位≤10mm;路面宽度偏差≤+15mm;面板厚度代表值≥-3mm、极值≥-8mm;纵断高程偏差±5mm;横坡偏差±0. 10%;连接纵缝高差±1. 5mm。
2. 4. 2 混凝土的坍落度
混凝土拌和站采用电脑自动计量配料,允许计量误差分别为:水泥±1%、砂±2%、粗集料±2%、水±1%及外加剂±1%;拌和时先将骨料、水泥一起干拌,然后湿拌,拌和时间约40s,由于拌合物的工作性能直接影响到滑模摊铺路面的质量,要求新拌混凝土的工作性好,重点控制好水灰比、坍落度和搅拌时间。一般在拌和站出料时其坍落度为30~50mm,摊铺时坍落度为20~40mm为宜,摊铺后路面的砂浆表层厚度控制在4mm左右。
2. 4. 3 滑模摊铺混凝土
(1)滑模摊铺混凝土前先对基层表面杂物清扫干净并洒水湿润。
(2)摊铺开始时,测准摊铺机底板高程、横坡度,将传感器挂到导线上,并检查传感器的灵敏度,在开始摊铺的5m之内必须对所摊出的路面标高、厚度、宽度、中线、横坡度等技术参数进行检测,从摊铺起步—调整—正常摊铺,应在10m内完成。
(3)摊铺机前有专人指挥车辆卸料,采用挖掘机进行灵活分料。摊铺机前的堆料,不得高于摊铺机前挡板允许高度,亦不得缺料。
(4)滑模摊铺机摊铺时应缓慢、匀速、连续不间断地摊铺,滑模摊铺速度可根据拌和物稠度和设备性能控制在0. 8~1m /min之间。摊铺机的振捣频率控制在8000~11000r/min之间,当料的稠度发生变化时,先调振动频率,后改变摊铺速度。
(5)防止混凝土过振、漏振、欠振,摊铺机的振捣棒应严格控制在路面标高以上,严禁插入路面。
(6)采用超级抹平器对成型的混凝土进行抹面,以消除混凝土表面气孔和石子移动带来的缺陷。抹平器的压力不可过大,并根据摊铺的纵坡变化随时进行调整。对表面上有少量局部麻面或缺料部位,应在抹平器前补充适量拌合物,再用抹平器进行抹平、修整。
3 施工经验及措施
3. 1 高温环境施工混凝土时防止温差裂缝的措施
(1)低温或高温天气施工时,拌合物的出料温度宜控制在10℃~35℃。
(2)降低散装水泥进罐温度,要求≤55℃,搅拌时的温度≤50℃。
(3)路面施工时禁止使用快硬早强高热的R型水泥,建议使用低热水泥。
(4)对原材料要求遮阳和淋水降温处理,拌和时用井水作降温措施。
(5)新拌混凝土出搅拌机的温度不允许大于35℃。
(6)对刚摊铺出的混凝土路面采用散热快的高保水率的养生剂,以加快散热,从而最大程度上降低日照辐射温升。
(7)新拌混凝土的运输时间不得超过表1规定。
3. 2 大风季节施工时防止混凝土塑性收缩裂缝的措施
(1)提高混凝土原材料质量,防止塑性收缩裂缝:
①严格控制混凝土原材料中泥土含量,对粗集料清洗覆盖降低含泥量;
②粉煤灰有增加混凝土塑性收缩裂缝的趋势,在施工时有塑性收缩裂缝条件下(大风和高蒸发率),不宜掺加粉煤灰;
③水泥用量的影响:在满足混凝土抗折强度要求时,宜减少水泥用量;
④砂宜采用细度模数在2. 5~3. 2的中偏粗砂及粗砂。
(2)调整混凝土配合比满足大风天气抗裂强度要求:
①满足抗折强度要求控制最小胶材含量;
②抗裂的配合比必须控制较低的砂率;
③满足强度要求时使用较大的水灰比和单位用水量。
(3)施工过程中控制措施:
①尽可能控制好新拌混凝土的坍落度和振动粘度的稳定性,摊铺后路面的砂浆表层厚度尽量均匀;
②对摊铺出的路面尽早进行养护,在混凝土呈塑性状态时喷洒足够厚度的养生剂,阻止混凝土表面水分的蒸发;
③采用能够保证平整度的机械二次抹面,能有效防止塑性收缩开裂。
4 结束语
通过对北江三桥及引道建设工程路面混凝土采用滑模施工,总结了施工经验,对混凝土施工中出现的问题采取了有效的控制措施,交工验收项目质量均满足要求,为滑模的推广提供了有力的保证
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