重载交通水泥混凝土路面施工工法-部级.doc
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重载交通水泥混凝土路面施工工法
中交三公局第一工程有限公司
卢明智张爱民叶雄涛王书涛张明云
一、前言
我国公路水泥混凝土路面建设规模巨大，发展速度很快，水泥混凝土滑模摊铺施工技术，是适合我国国情、有广泛应用前景的新型施工技术。
内蒙古准兴重载高速公路设计采用水泥混凝土路面，中交三公局第一工程有限公司承担了准兴重载高速公路6个标段的水泥混凝土路面施工，全部采用了滑模摊铺施工工艺，通过对该工艺的总结提炼，形成本工法。
二、工法特点
2.1施工效率高
不需要安设两侧固定模板，将布料、松方控制、高频振捣棒组、挤压成型滑动模板、拉杆插入、抹面等机构集中在一台可自行的机械上，通过基线控制，一遍成型。
最高速度可达3m/min，最大摊铺宽度可达12m。
2.2施工质量好
采用滑模摊铺工艺，成型路面密实度高，动态平整度优良，外观几何形状准确。
2.3改进施工工艺，提高路面平整度
从施工工艺角度（布料、混凝土振捣、传力杆插入、路面抹平等方面）分析了滑模摊铺影响水泥混凝土路面平整度的因素，提出了控制措施。
对滑模摊铺基准线、搓平梁、模板进行改进，有效提高了路面平整度。
三、适用范围
本工法适用于各种等级公路、市政道路水泥混凝土路面施工、也可推广应用到机场货场、码头等水泥混凝土路面工程。
四、工艺原理
滑模摊铺机施工水泥混凝土路面工艺原理的核心是要解决混凝土振捣密实要求较小的振动粘度系数与不塌边较小的坍落度的矛盾。
解决此矛盾的关键是加强振捣力，延长振动仓前后间距强化夯实作用和加大挤压吨位。
首先保证混凝土路面密实不麻面，具有优良的平整度;其次是设置两级布料装置，自动松方高度控制板，超铺角，加长侧模板，采用机械装置打拉杆，保证边部不塌边，并具有良好的横向平整度。
五、施工工艺流程及操作要点
5.1.施工工艺流程
5.2操作要点
5.2.1施工机械的配备
由于国内不生产宽幅的滑模摊铺机，国内施工的宽幅滑模摊铺机全部是2000年以前进口的，较为陈旧，易损、易耗件更换较困难，特别是搓平梁，均有不同程度的磨损、变形，越是宽幅的越是如此。
所以，建议在滑模摊铺机选择上优先选用维特根8.5m宽摊铺机。
滑模摊铺机在安装、调试时要注意以下几点：
（1）支腿油缸及控制液压阀有无泄漏。
（2）成型模板及整平梁有无严重磨损与变形。
（3）整平梁轴承及侧模板有无严重磨损与变形。
（4）超级抹平板有无严重磨损与变形。
（5）履带张紧应正常，链板无严重损坏。
（6）传感器轴承转动自如，传感管拉力正常。
（7）高频振捣棒的数量及安装位置。
混凝土拌和楼型号一定要满足滑模摊铺机的摊铺速度要求，即砼拌和楼的产量要满足摊铺机最佳铺装速度的要求。
由于滑模摊铺的混凝土出机坍落度只有60mm左右，单缸拌和时间较长，混凝土拌和楼的实际产量只有理论产量的45%左右。
根据经验，滑模摊铺机最佳摊铺速度为0.8m左右，因此可以根据待铺路面宽度和单次摊铺宽计来计算每小时所需的混凝土量，保证系数按1.1计。
以路面厚度30cm为例，8.5m宽的摊铺宽度最佳配备2台120m3/h型拌和楼；12m宽的摊铺宽度最佳配备2台180m3/h型拌和楼。
运输汽车可选择后八轮自卸洗车，要求运输车辆平箱容积在18m3以上，保证运输14m3砼不会溢出。
自卸汽车的车厢必须有良好的密封，否则可采用快速泡沫胶进行封堵，保证混凝土在运输过程中浆体不会流出。
同时要对后厢盖进行加固。
布料设备可选一台轮式挖掘机或装载机辅助布料。
5.2.2基准线设置
基准线设置可以下图为参考：
基准线桩固定位置到摊铺面板边缘的横向支距应根据滑模摊铺机侧模到传感器的位置而定，一般2~4履带跨中摊铺，两侧路面边缘宜不小于1m宽度，最小不得小于0.65m。
基准线上的标高应为其所在位置的路面边缘高程计入支距横坡高度后，加上设定的架设高度。
基准线的横向间距为摊铺宽度加一侧（单线）或两侧（双线）横向支距。
双线式基准线的垂直横向线间距应相等，单线式基准线到摊铺边缘间距应相等。
基准线桩纵向间距应平面直线段应小于等于10m，圆曲线段视弯道半径大小，一般可为5~7m。
在小半径弯道或山区极小半径回头弯道上，内侧宜加密到2.5~5m，外侧宜为3.5~7m；平面缓和曲线段和纵断面竖曲线段宜为5~10m。
线桩是控制混凝土路面厚度与线型的，所以线桩要有足够的支撑力，线桩采用圆钢制作，直径为14～16mm，高度一般为60～80cm，基准线桩夹线臂夹口到桩的水平距离宜为30cm。
若线桩在水稳上基层上插入，应提前用冲击锤钻孔。
线桩上架设导线，一根基准线的最大长度不得大于450m，要有1000N以上的张力和护桩。
超过此长度并需要继续摊铺时，应续接基准线，续接方式应通过同一个过渡桩的夹线臂口平顺连接。
施工前和施工过程中应经常对导线检测，持续有效的控制摊铺过程中的方向、标高和厚度。
滑模摊铺水泥混凝土路面基准线设置精度应符合下表的要求。
施工时宜达到规定值，验收时应满足最大允许偏差值的规定。
基准线宜在摊铺前一天完成设置。
基准线设置好以后，应进行校核复测，并注意防止弯道和渐变段出现差错。
滑模摊铺水泥混凝土路面基准线设置精度要求
项目
规定值
最大允许偏差
中线平面偏位（mm）
10
20
路面宽度偏差（mm）
+15
+20
面板厚度
（mm）
代表值
﹣3
﹣5
极值
﹣8
﹣10
纵断高程偏差（mm）
±5
+10
横坡偏差（%）
±0.10
±0.15
左右幅连接纵缝高差（mm）
±1.5
+9
基准线设置好以后，禁止扰动。
摊铺时严禁碰撞和振动。
一旦碰撞变位，应立即重新测量设定。
基准线接头不得大于1cm。
每l00m基准线不得多于2个接头。
多风季节施工时，应缩小基准线桩间距。
风力达到5~6级时，应停止施工。
5.2.3混凝土拌和
施工开始及搅拌过程中都应按规定的频率检验坍落度、坍落度损失、含气量、泌水率、混凝土凝结时间、砂石料含水量及混凝土容重等。
在炎热的气候下施工，混凝土拌合物从搅拌机出料时的温度应不超过35℃；在寒冷的气候下施工，混凝土拌合物从搅拌机出料时的温度不低10℃，并应加测原材料温度拌合物的坍落度损失率和凝结时间等。
混凝土拌合物应均匀一致，不得有未加水的干料、未拌匀的生料和离析等现象，干料和生料禁止用于路面摊铺。
搅拌楼每盘之间和两台搅拌楼之间，混凝土拌合物的坍落度允许误差为±1cm。
混凝土拌和楼要进行动态标定，就是连续统计、称量拌合站多盘骨料、砂、水泥、水和外加剂的设定值与检查值的偏差进行搅拌站动态称量稳定性评价，同时也是对拌和楼自动修正补偿系统的检测。
在混凝土试拌过程中通过坍落度及含气量的试验数据来确定最佳拌和时间，即测量、检测以不同搅拌时间生产的混凝土的工作性、塌落度值、含气量等指标均满足规范要求的最短时间。
5.2.4混凝土运输
运输车辆车厢内要保持清洁。
为了清洗方便，可以在拌和机边部设置一个洗车点，车辆返回排队时可以清洗车厢。
在运输过程中车厢顶面混凝土避免出现塌落度损失过大或出现“发白”现象，应在车厢顶部用彩条布遮盖。
运输汽车在装料时，车辆要移动三次，要先装车厢前部，再装车厢后部，最后装车厢中部。
5.2.5混凝土布料
混凝土布料一般采用挖掘机，挖掘机的型号可根据摊铺的宽度选择：
摊铺宽度在8.5m左右可选择220型挖掘机即可；摊铺宽度在12.0m左右可选择300型挖掘机即可。
并在挖掘机的斗齿上加焊钢板，钢板厚10mm左右，以免在布料时破坏下承面。
若混凝土路面下设计有防水联结层或洒有粘结层，要采用轮胎式挖掘机布料。
混凝土运输车卸料时，必须有专人指挥车辆均匀卸料。
滑模摊铺时，机前的最高料位不得高于滑模摊铺机前松方控制板顶面，料位的正常高度应在螺旋布料器叶片最高点以下，亦不得缺料。
机前缺料或料位过高时，采用挖掘机适当布料和送料，布料应与摊铺速度相协调。
5.2.6滑模摊铺
滑模摊铺前首先对现场准备工作进行检查：
检查板厚、检查辅助施工设备和机具、检查基层，各项工作准备充分后才能开始正式摊铺。
对滑模摊铺机所有机构工作部件进行正确施工位置的初步设定，并将这些正确的施工参数通过试铺固定下来，正式摊铺时根据情况变化进行微调。
振捣棒下缘位置应在挤压板最低点以上，横向间距不大于45cm，均匀排列。
首次摊铺前，在直线路段采用钉桩或基准线法校准滑模摊铺机挤压底板4角点高程和侧模前进方向。
在开始的5m内，必须对所摊铺出的路面标高、边缘厚度、中线、横坡度等技术参数进行复核测量。
根据测量结果校准挤压底板摊铺路面的高程和横坡，使误差复核规范要求。
机手操作滑模摊铺机应缓慢、匀速，连续不间断摊铺。
滑模摊铺速度，根据拌合物稠度和设备性能可控制在0.8～1.0m/min之间。
当料的稠度发生变化时，先调振捣频率，后改变摊铺速度，不得料多时追赶，然后随意停机等待，间歇摊铺。
摊铺中，机手应随时调整松方高度控制板进料位置，开始应略设高些，以保证进料。
正常状态下应保持振捣仓内砂浆料位高于振捣棒10cm左右，料位高低上下波动宜控制在±4cm之内。
滑模摊铺机以正常摊铺速度施工时，振捣频率可在6000～11000r/min之间调整。
应防止混凝土过振、漏振、欠振。
机手应随时根据混凝土的稠度大小，调整摊铺的速度和振捣频率。
滑模摊铺机起步时，应先开启振捣棒2～3min，再推进。
滑模摊铺机脱离混凝土后，应立即关闭振捣棒。
机手应随时密切观察所摊铺的路面效果，注意调整和控制摊铺速度，振捣频率，夯实杆、抹平板位置、速度和频率。
要摊铺时要注意挤压底板前倾角的设置，以便摊铺机长大陡坡段摊铺时处于良好的工作状态。
挤压底板前倾角大小和提浆夯板深度与滑模摊铺机的推进阻力与挤压力大小关系很大，也是横向拉裂与否的关键要素，必须设定在最佳位置，方可正常摊铺。
通常，滑模摊铺机在上坡施工，尤其是坡度较大时，为了防止摊铺机过载，宜将挤压底板前仰角适当调小，挤压底板前倾角宜设置为3°左右（但若选用德国威特根的滑模摊铺机，无需设置前仰角）。
提浆夯板位置宜在挤压底板前缘以下5～10mm之间。
此外，还应适当调轻抹平板压力，以避免抹平板过大的压力将铺好的路面损坏。
一般的调节原则是，坡度越大，弯道越小，抹平板的压力应越小；相反，坡度较缓，弯道较大，压力可以适当调高。
下坡摊铺施工时，摊铺机的参数调节正好与上坡时的相反，前仰角宜适当调大，并适当调大抹平板压力，以板底不小于3/4长度接触路表面时抹平板压力为宜。
在现场摊铺施工中，两侧履带下承面必须平整、有足够的承压力，以避免摊铺机履带偏转。
摊铺机的偏转会触动转向传感器，摊铺机处于不断纠正的过程中。
而由于时滞性的原因，纠正未能及时响应，所以造成摊铺机左右晃动，严重影响路面的平整度。
因此，在滑模摊铺前对下承面进行检查，达不到要求必须提前处理。
5.2.7传力杆、拉杆的布设
传力杆一般有两种施工方式：
前置支架式和传力杆自动插入式。
前置支架式是提前根据混凝土路面块板的宽度加工好传力杆支架并固定好传力杆，在混凝土卸料前将支架固定在下承面上。
此种施工工艺优点是传力杆定位准确，对路面平整度影响很小，缺点是影响混凝土布料速度，即而影响混凝土摊铺进度。
自动插入式就是利用摊铺机上的DBI自动插入系统将传力杆振捣插入路面混凝土中。
此种施工工艺优点就是不影响混凝土布料，施工进度快，缺点是影响平整度。
尝试在DBI装置后部增设两块3m长、0.5m宽的钢板，钢板厚8mm，与混凝土的接触面积为3m×0.4m，每块钢板上设置两个偏心电机，传力杆（中央拉杆）插入后，启动电机，通过偏心电机带动振动平板对局部混凝土进行补振，以消除因传力杆（中央拉杆）插入后对平整度的影响。
平板的有效振动深度选择为板厚的一半，以确保附加振动不影响传力杆的姿态，对提升路面平整度效果明显。
当采用DBI自动插入系统插入传力杆时，要提前根据路面板块的长度来调整DBI自动插入的间距
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