浅析水泥混凝土路面滑模摊铺施工技术.pdf

随着我国经济的发展和科技的进步，高等级公 路施工工艺的机械化、自动化和智能化程度逐步提 高，高等级公路混凝土面层采用滑模摊铺施工技术 并不断完善，使混凝土在质量、外观和平整度方面达 到更理想的效果。 滑模摊铺施工是现浇混凝土工程 的一项施工技术，与常规技术相比，它具有机械化程 度高、质量控制点清晰、施工速度快等优点，在水泥 混凝土路面中得到广泛应用。 本文结合省道S280（高羊段）路面改造工程，总 结施工工作经验，阐述在水泥混凝土路面施工中滑 模摊铺施工技术的运用。 1滑模摊铺施工技术特点 1.1施工速度快。 滑模摊铺速度可控制在13m min，本项目使用 了2台德国产wirtgen850摊铺机，双车道一次摊铺， 摊铺宽度8.25m、厚26cm，日摊铺路程500800m， 综合分析得摊铺速度为1.2m min时质量最佳，可满 足工期紧、质量高的要求。 1.2对混凝土搅拌楼生产能力要求较高。 摊铺能力取决于混凝土供料能力，要在施工任 务紧、工期短、线路长的情况下满足质量要求，将摊铺 速度控制在11.5m min。 计算时摊铺宽度取8.25m， 水泥混凝土路面板厚取26cm，摊铺速度取1.2m min， 拌合楼可靠性系数取1.35， 则保证一个工作面顺利 进行摊铺的拌和能力至少为M=208m3h。 在经过技 术及经济方面认证， 采用2台产量120m3h间歇式 拌合楼，每台配备自动供料、称量、计量设备，砂含水 率测量反馈控制装置、外加剂加入装置、计算机控制 自动配料操作系统和数据打印设备等。每台拌合楼应 配备4个砂石料仓、1个外加剂池和3个水泥罐仓。 1.3自动化程度高。 滑模摊铺机将摊铺、振捣、成型、抹平一次性完 成，DBI系统及拉杆插入装置可以自动打入传力杆 及拉杆。 滑模机械摊铺混凝土路面采用基准线进行 导向，摊铺机上安装有模板，随着摊铺机前进，模板 滑动使路面成型。 其施工过程如下：首先由螺旋布料器将水泥混凝 土拌合物横向铺开，由刮平器逐步刮平，然后由振捣 器振捣密实， 接着使用刮平板进行振捣后的整平，使 表面密实平整，再使用搓动式振捣梁对混凝土面层进 行振实和整平，最后用光面带进行抹面。 1.4具备一定的智能化程度。 滑模摊铺机具备两侧4个水平传感器和一侧 2个方向传感器，沿基准线滑行，摊铺出路面所要求 的方向、平面、高程、横坡、板厚、弯道等，同时对每个 振捣棒的工作状态进行监控，出现故障后及时报警。 1.5可提供优良品质的混凝土，平整度好，强度高。 其所配备的大型自动化控制的混凝土拌合楼， 浅析水泥混凝土路面滑模摊铺施工技术 熊学良 （广东省基础工程公司广州510620） 摘要：通过对某路面工程滑模摊铺施工方法的介绍，分析施工过程中的控制要点，并针对如何提高滑模摊铺机的使用效 率、 提高施工质量等进行探讨，以供参考。 关键词：滑模摊铺机； 水泥混凝土路面； 施工技术 Brief Analysis of Slipform Paving Construction Technology of Cement Concrete Pavement Xiong Xueliang （Guangdong Foundation Engineering CompanyGuangzhou 510620，China） Abstract：This paper introduces the slipform construction methodin a cement concrete pavement，analyzes the control points during the construction，discusses how to improve the efficiency of the slipform as well as the construction quality，for reference. Keywords：slipform paver；cement concrete pavement；construction technique 广东土木与建筑 GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2013年4月 第4期 APR 2013 No4 52 熊学良： 浅析水泥混凝土路面滑模摊铺施工技术 并通过电子计量进料系统以保证搅拌混凝土的各项 技术指标达到设计要求，生产出高品质的滑模混凝 土。 滑模摊铺机所配备的间距45cm密集排列的 9000次min超高频率振捣棒，且滑模摊铺机振动梁 挤压力的压实作用， 不仅使路面混凝土的密度大、 抗折强度高，还保证了路面混凝土的高平整度和表 面抗磨性能。 2施工技术要点控制 2.1混凝土质量控制 水泥和集料是混凝土的重要组成部分，直接关 系到其强度和稳定性等，因此在施工过程中要对其 进行严格的要求和检查。 水泥混凝土滑模施工的原 材料除需要符合JTG F30-2003公路水泥混凝土路 面施工技术规范和JTJ T037.1-2000公路水泥混 凝土路面滑模施工技术规程的相关规定外，还应根 据实际工程情况满足工程应用。 水泥的选择： 水泥主要控制水泥的抗折强 度，选择合格的水泥是保证混凝土强度的首要因素。 因此对水泥的安定性及游离氯化钙含量，水泥的细 度、干缩率与凝结时间、水泥的含碱量，以及控制水 泥中混合材料的掺量，使用前必须试验合格，并应通 过混凝土配合比试验，根据其试配弯拉强度、耐久性 和工作性确定可使用水泥的品种、标号及厂家。 夏 天施工时注意控制水泥的施工温度，散装水泥的出 厂温度均应限制在55以内，混凝土搅拌时的水泥 温度不得高于50。 粗集料的选择：粗集料是混凝土含量最大的 组分，对混凝土强度影响较大。 为了保证混凝土的 强度、耐疲劳性不受影响，粗集料应质地坚硬、耐久、 洁净。 岩石的抗压强度一般不应小于所配混凝土的 1.3倍，粒径不得大于30mm，超径、逊径含量均不得大 于5，粒径小于0.15mm的石粉含量不宜大于1 ，因 粒径较大也会对摊铺机造成一定的磨损，从而影响 路面的平整度。 细集料的选择：细集料主要控制砂中含泥量 的要求以及细度模数。 砂料要选择干净、不含杂质， 含泥量小于2%及细度模数在2.33.2之间的中砂或 者细砂，如果砂粒较粗会影响到混凝土的易合性，而 砂粒如果过细则会影响混凝土的质量。 2.2配合比设计 滑模摊铺水泥混凝土路面的配合比设计应当满 足弯拉强度、工作性、耐久性和经济性等基本要求。 其中， 保证滑模施工的最佳工作性及其稳定性和可 滑性是其独特工艺要求，其最佳工作性即滑模摊铺后 混凝土不产生蜂窝、 麻面、 拉裂和塌边及溜肩现象， 混凝土拌合物稳定、均匀、和易性及保水性好，粘稠 性能优良。 单位水泥用量：路面混凝土的单位水泥用量 不宜过大，否则会使水泥浆量增多，集料之间的嵌锁 力减小，抗折强度提高不明显，且会增大干缩变形，影 响路面平整度，易开裂，经济性差，因此P.O 42.5水 泥用量宜控制在340400kg m3。 级配的组成原则：为确保施工优质的水泥混 凝土路面，粗集料的良好级配组成，更有利于路面平 整度的控制和抗弯强度的提高，粗集料一般采用两级 配集料进行掺配， 通过试验对比及查阅相关资料，在 接近最佳曲线，选用13cm和0.51cm级碎石组成。 外加剂的选用：在满足弯拉强度计算值和耐 久性两者所要求的水灰比中取最小值， 混凝土的工 作性能需要通过对外加剂掺入量的调整来满足。 外 加剂应有国家或省级外加剂检测机构认定的一等品 质检报告，并根据试验检测出水泥的适应性，在满足 拌合物最佳工作性能的前提下确定品种和掺量。 坍落度的控制：滑模摊铺混凝土体现其工作 性能，表观体现在其成形后平整度好，不出现蜂窝、 麻面，不塌边、溜肩等，适当的坍落度是控制施工质 量的关键。根据现场实践，混凝土拌合物到场后塌落 度最佳值为3cm，一般应控制在24cm。 2.3拌合运输控制 混凝土拌合过程中按要求检测各项指标，根 据拌和物的粘聚性（熟化度）、均质性及强度稳定性 由试拌确定最短搅拌时间， 拌和物从搅拌机出料时 温度应控制在1035之间，拌合物应均匀一致， 杜绝干料、生料或离析料的产生和出场。 为防止运输过程中漏浆、 漏料和污染路面， 车厢密封、尾板必须加装橡胶垫，根据天气情况，遮 盖自卸车上的混凝土。 运输途中必须匀速，不得急停 急行，运输允许最长时间按完成摊铺允许最长时间规 定，最长运输距离宜在810km，运输车辆在每次装 混凝土前均应将车厢清洗干净并洒水湿润。 2.4施工控制 基底检查 本旧路改造工程采用单边封闭作业施工， 混凝 土面层摊铺施工时， 摊铺机有单侧履带横跨中央防 APR 2013No42013年4月第4期 53 撞墙行走在另幅旧混凝土路面，一侧履带行走在道 路基层面，因此必须确保道路基层平整度及强度，防 止基层压坏，并保持履带行走部位平整、洁净，无小石 块等杂物，以免造成摊铺机左右、前后有轻微晃动，高 程传感器随之晃动，影响路面平整度。 基准线的控制 基准线桩必须准确、牢固打入基（面）层孔内，将 基准线固定在夹线臂上，调整并固定好基准线，拉紧 并要用弹簧秤测其拉力，一般要求大于1000N，另外 基准线要设置明显标志（如拉线杆上设置彩带），以 防止人为扰动，影响面板平整度。 设备参数设定 摊铺工作刚开始时，要根据试铺现场实际情况， 对已设定的各项摊铺机参数进行调整，直到摊铺情 况理想为止，然后进行锁定，过程中微调，方才进入 正式摊铺作业。 这是滑模摊铺机操作技术关键点之 一，只有调试出最佳工作参数，才能确保高质量混凝 土路面。 松方控制板的调整：松方控制板的高度用于 控制进入振动仓中混凝土混合料的多少，应根据振 动仓内料的高度随时调整,舱内料位应保证高于振 动棒10cm，料位高差控制在3cm内，这样可确保进 入振动仓内的混凝土能够振捣密实，排气充分，经过 挤压底板，形成平整密实的路面。 振动棒设置：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；两侧最 边缘振捣棒与摊铺边缘距离不宜大于25cm，悬浮在 路表面振捣，振捣棒频率应根据混凝土干稀程度和厚 度控制在600011000次min，通常为9000次min， 干料用高频振捣，稀料用低频振捣。 前倾角设置：挤压底板前倾角和提浆夯板深 度与摊铺机的推进阻力和挤压力关系很大，为保证 摊铺机有足够的挤压力，形成标准的断面、光滑的外 观和良好的纵横向平整度，防止挤压底板前仰角过 大，混凝土路面出现拉裂，挤压底板前倾角宜设置为 3左右，上坡前倾角要小，下坡前倾角要大。 超铺角设置：超铺角是为了补偿脱模后混凝 土路面边缘的溜边现象，摊铺机两边缘超铺高程根 据拌合物的稠度宜在38mm之间，搓平梁前线调整 到与挤压板后缘高程相同，搓平梁的后缘应比挤压底 板后线低12mm，并与路面高程相同。 摊铺速度及连续摊铺 滑模摊铺机应缓慢、匀速，连续不间断地进行摊 铺， 摊铺速度根据拌和物稠度和设备性能控制在 0.52.0m min，一般为1.2m min。当材料稠度发生变 化时，先调振捣频率，后改变摊铺速度，不得间歇摊 铺。因停料或其它原因而停机，再起动时会在停机位 置上造成压槽影响平整度， 为此应使拌合能力与摊 铺机行走速度相匹配，尽量减少停机对面板平整度造 成的影响。 切缝及养护 掌握好切缝时机是防止初期断板的重要措施， 当混凝土强度达到6.012.0MPa时是最佳的切缝时 间，但应根据气温变化适当调整，以防止混凝土面板 产生不规则裂缝。混凝土路面滑模摊铺完毕后，应及 时进行养护， 宜采用方便经济的喷洒养护剂加塑料 薄膜覆盖方式，养护路段必须有专人保护，禁止人、 畜、车辆等破坏路面，养护期一般为14d以上。 3常见问题及对应措施 3.1溜肩、塌边：增加侧向滑模板长度，以提高混凝 土边角的自稳性，滑模后用边板支护。 3.2欠振：解决欠振和气泡排不尽的现象，一是调 整混凝土配合比的配制指标，引入振动粘度系数；二 是调整振动棒的排列方式。 3.3混凝土板面沟槽：在挤平梁的后端有时会出现 混凝土面大量欠料或产生沟槽现象， 其原因一是混 凝土料太干，造成振动出浆困难，表面振动不密实； 二是振动仓内料位太低，造成振动仓内补料不足；三 是振动棒位置偏移。 3.4抹平后表面呈波浪状： 经超级抹平器的作用， 有时表面会产生波浪状，严重影响表面平整度，应调 整抹平板的挤压力， 同时根据板块的宽度调整干抹 平板的工作速度。 3.5振动棒故障：防止振动棒卡在钢筋网或大石料 处，注意保护振动棒接线处以防磨穿，在满足密实性 的前提下尽量不用全振动力进行振捣。 4结束语 通过选用高品质的原材料，严控混凝土配合比， 合理设置滑模摊铺机参数， 摊铺出的混凝土路面具 有强度高、耐磨久、变异性小和平整度好等特点。 （下转第37 页） 广东土木与建筑APR 2013No42013年4月第4期 54 图6鬀鬄处KL15模板支撑布置图 广东土木与建筑APR 2013No42013年4月第4期 3现场放样 通过屋面结构的三维模型，计算出以屋面各轴 相交形成的十字轴线点（控制点）的三维坐标以及各 梁底、板底标高，为现场放样与搭设模板支撑提供数 据支持。 在已完工的礼堂北面高二教学楼以及礼堂西面 的高三教学楼屋顶搭设高于礼堂的观测平台，用高 精度无协作目标电子全站仪测量三维坐标进行控 制。无协作目标电子全站仪应用于空间定位和放样， 因其不需要反射棱镜，故无论曲面位置多高，造型多 复杂，坡度多大，操作时只需瞄准控制点即可得出的 其空间坐标，如图6所示。 此外，本工程模板支架采用镀锌钢管搭设模板 支撑体系， 利用已完成的挑檐平台架设水准仪，将 +16.0m，+18.0m，+20.0m标高用胶纸贴于模板支撑 立杆上。 此处利用挑檐处已完成的结构挑板架设水 准仪，可利用钢管上的已知标高点，用钢尺传递标 高，并与柱筋传递标高数据相互检查，大大减少了测 量过程中的外界因素对测量结果的影响，提高了现 场测量的速度，如图7所示。 再利用钢管已知标高点进行放线。 首先在柱模 上确定与梁交接处的梁底模模板面标高，再根据各 处梁高确定屋面板模板面标高。 支撑钢管顶部利用 可调顶托，可以较精确地调整梁、板的模板高度。 每 段梁、板模板完成后，利用下方钢管中已知标高点， 可校核各处标高。 4结语 该技术在茂名市第一中学新校区礼堂工程的复 杂组合曲面钢筋混凝土屋面施工中得到成功应用， 创新地将计算机建模放样技术应用在复杂造型的钢 筋混凝土结构施工中，结合无协作目标电子全站仪测 量放线技术，解决了复杂组合曲面钢筋混凝土屋面放 样的难题，确保了该复杂造型屋面施工的准确性，改 变了传统的混凝土结构施工测量放样方法， 在计算 放样数据时既避免了用常规方法进行传统手工计算 所带来的繁琐和计算误差，且简便易行，大大提高了 施工测量放样的速度， 现场放样时降低了测量人员 高空作业的危险性。 本技术对类似复杂造型的钢筋 混凝土结构施工项目均有一定的借鉴意义和推广应 用价值。 图7礼堂三维坐标观测点布置图 观测平台 高三教学楼 礼堂 高三教学楼 118.8m 65.1m 23.50 24.05 24.00 23.55 23.55 （高于礼堂屋面） 观测平台 （高于礼堂屋面） （上接第54 页） 水泥混凝土路面滑模摊铺技术，机械化程度高， 工艺技术先进，施工速度快，通过科学的施工管理， 严格控制每道工序，精心施工，使水泥混凝土路面的 高等级公路性能大为改善。 参考文献 1JTG F80 1-2004公路工程质量检验评定标准S 2JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范S 3JTJ T037.1-2000公路水泥混凝土路面滑模施工技术 规范S ! 37