水泥混凝土路面机械化施工技术
2007-08-16 23:07:21
1 设备选型
1.1搅拌站
梅河路面一标工程量大、工期紧、路面质量要求高，在搅拌站选型上通过技术论证要求搅拌站拌和能力达150方/小时，主要部件是进口件，性能稳定、计量精确。经招标竞价综合对比购置了南方路机的两台HZS150水泥混凝土拌和楼。该设备对骨料含水率具有自动补偿功能，同时也能自动计算和调整混凝土的配合比。在使用过程中该设备性能十分稳定，故障率少，得到了业主的好评，它是梅河路面一标能顺利完成施工任务的保证。
1.2 摊铺机选型
梅河高速路面施工要求必须使用传力杆插入装置（简称IDBI装置），采用双车道整幅一次性摊铺，摊铺宽度8.5m，厚度28cm。从满足质量和进度要求上考虑，公司购置了美国的GOMACO GP-4000带IDBI装置的四履带水泥滑模摊铺机，该设备技术成熟、性能良好。购置原因主要有以下几点：
（1）驱动能力，如果在混凝土摊铺机前没有布料摊铺机，未完全分布均匀的混凝土就会给摊铺机造成相当大的阻力，所以摊铺机驱动力要有足够的储备，否则铺筑时会影响路面平整度，严重的会使履带打滑，造成摊铺机无法正常行走。因为滑模摊铺机是由成型模板对水泥混凝土挤压成型的，所以应选择自重较大的机械以产生足够的挤压力和附着力。Gomaco GP-4000的动力选择为475HP的卡特彼勒发动机，具有足够的摊铺驱动力。
（2）摊铺机布料能力，在施工中，布料均匀能力强的摊铺机，才能使得滑模摊铺机得以平整连续摊铺，而且摊铺阻力不能太大。一台布料能力不强的摊铺机，不仅需要其它设备（如挖掘机等）协助布料，而且由于混凝土分布不均，摊铺机行进阻力较大甚至无法摊铺。由于该施工段防撞栏已做好，施工条件受限制，无法用上水泥混凝土布料机，所以摊铺机独立布料能力就显得尤为突出和重要。从使用效果上看，布料铲（刮板式布料器）的布料能力远大于螺旋布料器。
（3）新一代传力杆插入装置（IDBI装置），梅河高速水泥混凝土路面的施工，率先使用IDBI装置，在全国范围内也是第一次大面积使用。梅河高速每隔5m插入直径32mm，长500mm的纵向传力杆，同时每隔60cm插入一根直径16mm，长800mm的横向中间拉力杆。该装置节约安装时间，简化操作控制，提高工作可靠性和工作效率，大大缩短了工期。
2 摊铺前的准备
水泥混凝土路面摊铺前的准备工作很多，这里主要强调摊铺前的基准线的设置、洒水和卸料工作。
2.1 基准线的设置
它是摊铺28cm水泥混凝土路面平整度的关键。面层是在稳定土基层上摊铺的，因此采用双侧挂线为基准的办法进行摊铺，每5m设一个线架，相邻3个线架的接线刻度高差不能大于±1.5cm。在弯道及超高路段则要每隔5m设置一个线架，其相邻高度差可适当放宽。钢丝绳的张紧度应合适，一般为800N的拉紧力，放线时不要过长，一般为150～200m，防止出现较大的误差，两段基准线间应有10m以上的重合段，待找平传感器滑过重合段后才能拆除旧线。
2.2 洒水
摊铺前的洒水工作看似简单，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理得不好，会严重影响路面的质量。洒水主要根据基层材料、环境温度、湿度、风速等诸多因素来确定。即保证摊铺水泥混凝土之前基层湿润，而且尽可能撒布均匀，尤其在基层不平整之处禁止有积水现象。从施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足。因为基层较干，铺筑后水泥混凝土路面底部产生大量的细小裂纹，有些裂纹与混凝土本身的收缩应力产生的裂纹重叠后使水泥混凝土路面的裂纹增多。
2.3卸料
自卸车的卸料也是常常被忽视的工序，在施工中经常出现摊铺机前堆料过多使摊铺机行走困难的现象，有时布料过少，使振捣箱内的混凝土量不足，路面厚度得不到保证。这种摊铺机前混凝土或多或少的现象，会严重影响混凝土路面的平整度。在实际施工中，根据基层表面尺寸面层基准标线隔段实测来决定混凝土的卸料量，这样可以避免卸料不均的问题。车辆的运输能力应略大于搅拌设备的生产能力。
3 摊铺机的合理使用
水泥混凝土路面摊铺机在使用中要面临的问题很多，可从一些常常被忽视的小节加以分析：
(1)震捣棒的分布，即震捣棒间隔距离的确定。对混凝土的密实度产生直接的影响，其间隔一般在厂家安装的时候均加以调整、确定。这使操作人员忽视了震捣棒使用过程中再次定位。
根据不同的混凝土的级配、和易性、坍落度以及摊铺密实度要求的差别，振捣器的间隔应做出适量的调整，这是非常重要的，尤其是两边的震捣棒距侧模板的距离更应该时常作出调整，以防止坍边。同时，每个震捣棒频率均可独立调节。另外，液压式震捣棒随着使用时间的加长，震捣能力有所下降，因此要根据实际情况进行维修或做出调整。
(2)边模板的调整。 边模板的升降是通过液压缸来调整的，在实际使用中，边模板与基层间的距离约为2～3 cm较为合适，太小会使边模与基层直接摩擦而加大阻力，如太大会产生漏浆严重。摊铺机行走过程中随着基层的变化边模会直接与基层接触，使边模形成了支承点，严重影响了成型模对混凝土的挤压成型，坍边严重。因此在施工过程中要及时调整边模高度。
(3)摊铺速度与连续摊铺。在梅河路面施工中，将摊铺速度控制在1～1.5m/min左右，这样能使摊铺机运行平稳，路面平整度好，连续摊铺成为可能。如果摊铺速度过快，就会造成断续摊铺，不仅使每次起机时设备磨损大大增加，而且每次停机的跳点是不可能避免的，造成路面平整度很差。当料干时用高频震捣减速摊铺，稀料则用低频震捣快速摊铺。
（4）摊铺机工作步骤。摊铺机的挤压底板仰角应根据摊铺段落的纵坡大小进行调整，保证摊铺机有足够的挤压力，防止挤压底板前仰角过大，砼路面出现拉裂，影响平整度；IDBI安装在摊铺机的横模板之后，机械的摊铺操作，传力杆插入及路面的修复、抹平全由电脑统一控制，不需人工预制钢筋支架及就位，传力杆是在混凝土经过振捣后插入的，提高了混凝土密实度；夯实板、磋平板对被IDBI自动插入传力杆破坏的路面进行磋平和密实；不锈钢尾板对混凝土进行进一步的挤压和抹光；超级自动浮动抹光板对路面进行修复，抹光板为液压驱动，具有随机同步运动的自动通/断功能。
4 摊铺后的切缝时间
开始切缝时间指混凝土抹平成型后所经历的时间。实际施工中影响混凝土铺筑坍落度形成不仅是温度这一条件，还有湿度、风速、路面厚度以及混凝土本身添加剂的含量等重要因素，其中风速对施工难度造成的影响很大，风速较大的地方应根据情况来确定切缝的时间，如不考虑风速，通常切逢时间较晚，混凝土强度较高，切缝速度慢，切割机及刀片损坏率高，一般施工规范而言，昼夜平均温度10℃时，其开始切缝时间为4天，平均温度每增加5℃，其开始切缝时间减少1天。
5 影响路面混凝土坍落度的主要因素
水泥混凝土搅拌不仅直接影响混凝土的内在质量，混凝土的质量同样会影响路面的平整度。我们从影响混凝土坍落度的因素进行分析。
（1）级配的变化。由于水和水泥对同等体积的大料和细料的包裹有着很大的差别，如在同等含水量和水灰比的情况下，细料混凝土坍落度远远小于粗料混凝土的坍落度。因此，在混凝土生产过程中，要尽可能往骨料仓里连续上料，确保料仓保持骨料级配相对稳定，不要出现断料的现象，从而确保混凝土的级配稳定。
（2）含水量的变化。拌和站水的称量变化可以直观地知道，但砂石料的含水量及其变化就较难掌握。尤其是砂中含水量变化大时对混凝土的坍落度的影响十分明显，这一点已引起施工单位的足够重视。尤其是雨季的施工，更应注意，先测骨料中含水量，水称量中应扣除这些含水量。
（3）水泥温度。一般水泥仓只有100t左右，HZS150拌和楼的水泥用量较多，有时会出现一边往水泥仓里打水泥，而水泥温度还未冷却下来就开始进行搅拌，这样，因出厂的混凝土温度较高而使得坍落度变小。
(4)水计量和水泥计量的称量偏差。 如果二者的偏差都是稳定的，操作人员较易控制；如二者的称量偏差是不稳定的，因而坍落度也就不易控制。
(5)减水剂的用量。减水剂的用量不宜过多，否则会使混凝土的一些物理性质、化学性质发生较大的变化，从而影响混凝土的质量。所以在具体的生产过程中，减水剂的用量应相对稳定，才会起到较好的作用。
2005年7月27日上午11时梅河路面一标水泥混凝土面层主线摊铺在K15+030合拢，提前15天完成业主下达的施工计划，最先按业主要求完成主线24公里的摊铺贯通。
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