水泥混凝土路面滑模施工技术
水泥混凝土路面施工技术的发展是由人工转向机械化的过程，下面是小编搜集整理的一篇探究水泥混凝土路面滑模施工技术的论文范文，欢迎阅读查看。
摘要:先较为全面地回顾了国内外比较成熟的水泥混凝土的路面施工技术,然后根据滑模摊铺机的工艺流程及机械设备配套情况,重点简要介绍了滑模摊铺机在水泥混凝土路面施工中的应用技术.
关键词:水泥混凝土路面; 发展现状; 滑模施工; 质量保证措施
第一章 引言
水泥混凝土路面是指以水泥混凝土板和基(垫)层所组成的路面,亦称为刚性路面.它包括普通水泥混凝、钢筋混凝土、碾压混凝土和连续配筋混凝土路面等.水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损、高稳定性等诸多优势,在各级路面上得到广泛应用,在我国高等级公路中水泥混凝土路面日渐增多,加上近年来农村公路建设中普遍采用水泥路面,使得水泥混凝土路面科学化、规范化施工成为广大公路建设者关注的问题.水泥混凝土路面施工中,核心环节是混凝土的拌和生产和混凝土的摊铺,本文仅对高等级公路水泥混凝土路面施工中水泥混凝土摊铺和养生等方面的技术合理化运用进行探讨.
目前,高等级公路水泥混凝土路面施工中均采用滑模式摊铺法.水泥混凝土路面摊铺是施工中难度较大、技术要求较高的工序.
第二章 国内水泥混凝土路面施工技术发展现状
水泥混凝土路面施工技术的发展是由人工转向机械化的过程.这里主要介绍下水泥混凝土路面发展过程中的主要机械化施工技术.采取机械化施工程度则取决于技术、经济和环境等条件.技术上主要是对混凝土拌和均匀性、摊铺的平整度提出了较高的要求; 经济上则要求设备造价低, 性能满足施工质量要求, 施工速度快; 环境条件则包括气候、自然环境、设计及人们对机械化程度的认识和对机械的操作熟练程度.
较早的施工技术是小型机械配套施工采用人工摊铺, 机械化程度低,施工平整度受操作人员影响大, 而且效率也比较低施工速度也很不适应快速施工的要求.20世纪后期兴起的机械化混凝土路面施工技术,改善了传统工艺中水泥混凝土路面施工的缺点,将高等级水泥混凝土路面的使用性能大幅度提高.
三轴摊铺施工技术,机械化程度适中, 具有简单、方便、高效的特点, 能够满足平整度要求, 在施工中发挥了应有的作用.但是,但经过近十年来的运营使用,采用三轴整平机施工的高速公路水泥混凝土路面破损较为严重,不能保证水泥混凝土路面的质量,故此法已渐渐舍弃不用.
我国是从20世界80年代初开始进行碾压混凝土路面研究的.然而,碾压混凝土路面最大的难题是难以达到足够的路面平整度,而平整度是水泥混凝土路面质量中的重要指标,尤其是驾驶舒适度的指标,这严重制约了碾压混凝土路面的发展.
而20世纪80年代后期我国逐步少量引进发达国家的滑模摊铺机,,经过10余年的探索改进在施工工艺上已经逐步赶上发达国家的技术水平.滑模摊铺机的成功运用将逐步实现由传统的人工加小型机具的施工工艺向智能化、现代化、机械化施工转变,它是集计算机、自动控制、精密机械制造、现代混凝土科学和高等级公路工程技术于一体,具有结构紧凑、操作灵活简便、高度自动化、高速度、施工质量能得到保证等优点,是修筑高等级混凝土路面必备的施工机械设备,是我国高等级路面施工发展的主要方向.
第三章 水泥混凝土路面滑模施工技术
3.1. 滑模摊铺机的主要技术特点
整机采用电、液控制,自动化程度高,操作容易轻便,无级变速控制,可适应多种水泥混凝土的施工要求,能完成整机作业,分层摊铺,摊铺宽度具有可调性.
3.2. 施工前的准备工作
滑模摊铺机水泥混凝土路面的施工是一套复杂完整的大型机械化施工系统.由于其技术标准高、难度大,做好施工前的各项准备工作就显得尤为重要.包括施工组织设计,配备好各种滑模摊铺的施工机械,组织检测施工人员队伍、人工施工机具和模板、接缝施工机具.准备好各种施工原材料,建好搅拌站,有足够的水电供应,良好和充足的运输车辆,基层消模搜集铺场地,运输道路等.充分做好滑模摊铺施工准备能达到事半功倍的效果.
3.2.1 组织、技术准备
1、建立高效权威的施工指挥调度机构,确定指挥机构的负责人对工程项目质量、人员、材料、机械、财务、安全等,进行科学管理.
2、对有关人员进行各种岗位培训,未经培训的不得单独上岗.培训人员包括:滑模搜集铺机组、现场施工班、测量班、搅拌站、车队、实验室、材料供应站、生活及保卫.
3、进行施工前技术交底,熟悉各种技术规范和相关标准.这不仅是对工程技术人员的要求,也应杜绝以往机械人员不懂工程的现象.让机械操作手充分熟悉施工要求,同时要求相关人员熟悉计算机、电、气、相关知识,不断探索,反复优化,以取得最佳的施工效果.
4、根据施工条件、工期要求、设计意图、业主规定确定施工方案,编制施工工艺流程和施工组织设计方案.
5、加强无线电通讯系统,在施工现场,运输车辆、材料供应和搅拌站之间,由生产指挥统一调度生产,保证整个系统的高效运行,对存在的问题和困难,可随时下达调度命令.
3.2.2 施工现场的准备
1、应解决施工现场的水电供应、运输道路.施工现场需隔离交通,拌合站供应拌和料充足,保证摊铺机生产能力.
2、下承层必须符合设计、施工和检查验收规范的技术要求.具有足够的水稳定性和冰冻稳定性,有足够的强度和刚度.
3、下承层必须提供足够的工作面,保证摊铺机的不间断施工.
3.2.3 混凝土搅拌站的准备
3.2.3.1 选购搅拌站
大型混凝土搅拌站分为固定间歇式、移动间歇式、固定连续式、移动连续式四种形式.根据公路工程的特点以及滑模混凝土对拌和质量及混合料的稳定性要求较高,所以目前大多数混凝土搅拌站均采用间歇式搅拌站,拌和方式采用强制式双卧轴及行星轴式搅拌机.
3.2.3.2 搅拌站场地的选择及布置
所选择的混凝土拌合站必须在要施工的公路两侧附近,最好是在施工线路的中间位置.一般情况,滑模混凝土的最大运输半径约为20 km 左右.但据我们实际施工情况,测定运输半径以≤8 km 为最佳.搅拌站的布置主要包括:砂石料堆场,搅拌站安装场地,水泥灌仓,混凝土实验室,外加剂仓库,施工备件仓库,原材料场地,储水池,变电室或发电站,维修车间,钢筋加工和材料加工场地,食堂进出场道路,施工搅拌站基本要求为功能齐备、道路畅通、经济高效.
3.2.3.3 应保证搅拌站的水电供应
搅拌站的电力系统是滑模式摊铺系统正常工作运转的生命线,为保证施工连续进行,需要在保证正常施工生产条件下有备用供电系统,以防断电给施工造成损失,水是混凝土生产中的一种必备的用量很大的原材料,使用以可饮用水为标准.在混凝土施工中,搅拌站和运输车辆以及现场养生施工用量很大,要充分保证,在搅拌站场地选择中要充分考虑水源.
3.3. 滑模摊铺机的工艺流程及机械设备配套
施工工艺流程及滑模施工示意图.
滑模摊铺的基本工艺流程如下,见图1.(图1略)
滑模水泥混凝土路面施工示意图,见图2.
3.4.水泥混凝土拌和
3.4.1.拌和设备
拌和设备的配套容量须满足滑模摊铺机的施工要求,拌和设备的类型必须是强制式,能稳定可靠的供应足够的水泥混凝土拌和材料,一般情况下选用2~4 个拌合站供料为主.
3.4.2.计量要求
水泥混凝土路面滑模摊铺施工对混凝土的要求比较高,混凝土的质量是保证公路施工质量的重要条件.比如,对于水泥混凝土的基本要求方面:对于混凝土的工作性、强度、耐久性、良好的表面功能;对于混凝土组成材料的要求方面:对于组成混凝土的材料如水泥、细集料(砂)、粗集料(碎石)、水及外加剂,还有级配、钢筋等等,都有严格的要求,限于篇幅,这里不详述,读者可以自己找相关资料.如能保证混凝土的品质要求,拌和料的各个参数一定在允许误差范围内,因此拌和设备必须配置自动供料、电子计量.
滑模摊铺混凝土要求和易性好,拌和时间影响着拌和料的和易性、水泥混凝土强度和经济效益,因此,双卧轴强制式拌和设备的拌和时间在60~90s ,实际施工中,最短拌和时间不低于60s ,最长拌和时间不超过180s ,否则影响混凝土的质量.
3.5.水泥混凝土的运输
3.5.2.运输距离
如防止水泥混凝土在运输过程中产生离析和分层现象,最长运输距离应在8 km 以内,保证运输道路平整、通畅,运输车情况好,车箱平整光滑,运卸速度快,司机驾驶技术良好.
3.6.滑模摊铺机施工
3.6.1.施工前的准备
全面检查上基层是否平整、清洁、符合设计要求.放样用的附属用具是否准备充足、小型机具是否性能良好并准备到位,摊铺机是否处在正常状态,传感器的反应灵敏度是否正确.
3.6.2.测量放样
摊铺机是沿着两侧或一侧的基准线来摊铺的,基准线的设置影响着摊铺机的行走状态,其准线的准确是摊铺出路面标高、横纵坡、板宽、板厚、边线等符合设计要求的最基本保证.为保证基准线的准确无误,应采用手电钻垂直钻孔,将基准线立杆用手锤打入基层保证牢固结实.基准桩间距直线段为10 m ,曲线段为5 m ,必要时用经纬仪放基准桩,保证摊铺机行走方向.基准线不宜过长,一般不应超过150 m ,基准线必须张紧,两侧用紧线器张拉基准线,拉力应在100 kg 以上,防止基准线产生轻微挠度影响路面标高及平整度.基准线标高应用两台水准仪反复测量,达到准确无误.基准线设置完,禁止扰动,特别是摊铺时严禁碰撞基准线,防止出现波状的路面表面.为防止碰撞,在基准线1 m 以外设立禁行桩.
3.6.3.摊铺前的准备
混凝土摊铺前的准备工作很多,如上基层表面是否湿润,基准线经校验是否正确.工作缝支架和传力杆是否定位,是否板面涂好沥青,钢筋网是否绑扎好,洒水车、发电机、施工用的附属用具、封头模板等是否准备齐全.同时摊铺机应全面检查,特别是振动棒的位置、间距,挤压板的前倾角,挤压板的超铺仰角等是否符合操作规程,这一切准备工作完成后方可进行正常摊铺作业.
这里重点强调下洒水工序.
摊铺前洒水是一个看似简单的工序, 洒水量要根据基层材料、空气温度、湿度、风速等诸多因素来确定洒水量, 即保证摊铺混凝土前基层湿润, 而且尽可能洒布均匀, 尤其在基层不平整之处禁止有存水现象.从目前施工现场来看, 大多数情况下是洒水量不足, 因为基层较干, 铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹, 有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂重叠后使整个混凝土路面裂纹增多.
3.6.4.滑模摊铺施工
在摊铺施工中,首先,要先完成对滑模摊铺机的最终调试,必须保证混凝土板摊铺后,位置准确、成型良好、侧边不塌、外观整洁、厚度正确,表面提浆合适,没有麻面和大气泡,外观及外型尺寸均达到设计要求;其次,应有高效快速的无线电通讯系统,实现施工工长、测量员、摊铺机机长、拌合站站长、试验室主任、生产指挥之间的通讯联系.运输车辆有专人指挥卸料,并经计算实行定额卸料,使拌和料分布均匀.供料与摊铺要协调一致,尽可能匀速摊铺,减少停机次数.摊铺机机长应根据拌和料的工作性能调整摊铺机的作业速度和振动频率,摊铺机的作业速度应控制在1~3 m/ min 范围内;振动频率控制在6 000~11 000 r/ min 范围内;夯实板的频率应在60~120 次/ min范围内.为防止水泥混凝土过振或漏振,开机前必须先开启振动棒,然后再行走;停机时应立即关闭振动棒.在摊铺过程中若出现供料不足,停料待料,应每隔15 min 开动振动棒振动3 min.如停止摊铺时间过长,应将摊铺机驶出摊铺位置,作施工缝处理.
3.7. 水泥混凝土路面接缝施工
1、 纵缝施工:纵缝采用平缝加拉杆的形式,在模板上设孔,立模后在浇注混凝土之前,将拉杆穿进孔内,固定牢,拉杆中间10cm 涂防锈涂料.
3、 胀缝施工:胀缝应与线路中心线垂直,缝壁铅直,缝隙宽度一致,宽度2. 0~2. 5cm ,缝中不得填浆,缝隙下部设胀缝板,上部灌胀缝填缝料深度4cm ,板中间设置传力杆,传力杆按设计安放,固定牢固.
4、施工缝:施工缝宜设于胀缝或缩缝处,施工缝设在同一横断面上,施工缝如设在缩缝板中,则应增设传力杆,其一半锚固于砼中,另一半应先涂沥青,允许滑动,传力杆必须与缝壁垂直.
5、 接缝填缝:混凝土板养护期满后,应及时填封接缝,填缝前缝内必须清扫干净,并防止砂石再掉入.灌注填缝料必须在缝槽干燥状态下进行.填缝料应与混凝土缝壁粘附紧密,不渗水;其灌注深度为3~4cm ,下部填入多孔柔性材料.填缝料的灌注高度稍低于板面.
3.8. 混凝土路面抗滑构造
由于混凝土表面是用抹平板横、纵向复合搓、拉,达到提浆抹平的作用,因此,对抹平板的悬浮高度、抹平压力进行调整.经验表明,抹平板自由浮悬时应低于路表面1~3 mm ,通过调节螺旋使抹平板对路面抹平留下的抹痕均匀、轻微为止,后通过潮湿的麻袋片进行表面拉毛保持路面大面积平整.混凝土表面略干后,用人工拉毛的方法,在路面表面进行刻槽,槽深≥3 mm ,槽宽3~5 mm ,槽间距20~25mm ,使TD ≥018 mm ,SFC ≥0155 ,保持抗滑构造深度均匀、不损坏构造深度边槽,不影响路面平整度.
3.9. 路面切缝
横向切缝必须用切缝机进行适时切缝,在实际施工中影响混凝土铺筑后强度的不仅是温度这一个条件,还有湿度、风速等,路面厚度以及混凝土添加剂的含量等重要因素.上述因素中风速对强度形成影响很大,风速较大地区应根据实际情况来确定切缝时间,如果不考虑风速,通常是切缝时间过晚,混凝土强度较高时切割速度慢,切割机及刀片损坏程度也高.一般情况下,时间在为300~500 ℃·h ,主要根据外加剂的使用情况而定,因摊铺机施工速度快、工作量大,切缝工作可能不及时,这要采用一定的措施,像先切大块,每隔5~6 块板切一条,根据计算混凝土每30 m 左右收缩1 mm ,完全能满足混凝土收缩的要求或采用软切缝,混凝土凝固后能行走就可提前切缝,作为防止断板的技术措施.切缝后,采用高压水龙头进行缝内的清理工作确保缝壁和边缘清洁,满足切缝功能要求.
3.10. 水泥混凝土路面养生
采用覆盖能储水的旧麻袋片、草袋进行洒水养护,要及时洒水.水的质量符合设计要求,洒水次数应根据天气情况以保证覆盖物在养生期间内始终处于潮湿状态,覆盖养生期最少为7 d ,人摆放覆盖物不能踩坏路面的抗滑构造.同时,封闭交通,防止人、畜、各种车辆破坏路面直到路面养生期满,混凝土强度达到设计要求为止.
3.11. 混凝土板面的养生与刻纹
混凝土面板的养生采用养生机喷洒复合聚合物乳液,用量控制在0. 25~0. 3kg/ m2 以内,喷洒要均匀; (2) 养生一般应在混凝土面板经整型,摸光后进行,为避免因高低温或风大收浆快等情况出现早期不规则裂缝,应再覆盖聚乙烯薄膜,膜的接头处宜重叠20~30cm ,并用砂压牢,养生期不得小于7d ;(3) 为满足和提高刚性路面的抗滑性能,本工程全线采用刻纹机刻纹,纹理分纵向和横向两种形式(路线纵坡大于2 %的路段刻纵纹,小于2 %刻横纹),刻纹深度为3~4mm.
3.12. 路面施工质量保证措施
1、施工中所采用的水泥、外加剂、骨料等原材料符合国家有关标准、施工规范及设计要求.
2、施工配合比经试验选定最佳配合比,施工过程中,根据骨料含水量调整施工配合比.
3、混凝土施工前,基层清扫干净,基地质量符合要求,模板安装牢固,经检验合格后方可浇筑路面混凝土.
4、混凝土浇筑严格安照施工技术要求进行操作,不断优化施工工艺,满足规范要求,确保路面板厚、平整度、相邻板高差、高程、中线、横坡、路面宽度符合规范要求,纵横缝顺直.
5、路面刻纹其构造深度应符合设计及规范要求.
6、混凝土浇筑后及时进行养生.
第四章 结束语
随着我国高等级公路的迅速发展,道路上的交通量和车载迅速增长、车速不断提高,对路面的质量要求和车辆高速行驶功能的要求越来越高.需满足高等级公路路面,特别是高速公路水泥混凝土路面的发展,高质量应用滑模工艺成为提高水泥混凝土路面施工质量的一种有效途径.所以,要结合当前的国情,努力的创造出良好的施工条件,来完成更多的高质量的水泥混凝土路面.
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致 谢
本论文是在我的导师谢成新老师的亲切关怀和悉心指导下完成的.他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我.谢老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向谢老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意. 在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们! 最后,再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢!