滑模摊铺水泥混凝土面层平整度的控制措施

乔 勇

高等级公路的平整度对高速公路行车速度、通行能力、行车舒适性、平稳性以及运营经济性有较大的影响。工程实践证明,并非只要使用滑模摊铺机就一定能铺出优良平整度的路面,如何提高滑模摊铺水泥混凝土路面的平整度,已成为水泥混凝土路面的关键问题。本文对水泥混凝土面层平整度的控制措施进行了探讨。

1 施工准备

1.1 基准线的设置

为确保水泥混凝土路面的平整度,应使基准线牢固固定于基层上,桩间距在平直线段每10 m设一桩,平面缓和曲线段加密到5 m设一桩。基准线应具有足够的强度,采用3 mm～5 mm钢绞线,基准线长度每段应为200 m左右,基准线连接时,连接基准线的头一根桩和后方基准线的第一根应重合两根桩,防止单桩侧向偏移,基准线张力应不小于100 kg,并固定在横杆切口内,以防止由于基准线松弛而导致平整度下降。另外,施工时在基准线处应设明显警示拉线(如彩带、彩色尼龙绳等),以防止发生意外碰撞,机前指挥应随时注意观察摊铺机前100 m范围内基准线的顺直度,发现变异点应通知放线人员及时校正处理。

1.2 摊铺工艺

1.2.1 机前布料

施工过程中,布料一般采用挖掘机(或装载机)配合摊铺机进行布料,机前指挥应根据铺筑高度、厚度及每车料的多少,计算出每车料的铺筑长度,进行合理布料,确保摊铺机机前堆料高度不高于进料挡板上沿,摊铺机操作手应根据机前堆料情况,利用布料犁合理布料,保证摊铺机在相同阻力下行驶。若堆料过高,摊铺阻力过大,有可能整机抬起以致平整度降低;若机前缺料,振捣不密实,表面浮浆太厚,则造成平整度下降。

1.2.2 调整松方控制板的高度,振捣棒的振捣间距位置

松方控制板的高度应根据振动仓内的料位高度而定,要确保振动仓内的混凝土振捣密实、排气充分,正常料位以保持振捣仓内砂浆料位高于振捣棒10 cm左右较适宜。振捣仓内料位过高则排气不充分,铺出的路面密实度过差。若料位过低,振捣棒裸露,挤压底板下供料不足形不成挤压作用,路面缺料严重影响平整度,且易烧毁振捣棒。所以操作手在摊铺机行进过程中应始终密切观察,随时调整摊铺机松方控制板的高度。

1.2.3 振捣棒的间距、位置、振捣频率和挤压成型底板的调整

要使混凝土振捣密实,振捣棒安装间距不大于40 cm,侧边距不大于25 cm,且振捣棒水平部分平行于路面,振捣棒的振捣频率范围在7 000次/min～12 000次/min,振捣频率应随混凝土混合料坍落度的大小随时调整,坍落度偏大时,振捣频率变小,反之,振捣频率变大。挤压成型底板的作用是通过摊铺机的自重将振捣提浆后的混凝土挤压的更加密实,同时挤压拖抹出规则平整的路面,因此在摊铺机安装后就应对挤压板进行认真校正。开机后对开始施工的3 m～5 m路面进行高程、横坡、厚度的测量,确保挤压底板水平。

1.2.4 摊铺机的行进速度

摊铺过程中,应尽可能使摊铺机缓慢、匀速、连续不间断地作业,混合料正常的滑模摊铺速度宜控制在1 m左右,最大摊铺速度不宜超过1.5 m。当料的稠度发生变化时,先调振捣频率后改变摊铺速度,不允许料多追赶然后随意停机等待间歇摊铺情况发生,停机次数越多,摊铺机挤压底板静止压力造成横向槽越多,平整度越差。当然,摊铺速度也受混合料搅拌能力及机械运输能力的限制,因此摊铺速度应视施工实际来确定。

1.2.5 调整超级抹平板的压力

抹平板其作用是利用它来消除表面上的小气泡及石子拖动带来的小缺陷,并能起到部分提浆作用,抹平板的压力宜小不宜大,横向速度应慢,过大的压力会拖出很深的鱼尾纹,使纵横向平整度变差。另外,在摊铺时间过长时,检查抹平板侧边是否有已初凝的砂浆,应及时进行处理。

1.2.6 施工缝的处理

用先设挡板法,即在每次施工结束时,在终点处预先支好模板,模板高度低于摊铺机挤压板2 cm,待摊铺机过后,清理出多余的混凝土,再进行人工修补,人工修补用6 m直尺刮平进行处理,以保证混凝土面板两侧边间的平整度顺横坡方向保持一致。

2 机械配套

2.1 滑模摊铺机的选取

滑模摊铺机是滑模施工工艺的核心机械,要摊铺出漂亮平整的路面,必须选取适宜的摊铺机。根据施工技术要求,京大、大新高速公路采用GOMACOGHP2800,WirtgenSp-850两种型号的摊铺机。实践证明,这两种机型设计工艺合理,性能优越,完全满足使用要求。

2.2 搅拌设备

为保证摊铺机正常、匀速、连续作业,拌合能力应满足以下公式要求:M=60CBhv。其中,M为搅拌楼总拌合能力,m3/h;B为摊铺宽度,m;h为面板厚度,m;v为预计摊铺速度,m/min;C为搅拌楼可靠系数,取1.2～1.5(根据机械产地、型号而定)。

2.3 运输系统

顺利摊铺要靠良好的运输系统保障。选择适宜的运输车型、车数可以达到快速、经济的目的。考虑到滑模摊铺的需求量大,施工中选用大吨位的运输车辆,一般情况下要求6 m3/车以上,以防供料不足造成停机,影响路面平整度。滑模混凝土是一种高塑性混凝土,坍落度大约在40 mm～60 mm,所以新拌混凝土应尽快运至摊铺现场,不得超过混凝土运输允许的最长时间,运输过程中应防止混凝土的离析和分层,且最大运距不得超过15 km为宜。因此,在组建安装拌和楼时,首先应考虑原材料及混合料的运输问题。

3 混凝土材料

1)对原材料的要求。滑模混凝土是一种具有优良工作性、高抗折强度、高耐劳极限、小变形性能、高耐久性、经济性的高性能混凝土。因此,要求拌制混凝土的原材料、外加剂等选材精良。施工单位和监理单位对进场的原材料严格把关,并不间断抽检,不合格的材料不得进入搅拌楼。2)配合比设计。配合比设计是保证拌出优质混凝土的核心技术。新拌混凝土应具备优良的工作性,这样才能振捣密实、排气充分,既不出现蜂窝麻面,也不出现塌边、溜肩。路面出现麻面和塌边,势必平整度差,若不修补可能引起早期破坏;即使经人工修补,路面平整度也不理想。3)坍落度控制要求。根据施工实践证明,适宜滑模摊铺新拌混凝土的现场坍落度应控制在2.5 cm～3.5 cm之间,这就需要在施工过程中,根据气温、运距对施工现场及拌合站的坍落度加以检测,以保证混凝土混合料的现场坍落度来确定新拌混凝土出盘时的坍落度,从而提高平整度的质量。

4 基层对平整度的影响

4.1 基层的宽度、强度对平整度的影响

基层的宽度应为摊铺机履带行走提供足够的宽度,基层的宽度应比混凝土的每侧宽60 cm～100 cm或与路基同宽,同时基层应具备足够的强度,否则摊铺机行走时履带可能下卸,行走阻力加大,强制底板抬高,使平整度下降。

4.2 基层平整度对路面平整度的影响

基层平整度差,摊铺机行进过程中,其自动找平相对滞后,结果铺出平整度很差的路面。

4.3 基层干湿对路面平整度的影响

热天施工时,应当加强对基层的洒水养护,以防基层由于长时间暴晒,地面温度过高,结果导致机前局部水分蒸发较多,混凝土不均匀,工作性差异大,从而影响路面的平整度。

5 加强组织管理

1)基准线是滑模施工的“生命线”。因此,施工中应严格控制,并在摊铺之前对拉线桩逐一进行复核。2)摊铺机前和拌合站应配备方便的通讯设备,出现故障及时联系。拌合站出现材料供应不足需放慢搅拌速度,或两台搅拌站其中一台出现故障,均影响出料速度,拌合站应根据出料能力,及时通知摊铺现场放慢行走速度,摊铺现场应根据现场坍落度试验结果随时通知拌合站调整混凝土的坍落度。3)加强质量管理手段是使用好水泥混凝土路面滑模施工新技术,保障混凝土路面质量的关键环节。为此,首先应组织对上岗人员进行技术培训,提高人员素质,建立健全混凝土原材料、新拌混凝土坍落度、含气量、泌水量、路面弯拉强度各项技术指标等全套技术性能检验手段,确定全面施工质量管理体系,提高施工质量管理水平,也是保障铺筑良好平整度路面的重要环节。