悬架滚筒提浆整平机在桥面整体化层中的应用

连利冰

（广东华路交通科技有限公司，广东 广州 510420）

随着我国经济的发展，城镇密集地区交通流量逐渐增大，交通网逐渐加密。受制于城镇密集地区稀缺的土地资源，城镇密集地区交通干线桥梁占比为60%以上，部分交通干线桥梁占比达到90%以上。桥面整体化层的施工质量及效率直接关系到项目整体的质量和进度，因而逐渐引起了参建各方的重视[1-3]。

桥面整体化层施工可采取多种方式。根据工程规模和等级的不同，可采用小型机具、三辊轴和桁架式三辊轴等设备。施工设备直接决定施工质量的好坏。近年来，工程建设单位逐渐加强了桥面整体化层质量控制，但部分高速公路桥面铺筑仍存在平整度差、通车后不久即发生坑槽等早期损坏问题。进一步分析发现，施工设备选用不当及其施工控制不严格是造成这类现象的主要原因。针对此类问题，张稳涛[4]总结了悬架滚筒提浆整平机的施工工艺及其质量控制措施，研究了关门岭二号大桥桥面整体化层应用情况，结果表明：悬架滚筒提浆整平机大幅降低劳动强度，提高了施工效率；王辉[5]以某高速公路桥面施工为例，介绍了悬架滚筒提浆整平机施工技术，总结了施工工艺；王欢[6]介绍了桥面整体化层轻型钢桁架全幅施工工艺，通过与传统分幅施工工艺对比，发现该工艺对施工质量具有提升，且降低了施工成本。

目前研究多集中于定性评价悬架滚筒提浆整平机的施工效果，该设备的施工效果评价仍未有定量研究，本文依托广深高速公路改扩建(新塘立交改造)工程主线桥右幅外侧桥(RWK19+477.892-RWK20+230.337)试验段定量研究了轻型钢桁架和悬架滚筒提浆整平机的效果，总结了悬架滚筒提浆整平机的关键技术参数和关键施工工艺，并在广深高速公路改扩建(新塘立交改造)工程主线桥右幅外侧桥桥面整体化层施工中全面推广了该设备及其工艺。

一、桥面整体化层主要施工设备及评价

（一）主要施工设备简介

目前桥面整体化层的主要施工设备主要有小型机具、三辊轴、桁架式三辊轴整平机和悬架滚筒提浆整平机。各施工设备的主要介绍如下。

小型机具设备是一种比较轻巧快捷的机械设备，其优点在于设备小巧、施工方便，对于场地和作业环境要求较低，适用于公路等级较低、混凝土面板形状不规则或施工作业面较小的施工条件。

三辊轴整平机是目前较常用的机械设备，该设备操作简便、作业面积较宽，常用于水泥混凝土路面、高速公路匝道及二级公路以下桥面整体化层水泥混凝土摊铺。

桁架式三辊轴整平机在传统三辊轴整平机的基础上加工了桁架，提高了施工过程的效率，减小了操作工人数量，提高了工程效率，同时桁架式三辊轴整平机提高了桥面整体化层的平整度，在桥面整体化层中得到了推广应用。

悬架滚筒提浆整平机在桁架式基础上，提高了施工宽度，一次施工宽度最大可达到27m，同时由于悬架选用了较强钢材，进一步精准控制住了悬架挠度，提高了桥面整体化层的平整度。

（二）主要施工设备评价

从施工宽度、施工效率、人员配置及应用范围方面对比分析不同设备的施工参数，其结果如表1所示。

表1 主要施工设备评价

二、悬架滚筒提浆整平机施工效果评价

试验段施工宽度为16.5m，为充分对比悬架滚筒提浆整平机和桁架式三辊轴整平机的施工效果，从施工次数、表面浮浆状况、平整度和构造深度4个方面测试桥面整体化层试验段，各施工工艺试验段间距为100m，共200m。测试过程中构造深度测试横断面方向分别距边3m、9m和13.5m，纵断面方向间距为20m，共18个测点。平整度分别为横断面方向距边3m、9m和13.5m，分别在距离试验段起点20m位置出开始测试，采用3m直尺连续测试10尺。

（一）施工次数及表面浮浆评价

根据表1所示桁架式三辊轴施工宽度一般为15m，该施工宽度为16.5m，超过了桁架式三辊轴极限施工宽度，因此需要二次施工，首次在边部施工4m标高带，二次施工剩余12.5m中间部分，从而形成桥面整体化层。采用悬架滚筒提浆整平机则可1次完成全断面摊铺整批，其施工完成后，评价其表面浮浆，其结果如表2所示。

表2 试验段施工次数及表面浮浆评价对比分析

（二）平整度

根据试验安排，施工完成后测试试验段，其3m直尺最大间隙值（mm）分布图如图1～图2所示，连续10尺最大间隙值平均值如表3所示。

根据图1～图2及表3可知，横断面方向：由于桁架式三辊轴整平机采取二次施工，因此一次施工的标高带平整度存在差异，距边3m和距边13.5m处平整度均值差为1.5mm，而采用悬架滚筒提浆整平机施工时，距边3m和距边13.5m处平整度均值差为0.4mm，距边3m、距边9m和距边13.5m的3m直尺最大间隙均值差较小，因此悬架滚筒提浆整平机沿着横断面方向具有良好的均匀性和可靠性；纵断面方向：距边3m、距边9m和距边13.5m处3m直尺最大间隙值标准差规律为悬架滚筒提浆整平机小于桁架式三辊轴整平机，可见悬架滚筒提浆整平机在纵断面方向平整度变异性较小，也更具有可靠性和均匀性。

表3 试验段平整度均值对比

图1 桁架式三辊轴整平机3m直尺最大间隙值分布图

图2 悬架滚筒提浆整平机3m直尺最大间隙值分布图

三、悬架滚筒提浆整平机施工工艺

（一）设备关键技术参数

悬架滚筒提浆整平机设备对施工质量有重要影响，为规范设备参数，在充分调研市场的基础上，提出悬架滚筒提浆整平机关键技术参数如表4所示。

表4 悬架滚筒提浆整平机关键技术参数要求

（二）关键施工工艺

悬架滚筒提浆整平机关键施工工艺为轨道安装及标高复测、混凝土布料、混凝土摊铺与整平，其主要控制工艺如下。

1.轨道安装及标高复测

轨道安装及标高复测是桥面整体化层的关键工艺之一，直接决定着施工完成后的标高及其平整度，对于保证桥面整体化层高程、纵坡和横坡坡度等具有决定性作用，因此，施工过程中需要按照如表5所示的技术标准控制。

表5 悬架滚筒提浆整平机轨道安装精度控制标准

2.混凝土进场和布料

混凝土进场前应将桥面整体化层底部清理整洁并保持干净，布料前应及时洒水，保持底部湿润，施工过程中应严格控制混凝土的坍落度，现场应控制泵送混凝土坍落度不大于180mm，布料长度应不大于3m，布料顺序应先低后高。

3.混凝土振捣及整平

为保证边部混凝土振捣密实，提高施工质量，在靠近导轨处先用插入式振捣棒振捣预振，插入式振捣棒振捣时要快插慢拔，插点要均匀排列，不得遗漏，移动间距不得大于作用半径的1.5倍，每一振捣点的振捣时间为20s～30s。之后再用提浆整平机组整体振捣、整平、提浆，摊铺作业应采用前进振动、后退静滚方式作业，液化表面不再冒气泡并泛出水泥浆为准。

四、工程应用

（一）工程概况

广深高速公路改扩建(新塘立交改造)工程位于广州市增城区新塘镇，是广深高速公路与国道107线连接的互通立交，主线采用双向六车道高速公路标准、设计行车速度120km/h，通过对广深高速新塘立交实施交通优化改造提升出行条件，提高土地使用效率实现集约节约用地和综合开发，并拟作为省级首批高速公路沿线集约节约用地综合开发先行试点项目推进。广深高速公路改扩建(新塘立交改造)工程主线桥右幅外侧桥(RWK19+477.892-RWK20+230.337)全长759.65m，该桥面铺筑均为10cm沥青层，沥青铺筑层下部设计了10cm桥面整体化层，因此桥面整体化层的平整度可直接影响整个工程的平整度质量及其后期使用过程的舒适性。

（二）应用效果

根据本文介绍的设备关键技术参数及其施工工艺，选取北斗公司厂家生产的悬架滚筒提浆整平机，于2021年3月8日至2021年3月23日在广深高速公路改扩建(新塘立交改造)工程主线桥右幅外侧桥桥面整体化层中开展应用，工后在RWK19+800、RWK20+110、RWK20+140和RWK20+180分别采用《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450）方法测试，其结果如图3所示。

图3 桥面整体化层部分测点3m直尺最大间隙值

由图3可知，采用悬架滚筒提浆整平机施工，该路段桥面整体化层平整度较好，满足了设计规定3m直尺最大间隙值不大于10mm的要求。

五、结语

本文通过试验段对比、市场调研及工艺总结，得到以下结论：悬架滚筒提浆整平机可一次施工宽度不大于27m，适用于大宽度桥面整体化层摊铺与整平；与采用桁架式三辊轴整平机施工的试验段对比，采用悬架滚筒提浆整平机施工的桥面整体化层，其3m直尺最大间隙值为3mm～7mm，均值可降低约2mm，且该设备施工稳定性更佳；明确了设备关键技术参数和施工工艺，经广深高速公路改扩建(新塘立交改造)工程主线桥右幅外侧桥应用，取得了良好效果，在类似工程中可大力推广应用。