(山西交通職業(yè)技術(shù)學院工程機械系 030031)
現(xiàn)階段,水泥混凝土路面施工技術(shù)被廣泛運用在公路工程路面施工中,對于高等級公路工程項目而言,需要不斷改進路面施工工藝,才能使公路建設更更具機械化特征,提高公路建設水平?;備伡夹g(shù)是水泥混凝土路面施工過程中常用到的攤鋪作業(yè)方法,該技術(shù)機械化水平高,因而能夠顯著提高施工效率,同時采用該技術(shù),能夠保證混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,更加節(jié)省材料的使用,從而降低成本支出,能夠滿足公路工程項目達到自動化和機械化施工的目標。與傳統(tǒng)攤鋪施工相比,滑模攤鋪技術(shù)能夠顯著提高水泥混凝土路面施工質(zhì)量。
滑模攤鋪技術(shù)充分利用滑模攤鋪機,對水泥混凝土路面進行施工,可取得良好的施工效益?;備仚C主要是由行走裝置、布料器、擠壓底板、振搗棒組、中央傳力桿插入器、擺動搓平梁、自動抹平器、養(yǎng)護液噴灑機和傳感器等構(gòu)成。
滑模攤鋪技術(shù)的施工原理主要為:利用施工導線作為引導裝置,開動滑模攤鋪機前進,在這個過程中不需要在邊緣位置架設模板,將滑模攤鋪機的主要構(gòu)件組裝好后,所有構(gòu)件被同一基準線所控制,然后按照平整度、密實度要求,對水泥混凝土路面開展攤鋪作業(yè)。應用滑模攤鋪技術(shù),需要與大型拌和設備進行相互配合,可保證攤鋪作業(yè)后的路面混凝土結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固,明顯提高施工安全性,并且能夠提高施工效率。
滑模攤鋪技術(shù)在施工過程中最為顯著的特征是將固定模板取消,而是替換成滑移式模板。這樣一來,就不需要進行模板加固處理,而是利用超聲波、拉線、激光等技術(shù),對水泥混凝土結(jié)構(gòu)的具體走向和位置進行確定,可節(jié)省大量時間。運用滑模攤鋪技術(shù),可一次完成連續(xù)施工。
(1)運用滑模攤鋪機能夠明顯提高路面施工的速度,通常攤鋪速度能夠達到每分鐘1-3m,如果是雙車道一次攤鋪作業(yè),同時使用2臺攤鋪機,攤鋪的厚度為26.0cm,攤鋪寬度8.25m,那么每日路面攤鋪的路程能夠達到500-1000m。通過研究分析和實踐經(jīng)驗證實,攤鋪速度控制在每分鐘1.2m,路面攤鋪效果最佳。實際上,水泥混凝土路面施工需要嚴格控制時間,應用滑模攤鋪機器,能夠節(jié)省施工時間,滿足路面施工要求。
(2)除了能夠提高路面施工效率外,滑模攤鋪技術(shù)也具備自動化程度高的特征,使用滑模攤鋪機過程中,需要利用基準線作為導向設備,快速使路面得以成型?;備伡夹g(shù)施工過程簡述如下:使用螺旋布料器,對水泥混凝土拌合物均勻向路面鋪開,攤鋪形式為橫向鋪,然后又用刮平器,將拌合物刮平。刮平處理后,采用振搗器對拌合物進行振搗,觀察其密實性,滿足路面施工設計要求后,進行路面整平,整平采用刮平板,使水泥混凝土路面更加平整和密實,最后采用光面帶,行抹面處理。
(3)運用滑模攤鋪技術(shù),施工人員僅需要正確使用滑模攤鋪機,無需耗費更多人力和物力,能夠節(jié)省大量施工資源,并且降低施工現(xiàn)場管理的難度。
(4)滑模攤鋪不需要設置相同水平面的施工縫,因此無需處理大量的施工縫,大大減少沖洗、鑿毛作業(yè)量,因此施工連續(xù)性良好,能夠提高路面的施工效率。
(5)應用滑模攤鋪技術(shù),可減少混凝土材料的使用量,這是因為滑模結(jié)構(gòu)是封閉的,對滑模結(jié)構(gòu)進行固定,形成工作盤。固定器材使用液壓千斤頂和爬桿可進一步拓展施工作業(yè)面,可節(jié)約臨時預埋板、墊板及其他輔助性材料。
(6)在路面施工是采用滑模攤鋪技術(shù),可控制施工成本支出,這是因為該技術(shù)能夠節(jié)省模板和多種輔助材料,施工時往往不受氣候和天氣條件的影響,從而控制施工時間,提升路面施工的總體經(jīng)濟效益。
2.1.1 混凝土原材料及配合比
為保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,需要正確選擇材料,高等級公路工程施工不建議加大水泥用量,而是選擇抗折性能良好和強度較高的水泥。要對水泥成分中膠砂成分進行分析,其抗折強度要≥7MPa方能保證原材料質(zhì)量,這樣能夠使混凝土試配強度超過5.6MPa。與此同時,不建議加大水泥用量的原因也是為了成分保證混凝土收縮性能、抗裂性能。
選用小粗集料、碎石、礫石,能夠保證原材料配制的合理性,使混凝土材料更具抗折強度。通常來說,高等級公路攤鋪作業(yè)的粗集料,粒徑含量應該控制在5-10mm,而碎石和礫石,最大粒徑分別≤30mm和20mm。
砂的總比表面積,可對用水量產(chǎn)生直接影響,因此要合理計算砂率,選擇粗砂、中砂,目的在于降低混凝土配制的用水量,如果混凝土配制后其抗折強度能夠達到施工要求,則選擇細砂即可。在此基礎上,為提高施工質(zhì)量及效率,合理控制水泥水灰比,降低單位用水量,需要結(jié)合砂的細度模數(shù)計算砂率,從而強化混凝土抗折強度。
要想保證混凝土配合比符合攤鋪作業(yè)要求,需要添加外加劑,這是因為混凝土路面施工采用滑模攤鋪技術(shù),要求保持較高的混凝土坍落度,使用外加劑能夠達到這個效果。除此之外,也需要加入適量的鋼纖維,或者玄武巖纖維,從而提高混凝土抗折強度,但是要控制纖維的長度。
2.1.2 滑模施工技術(shù)
針對原材料方面問題,應該加強質(zhì)量控制。在此基礎上,需要對水泥混凝土質(zhì)量進行控制,特別是攪拌質(zhì)量。對于新拌合的混凝土,則需要保證其性能穩(wěn)定。在運輸混凝土過程中,不能加水,攤鋪作業(yè)時同樣如此。
要想保證高等級公路水泥混凝土路面后續(xù)使用的安全性與穩(wěn)定性,需要合理控制路面的板厚。一般來說,板厚需要通過溫度應力、彎拉應力等指標進行合理計算,同時也要結(jié)合路面疲勞極限值。如果板厚不滿足要求,則會形成較大內(nèi)應力,加速路面損壞速度。也就是說,要對路面的板厚進行合理控制,技術(shù)要點如下:
(1)控制好高線拉線精度,通常情況下,滑模攤鋪設備在實際施工時需要沿著拉線向前攤鋪,需要保證拉線方向及高程的準確性,避免精度值不足影響到攤鋪作業(yè)的實際效果。
(2)施工人員應該借助拉線,對板厚進行提前測量,計算其是否滿足實際施工標準。拉線布置好后,需要在正式攤鋪作業(yè)前組織相關(guān)人員進行實測,確定滿足施工要求后,才能啟動滑模攤鋪機。
(3)在路面攤鋪之前,需要準確測量低模板高程,然后掛上將自動傳感器與拉線進行連接,然后開展行走試驗,調(diào)整方向傳感器,對擠壓底模板尾部高程進行準確測量,測出的高程就是混凝土路表面的高程。
(1)為了使拉線精度更加準確,需要對其進行嚴格控制,防止測量時出現(xiàn)差錯,應該及時采用專業(yè)儀器和設備對測量結(jié)果進行抽檢,或者組織復測工作。嚴禁出現(xiàn)闖線行為,因此攤鋪作業(yè)時禁止非工作人員進入場地,并且不能受到車輛的干擾。密切關(guān)注拉線狀況,并對傳感器情況進行觀察,避免出現(xiàn)傳感器掉線現(xiàn)象。
(2)為實現(xiàn)連續(xù)攤鋪,并且保證混凝土材料的供應量,應該對確定好最小攤鋪速度,一般控制在每分鐘1m即可。滑模攤鋪機??康穆访妫浠炷两Y(jié)構(gòu)的平整度與其他位置不同,加之受到擠壓底板也會對混凝土路面產(chǎn)生一定的擠壓,因此會降低路面標高,在作業(yè)時要把這個問題和因素考慮進去。
為進一步提高路面攤鋪的平整度,需要在作業(yè)前對滑模攤鋪設備的履帶,密切監(jiān)控傳感器的運行狀況,并且對設備參數(shù)進行調(diào)整,使其達到最佳工作狀態(tài)。
在攤鋪作業(yè)的施工現(xiàn)場,為提高施工質(zhì)量,需要進行測量放樣,然后正確架設傳感器導向線,控制好導向線長度,1km即可滿足工作量要求。與此同時,施工人員應該對待攤鋪路面與傳感器導向線之間的距離進行確定,通常兩者距離維持在1.0-1.5m之間,而高度值的確定依據(jù)則是將路面延伸至導向線實測標高,并在此基礎上增加20cm。距離和高度的準確性直接關(guān)系到每根導向鋼纖的具體位置的確定。攤鋪機進場之前,組織人員復測距離和高度,確保施工精度。
調(diào)整攤鋪機位置,使其合理就位,然后讓攤鋪機在準確位置入場,安裝相關(guān)的配件與構(gòu)件,檢查無問題后,將攤鋪機??吭谄鹗嘉恢?,這樣能夠保證左側(cè)模板和右側(cè)模板均平行于導向線,并且保持前后等距,然后啟動自動調(diào)整方向裝置和攤鋪機的發(fā)動機,使機械能夠緩慢駛向路面作業(yè)方向。施工人員觀察導向線和預設模板,確定好兩者之間的距離,然后找出路基方向(分為縱向和橫向),形成一個矩形。
水泥混凝土攪拌的質(zhì)量控制要點:及時檢查攪拌設備的實際運行情況,明確各個構(gòu)件的使用狀態(tài),然后結(jié)合配料單,將多種材料的相關(guān)輸入到計算機系統(tǒng)中,各方確認無誤后開始進行混凝土攪拌。通過自卸車運輸拌合完成的水泥混凝土材料,這樣能夠保證混凝土不會在運輸途中發(fā)生變性或者變干,避免出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象,也防治出現(xiàn)漏漿。為進一步保證混凝土性能,需要嚴格控制卸料高度,一般不超過1.5m。
布料的要點在于混凝土均勻,并且保證是全寬方向,必要時可在居中位置進行適當抬高,應該合理控制布料的高度,一般來說要比成型后高一點,5-10cm即可。
攤鋪作業(yè)時,啟動攤鋪機的自動找平裝置,同時開啟自動轉(zhuǎn)向傳感器,使機械能夠平穩(wěn)向前推進。觀察攤鋪情況,看到布料器與水泥混凝土路面接觸時,要根據(jù)布料狀況,必要時開展第二次布料,然后調(diào)整一下劑量門所處的位置,使料順利進入。施工作業(yè)人員觀察振動棒完全解除到水泥混凝土料時,開始啟動振動功能。在此過程中,已經(jīng)振實的混凝土會受到擠壓,利用連接筋、傳力桿,形成水泥混凝土路面。
為進一步提高路面施工的總體質(zhì)量,需要施工人員對滑模攤鋪效果進行檢測,發(fā)現(xiàn)路面缺陷后,然后及時對缺陷位置和大小進行確定,然后及時進行抹平和修整。除此之外,還要對路面平整度進行檢查,分析路面標高,無質(zhì)量問題,及時開展路面養(yǎng)護。
一般情況下,采用水泥混凝土施工的公路工程項目,需要采用刻槽技術(shù)。如果應用軟拉抗滑構(gòu)造進行路面施工,需要配置拉毛養(yǎng)生機,使材料更加均勻攤鋪在路面上,路面也因而更為平順,滿足高等級公路施工要求。
綜上所述,在水泥混凝土路面施工過程中應用,滑模攤鋪施工技術(shù),不僅是現(xiàn)代化和自動化的施工方式,同時也具備機械化性質(zhì),能夠提高路面施工的效率和質(zhì)量。作為新型公路路面施工工藝,滑模攤鋪技術(shù)可強化水泥混凝土路面的強度,同時也能夠保證路面施工的平整度,在公路工程項目中發(fā)揮優(yōu)勢。在實際應用時,需要結(jié)合滑模攤鋪施工流程,不斷改進施工工藝,最大程度提高施工效益。