浅析滑模摊铺机施工水泥砼路面的质量控制
摘要:滑模摊铺机施工水泥砼路面是当前高速公路路面施工正在推广应用的技术。通过对采用滑模摊铺机施工水泥砼路面的质量控制所作的一些介绍,希望能为以后该项目的施组编制和现场施工提供参考。
关键词:滑模摊铺机，水泥砼路面，质量控制
水泥砼与沥青砼路面相比具有承载能力大,使用寿命长(水泥砼路面的设计使用年限为20～30年),日常养护费用低等优点。在高速公路水泥路面使用这项技术,不仅可以增强路面的连续性、整体性,保证车辆平稳行驶,还可以解决水泥砼路面上的摩擦噪音高、表面上的视觉光滑度差等问题。
滑模摊铺技术是一种正在广泛应用的公路水泥砼路面施工技术。其施工质量最高、效率高、抗超载能力最强、面板均质性最好、施工速度最快、是使用时间最长的一种水泥砼路面施工技术。在今后的高速公路水泥砼路面施工中将会全部要求使用滑模摊铺技术。
滑模摊铺施工的一般流程为:施工准备工作→混合料拌和→混合料运输→安装传力杆及钢筋网→滑模摊铺机铺筑→抗滑构造施工→面板养生→切缝施工→填缝施工→胀缝及施工缝施工。
如何保证新摊铺的路面达到和超过规定使用年限,保证行车的舒适和安全,关键是做好施工时的质量控制。从两个方面来谈谈这项技术施工中的质量控制方法。
1、严格按滑模摊铺机的操作要点操作
滑模摊铺机是滑模摊铺施工中最关键的设备,其型号较多,施工时应根据现场具体情况来选择。以德国WATGEN—850为例,可铺筑10～50cm厚、3～11.5m宽之间的砼板块(可根据需要组合调整),要求砼坍落度为2～4cm,每小时可摊铺120～200m3。
WATGEN—850与摊铺质量有直接关系的部件主要有机载布料器、振捣仓、高频振捣棒、导向传感器、搓平梁和超级抹平器。其摊铺作业操作要点如下:
(1)布料器:布料时控制好布料的数量,不宜过多或过少,特别要注意两侧均衡,边角的料一定要充足。
(2)进料门:要控制好振捣仓内的料位高度。过高会造成摊铺机阻力大,振捣排气效果差,路面密度差;过低会使挤压底板供料不足不能形成挤压作用,造成路面缺料出现缺料坑。正常料位是控制在振捣棒以上10cm左右。
(3)行进速度:摊铺机一定要缓慢均匀连续不间断工作,根据拌和能力在1～2m/min之间选择。振动频率1×104次/min左右,夯板频率167次左右为宜。
(4)高频振捣棒:摊铺机行走前应先开启振动棒以防漏振。振捣频率控制在6000～10000r/min内,具体应根据砼的稠度,坍落度以及摊铺机的行走速度,停机等料时间来控制,做到振捣密实,排气充分。新拌砼偏稀时,适当降低振动频率,加快作业速度;相反则应适当提高振动频率,降低作业速度。不能欠振、漏振造成麻面或拉裂,也不能过振、提浆过厚导致坍边、溜边以及砼表面不耐磨。
(5)成型密度:成型模板可根据施工要求调整成仰角以便使进到成型模板内的砼受到挤压增加砼的密实度。仰角大小视情况控制在2°～5°之间。
(6)弯道作业:机手应控制料仓料位及左右高度。先调整计量板使超高的一侧升高一些,另一侧降低一些;其次是提高小搅笼的转速,使之向高的一边提浆加快,确保料仓料位一致。
(7)坡道作业:向高或向低摊铺时同样应控制好计量板,保证进入料仓的料位适中;另外在由低向高摊铺时尽量避免大搅笼前堆料过多,防止摊铺机打滑,影响平整度。
(8)表面搓平、修整:搓平梁搓平后,以较小的变形在砼表面进行修整,精平成型的砼表面,并消除表面的气泡。搓平梁搓出的砂浆卷还可以修补中央拉杆打入后留下的凹坑,随后由超级抹平器抹平。由于超级抹平器不能完全抹到边,为保证边缘的平整度,须由熟练的工人进行人工抹平。
(9)纵向拉毛:砼面层在抹平器抹平后,用拖挂在加长模板后与摊铺机宽度相同的麻布进行纵向拉毛,以消除砼表面的气泡,形成路面的粗糙度,增加行车安全系数。拖挂抹布不宜过长,与砼接触面在1m范围内效果最好。每次应将抹布润湿透,并隔4～5h更换清洗,以防凝结的水泥颗粒破坏路面的平整度。
2保证水泥砼路面的“三度”:即抗弯拉强度、厚度和平整度
2.1确保水泥砼路面的抗弯拉强度
水泥砼路面要保证设计使用寿命20～30年,而使用寿命的长短与砼的抗弯拉强度有很大关系。国内采用高性能道路砼技术滑模摊铺的路面实测的平均抗弯拉强度在6.5～7.5MPa之间,使得砼面板对断裂的抵抗能力大大增强。如何保证新铺路面有较高的抗弯拉强度,施工中抓住以下几点是关键:
(1) 材料
材料是滑模摊铺水泥砼路面的质量源头和根本,所用材料应满足如下要求:
水泥:直接影响水泥砼路面的抗折强度和疲劳强度、耐久性和稳定性。应采用抗折强度高,收缩小,耐磨性强,抗冻性好的道路硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
细集料:一般采用粒径为0.15～5mm之间,级配良好,细度模数为2.3～2.5之间的粗砂或偏细粗砂,这样的砂与水泥浆的胶结能力强且耐磨。
粗集料:选用粒径在5～30mm之间,质地坚硬,无风化,强度不低于50MPa的碎石或砾石。在选择料场时应考虑除了强度以外还要控制材料的级配是最重要的。尽量选择一个合格的料场供料,如果一个料场的供料能力不足而使用几个料场供料时,必须进行级配试验后进行掺配使用。
引气剂:引气剂应既引气又起减水剂作用,减水率在6%～8%之间为宜,以松香树脂类为最好,可以增加新拌砼的粘聚性,改善和易性,防止泌水离析,提高砼匀质性。养生剂:最简单的是采用洒水覆盖养生,但跟不上机械化施工的需要,机械化施工还是需要选用养生剂养生的方式。可根据现场具体情况及要求选用国内常见的水玻璃基、石蜡基或聚合物单体树脂基养护剂。
(2)优化配合比
按正交试验方法进行配合比设计,并且在拌和站进行调试和试拌,要使新的混合料有好的适铺性,在强度、含气量、坍落度损失、密度等方面要满足要求;并根据天气、温度以及运输距离变化对现场摊铺效果的影响随时对配合比进行调整。
(3)选用性能先进的拌和设备
性能先进的拌和设备能较好地保证砼的抗弯拉强度。
2.2严格控制面板的厚度
路面板的厚度与使用寿命有很大关系,施工时面板厚度只能比设计厚而不能薄,要确保板厚100%合格。
(1)作好基层,使其标高、平整度和横坡符合要求,对不合格的基层要提前进行处理,使之满足要求。
(2)摊铺机的拉线挂好后,人工横向拉线检查路面板厚。如果板厚小于规定的厚度则调整拉线标高,一般调整原则是2cm需要在100m范围内调整。
(3)及时检测板厚是否符合要求。对厚度不够要分析原因,如果是摊铺机的参数设置不准应马上调整摊铺机参数。
2.3严格控制路面平整度
路面平整度是保证行车舒适的重要参数,《公路工程质量评定标准》(JTJ071—98)规定平整度δ≤1.5。要达到规定的平整度,施工中要注意从以下几方面进行控制:
(1)经常调整和保养摊铺机
摊铺机是一种比较精密的机器,只要某一个细部出问题,则其摊铺出的砼路面将存在各种各样的问题。而平整度会受到更加严重的影响。滑模摊铺机的搓平梁和超级抹平器调整合适,防止变形。施工前应对机械进行准确的校正,施工中根据具体情况适当调整虚方板、振动棒的升降,振动的频率以及超级抹平器的速度等,控制摊铺速度并保证砼进料均匀平稳。另外,要经常对摊铺机进行检查、保养,并配备足够的易损件。假如摊铺机的抹平器坏了找不到合适的配件而要人工去抹平,就很难达到要求的平整度。
(2) 保证砼的稳定性
滑模摊铺机施工对砼的稳定性要求极高,要求砼拌和料具有最佳的工作特性。砼拌和料从拌和站到摊铺机前的运输过程中会因运距、气温等外界环境影响而使混合料的有些技术指标发生变化。砼拌和料质量的稳定性完全取决于拌和站拌和的标准,因此拌和站应根据坍落度的检测情况随时进行微调,严格对配合比、外加剂进行控制,保证运到现场的混合料达到稳定性的要求。
(3)合理配置机械
确保摊铺机的连续作业是提高滑模摊铺砼平整度的关键,也是进行机械设备选型和配套的指导原则。摊铺机只有在连续工作状态下砼均匀、稳定地经过搓平梁才能达到较高的平整度。一旦停机频繁,搓平梁下的砼因受搓平梁自重作用的影响,一方面容易形成横向沟槽,严重影响路面的整体平整度;另一方面会造成骨料受压下沉,水泥净浆上升,导致这部分的砼不均匀,极易形成早期干缩裂缝。所以要选择足够的拌和及运输设备,达到不间断供料,连续摊铺。
(4)保证挂线精度
基准线挂线是为滑模摊铺机上的4个水平传感器和两个方向传感器提供一个精确的与路面平行的水平(横坡)和直线(纵坡)方向参考系。路面摊铺的几何精度和平整度很大程度上取决于拉线的测设精度。准确安装设置基准线对于滑模摊铺机施工至关重要。在拉线测量时要精确,严防出错,并随时对拉线进行抽检测量。同时安排边线巡视人员监视摊铺的导向系统传感器沿拉线滑行,以防掉线;任何人和车辆严禁触动已设好的拉线。拉线桩的纵向间距直线段不大于10m,在纵坡较大的地方要加密到5m左右;曲线段内侧加密到2.5～5m,外侧3.5～5m。
(5)及时检测和修整
路面板滑模摊铺也可能出现意外,如局部的麻面及平整度不符合要求,因此要有熟练的工人赶在抹平器之前进行修整处理,但严禁在搓平梁上来回走动,以免搓平梁下的砼受力不均造成更大的平整度损失。对抹平器未抹到的边缘人工抹平;两侧修整人员随时对路面的纵向、横向平整度进行检测,特别是纵缝处更要重点检测,发现问题立即修整。
(6)处理施工缝
横向施工缝的连接处往往最易影响平整度质量。因此要求摊铺机一次摊铺的长度尽量长,将施工缝调整到胀缝处。如不能实现,则用以下方法进行处理:一是摊铺机超铺一段距离待砼基本干硬时凿除多余部分,此法要求配备深层锯缝工具和横向传力杆打入工具;二是人工处理,即在施工前先立模然后摊铺机就位摊铺,施工完毕摊铺机移走后,人工做施工缝接头,此法则需要责任心强的熟练工人进行施工。
(7)及时切缝
切缝也是一道相当重要的工序,必须及时进行。否则会出现啃边掉角甚至断板而前功尽弃。
