7、水泥混凝土路面三轴整平机摊铺施工工艺工法.docx

水泥混凝土路面三轴整平机摊铺施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况水泥混凝土路面具有刚度大、承载能力强、使用寿命长等优点，因此，经常作为重负荷交通条件路面结构层使用。三辊轴整平机施工混凝土路面实质上是小型机具的改造形式，其施工程序与小型机具接近。不同之处是用排式振捣机代替手持振动棒，另外一个不同点是将振动梁与滚杠两步工序合成为三辊轴整平机一道工序完成。1.2 工艺原理三轴整平机是由两台发动机、变速器和3根滚动轴组成的。第一台发动机带动第一根偏心滚动轴向后边转动边振动，使得与振动辊接触的混凝土料受到击打，表面骨料下沉，水泥砂浆上浮，起到提浆及振捣作用。第二台发动机带动后两根滚动轴进行滚压，消除振动辊击打混凝土料时留下的条痕，起到整平的作用。从而达到混凝土面整平振捣的目的。由于三轴整平机振动辊振动频率比较低，一般振动深度为1518cm，其混凝土振捣质量主要靠行走于三轴整平机前面的排式振捣器来保证。2 工艺工法特点2.1 设备结构简单，造价低，能适应大范围路面宽度连续变化要求。2.2 操作简便，混凝土密实度高，整平效果好，施工工艺易掌握。3 适用范围适用于公路、城市道路、低等级机场跑道、停机坪等混凝土路面工程施工，也可用作桥梁工程混凝土桥面铺装。4 引用标准公路工程质量检验评定标准JTG F/80；公路水泥混凝土路面施工技术规范JTG F30；公路工程集料试验规程JTG E42；公路混凝土外加剂应用技术规范GB50119；公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTG E30；设计图纸、文件及招标文件。5 施工方法在三辊轴整平机及人工配合下，将水泥混凝土按照一定厚度进行铺筑，经过振捣、整平、揉浆、收面、拉毛、刻槽、养护、板缝处理等一系列工序后形成水泥混凝土路面。6 工艺流程及操作要点6.1工艺流程水泥混凝土路面三辊轴整平机施工施工工艺流程见图1。图1 三轴整平机施工工艺流程图6.2 施工操作要点6.2.1施工准备（1）开工前对设计图纸进行复核，熟悉施工技术规范，编制施工组织设计。（2）全线联测复核水准点、导线点。以保证施工过程中路面结构符合设计的高程、厚度和平面位置要求，并恢复线路中桩及边桩。（3）编制专项施工方案，并由项目技术负责人到技术人员，技术人员到班组长，班组长到操作工人进行三级技术、安全、环保、质量交底。（4）检查下承层的高程，平整度、宽度、弯沉等指标是否符合设计和规范要求，对不符合要求的进行重新整修直至检验合格为止。仔细检查下承层边部质量，对于局部软弱部位要进行换填处理，整平压实。对整个施工工作面的基底进行全面清扫，清除基层表面的浮土、砂石等杂物。（5）混凝土拌合站布置要完成三通一平的工作，进出场道路必须硬化处理，防止机械车辆行驶对材料的污染。堆放材料的场地要硬化，场内布置要考虑具有石料冲洗排水的功能，不同料堆之间要砌墙隔离，防止混料，对于细集料必须采用覆盖措施。（6）接入现场的施工用电布局合理、规范，符合用电安全规范要求。拌合站设备安装调试就位，并储存可供1015天使用的原材料，配合比设计满足设计及规范要求。6.2.2 测量放样（1）引测路面中心线、水准点，建立平面位置和标高控制网，对控制点进行保护。（2）用全站仪或经纬仪以路面中心线为基准线，按设计图纸，在基底上逐条放出每道纵缝的位置线，放线时应弹出墨线或定出控制点，然后再测出横向缩缝位置线。在横向缝位置，每隔20m30m应在路边两侧各做控制点（用混凝土包铁钉保护），做为混凝土浇筑后横向切缝的依据。（3）标高测量与控制。支摸前一天，在纵横缝交叉点处打入钢钎，根据道路纵、横断面设计图计算出每个钢钎处的路面设计标高，用红铅笔或红油漆在钢钎上做出标记并做好记录做为复测依据。6.2.3 模板制作、安装与拆除（1）模板加工采用槽钢做模板，每节长度宜为35m，模板应根据设计要求预先设置拉杆插入孔。模板必须纵向顺直、立面垂直、顶面平整，槽钢型号可根据路面厚度、拉力杆直径、传力杆直径综合而定，高度一般比路面设计厚度低12cm以便调整立模。（2）模板支立必须支立牢固，定位精确，无错台，合缝严密避免漏浆。模板安装的平面位置和高度通过拉线控制，垂直度通过垫楔木调整，底部空隙用砂浆封堵。模板的固定采用背部焊接钢筋固定支架，支架间距不大于1m，用钢钎固定，模板固定支架构造见图23。模板应涂刷脱膜剂或新机油。安装好的模板应能承受摊铺、振捣、平整等设备的冲击和振动而不变形、不移位。 图2 焊接钢筋固定支架 图3 工作缝端模侧立面（3）模板的拆除拆模要根据温度条件和混凝土强度增长情况确定，一般要求是混凝土抗压强度不小于8Mpa时方可拆模，拆模时要仔细，严禁损坏混凝土板的边、角，拆除的模板及时进行清理整形并涂抹脱模剂以备下次使用。6.2.4 混凝土的拌和与运输（1）开工前，试验人员要对砂石等原材料的含水量进行检测，确定施工配合比。采用钢纤维混凝土时，对于非层布式钢钎维混凝土应先投入砂、石、水泥、钢纤维进行干拌，使钢纤维均匀分散于拌合料中，然后加入水湿拌，并适当延长拌合时间。（2）各项工作准备充分后，开始混凝土料拌和并迅速将混凝土料运抵施工现场，现场试验人员应立即测试坍落度，检验和易性，以确定现场施工工艺性能，采取适当方法进行施工，同时迅速将测试情况通知拌和场，进行适当调整，以满足现场施工工艺，三轴整平机施工对坍落度的要求范围较小，一般为2540mm为佳，具体情况视气温、风速、运距等情况而定。（3）运输通常选择1020t自卸汽车，根据施工进度、运距、运量及路况确定车型及数量，使用自卸车运输混凝土最远运输半径不宜超过20Km。（4）运输到现场的拌合物必须具有适宜摊铺的工作性。不同摊铺工艺的混凝土拌合物从搅拌机出料到运输、铺筑完毕的允许最长时间应符合表1的规定。不满足时应通过试验确定，加大缓凝剂或保塑剂的剂量。（5）运送混凝土的车辆装料前，应清净厢罐，洒水润壁，排干积水。装料时，自卸车应挪动车位，防止离析，搅拌楼卸料落差不应大于2m。（6）混凝土运输过程中应防止漏浆、漏料和污染路面，途中不得随意耽搁。车辆起步和停车应平稳。注：指日间平均气温，使用缓凝剂延长凝结时间后，本表数值可增加0.250.5h（7）超过表1规定摊铺允许最长时间的混凝土不得用于路面摊铺。混凝土一旦在车内停留超过初凝时间，应采取紧急措施处置，严禁混凝土硬化在车厢(罐)内。（8）混凝土料的供应速度力求稳定连续，以免影响混凝土料的均匀性，使混凝土料因水化速度不一致，产生不均匀变形和复杂的内应力，导致混凝土路面平整度和内在质量下降。6.2.5 混凝土布料（1）摊铺前基层表面应洒水湿润，防止基层吸水使混凝土板面产生细微裂缝，运输车直接将料卸在基层上，如发现有离析现象，应进行二次拌和。（2）布料前必须确定适当的松铺厚度，松铺厚度可按体积计算加系数进行调整，随现场混凝土料坍落度变化而有所差别。对于坍落度较大，易密实，一般松铺厚度较小；对于坍落度小的混凝土料，因内部骨料支立作用，造成空隙较大，一般松铺厚度应偏大些。松铺厚度系数一般取1.1左右。对于横坡坡度大的路段，由于混凝土料流动性，高侧应比低侧有更大的松铺厚度，高侧松铺系数为1.2左右，在施工中松铺系数应根据试验确定。（3）为了保证混凝土试件能正确反映混凝土路面的性能，试件应在浇注现场进行制作，同条件养护，试验结果作为混凝土路面质量评定资料。同时根据试验结果，对施工配合比的优化提供指导依据。6.2.6 混凝土振捣（1）排式振捣器是保证混凝土料充分密实的关键工序，三轴整平机的振动辊只能对混凝土路面的表层起振捣作用。振动棒距模板的距离为20cm为宜，振动棒不得距模板太近，以免与模板产生共振，产生漏浆现象，使侧面混凝土出现蜂窝。排式振捣器的工作过程采取连续行走方式，其行走速度必须满足混凝土料振动排气时间要求，对于坍落度为2050mm的混凝土料，在振动有效范围内，振动时间不得低于15s，排式振捣器行驶速度一般采用2m/min，振动密实情况完全满足施工规范要求。（2）对于间隙式插入振动方式，其行走距离和振动时间是通过操作员直接控制的，现场操作中，根据混凝土料的变化，采取相应的振动时间和行走距离，以满足混凝土料充分密实的要求为标准，振捣按快插慢拔，插入点应均匀，不得遗漏或过振，做到振捣密实，移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5 倍，并不得大于0.5m，混凝土表面平坦泛浆为止，振捣时间宜为1530s，振动密实效果满足施工规范要求。6.2.7 拉杆、传力杆埋设（1）按照设计图纸加工拉力杆、传力杆并规范设计纵缝、横缝及胀缝。（2）采用自行式钢筋拉杆压埋机进行埋设拉杆作业，精确定位。（3）传力杆在每道横向缩缝上设置，施工缝也应布置，在嵌缝板上面预留圆孔以便使传力杆穿过；嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条，其旁再放一块胀缝模板，按传力杆间距和位置，在胀缝模板下面加工u型倒梳齿槽，使传力杆由此通过，传力杆两端固定在钢筋支架上。6.2.8 三滚轴整平、收面抹光（1）三轴整平机的施工能力理论上可达到50m/h，根据施工的实际经验，三轴整平机施工速度2030m/h为佳，一般不宜超过35m/h，施工速度过快，人工辅助整平抹光速度跟不上，易造成混凝土路面质量问题。（2）作业单元划分：三轴整平机作业单元长度宜为2030m，振捣与三轴机整平两道工序之间的时间间隔不宜大于15分钟。（3）在一个作业单元内，三轴机采用前进振动、后退滚压的方式作业，为达到理想平整效果，宜往返作业23遍。滚压完成后，将振动辊抬离模板，用整平轴前后静滚，直到表面平整度符合要求，表面砂浆均匀为止，静滚遍数一般为46遍，人工配合整修填补铲刮。（4）整平机作业完成后，应根据混凝土面表面泌水情况，适时进行刮平作业，将表面泌水稀浆刮除，对于整平机无法整平的局部突起部位，可用刮尺刮除，出现混凝土料过高的部位，可采用人工铲除，但人员不得直接踩踏成型混凝土面，需借助踏板进行。每次作业时需重叠二分之一，以保证不出现漏刮部位。对于局部低凹部位，应立即用混凝土砂浆补平，再用刮尺刮除多余砂浆。（5）表面砂浆厚度宜控制在4mm（1mm），被振动辊提起向前推移的水泥砂浆应人工刮除，刮除的砂浆不能再用于路面内，禁止将上一单元的水泥砂浆向下一单元推赶。（6）刮尺作业后，即采用抹刀抹光，进一步消除局部不平现象，同时消除由于刮尺过后，混凝土面失水收缩，造成变形，抹刀作业后，表面平整度基本达到要求。（7）混凝土表面接近初凝状态时，采用检尺对混凝土面的每断面进行检查，检查时，纵断面每次重叠检尺的二分之一到三分之一，以保证纵断面连接面连续，平整度达到合格要求。对发现不合格部位再次采用抹刀抹面，消除检尺痕迹和表面砂眼麻面现象，并使表面磨耗层的强度进一步增强。6.2.9 混凝土养护初期养生时，修边及抹面完成后，应以最快速度使用保湿膜、土工布、麻袋、草袋、草帘等覆盖并均匀洒水湿润，保持混凝土表面始终处于潮湿状态，并由此确定每天的洒水次数。昼夜温差大于10以上地区或日平均温度小于5施工的混凝土路面应采取保温保湿养生措施。养生时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定，当大于等于设计弯拉强度的80时，可停止养生。一般养生天数宜为1421d，高温天气不应少于14d，低温天气不应少于21d。掺粉煤灰的水泥混凝土路面，最短养生时间不宜少于28d。6.2.10 切缝、灌缝、刻纹（1）混凝土切缝。根据气候灵活掌握，不宜太早也不宜太晚。一般切缝时间见表2。操作者应穿绝缘鞋，戴绝缘手套，沿所弹墨线切割，切割深度、宽度依据设计要求，设计未有要求时，切缝宽度应控制在46mm，接缝断开后适宜的填缝宽度应为710mm，最宽不宜大于10mm，切缝深度不应小于1/31/4板厚，最浅不小于70mm，填缝深度2530mm。切缝机刀片应与机身中心线成90，并与切缝线成直线，切缝后应尽快灌注填缝填料。（2）对钢钎维混凝土应在混凝土强度达到设计强度的2030时安排切缝作业。具体时间可根据同条件养护试件试验强度确定。表2 经验总结切缝时间昼夜平均温度范围（） 切缝时间（h）510504010154025152025202025201825301815（3）灌缝。灌缝可用机械或人工两种方法，首先应清除缝内临时密封材料，清理干净，用灌缝机插电加热填缝料，稠度调好后，灌缝机在横缝上退进灌缝，冬天灌缝时，缝顶面高度与路面平齐，夏天灌缝时最终高度比表面缝低10mm左右，如果采用固态填料，则可采用镶嵌办法填入填缝料，但不管任何情况均应保持路面清洁，防止污染。填缝必须饱满、均匀、连续贯通，与缝壁粘接充分，确保不开裂、不渗水。（4）刻槽。采用混凝土刻纹机硬槽纹。最佳刻槽时间，一般路面强度达到标养28d强度的40% （养生2d3d之间）作为刻槽的最佳时间。相邻面板在刻槽时保持槽沟连贯, 施工时先划出标线或先挂线再施工, 机械操作人员必须随时控制机械, 确保刻槽的顺直。施工推荐采用16 片刀头的刻槽机进行刻槽。为降低汽车行驶噪音，推荐采用不等间距刻槽的方式，锯片间距可采用24-32-18-24-32循环的方式进行组合。槽宽46mm，深35mm，刻槽完成后用高压水枪将残余物清洗干净。6.2.11 施工气候条件水泥混凝土路面铺筑期间，应注意收集当地天气预报资料，遇有影响混凝土路面施工质量的天气时，应暂停施工或采取必要的防范措施。（1）降雨天气禁止施工水泥混凝土路面（隧道内除外）。（2）不宜采用低温施工，当昼夜平均气温连续5d低于5及，夜间最低气温低于-3时，不得施工。（3）混凝土道面应尽量避免在干热及大风天气中施工。风速大于10.8m/s时必须停止施工。（4）现场气温高于40或混凝土拌合物摊铺温度高于35时，必须停工。6.2.12质量检查与验收施工过程中及施工完成的路段按照公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30）中的项目和频率进行检查验收，主要检验控制项目见表3。表3 公路水泥混路土路面铺筑主要项目质重要求项次检查项目允许值高速公路、一级公路其他公路1弯扭强度(MPa)100%符合附录A.1的规定2板厚度(mm)代表值-5；极值-10,CV值符合设计规定3平整度(mm) 1.2 2.0IRI(m/km) 2.0 3.23m直尺最大间隙h(mm)3(合格率应90%)5(合格率位90%)4抗滑构造深度(mm)一般路段0.701.100.500.90特殊路段0.801.200.601.005相邻板高差(mm)2 36连接摊铺纵缝高差(mm)平均值3；极值5平均值5；极值77接缝顺直度(mm) 108中线平面偏位(mm) 209路面宽度(mm)士2010纵断高程(mm)士10土1511横坡率(%)士0.15士0.2512断板率() 2 47 劳动力组织水泥混凝土路面三轴整平机施工的劳动力见表4，具体可根据工程规模等情况进行调整，以满足施工略有富余为原则。表4 每班主要劳动力配备序号职务或工种人数负责项目1现场负责人1指挥协调2测量员4施工测量3试验员2拌合站、摊铺现场4设备操作工2三轴整平机、排式振捣器操作5摊铺12配合机械摊铺混凝土6养生6养护和养护材料的收集搬运7机械司机10装载机、运输车辆等8切缝、刻槽4路面切缝、刻槽9拌和站8混凝土拌和站工作人员10钢筋工4路面钢筋加工安装11合计538 主要机具设备水泥混凝土路面三轴整平机施工的主要施工机械设备见表5，具体数量和机械规格等根据工程规模、特点等进行调整配备，以满足施工略有富余为原则。表5 主要机械设备序号机械设备名称规格单位数量备注1水泥砼搅拌机60m3/h台22装载机ZL50台13发电机30kW/50kW台2各1台4砼运输自卸车20t台8根据运距调整5三滚轴整平机台1根据需要选择6排式振捣器台1根据需要选择7切缝机台18拉杆插入机台19刮 尺把210刻槽机台111洒水车8m3台212钢筋切断机台1另外施工前还应根据工程量和摊铺能力准备足够的模板、灌缝机、路障、反光警戒标志、塑料布、棉毡等材料。9 质量控制9.1 易出现的质量问题9.1.1水泥混凝土配合比的设计和生产控制。9.1.2厚度、平整度、密实度不满足设计要求。9.1.3运输及摊铺过程中混合料离析。9.1.4裂缝、粘浆、蜂窝、麻面等外观缺陷。9.2 质量保证措施9.2.1 施工配合比的确定：设计配合比要满足混凝土的抗弯拉强度、工作性、耐久性和经济性的要求。施工配合比应根据天气、运距等的变化调整减水剂、引气剂等外加剂的掺量及用水量，以保证施工现场混凝土的坍落度等工作性能适宜三轴摊铺机工作并保持稳定。9.2.2 路面正式摊铺前，应进行不小于200m长的试验段进行铺筑，以便检查机械性能、机械组合、施工工艺参数、路面质量控制、拌合站混凝土生产质量及协调等能力是否能够满足路面质量要求，否则应加以调整。9.2.3 模板安装应牢固，应严格控制混凝土拌合物坍落度、和易性，防止运输过程失水、离析。9.2.4 运输车辆车厢干燥时，需用水湿润，遇大风天气需加帆布覆盖。9.2.5 刮尺和抹尺平直度是保证精平的关键，对于刮尺和抹尺的使用，应当经常进行检查校正，特别是每班开工前必须进行此项工作，以免发生变形，影响平整度，对无法校正的刮尺和抹尺应予以更换。9.2.6 施工过程中应严格控制水灰比，施工中尽可能将表层稀浆刮除废弃。收面后即使进行养护，控制水份散发速度，可有效控制表面裂纹的产生。混凝土抹光后应按要求及时覆盖养护。9.2.7混凝土面出现砂眼、麻面，应在刮尺刮除后，立即将粗糙骨料部位补原砂浆，再用抹尺进行抹平，最终收面量，用小抹刀细心操作，一般可消除。9.2.8由于支立模板不牢固，下部未充分垫实，造成漏浆现象，或振捣不密实等原因，使用混凝土路面边侧面出现孔洞现象，形如蜂窝。应重点加强支立模工作和调整振捣器位置，达到消除侧面蜂窝目的。10 安全保证措施10.1安全风险分析10.1.1拌和站及施工现场防火、用电等安全风险。10.1.2各种机械设备操作安全，车辆行驶交通安全。10.1.3混凝土拌和站安全及生产人员身体健康风险。10.1.4夏季高温施工防暑安全。10.2 安全保证措施10.2.1应制订搅拌楼、发电机、运输车、滑模摊铺机、三辊轴机组等大型机械设备及其辅助机械(具)的安全操作规程，持证上岗，并在施工中严格执行。10.2.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。10.2.3运输车辆应鸣笛倒退，并有专人指挥和查看车后。10.2.4施工现场必须做好交通安全工作。交通繁忙的路口应设立标志，并有专人指挥。夜间施工，路口、模板及基准线桩附近应设置警示灯或反光标志，专人管理灯光照明。10.2.5摊铺机械停放在通车道路上，周围必须设置明显的安全标志，正对行车方向应提前200m引导车辆转向，夜间应以红灯示警。10.2.6 施工机电设备应有专人负责保养、维修和看管，施工现场的电机、电线、电缆应尽量放置在无车辆、人、畜通行部位，确保用电安全。10.2.7现场操作人员必须按规定配戴防护用具。使用有毒、易燃的燃料、填缝料、外加剂、水泥或粉煤灰时，其防毒、防火、防尘等应按有关规定严格执行。10.2.8施工人员应穿戴好劳动保护用品，夏季高温施工环境，应采取防暑降温措施。当摊铺现场气温达30及以上的施工，属于高温施工。高温施工宜避开中午施工，尽量安排在早晨、傍晚或夜间施工。11 环境保护措施11.1施工现场设置清晰、齐全的标志、标牌，施工机械作业现场设有专人指挥，施工现场、施工便道路容路貌整洁有序。11.2搅拌楼、运输车辆和摊铺机的清洗污水不得随处排放；每台搅拌楼宜设置清洗污水的沉淀池或净化设备，车辆应在有污水沉淀或净化设备的清洗场进行清洗。11.3废弃的混凝土、基层残渣及机械设备的修理残渣和油污等废弃物应分类集中堆放或掩埋。11.4搅拌场原材料和施工现场临时堆放的材料均应分类、有序堆放。施工现场的钢筋、工具、机械设备等应摆放整齐。11.5 加强施工现场材料的运输管理，严防运输过程中出现漏、洒现象，施工道路应及时维修确保道路平整、畅通，并及时洒水以减少扬尘。11.6 使用机械设备的工艺操作，尽量减少噪声污染，施工场地的噪声应符合有关规定。12 应用实例12.1 工程简介及施工情况12.1.1 浙江省金丽温高速丽青段第四合同段，阳山隧道左洞全长2160m，右洞全长2187m，为分离式双向4车道高速公路。设计24cm厚C35混凝土路面36850，采用三滚轴整平机整平施工，平均每班（10h）施工路面230m。工程于2005年5月开工，2005年8月竣工，一次验收质量全部合格。12.1.2 十堰至天水高速公路安康至汉中段第七合同段，古城隧道左洞全长2084m，右洞全长2087m，为分离式双向4车道高速公路。设计26cm厚C35混凝土路面34400，采用三滚轴整平机整平施工，由于工法应用熟练、控制得当，路面平整度控制好，获得业主了路面施工质量、进度奖励。工程于2010年6月开工，2010年9月交工。12.2 工程结果评价三轴整平机能满足各等级水泥混凝土路面的施工技术要求，设备结构简单，造价低，操作简便，施工工艺易掌握，施工质量有保证，工艺成熟，可在规范允许的各种混凝土路面工程中推广使用。图4 排式振捣器振捣图5 三轴机整平图6 混凝土面精抹平图7 检测平整度图8 灌缝