滑模摊铺机在水泥路面施工中应用技术.docx

滑模摊铺机在水泥路面施工中的应用技术广西水泥资源丰富，水泥路面投资造价相对沥青混凝土路面造价要低，有一定的经济优势。水泥混凝土路面平整有滑模施工和三轴机施工，滑模施工技术稳定，质量可靠，广西多条高速公路路面均采滑模施工。但是滑模施工的滑模摊铺机比较庞大，转场困难，对于山区公路，且桥隧比例达到50%以上的路面，滑模施工比较困难。下面我就滑模摊铺机在水泥砼路面施工中的应用，谈几点浅见。 滑模摊铺机的组成及参数（一）滑模摊铺机的组成及参数1、滑模摊铺机结构及工作原理滑模式水泥混凝土摊铺机最主要的特点，就是连续摊铺，一次成型，高质高效的完成水泥混凝土路面的铺筑。在结构上，它除一般工程机械必有的基础车外，还具有：布料装置、计量门、高频振捣器、挤压成型模板、连接筋侧向插入器、连接筋中央插入器、传力杆插入器、横向搓动整平梁、超级抹平器、操作平台、自动调平及转向传感器等装置。工作时，主要是机械能够在电液控制下，靠预先根据设计要求架设好的导向线导航，实现自动找平和方向调整，它一次可完成布料、摊铺、振捣、整平、连接筋安装等多道工序，大大增加了摊铺进度，节省了人力，提高了摊铺的质量及效率。2、滑模摊铺机主要技术性能参数 以我公司拥有的cmi sf6004型大型摊铺机为例： 其主要技术参数如下： 发动机功率 298kw 摊铺宽度 3.0-12m 摊铺厚度 0-50cm 作业速度 0-3m/min 布料速度 0-25m/min 振捣频率 13000次/min 夯实杆频率0-120次/min 履带压力 约10kpa 整机质量60t （带dbi 80t） 滑模摊铺施工工艺 测量放样架设导线（基准线）复测摊铺机就位与调试拌和楼搅拌砼汽车运输砼挖掘机配合布料摊铺机摊铺路面人工辅助修边、刮平、做面初期养护切缝检测路面养护14天刚性刻槽灌缝滑模摊铺机施工技术1、测量放样和架设导线采用单向坡双线式进行拉线设置， 两侧拉导线控制混凝土路面的线型和高程， 导线的位置依据路线设计方向和设计高程进行布置，导线要采用直径适宜的钢丝线，一般为4mm或5mm。滑模摊铺机控制混凝土路面标高和导向是通过放在钢丝线上的传感器来实现的，方向和高程的准确与否，取决于钢丝线的准确程度，因此基准线控制点必须准确、牢固。对测量结果要经常进行校核，包括在浇注混凝土的过程中，要做到勤测、勤核、勤纠偏，减少因施工原因造成的偏差。 测量放样：以10米为一断面，每断面4个点，用全站仪分别放出砼路面两侧边桩及其导线桩。两侧导线桩距离砼路面边桩1.6米。各断面4个点距离路中线放样点为-1.3m、0.3m、8.55m、10.15m。随后用水准仪测量导线桩高程。 架设导线：在两导线桩位外侧约30cm打一导线立柱，导线柱尽量垂直、保持稳固。之后安装导线支撑杆（夹线臂），通过吊锤定位调整支撑杆伸出长度，使支撑杆的夹线凹槽垂直对准导线桩位。同时按导线所在位置的砼路面设计高程加上35cm高度，用钢尺控制夹线凹槽高度。在第一根和最后一根导 线柱后10米处分别设一根扯线桩和一个收拢卷筒，收拢卷筒由金属柱锚固。然后沿导线桩内侧施放导线，并在扯线桩一头绑紧导线，转动收拢卷筒上的绞车，拉紧导线。最后将收紧后的导线扣进支撑杆的凹槽内。导线收紧程度可用手指向上提和向左右拉检查，偏移不超过3毫米为合适。收紧后的导线的垂度不应大于1mm。2、摊铺机就位与调试首次摊铺前，在直线段采用钉基准桩法对滑模摊铺机挤压底板4角点高程及侧模前进方向进行调试。具体步骤如下：在距离试验路起点桩号10米处，根据路面设计平面和高程，在基层顶面放样4个基准桩。将摊铺机4个水平传感器和2个方向传感器均挂上两侧导线，开动摊铺机缓慢驶入设定桩位，当挤压底板4个角点对准4个基准桩位时停止前进。此时通过调整4个水平传感器立杆高度，使滑模摊铺机挤压底板恰好落在精确测量设置好的基准桩上。然后让摊铺机挂线继续行走10m，用钢尺测量导线与侧模前后的横向距离，通过调整前后两个方向传感器架立横梁伸出的水平距离，使摊铺机行走与导线平行，以确保中线平面偏位满足要求。以上步骤往返校核2遍，正确无误后，将滑模摊铺机水平方向工作参数设置固定并保护起来，同时作好相应记录。 3、砼拌和、运输 混凝土配合比计量的准确性是混凝土质量拌制的关键，施工前按配合比对水泥、水及各种集料的用量准确调试后，输入到自动计量控制存储器中，经试拌检验无误后再正式拌和生产。 砼拌和前，首先应对两台拌和站计量系统通过静态、动态标定，计量系统计量误差符合以下规定，水泥：+1% ；碎石、砂：+2%；水： +1%；减水剂：+1%，同时要进行砂、石含水量检测，计算施工配合比。砼拌和程序为：拌和楼主机系统启动向计算机输入施工配合比装载机上料计算机发出工作指令原材料(砂、石、水泥、减水剂)计量皮带机输送砂、石投进料斗料斗上升、投料搅拌（砂、石、水泥一次性投完）加入减水剂、水（搅拌过程中均匀加入）出料。从投料到出料整个拌和过程均由计算机自动控制，混凝土搅拌时间为4550秒。 搅拌好的砼混合料用自卸车运输到摊铺现场，运输车辆应性能好，车厢底板平滑，牢固密封，不漏浆。严禁汽车在运输途中高速行驶，以免砼混合料发生离析，卸料时配备专人指挥，保证车辆在路面范围内均匀卸料。 4、挖掘机配合布料 挖掘机在摊铺机前配合布料，布料时，尽量使混凝土在全宽方向上厚度均匀，不得缺料。布料高度一般为摊铺机螺旋布料器叶片最高点2/3高度。挖掘机布料速度要满足摊铺速度要求。 5、摊铺机摊铺 当摊铺机前的砼混合料足够摊铺出一个机位时，即可进行摊铺作业。打开自动找平和自动转向传感器，向前行驶，当螺旋布料器接触到混凝土后，根据料的情况开动螺旋布料器进行二次布料，混凝土料随摊铺机的行进，通过虚方高度控制板进入振动仓，振捣棒接触到混凝土后，开始振捣，同时将行走控制杆回位，即让摊铺机暂时处于停止状态，旋转振捣棒轴，使振捣棒插入砼中，使端头砼得到充分振捣密实，然后让摊铺机按正常速度向前行进，挤压成型板、抹平板和左、右侧模板把振实的混凝土通过相互挤压、抹平，拖抹出混凝土路面，同时中央拉杆插入装置按规定的间距打入拉杆。 在持续摊铺过程中，摊铺机操作员最主要的工作是协调好摊铺速度、振捣频率与砼坍落度三者之间关系。根据拌和楼出料速度、砼坍落度大小，根据布料等情况，摊铺速度控制在0.81.5米/分钟，尽可能做到匀速摊铺。振捣频率取800011000r/min。 6、人工补助修边、刮平、抹面 为满足路面平整度要求，必须用刮尺对砼表面进行23次刮平。先用3m刮尺对混凝土表面由路外侧往内侧进行第一次刮平，刮尺底面与混凝土表面成1015的倾角，并且来回刮平时的角度要调换方向，初步刮平一遍后，等到混凝土表面没有明显的泌水时，改用4m刮尺进行第二次刮平，以消除第一次刮平时留下的痕迹，每次刮平需重叠50cm，根据第二次刮平效果，必要时，再用4m刮尺进行第三次刮平。 为消除砼表面存在的气泡孔、浮砂、刮尺痕迹等缺，当混凝土表面接近初凝表面没有泌水时，用钢批进行抹面收浆。收浆动作要轻快、用力均匀，避免使混凝土表面出现钢批痕、对整体平整度造成损害。 完成收浆后，即可拆除压边的3m直尺，然后再次用钢批修整混凝土外侧边缘，消除麻面。7、锯缝（横向缩缝、纵向缩缝）水泥混凝土路面有横向缩缝、纵向缩缝、胀缝、施工缝等，均应及时切缝，切缝时应首先根据设计要求进行划线，依线割缝，以保证切缝顺直、美观。要掌握好锯缝时间，不宜过早，否则将造成边缘剥落、掉角，也不宜过迟，以免引起不规则开裂、断板。一般为先锯横向缩缝，后锯纵缝，缝深应不小于板厚的1/4。锯缝一般在施工温度与施工时间乘积达到300400h时开始进行。为了能尽早切缝，先采用软割机每隔20m 锯一道缝，锯缝时间以摊铺后的水泥混凝土路面刚终凝后并且锯缝时不啃边时为宜。在混凝土基本达到了硬割缝机所要求的强度后用硬割缝机切缝，切缝的原则是在不啃边的情况下能切即切，越早越好，保证裂缝开始出现以前完成所有的切缝。 8、养护 当砼表面不产生泌水后，立即在混凝土表面、侧面均匀喷洒养护剂进行早期养护，以防止砼水分蒸发和风干而出现早期收缩裂缝。砼后期保养采用覆盖塑料薄膜方法。完成锯缝后，先用水清理砼表面及缝内锯屑，紧接着进行覆盖塑料薄膜。覆盖塑料薄膜时要保证其完整性，薄膜不能有漏洞，薄膜面上用砂或细土压好，薄膜接头搭接长度要足够、砼边缘处要密封，以免漏风不保湿。 9、刚性刻槽 砼路面防滑措施采用刻槽机进行刚性刻槽。刚性刻槽在砼路面保养期过后进行。采用等间距刻槽，槽中心间距20mm，槽宽5mm，槽深3mm。采用砂铺法检测抗滑构造深度代表值应在1mm1.2mm范围内。刻槽时，刻槽机要顺线匀速前进，严格控制刻槽深度、顺直度、间距，保证纹线与缩缝、施工缝等横缝平行错开，防止交叉、崩边现象。 10、灌缝 填缝料选用与混凝土面板缝壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土面板收缩、不溶于水和不渗水、高温时不溢出、低温时不脆裂和耐久性好的鲁刺形密封条。灌缝前,先用高压喷水设备冲洗后,再用高压泵吹干,将背衬材料塞入填缝槽底部,用灌缝枪或灌缝机将填缝料徐徐地灌入缝中。填缝料施工时,灌至与路表面齐平,养生至少一昼夜后方可开放交通。 滑模摊铺机的施工质量控制 砼滑模摊铺机施工是一项控制精确、连续均匀的作业，其前后场的机械设备，从规格及数量上均要求合理配置、紧密协调；并安排充足的富有经验、操作熟练的技术工人配合摊铺和饰面工作。 （一）机械设备和劳动力配置 1、机械设备 序号机械设备名称规格型号单位数量备注 1水泥混凝土拌合站hzs150套2配8个100t水泥罐 2装载机wa380台2 3滑模摊铺机cmi.sf-6004台1 4挖掘机cat320d台1 5自卸车15t辆20可根据运距调整数量 6洒水车8m3辆2 7切缝机台6 8刚性刻槽机台30 9发电机50kw台5 2、劳动力配置 序号组名数量序号组名数量 1后场组85布料组4 2锯缝组106刮平组6 3清扫及保养组127修边组8 4刻槽组308修面组10 原材料控制 砼路面材料的品质、数量、以及能否及时供应也是决定工程质量和工期的重要环节。材料准备工作的要点是：品质合格、数量充足、价格合理、运输方便。在保证材料品质的前提下，本着就地取材的原则，广泛调查料源、价格、运输道路、工具和费用等，做好技术经济比较，择优选用，同时根据使用计划组织进场。 所有进场原材料必须按照公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程(jtj/t037.1- 2001)中的要求进行检验，经过质量检验合格后才能使用。每批进场材料除按照规定频率抽检以外，还需根据天气情况，在开工前检测砂石材料的含水量，通过检测结果调整砼施工配合比的用水量，严格控制砼混合料的塌落度，以保证施工的和易性。 1、水泥 水泥是混凝土的胶结材料，混凝土的性能很大程度上取决于水泥的质量，高等级水泥混凝土路面应采用高强度、收缩性小、耐磨性强与耐久性好的水泥， 宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥的主要技术品质:熟料中铝酸三钙含量不得超过7%，铁铝酸四钙含量不得低于15.0%；熟料中游离氧化钙含量不得超过1%；初凝不得早于1.5h，终凝不得迟于10h；水泥胶砂试件28d 龄期的干缩率不得大于0.09%；砂浆磨耗率不得超过1%。2、砂混凝土路面宜采用中粗砂，细度模数宜大于2.5，表观密度2500kg/m3,堆积密度1350kg/m3，孔隙率47%，质地要坚硬、耐久、洁净。严格控制砂中的泥土、杂质含量，含泥量2%，硫化物及硫酸盐含量0.5%，砂中不得混有石灰、草根等杂物。3、碎石碎石应质地坚硬、洁净、级配良好，最大公称粒径应不大于31.5mm，针片状含量15%，含泥量1%。 4、水 混凝土用水及养护用水应清洁，不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐、有机物等。一般饮用水都可以使用，使用非饮用水时，需经化验方可决定能否使用。（三）配合比控制 混凝土配合比试验 混凝土的配合比设计要满足抗压强度、抗折强度、工作性和经济性等方面的要求。混凝土的试配强度应达到设计强度的110%115%，水泥混凝土路面7d 抗弯拉强度不小于5mpa，最大水灰比不大于0.45；混凝土路面一次性摊铺后要求不塌边、无麻面，平整度要好，塌落度设计一般为35cm。经反复试验混凝土配合比最终选择为：试验室反复进行了配合比设计，最后选用了两组配合比： (a)水泥：碎石：河砂：水：科达kd-2外加剂：粉煤灰 = 315：1235 :665 :145 :3.26 : 47(单位kg/m3) t=40mm (b)水泥：碎石：河砂：水：科达kd-2外加剂 =345 :1227 :690 :145 :3.5 (单位kg/m3) t=45mm （四）基层控制 按公路路面基层施工技术规范要求对基层进行检验，基层必须密实、均匀、稳定，其强度、密实度、厚度和平整度符合设计及规范要求后才能施工混凝土路面。混凝土路面施工前将基层表面的杂物、松散颗粒清扫干净，并洒水湿润。 (五）滑模摊铺机施工过程中控制 1、滑模施工过程中，需要安排专人跟踪摊铺机两侧的基准线，避免碰撞或扰动，保持安装牢固、位置准确；在施工段的端点和通过桥涵或弯道时，对两侧的基准线采取加密和加固处理 ，并严格控制摊铺机的行走方向和速度，避免因摊铺机突然起伏或转弯而影响摊铺质量。2、滑模摊铺时，滑模摊铺机行走后，要随时注意控制松方高度的调整，它的调整可根据振动仓内的料位高度进行调整，振动仓内的最佳料位一般应保持在高于路表面10cm左右，粒料过低，振动棒裸露，减小振动效果，还可能烧毁振动棒；过高则混凝土排气不充分，密实度受影响，由于料位过低过高还会直接影响到路面的平整度。调整好振捣棒间距位置，振捣频率及行进速度。滑模摊铺机振捣棒数量要足够，安装间距合理，滑模摊铺时，振捣棒的水平部位应平行于路面，悬浮在路表面处振捣。如果发现路面上经常在横断面某处出现麻面或拉裂现象，表示该处的振捣有问题，必须停机检查，如果摊铺过后，发现路面上留有发亮的振捣棒拖出的砂浆条带则表明振捣棒位置过深，这种情况下极易导致纵向塑性收缩裂缝，应调整振捣棒的位置。 3、振捣棒的振捣频率应视混凝土稠度在600010000 次/min范围内调整，其频率应与摊铺速度、拌和物的稠度相匹配。料干时振捣棒采用高频，反应用低频，料干时的摊铺速度应控制在0.51m/min，料稀时的摊铺速度可控制在1.52m/min，既要防止出现欠振麻面现象，又要防止过振流淌。通过调整和控制摊铺速度，振捣频率和振动搓平梁位置，使面板表面砂浆厚度控制在4mm 左右，以便作抗滑构造。4、滑模摊铺好的混凝土面板原则上不应再修整，禁止加铺薄层混凝土或砂浆来修补路面，如确有倒边、塌边、溜肩现象，可用方铝管支挡进行边缘补料修整。前、后幅摊铺相接的缝处应进行适量修整，对于摊铺机起步摊铺段，与桥面板的结合部以及接头，应采用水准仪找平，采用大于3m的靠尺边侧修整。5、滑模摊铺机结束后将摊铺机驾离工作面，先将所有传感器从基准线上解脱，并解除摊铺机上导线自动跟踪控制，再升起机架。软作横向施工缝时，应将从摊铺机振动仓内脱出的砂浆铲除丢弃，安装施工缝横向钢端模，并用水准仪测量和抄平面板高程和横坡，为使下次摊铺时能紧接着施工缝开始机械摊铺，施工时两侧的支撑模需向内各收5cm 左右，长度视摊铺机侧模板而定。由于接头混合料相对不饱满，还需测量高程和横坡，并人工辅助振捣密实，做好结合部位的平整度。 （六）滑模摊铺机平整度控制路面平整度是保证行车舒适的重要指标,它反映了路面偏离某平面的纵向起伏。它是路面施工的重点,也是施工控制的难点。 滑模砼路面平整度影响因素及施工控制 1、导线安装 滑模摊铺机行进的方向和高程依靠导线控制。导线安装误差及操作错误均通过传感器反映到路面,因此导线安装是否准确,是关系到路面平整度的关键因素。在施工放样时应注意以下几点: （1）导线的间距与高度导线的间距一般控制在5 - 10m 之间,通常使用5m 间距,在急转弯及超高加宽位置可在5m之间加密,每个控制点的高度主要通过测量高程来定位,因此,测量放样必须准确,要严格按测量成果进行导线安装，反复检查尽可能减小误差,确保两侧导线平顺、无折点。（2）导线的材料与张力导线选用的是强度较大的钢丝绳,要求接头不宜太多。导线要保持在100kg 左右张力下,防止由于张力不足导线松驰下垂引起传感器上下旋转,造成机身和底部压板上下抬,造成砼路面的不平整。（3）外界因素的影响导线准确无误安装完毕后,严禁扰动,特别是在施工过程中,谨防人为因素或施工车辆碰动,并随时检查校正。另外,风速过大会引起导线的上下、左右振动,影响传感器的波动,影响路面平整度,因此,风速过大时应停止施工。 2、混凝土配合比设计对平整度的影响 水泥砼配合比设计的基本原则是满足抗弯拉强度,工作性能、耐久性能和经济性能四项要求。作为滑模摊铺机来说,最重要的是抗折强度和坍落度。坍落度过小,路面因振捣不密实容易出现麻面,坍落度偏大则易出现两侧塌边,影响砼路面的平整度。所以,摊铺坍落度一般控制在10 - 30mm 之间。同时,必须考虑运输过程的坍落度损失,拌和厂出料时要和摊铺点经常沟通,随时调节砼料的坍落度,使之符合摊铺坍落度要求。 3、砼的供料与布料 砼供料的均匀稳定是确保滑模砼路面平整度的重要因素,砼料忽干忽湿,特别是相邻两辆车料之间有明显差异时,砼料出现不均匀性,导致砼表面提浆不均匀、收缩不一致,容易出现麻面或塌边,局部甚至出现小的凹凸不平现象。影响砼拌和料均匀性、稳定性的原因主要是原材料存在差异和拌和控制不好造成。因此,应严把材料关,确保所供应的材料符合要求。骨料、水泥应分批分开堆放,不得混杂。工程技术人员应经常核定搅拌楼称量和进水装置的准确性,定期检查砂石含水量,外加剂用量等,并对砼的搅拌、运输、摊铺、抹面等工序连接监控,确保砼配合此、坍落度等各项性能指标保持一致。 砼的布料,应根据路面几何尺寸和运输车辆的载重量,计算出每车砼卸料位置进行定额卸料,防止砼卸料不均匀,造成多料或少料,多料,增加机械的阻力,砼料两侧溢出,甚至机械推不动砼料,履带打滑,机械产生上抬和瞬间推动,强行提高挤压成型板,使平整度失控,路面标高上升;少料,造成布料不均匀,出现局部砼不够,砼产生离析层,影响平整度和标高。 4、滑模履带行走轨迹 在滑模施工中,必须有稳定、均匀的履带行走轨迹作保证。履带的宽度一般为30 - 50cm ,要求对基层两侧履带行走部分80cm 宽进行充分的整平和压实,确保摊铺机履带的平稳行走。 5、滑模机的操作施工中,滑模摊铺机应尽量匀速向前推进。滑模机停机后,再启动或速度突然变化时,其后部的砼高度会产生明显变化,表面往往形成一道横向凹槽,导致表面颠簸,停顿时间较长时,自动拌光板或人工很难修整。所以,施工现场要及时与搅拌楼联系,如砼供应不足或运力不足时,应逐渐减慢摊铺速度,使摊铺速度和运料速度保持一致。 6、滑模摊铺中的人工操作水泥砼面摊铺过后,其表面和两侧边及局部需人工修整,因此,对两侧边的修整更为重要,确保平顺。在桥头、明涵搭板、每天的施工缝及胀缝等处必须采用人工浇筑。 7、砼材料对平整度的影响 粗集料的最大粒径是影响平整度的最大因素。通过施工中的实验研究和观察,砼中的粗骨料推荐使用小粒径碎石。大粒径碎石不仅增加摊铺机的布料器、挤压成型板、尾板的磨损,也影响路面的平整度,砼的抗折强度、耐疲劳性。若料径较大、砂率不足、水灰比小,路面将出现麻面或拉裂现象,砼严重不密实,甚至会断板,必须人工修补,修补后的抗折强度、路面平整度、外观都很差:粒径过小、砂率过高、水灰比过大,当坍落度超过6cm时,水泥砼的流动性大,即使摊铺机设置了超铺角,也会引起塌边,造成砼路面单幅两侧0.5m范围内的标高下降,此时边角需人工用铝合金或木板整修,但边部的平整度和顺直度也不理想,而且砼路面边线也不顺直,影响外观质量。 8、基层对摊铺路面平整度的影响 基层的平整度和强度直接影响砼路面的平整度,由于摊铺机是四条履带行走,虽然有液压自动控制机器平稳,但因基层的小面积不平或表面强度不够、大吨位摊铺机的沉降量不均匀、液压系统有个反应时间,因此摊铺机身出现不平稳,带动挤压成型板的不平稳,造成砼路面有波动,影响路面平整度。 结束语 以上内容的介绍是我们用滑模摊铺机在砼路面施工过程中的一些经验总结。希望通过互相学习和交流，大家相互提高，达到共同进步的目的。 注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。