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水泥混凝土路面滑模施工技術
水泥混凝土路面施工技術的發展是由人工轉向機械化的過程，下面是小編搜集整理的一篇探究水泥混凝土路面滑模施工技術的論文范文，歡迎閱讀查看。
摘要:先較為全面地回顧了國內外比較成熟的水泥混凝土的路面施工技術,然后根據滑模攤鋪機的工藝流程及機械設備配套情況,重點簡要介紹了滑模攤鋪機在水泥混凝土路面施工中的應用技術.
關鍵詞:水泥混凝土路面; 發展現狀; 滑模施工; 質量保證措施
第一章 引言
水泥混凝土路面是指以水泥混凝土板和基(墊)層所組成的路面,亦稱為剛性路面.它包括普通水泥混凝、鋼筋混凝土、碾壓混凝土和連續配筋混凝土路面等.水泥混凝土路面以其抗壓、抗彎、抗磨損、高穩定性等諸多優勢,在各級路面上得到廣泛應用,在我國高等級公路中水泥混凝土路面日漸增多,加上近年來農村公路建設中普遍采用水泥路面,使得水泥混凝土路面科學化、規范化施工成為廣大公路建設者關注的問題.水泥混凝土路面施工中,核心環節是混凝土的拌和生產和混凝土的攤鋪,本文僅對高等級公路水泥混凝土路面施工中水泥混凝土攤鋪和養生等方面的技術合理化運用進行探討.
目前,高等級公路水泥混凝土路面施工中均采用滑模式攤鋪法.水泥混凝土路面攤鋪是施工中難度較大、技術要求較高的工序.
第二章 國內水泥混凝土路面施工技術發展現狀
水泥混凝土路面施工技術的發展是由人工轉向機械化的過程.這里主要介紹下水泥混凝土路面發展過程中的主要機械化施工技術.采取機械化施工程度則取決于技術、經濟和環境等條件.技術上主要是對混凝土拌和均勻性、攤鋪的平整度提出了較高的要求; 經濟上則要求設備造價低, 性能滿足施工質量要求, 施工速度快; 環境條件則包括氣候、自然環境、設計及人們對機械化程度的認識和對機械的操作熟練程度.
較早的施工技術是小型機械配套施工采用人工攤鋪, 機械化程度低,施工平整度受操作人員影響大, 而且效率也比較低施工速度也很不適應快速施工的要求.20世紀后期興起的機械化混凝土路面施工技術,改善了傳統工藝中水泥混凝土路面施工的缺點,將高等級水泥混凝土路面的使用性能大幅度提高.
三軸攤鋪施工技術,機械化程度適中, 具有簡單、方便、高效的特點, 能夠滿足平整度要求, 在施工中發揮了應有的作用.但是,但經過近十年來的運營使用,采用三軸整平機施工的高速公路水泥混凝土路面破損較為嚴重,不能保證水泥混凝土路面的質量,故此法已漸漸舍棄不用.
我國是從20世界80年代初開始進行碾壓混凝土路面研究的.然而,碾壓混凝土路面最大的難題是難以達到足夠的路面平整度,而平整度是水泥混凝土路面質量中的重要指標,尤其是駕駛舒適度的指標,這嚴重制約了碾壓混凝土路面的發展.
而20世紀80年代后期我國逐步少量引進發達國家的滑模攤鋪機,,經過10余年的探索改進在施工工藝上已經逐步趕上發達國家的技術水平.滑模攤鋪機的成功運用將逐步實現由傳統的人工加小型機具的施工工藝向智能化、現代化、機械化施工轉變,它是集計算機、自動控制、精密機械制造、現代混凝土科學和高等級公路工程技術于一體,具有結構緊湊、操作靈活簡便、高度自動化、高速度、施工質量能得到保證等優點,是修筑高等級混凝土路面必備的施工機械設備,是我國高等級路面施工發展的主要方向.
第三章 水泥混凝土路面滑模施工技術
3.1. 滑模攤鋪機的主要技術特點
整機采用電、液控制,自動化程度高,操作容易輕便,無級變速控制,可適應多種水泥混凝土的施工要求,能完成整機作業,分層攤鋪,攤鋪寬度具有可調性.
3.2. 施工前的準備工作
滑模攤鋪機水泥混凝土路面的施工是一套復雜完整的大型機械化施工系統.由于其技術標準高、難度大,做好施工前的各項準備工作就顯得尤為重要.包括施工組織設計,配備好各種滑模攤鋪的施工機械,組織檢測施工人員隊伍、人工施工機具和模板、接縫施工機具.準備好各種施工原材料,建好攪拌站,有足夠的水電供應,良好和充足的運輸車輛,基層消模搜集鋪場地,運輸道路等.充分做好滑模攤鋪施工準備能達到事半功倍的效果.
3.2.1 組織、技術準備
1、建立高效權威的施工指揮調度機構,確定指揮機構的負責人對工程項目質量、人員、材料、機械、財務、安全等,進行科學管理.
2、對有關人員進行各種崗位培訓,未經培訓的不得單獨上崗.培訓人員包括:滑模搜集鋪機組、現場施工班、測量班、攪拌站、車隊、實驗室、材料供應站、生活及保衛.
3、進行施工前技術交底,熟悉各種技術規范和相關標準.這不僅是對工程技術人員的要求,也應杜絕以往機械人員不懂工程的現象.讓機械操作手充分熟悉施工要求,同時要求相關人員熟悉計算機、電、氣、相關知識,不斷探索,反復優化,以取得最佳的施工效果.
4、根據施工條件、工期要求、設計意圖、業主規定確定施工方案,編制施工工藝流程和施工組織設計方案.
5、加強無線電通訊系統,在施工現場,運輸車輛、材料供應和攪拌站之間,由生產指揮統一調度生產,保證整個系統的高效運行,對存在的問題和困難,可隨時下達調度命令.
3.2.2 施工現場的準備
1、應解決施工現場的水電供應、運輸道路.施工現場需隔離交通,拌合站供應拌和料充足,保證攤鋪機生產能力.
2、下承層必須符合設計、施工和檢查驗收規范的技術要求.具有足夠的水穩定性和冰凍穩定性,有足夠的強度和剛度.
3、下承層必須提供足夠的工作面,保證攤鋪機的不間斷施工.
3.2.3 混凝土攪拌站的準備
3.2.3.1 選購攪拌站
大型混凝土攪拌站分為固定間歇式、移動間歇式、固定連續式、移動連續式四種形式.根據公路工程的特點以及滑�；炷翆Π韬唾|量及混合料的穩定性要求較高,所以目前大多數混凝土攪拌站均采用間歇式攪拌站,拌和方式采用強制式雙臥軸及行星軸式攪拌機.
3.2.3.2 攪拌站場地的選擇及布置
所選擇的混凝土拌合站必須在要施工的公路兩側附近,最好是在施工線路的中間位置.一般情況,滑�；炷恋淖畲筮\輸半徑約為20 km 左右.但據我們實際施工情況,測定運輸半徑以≤8 km 為最佳.攪拌站的布置主要包括:砂石料堆場,攪拌站安裝場地,水泥灌倉,混凝土實驗室,外加劑倉庫,施工備件倉庫,原材料場地,儲水池,變電室或發電站,維修車間,鋼筋加工和材料加工場地,食堂進出場道路,施工攪拌站基本要求為功能齊備、道路暢通、經濟高效.
3.2.3.3 應保證攪拌站的水電供應
攪拌站的電力系統是滑模式攤鋪系統正常工作運轉的生命線,為保證施工連續進行,需要在保證正常施工生產條件下有備用供電系統,以防斷電給施工造成損失,水是混凝土生產中的一種必備的用量很大的原材料,使用以可飲用水為標準.在混凝土施工中,攪拌站和運輸車輛以及現場養生施工用量很大,要充分保證,在攪拌站場地選擇中要充分考慮水源.
3.3. 滑模攤鋪機的工藝流程及機械設備配套
施工工藝流程及滑模施工示意圖.
滑模攤鋪的基本工藝流程如下,見圖1.(圖1略)
滑模水泥混凝土路面施工示意圖,見圖2.
3.4.水泥混凝土拌和
3.4.1.拌和設備
拌和設備的配套容量須滿足滑模攤鋪機的施工要求,拌和設備的類型必須是強制式,能穩定可靠的供應足夠的水泥混凝土拌和材料,一般情況下選用2~4 個拌合站供料為主.
3.4.2.計量要求
水泥混凝土路面滑模攤鋪施工對混凝土的要求比較高,混凝土的質量是保證公路施工質量的重要條件.比如,對于水泥混凝土的基本要求方面:對于混凝土的工作性、強度、耐久性、良好的表面功能;對于混凝土組成材料的要求方面:對于組成混凝土的材料如水泥、細集料(砂)、粗集料(碎石)、水及外加劑,還有級配、鋼筋等等,都有嚴格的要求,限于篇幅,這里不詳述,讀者可以自己找相關資料.如能保證混凝土的品質要求,拌和料的各個參數一定在允許誤差范圍內,因此拌和設備必須配置自動供料、電子計量.
3.4.3.拌和時間
滑模攤鋪混凝土要求和易性好,拌和時間影響著拌和料的和易性、水泥混凝土強度和經濟效益,因此,雙臥軸強制式拌和設備的拌和時間在60~90s ,實際施工中,最短拌和時間不低于60s ,最長拌和時間不超過180s ,否則影響混凝土的質量.
3.5.水泥混凝土的運輸
3.5.1.運輸時間
應根據實驗提供的水泥混凝土初凝時間和施工溫度表確定混凝土從拌和到初凝完畢應在20~30℃·h
3.5.2.運輸距離
如防止水泥混凝土在運輸過程中產生離析和分層現象,最長運輸距離應在8 km 以內,保證運輸道路平整、通暢,運輸車情況好,車箱平整光滑,運卸速度快,司機駕駛技術良好.
3.6.滑模攤鋪機施工
3.6.1.施工前的準備
全面檢查上基層是否平整、清潔、符合設計要求.放樣用的附屬用具是否準備充足、小型機具是否性能良好并準備到位,攤鋪機是否處在正常狀態,傳感器的反應靈敏度是否正確.
3.6.2.測量放樣
攤鋪機是沿著兩側或一側的基準線來攤鋪的,基準線的設置影響著攤鋪機的行走狀態,其準線的準確是攤鋪出路面標高、橫縱坡、板寬、板厚、邊線等符合設計要求的最基本保證.為保證基準線的準確無誤,應采用手電鉆垂直鉆孔,將基準線立桿用手錘打入基層保證牢固結實.基準樁間距直線段為10 m ,曲線段為5 m ,必要時用經緯儀放基準樁,保證攤鋪機行走方向.基準線不宜過長,一般不應超過150 m ,基準線必須張緊,兩側用緊線器張拉基準線,拉力應在100 kg 以上,防止基準線產生輕微撓度影響路面標高及平整度.基準線標高應用兩臺水準儀反復測量,達到準確無誤.基準線設置完,禁止擾動,特別是攤鋪時嚴禁碰撞基準線,防止出現波狀的路面表面.為防止碰撞,在基準線1 m 以外設立禁行樁.
3.6.3.攤鋪前的準備
混凝土攤鋪前的準備工作很多,如上基層表面是否濕潤,基準線經校驗是否正確.工作縫支架和傳力桿是否定位,是否板面涂好瀝青,鋼筋網是否綁扎好,灑水車、發電機、施工用的附屬用具、封頭模板等是否準備齊全.同時攤鋪機應全面檢查,特別是振動棒的位置、間距,擠壓板的前傾角,擠壓板的超鋪仰角等是否符合操作規程,這一切準備工作完成后方可進行正常攤鋪作業.
這里重點強調下灑水工序.
攤鋪前灑水是一個看似簡單的工序, 灑水量要根據基層材料、空氣溫度、濕度、風速等諸多因素來確定灑水量, 即保證攤鋪混凝土前基層濕潤, 而且盡可能灑布均勻, 尤其在基層不平整之處禁止有存水現象.從目前施工現場來看, 大多數情況下是灑水量不足, 因為基層較干, 鋪筑后混凝土路面底部產生大量細小裂紋, 有些小裂紋與混凝土本身收縮應力產生的裂重疊后使整個混凝土路面裂紋增多.
3.6.4.滑模攤鋪施工
在攤鋪施工中,首先,要先完成對滑模攤鋪機的最終調試,必須保證混凝土板攤鋪后,位置準確、成型良好、側邊不塌、外觀整潔、厚度正確,表面提漿合適,沒有麻面和大氣泡,外觀及外型尺寸均達到設計要求;其次,應有高效快速的無線電通訊系統,實現施工工長、測量員、攤鋪機機長、拌合站站長、試驗室主任、生產指揮之間的通訊聯系.運輸車輛有專人指揮卸料,并經計算實行定額卸料,使拌和料分布均勻.供料與攤鋪要協調一致,盡可能勻速攤鋪,減少停機次數.攤鋪機機長應根據拌和料的工作性能調整攤鋪機的作業速度和振動頻率,攤鋪機的作業速度應控制在1~3 m/ min 范圍內;振動頻率控制在6 000~11 000 r/ min 范圍內;夯實板的頻率應在60~120 次/ min范圍內.為防止水泥混凝土過振或漏振,開機前必須先開啟振動棒,然后再行走;停機時應立即關閉振動棒.在攤鋪過程中若出現供料不足,停料待料,應每隔15 min 開動振動棒振動3 min.如停止攤鋪時間過長,應將攤鋪機駛出攤鋪位置,作施工縫處理.
3.7. 水泥混凝土路面接縫施工
1、 縱縫施工:縱縫采用平縫加拉桿的形式,在模板上設孔,立模后在澆注混凝土之前,將拉桿穿進孔內,固定牢,拉桿中間10cm 涂防銹涂料.
2、 縮縫施工:縮縫在混凝土結硬后,用金剛石碳化硅鋸片切縫,一切縫深度5~8cm ,寬度3~8mm ,切縫時間控制在混凝土達到足夠強度而收縮應力未超出其強度范圍時進行.
3、 脹縫施工:脹縫應與線路中心線垂直,縫壁鉛直,縫隙寬度一致,寬度2. 0~2. 5cm ,縫中不得填漿,縫隙下部設脹縫板,上部灌脹縫填縫料深度4cm ,板中間設置傳力桿,傳力桿按設計安放,固定牢固.
4、施工縫:施工縫宜設于脹縫或縮縫處,施工縫設在同一橫斷面上,施工縫如設在縮縫板中,則應增設傳力桿,其一半錨固于砼中,另一半應先涂瀝青,允許滑動,傳力桿必須與縫壁垂直.
5、 接縫填縫:混凝土板養護期滿后,應及時填封接縫,填縫前縫內必須清掃干凈,并防止砂石再掉入.灌注填縫料必須在縫槽干燥狀態下進行.填縫料應與混凝土縫壁粘附緊密,不滲水;其灌注深度為3~4cm ,下部填入多孔柔性材料.填縫料的灌注高度稍低于板面.
3.8. 混凝土路面抗滑構造
由于混凝土表面是用抹平板橫、縱向復合搓、拉,達到提漿抹平的作用,因此,對抹平板的懸浮高度、抹平壓力進行調整.經驗表明,抹平板自由浮懸時應低于路表面1~3 mm ,通過調節螺旋使抹平板對路面抹平留下的抹痕均勻、輕微為止,后通過潮濕的麻袋片進行表面拉毛保持路面大面積平整.混凝土表面略干后,用人工拉毛的方法,在路面表面進行刻槽,槽深≥3 mm ,槽寬3~5 mm ,槽間距20~25mm ,使TD ≥018 mm ,SFC ≥0155 ,保持抗滑構造深度均勻、不損壞構造深度邊槽,不影響路面平整度.
3.9. 路面切縫
橫向切縫必須用切縫機進行適時切縫,在實際施工中影響混凝土鋪筑后強度的不僅是溫度這一個條件,還有濕度、風速等,路面厚度以及混凝土添加劑的含量等重要因素.上述因素中風速對強度形成影響很大,風速較大地區應根據實際情況來確定切縫時間,如果不考慮風速,通常是切縫時間過晚,混凝土強度較高時切割速度慢,切割機及刀片損壞程度也高.一般情況下,時間在為300~500 ℃·h ,主要根據外加劑的使用情況而定,因攤鋪機施工速度快、工作量大,切縫工作可能不及時,這要采用一定的措施,像先切大塊,每隔5~6 塊板切一條,根據計算混凝土每30 m 左右收縮1 mm ,完全能滿足混凝土收縮的要求或采用軟切縫,混凝土凝固后能行走就可提前切縫,作為防止斷板的技術措施.切縫后,采用高壓水龍頭進行縫內的清理工作確�？p壁和邊緣清潔,滿足切縫功能要求.
這里給出規范中列出的切縫時機開始切縫時間表.
3.10. 水泥混凝土路面養生
采用覆蓋能儲水的舊麻袋片、草袋進行灑水養護,要及時灑水.水的質量符合設計要求,灑水次數應根據天氣情況以保證覆蓋物在養生期間內始終處于潮濕狀態,覆蓋養生期最少為7 d ,人擺放覆蓋物不能踩壞路面的抗滑構造.同時,封閉交通,防止人、畜、各種車輛破壞路面直到路面養生期滿,混凝土強度達到設計要求為止.
3.11. 混凝土板面的養生與刻紋
混凝土面板的養生采用養生機噴灑復合聚合物乳液,用量控制在0. 25~0. 3kg/ m2 以內,噴灑要均勻; (2) 養生一般應在混凝土面板經整型,摸光后進行,為避免因高低溫或風大收漿快等情況出現早期不規則裂縫,應再覆蓋聚乙烯薄膜,膜的接頭處宜重疊20~30cm ,并用砂壓牢,養生期不得小于7d ;(3) 為滿足和提高剛性路面的抗滑性能,本工程全線采用刻紋機刻紋,紋理分縱向和橫向兩種形式(路線縱坡大于2 %的路段刻縱紋,小于2 %刻橫紋),刻紋深度為3~4mm.
3.12. 路面施工質量保證措施
1、施工中所采用的水泥、外加劑、骨料等原材料符合國家有關標準、施工規范及設計要求.
2、施工配合比經試驗選定最佳配合比,施工過程中,根據骨料含水量調整施工配合比.
3、混凝土施工前,基層清掃干凈,基地質量符合要求,模板安裝牢固,經檢驗合格后方可澆筑路面混凝土.
4、混凝土澆筑嚴格安照施工技術要求進行操作,不斷優化施工工藝,滿足規范要求,確保路面板厚、平整度、相鄰板高差、高程、中線、橫坡、路面寬度符合規范要求,縱橫縫順直.
5、路面刻紋其構造深度應符合設計及規范要求.
6、混凝土澆筑后及時進行養生.
第四章 結束語
隨著我國高等級公路的迅速發展,道路上的交通量和車載迅速增長、車速不斷提高,對路面的質量要求和車輛高速行駛功能的要求越來越高.需滿足高等級公路路面,特別是高速公路水泥混凝土路面的發展,高質量應用滑模工藝成為提高水泥混凝土路面施工質量的一種有效途徑.所以,要結合當前的國情,努力的創造出良好的施工條件,來完成更多的高質量的水泥混凝土路面.
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致 謝
本論文是在我的導師謝成新老師的親切關懷和悉心指導下完成的.他嚴肅的科學態度,嚴謹的治學精神,精益求精的工作作風,深深地感染和激勵著我.謝老師不僅在學業上給我以精心指導,同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷,在此謹向謝老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意. 在論文即將完成之際,我的心情無法平靜,從開始進入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助,在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養我長大含辛茹苦的父母,謝謝你們! 最后,再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝!
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