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【摘要】水泥混凝土路面滑模施工工艺也正在我国逐步推广,通过多条等级公路施工实践表明,比人工施工水泥混凝土路面更能确保“材料精良、面板密室”。本文通过在一条一级公路的水泥混凝土路面滑模施工实践,从混凝土性能控制、机具选择、关键点控制等方面为我们提供了参考。
【关键词】水泥混凝土路面;滑模施工;实践与体会
Practice and Experience of Cement Concrete Pavement Sliding Construction
Tang Xian-yun
(Suqian City Highway Administrative OfficeSuqianJiangsu223800)
【Abstract】Cement concrete pavement construction technique is also sliding gradually spread in China, through a number of grade highway construction practice has shown that the construction of cement concrete pavement than manual can also ensure that “material well, panel behind closed doors.” In this article, a road in a cement concrete pavement construction practice of sliding, from the concrete performance control, equipment selection, the key point of control, has provided us with a reference.
【Key words】Clay concrete pavement; Slipform construction; Practice and experience
水泥混凝土路面作为高等级路面在国际大环境下,其在全寿命周期成本优势明显,在局部地方与沥青路面持平甚至节省,近年来越来越多被应用于各等级道路中。作为水泥混凝土路面滑模施工工艺也正在我国逐步推广,通过多条等级公路施工实践表明,比人工施工水泥混凝土路面更能确保“材料精良、面板密室”。但部分地区在滑模施工的实践经验不足,也容易造成施工困难,甚至给以后的行车运营、缺陷维修带来难度。下面将我们在某一级公路的施工的几点实践经验和体会与同行探讨。
1. 混凝土性能控制
混凝土配合比设计是滑模施工质量控制的关键,是工程质量的有效保证,也是施工能否顺利进行和是否经济合理的关键因素。滑模摊铺水泥混凝土路面的配合比设计应当满足弯拉强度、工作性、耐久性和经济性四项基本要求,其中保证混凝土的工作适用性、稳定性和可滑性是路面滑模施工混凝土的特殊要求。
为了使混凝土在摊铺过程中,不产生蜂窝、麻面、拉裂、塌边、溜肩现象,提高面层顶面整体的平整度合格率及两侧面的垂直度和减少人工辅助工作量,就必须保证混凝土的工作性能满足要求,因此在进行配合比设计时要综合考虑混凝土的坍落度和振动粘度系数,可通过限制二者的最小值和最大值来实现该目标。坍落度和振动粘度应结合施工现场试验确定。
在保证混凝土强度指标、工作适用性等的同时,必须充分优化配合比,综合考虑其经济性,尽可能减少水泥的用量,以单位质量水泥获得的弯拉强度最大为经济评价标准来进行配合比设计,同时减少单位水泥用量也可来减少混凝土路面出现早期裂纹的可能性。在进行配合比设计时同时要考虑砂率的影响,尽量控制在34%左右,不宜过大和过小,以免影响路面的平整度和造成路面出现早期裂纹。
为保证混凝土品质,首先应进行原材料(水泥、砂石)试验,石料除级配满足要求外,特别要控制的针片状,规范的要求较宽松,应提出更严格要求,有条件的可采用反击式破碎石料,砂的含泥量是控制的重点。水泥应结合外加剂进行专项试验。通过参加混凝土外加剂来提高和改善混凝土品质,是实现高性能混凝土的唯一手段,因此采用滑模施工的混凝土必须100%使用外加剂,方可达到提高水泥混凝土路面各项性能。目前主要使用的外加剂引气剂、减水剂、缓凝剂,由于引气剂不但能达到减水6%~10%而且能提高抗折强度10%~15%,因此要求100%使用引气剂。目前市场上各种外加剂品种较多,需要结合所选用的水泥(一般采用P.O42.5)的品种,通过正交试验,优化混凝土性能,最终确定混凝土配合比。在进行外加剂试验过程中,可要求外加剂提供技术支持。
2. 主要施工机械配备
2.1滑膜摊铺机。
作为水泥混凝土路面滑模施工的主要施工机械系统配置方式,目前主要有两种方式,一种方式为轻型机械配置方式,即主要工作由机械完成,辅助工作由人工和小型机具来完成,摊铺现场配置大型滑模摊铺机和配套的大型混凝土拌和楼,租用社会车辆运输混凝土,由推土机或挖机布料,不配置布料机和拉毛、养生机,拉毛养生由人工完成。另外一种为重型链式机械配置方式,在大型滑膜摊铺机前后配置布料机和拉毛养生机,并配置大型支架式多锯片锯缝机,后台配置足够的大型混凝土拌和楼,同时配置8~24 m3的运输车,实现施工的全部机械化和快速化。选择何种方式,取决于工程规模和工期要求,如果工期半年以内工程规模在30Km以内高等级公路,采用第一种是经济的,在我国采用第一种方式的配置较多。
一套滑模摊铺设备一般有前置的松方控制布料及螺旋分料器、中置振捣系统(振捣棒组、夯实杆、挤压底板)和自动传力杆、拉杆插入装置(DBI)和后置的振动挫平梁、自动抹平梁组成。目前在国内采用较多为以强化振捣为理念由德国生产的Writen850水泥混凝土滑模摊铺机,技术较成熟,近年国内也有生产滑模摊铺机,但技术不是很成熟。
2.2混凝土拌和楼。
根据施工的规模和施工组织设计,配置混凝土拌和楼,一般应严格计算(对混凝土运距要充分考虑)并保持富裕系数,在配置时应设置两套拌和设备共用一套料仓,确保在一台拌和设备出现故障时另一套可运转,同时一大一小可即可满足滑模摊铺机也可满足三滚轴施工硬路肩板块。
2.3其他机械设备。
挖掘机,在滑模摊铺机前辅助布料,需采用轮胎式挖掘机,严禁采用履带式挖掘机,防止在施工过程中对基层顶封层的破坏,容量一般应采用1 m3以上。
运输汽车,为确保施工连续,还应配备一定数量的8m3以上的平板自卸车(车辆要进行密封防漏桨处理),一辆罐车。可租用社会车辆,但在施工过程中因严格管理,不得在间隙运输其他建筑材料,防止因车辆自卸不净对混凝土造成损坏(如石灰)。
由于滑模施工对时间要求很强,因此各种机械设备应进行充分调试和试运行组合,并考虑备用设备。
3. 施工关键点控制
3.1板块划分。
在施工前,应结合施工机具的选择(现在的DBI系统中间的拉杆位置都是可调的)调整板块的划分,一般在设计图纸中,按照一般路面车道进行板块划分,往往造成后期标线在施工后,将雨水阻在纵缝处,容易造成板块水损。在板块划分上对于硬路肩的板块的L/B比可放宽要求。
3.2钢筋布设。
钢筋的布设在滑模摊铺施工中是关键点也是难点,如果是连续配筋的混凝土路面,需要采用前置钢筋网植入设备,或者先在前方用挖机布底料在人工将钢筋网定位,都是非常麻烦而且定位准确性不易保证的,因此在连续配筋混凝土路面中采用滑模施工效率并不高,因此一般设计中的“鸡爪”钢筋也不能实现或者实现很困难,时间证明除非特重交通,采用混凝土路面时一般按照规范设置拉杆和传力杆完全能够满足要求。传力杆的间距应根据采用DBI系统确定(一般为30cm),一般DBI的植入间距都不能调整。
3.3养护。混凝土路面板抗滑构造微观制作和混凝土泌水完毕后,立即转入混凝土的养生。养护采用先喷洒一层养护剂再覆盖一层养护塑料薄膜的方法。
喷洒前要将养护剂按照要求进行掺配。喷洒应保持均匀,厚度一致,颜色一致,喷洒时注意喷杆的高度和方向。喷洒的高度和压力应视当时风速而定,一般应高于面层为50cm,使方向向上成雾状喷洒,同时注意面板两则也应喷洒。养护剂喷洒量以不少于0.30Kg/m2,以保证成膜能保证厚度,能够达到封闭水分的目的。若风速较大时,要再加喷一次养护剂。待形成一定强度并锯缝完成后,将混凝土表面洒水一层,然后盖上养护薄膜。在进行薄膜的覆盖时注意薄膜应加大加宽至少60cm以上,同时搭接宽度要大于40cm,并在周边和搭接处用砂土以方格的形式将薄膜压住,以防止被风吹起。同时在养护期内,注意经常检查薄膜的覆盖情况,一旦发现有被风吹起的地方,要及时采取措施加以覆盖。
养生期间原则上严禁一切通行,只有强度达40%以上时(约6～8h),才允许人通行。
强度完全达到设计要求时,并经清扫完毕,才可以对车辆开放交通,并在设有临时指路牌时才可以开放交通。
3.4切缝。
锯缝的时间根据气温和时间来确定,一般可用强度和度时积两指标来控制,当混凝土的强度达到6~12MPa为宜(也即达到设计强度的25~30%)或者度时积达到200℃•h时开始锯横向缩缝,但最长时间不超过24h。从一般施工情况来看,在度时积达到180～190℃•h时即开始进行锯缝比较合适。
横向缩缝的槽口宜采用二次锯深缝,先用薄锯片锯缝,深度为6cm,宽度为0.5cm的深缝,再用厚锯片在同一位置锯浅缝,深度为2cm,宽度为8mm左右的浅槽口(一般为6~10mm宽)。锯缝时注意保持线形顺直、清晰,锯缝并注意防止崩边。
锯缝完毕,要用水将锯缝产生的粉尘、浆液冲洗干净,以免影响路面的外观。并及时进行保湿、养护模的覆盖。
3.5涵顶处理。
根据设计规范要求,在涵顶需要采用钢筋混凝土路面进行补强,但实际在施工中由于管涵较多,且钢筋混凝土骨架的架设不但影响施工的进度,由于其本身定位较困难,在施工过程中容易造成移位,反而影响混凝土路面板块的整体性,因此如果一定要设置补强钢筋,我们的经验做法是在需要补强的部位在基层位事先用钢筋混凝土进行补强,而在面层板块不进行特殊处理。
现在的设计要求在涵顶部位,需要根据管涵的设置部位顶进行缩缝处理,设计的原因是防止不均匀沉降,根据施工实践表明,如果我们在基层部位采用钢筋混凝土补强后,在涵顶板块完全没有不要设置异型板块,异行板块的设置往往容易形成锐角,造成此板块的早期损坏,并影响紧邻的几个板块,因此建议不进行板块的特殊处理,完全按照等间距的板块切割划分。
3.6灌缝。
填缝应由专门的厂家施工队专业施工,这里就不作详尽说明,但仍需说明:
3.6.1填缝的范围:所有的接缝(横向的胀缝、施工缝、缩缝、纵向假缝和纵缝),并按规定的要求和位置进行。
3.6.2填缝前对缝的要求:要求干燥,无尘土,无混凝土碎屑和其他杂物,并报监理检查验收合格(也可用压缩空气机清理)。
3.6.3灌缝方法:
(1)由槽部底灌至路表面,一次灌完。
(2)灌缝在高湿季节,填缝料与路面平齐。
现在灌缝的材料好多,一般采用较多有聚氯乙烯胶泥和聚氨脂,以下是两种材料的比较。
表1填缝料性价比较
特性材料名称
聚氯乙烯胶泥 聚氨脂
密封机理利用其软化点为80度以上,将其加热到100~120度,使其完全熔化趁热将其浇入伸缩逢中,冷却后变成固态将逢密封堵严是一种高分子材料,由A、B两种组分,在常温下发生化学反应而凝固从而密封。液态的A、B组分混合后,不仅自身能反应而凝固,而且还能与混凝土界面发生交联粘接的化学反应,因此这种粘接是化学粘接,密封非常牢固,使用寿命长。
产品特性优点:价格低廉,防水性好。缺点:易污染路面,高温作业,使用寿命短。优点:常温固化,无须高温作业,施工简捷速度快,污染路面少;弹性大,粘接性好;防水好,耐侯性好,使用寿命长。缺点:价格高,是普通填缝胶的五、六倍。
施工工序封闭交通、切缝、清缝、熬油、填缝、修缝、补缝、洒不粘粉、开放交通封闭交通、切缝、清缝、拌油、填缝、修缝、补缝、洒不粘粉、开放交通
工程造价密度较大,约1.35公斤/升,按填缝深度2.5~3cm计算,造价为2.8元/米密度较小,约1.20公斤/升,按填缝深度1.5~2cm计算,造价为4.0元/米
3.7面层的抗滑制作。
混凝土面层的抗滑制作有两大类,即微观抗滑制作(粗糙面的制作)和硬刻宏观抗滑制作(刚性刻槽)。抗滑构造深度TD(一般路段为0.7~1.10.mm,特殊路段为0.8～1.20mm),采用砂铺法试验。
微观抗滑制作(粗糙面),一般在滑模摊铺机后设置工作桥拖挂一块粗布,随工作桥的行走制作粗糙面,同时对修整的边缘或经人工抹平修整的局部面层,需用细片布条(类似小旗子)再拖制作粗糙面,但必须在混凝土具有塑性时进行。
宏观抗滑构造制作即刚性刻槽,一般在混凝土摊铺完成后,根据当时气温情况,一般为2~3天后可开始,宜在强度达80%左右实施,并在两周内完成。
刻槽的深度为大于2.5mm为宜,一般为3~5mm,刻槽的宽度为2.29~3.81mm为宜。
需要注意的是刻槽应与面板的接缝错开(缩缝、胀缝、工作缝)防止崩边,并且注意顺直、清晰。锯片的间距一般为变间距为宜,每延米有60~100条槽纹路。我们在实践中一般在直线段,板块为等间距的5m,一般桁架式刻纹机是双刀头,每个刀头为60cm,间距为60cm,可在准备刻的板块上划线,采用4次刻,而在接缝部位每边留10cm,以保证运营过程中板块边缘早期损坏。在曲线段,由于板块外边缘和内边缘是不等宽的,因此预先划线是非常必要的。不推荐采用桁架满刻方法,尽管划线法可能引起运营过程中噪音大于满刻法。
刻槽完毕,用水对刚性刻槽所产生的粉尘、混凝土残渣冲洗干净。注意不要淤积路肩。
3.8接缝的施工。
滑模摊铺混凝土路面接缝分横向接缝和纵向接缝,其中横向接缝有横向缩缝、胀缝和横向施工缝三种,纵向接缝有纵向缩缝。
在进行滑模摊铺混凝土路面施工前,预先提交一份整个工程范围的平面图,示出建议在路面内设置的全部接缝部位,报监理工程师批示后执行。
横向缩缝为假缝,横向缩缝为假缝加传力杆型,传力杆用DAL法置入,并在路侧缩缝切割位置作标记,保证切缝位于传力杆中部,采用锯缝的形式,其模快划分按图纸规定进行,施工前按照施工段落的长度,合理划分板块长度,一般为每块板5m长,当不得不要调整长度时,最大板长不宜大于6.0m,最小板长不宜小于板宽。
横向施工缝,每天摊铺结束或摊铺因故中断,且中断时间超过初凝时间的4/5时,设置横向施工缝。横向施工缝保持与路中心线垂直,施工缝采用平缝加传力杆形式。 横向施工缝制作采用“软做施工缝法”,端头模板为带孔、带固定装置的钢模板,高度与混凝土路面厚度相等(即26cm),孔的大小和间距与传力杆设置相吻合。
在一段落面层施工结束时,架立端头模板,模板的标高对照基准线采用挂线确定,并拉线检查其顺直度,反复检查合格后才能进行施工;采用人工插入式振捣器振捣,在端头混凝土面板顶面3~5m内用3m直尺检测其平整度,对不满足规范要求的部位及时进行处理,从而保证端头面板的平整度及厚度;刮平收面后采用拖布沿纵向拉毛,使表面外观与其它板一致。
进行滑模摊铺机起步接头处理时,摊铺机后退进入上一工作面的混凝土板中,使人工作业面达到最小范围,但要注意防止摊铺机在起步时压坏端头混凝土,可适当提高混凝土的坍落度,人工采用插入式振捣器振捣;同时利用工作桥在横向施工缝的端头3~5m范围内人工用3m刮尺做面,并在端头处与前一工作面的混凝土面板用3m刮尺反复修整,以使接头平顺;刮平收面后采用拖布沿纵向拉毛,使表面外观与其它板一致。
胀缝的设置应按图纸或监理工程师要求的地方设置。胀缝的施工采用前置法的施工工艺,其构造采用加强钢筋支架加传力杆型。传力杆无沥青涂层的一端焊接在支架上,接缝板夹在两支架之间。
施工时待摊铺至胀缝位置前方约2m处时,将支架及胀缝板准确定位,并用钢钎将支架和胀缝板锚固于基层上,保证支架不推移、不弯曲,胀缝板不倾斜,然后布料,用手持振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土,使滑模通过。施工时注意按照设计要求进行胀缝处加强钢筋的设置。
纵向缩缝因摊铺机一次摊铺二个车道(4.5m+3.75m),在车道间设置纵向缩缝,纵向缩缝采用假缝拉杆型,拉杆靠滑模摊铺机配备的自动拉杆打入装置安装施工,间距按设计要求间距在摊铺机上设定。纵向缩缝制作采用硬切缝施工,具体操作同横向缩缝的锯缝方式。
3.9其它几个必须重视的问题。
气温影响的控制
(1)必须有测定气温、混凝土温度、相对湿度、风速等的设备,制定相应表格,加强数据记录和分析。
(2)当蒸发率的值超过0.5Kg/m2•h,风速5m/s左右时,必须要有防止蒸发的措施,采用遮荫,覆盖等。直到监理满意。
(3)混凝土施工适宜气温为:5℃~30℃,若气温高于30℃,建议停止施工或改成夜间施工(按夏季施工要求)。
早期裂缝的控制的措施:
使用低热水泥、低收缩水泥,水泥用量适宜(过多也不行)。
使用合适的外加剂,改善集料的级配,减小单位用水量,试验室严格水灰比的控制。
集料避免日照曝晒,要湿润降温,混凝土浇筑气温≤30℃,并要有防晒棚。
要在混凝土浇筑前,充分湿润基层。
控制好切缝时间,特别为缩缝和行车道间的纵向假缝切缝时间。切缝原则:只要不啃边,就可以,一般为5~6小时,气温高时,甚至为3小时。
摊铺后表面修整一定得避免烈日直射,气温变化小,风速小的条件下进行,并养生必须跟上,故必须准备移动的防风、防晒,防雨棚,宽度大于摊铺宽度。及时进行薄膜覆盖养护。
4. 小结
水泥混凝土滑模施工是一项复杂的施工工艺,要求严密的施工组织,只有在实践中不断的总结经验,不拘于已有经验,才能施工出“材料精良、面板密室”的水泥混凝土路面,以上是我在一条一级公路水泥混凝土路面滑模施工的实践和体会,不妥之处,忘同仁赐教。
参考文献
[1]傅智,水泥混凝土路面滑模施工技术,北京:人民交通出版社
[文章编号]1006-7619(2009)10-31-975
[作者简介]唐显云(1975-),男,工程师,江苏省宿迁市公路管理处。
【关键词】水泥混凝土路面;滑模施工;实践与体会
Practice and Experience of Cement Concrete Pavement Sliding Construction
Tang Xian-yun
(Suqian City Highway Administrative OfficeSuqianJiangsu223800)
【Abstract】Cement concrete pavement construction technique is also sliding gradually spread in China, through a number of grade highway construction practice has shown that the construction of cement concrete pavement than manual can also ensure that “material well, panel behind closed doors.” In this article, a road in a cement concrete pavement construction practice of sliding, from the concrete performance control, equipment selection, the key point of control, has provided us with a reference.
【Key words】Clay concrete pavement; Slipform construction; Practice and experience
水泥混凝土路面作为高等级路面在国际大环境下,其在全寿命周期成本优势明显,在局部地方与沥青路面持平甚至节省,近年来越来越多被应用于各等级道路中。作为水泥混凝土路面滑模施工工艺也正在我国逐步推广,通过多条等级公路施工实践表明,比人工施工水泥混凝土路面更能确保“材料精良、面板密室”。但部分地区在滑模施工的实践经验不足,也容易造成施工困难,甚至给以后的行车运营、缺陷维修带来难度。下面将我们在某一级公路的施工的几点实践经验和体会与同行探讨。
1. 混凝土性能控制
混凝土配合比设计是滑模施工质量控制的关键,是工程质量的有效保证,也是施工能否顺利进行和是否经济合理的关键因素。滑模摊铺水泥混凝土路面的配合比设计应当满足弯拉强度、工作性、耐久性和经济性四项基本要求,其中保证混凝土的工作适用性、稳定性和可滑性是路面滑模施工混凝土的特殊要求。
为了使混凝土在摊铺过程中,不产生蜂窝、麻面、拉裂、塌边、溜肩现象,提高面层顶面整体的平整度合格率及两侧面的垂直度和减少人工辅助工作量,就必须保证混凝土的工作性能满足要求,因此在进行配合比设计时要综合考虑混凝土的坍落度和振动粘度系数,可通过限制二者的最小值和最大值来实现该目标。坍落度和振动粘度应结合施工现场试验确定。
在保证混凝土强度指标、工作适用性等的同时,必须充分优化配合比,综合考虑其经济性,尽可能减少水泥的用量,以单位质量水泥获得的弯拉强度最大为经济评价标准来进行配合比设计,同时减少单位水泥用量也可来减少混凝土路面出现早期裂纹的可能性。在进行配合比设计时同时要考虑砂率的影响,尽量控制在34%左右,不宜过大和过小,以免影响路面的平整度和造成路面出现早期裂纹。
为保证混凝土品质,首先应进行原材料(水泥、砂石)试验,石料除级配满足要求外,特别要控制的针片状,规范的要求较宽松,应提出更严格要求,有条件的可采用反击式破碎石料,砂的含泥量是控制的重点。水泥应结合外加剂进行专项试验。通过参加混凝土外加剂来提高和改善混凝土品质,是实现高性能混凝土的唯一手段,因此采用滑模施工的混凝土必须100%使用外加剂,方可达到提高水泥混凝土路面各项性能。目前主要使用的外加剂引气剂、减水剂、缓凝剂,由于引气剂不但能达到减水6%~10%而且能提高抗折强度10%~15%,因此要求100%使用引气剂。目前市场上各种外加剂品种较多,需要结合所选用的水泥(一般采用P.O42.5)的品种,通过正交试验,优化混凝土性能,最终确定混凝土配合比。在进行外加剂试验过程中,可要求外加剂提供技术支持。
2. 主要施工机械配备
2.1滑膜摊铺机。
作为水泥混凝土路面滑模施工的主要施工机械系统配置方式,目前主要有两种方式,一种方式为轻型机械配置方式,即主要工作由机械完成,辅助工作由人工和小型机具来完成,摊铺现场配置大型滑模摊铺机和配套的大型混凝土拌和楼,租用社会车辆运输混凝土,由推土机或挖机布料,不配置布料机和拉毛、养生机,拉毛养生由人工完成。另外一种为重型链式机械配置方式,在大型滑膜摊铺机前后配置布料机和拉毛养生机,并配置大型支架式多锯片锯缝机,后台配置足够的大型混凝土拌和楼,同时配置8~24 m3的运输车,实现施工的全部机械化和快速化。选择何种方式,取决于工程规模和工期要求,如果工期半年以内工程规模在30Km以内高等级公路,采用第一种是经济的,在我国采用第一种方式的配置较多。
一套滑模摊铺设备一般有前置的松方控制布料及螺旋分料器、中置振捣系统(振捣棒组、夯实杆、挤压底板)和自动传力杆、拉杆插入装置(DBI)和后置的振动挫平梁、自动抹平梁组成。目前在国内采用较多为以强化振捣为理念由德国生产的Writen850水泥混凝土滑模摊铺机,技术较成熟,近年国内也有生产滑模摊铺机,但技术不是很成熟。
2.2混凝土拌和楼。
根据施工的规模和施工组织设计,配置混凝土拌和楼,一般应严格计算(对混凝土运距要充分考虑)并保持富裕系数,在配置时应设置两套拌和设备共用一套料仓,确保在一台拌和设备出现故障时另一套可运转,同时一大一小可即可满足滑模摊铺机也可满足三滚轴施工硬路肩板块。
2.3其他机械设备。
挖掘机,在滑模摊铺机前辅助布料,需采用轮胎式挖掘机,严禁采用履带式挖掘机,防止在施工过程中对基层顶封层的破坏,容量一般应采用1 m3以上。
运输汽车,为确保施工连续,还应配备一定数量的8m3以上的平板自卸车(车辆要进行密封防漏桨处理),一辆罐车。可租用社会车辆,但在施工过程中因严格管理,不得在间隙运输其他建筑材料,防止因车辆自卸不净对混凝土造成损坏(如石灰)。
由于滑模施工对时间要求很强,因此各种机械设备应进行充分调试和试运行组合,并考虑备用设备。
3. 施工关键点控制
3.1板块划分。
在施工前,应结合施工机具的选择(现在的DBI系统中间的拉杆位置都是可调的)调整板块的划分,一般在设计图纸中,按照一般路面车道进行板块划分,往往造成后期标线在施工后,将雨水阻在纵缝处,容易造成板块水损。在板块划分上对于硬路肩的板块的L/B比可放宽要求。
3.2钢筋布设。
钢筋的布设在滑模摊铺施工中是关键点也是难点,如果是连续配筋的混凝土路面,需要采用前置钢筋网植入设备,或者先在前方用挖机布底料在人工将钢筋网定位,都是非常麻烦而且定位准确性不易保证的,因此在连续配筋混凝土路面中采用滑模施工效率并不高,因此一般设计中的“鸡爪”钢筋也不能实现或者实现很困难,时间证明除非特重交通,采用混凝土路面时一般按照规范设置拉杆和传力杆完全能够满足要求。传力杆的间距应根据采用DBI系统确定(一般为30cm),一般DBI的植入间距都不能调整。
3.3养护。混凝土路面板抗滑构造微观制作和混凝土泌水完毕后,立即转入混凝土的养生。养护采用先喷洒一层养护剂再覆盖一层养护塑料薄膜的方法。
喷洒前要将养护剂按照要求进行掺配。喷洒应保持均匀,厚度一致,颜色一致,喷洒时注意喷杆的高度和方向。喷洒的高度和压力应视当时风速而定,一般应高于面层为50cm,使方向向上成雾状喷洒,同时注意面板两则也应喷洒。养护剂喷洒量以不少于0.30Kg/m2,以保证成膜能保证厚度,能够达到封闭水分的目的。若风速较大时,要再加喷一次养护剂。待形成一定强度并锯缝完成后,将混凝土表面洒水一层,然后盖上养护薄膜。在进行薄膜的覆盖时注意薄膜应加大加宽至少60cm以上,同时搭接宽度要大于40cm,并在周边和搭接处用砂土以方格的形式将薄膜压住,以防止被风吹起。同时在养护期内,注意经常检查薄膜的覆盖情况,一旦发现有被风吹起的地方,要及时采取措施加以覆盖。
养生期间原则上严禁一切通行,只有强度达40%以上时(约6～8h),才允许人通行。
强度完全达到设计要求时,并经清扫完毕,才可以对车辆开放交通,并在设有临时指路牌时才可以开放交通。
3.4切缝。
锯缝的时间根据气温和时间来确定,一般可用强度和度时积两指标来控制,当混凝土的强度达到6~12MPa为宜(也即达到设计强度的25~30%)或者度时积达到200℃•h时开始锯横向缩缝,但最长时间不超过24h。从一般施工情况来看,在度时积达到180～190℃•h时即开始进行锯缝比较合适。
横向缩缝的槽口宜采用二次锯深缝,先用薄锯片锯缝,深度为6cm,宽度为0.5cm的深缝,再用厚锯片在同一位置锯浅缝,深度为2cm,宽度为8mm左右的浅槽口(一般为6~10mm宽)。锯缝时注意保持线形顺直、清晰,锯缝并注意防止崩边。
锯缝完毕,要用水将锯缝产生的粉尘、浆液冲洗干净,以免影响路面的外观。并及时进行保湿、养护模的覆盖。
3.5涵顶处理。
根据设计规范要求,在涵顶需要采用钢筋混凝土路面进行补强,但实际在施工中由于管涵较多,且钢筋混凝土骨架的架设不但影响施工的进度,由于其本身定位较困难,在施工过程中容易造成移位,反而影响混凝土路面板块的整体性,因此如果一定要设置补强钢筋,我们的经验做法是在需要补强的部位在基层位事先用钢筋混凝土进行补强,而在面层板块不进行特殊处理。
现在的设计要求在涵顶部位,需要根据管涵的设置部位顶进行缩缝处理,设计的原因是防止不均匀沉降,根据施工实践表明,如果我们在基层部位采用钢筋混凝土补强后,在涵顶板块完全没有不要设置异型板块,异行板块的设置往往容易形成锐角,造成此板块的早期损坏,并影响紧邻的几个板块,因此建议不进行板块的特殊处理,完全按照等间距的板块切割划分。
3.6灌缝。
填缝应由专门的厂家施工队专业施工,这里就不作详尽说明,但仍需说明:
3.6.1填缝的范围:所有的接缝(横向的胀缝、施工缝、缩缝、纵向假缝和纵缝),并按规定的要求和位置进行。
3.6.2填缝前对缝的要求:要求干燥,无尘土,无混凝土碎屑和其他杂物,并报监理检查验收合格(也可用压缩空气机清理)。
3.6.3灌缝方法:
(1)由槽部底灌至路表面,一次灌完。
(2)灌缝在高湿季节,填缝料与路面平齐。
现在灌缝的材料好多,一般采用较多有聚氯乙烯胶泥和聚氨脂,以下是两种材料的比较。
表1填缝料性价比较
特性材料名称
聚氯乙烯胶泥 聚氨脂
密封机理利用其软化点为80度以上,将其加热到100~120度,使其完全熔化趁热将其浇入伸缩逢中,冷却后变成固态将逢密封堵严是一种高分子材料,由A、B两种组分,在常温下发生化学反应而凝固从而密封。液态的A、B组分混合后,不仅自身能反应而凝固,而且还能与混凝土界面发生交联粘接的化学反应,因此这种粘接是化学粘接,密封非常牢固,使用寿命长。
产品特性优点:价格低廉,防水性好。缺点:易污染路面,高温作业,使用寿命短。优点:常温固化,无须高温作业,施工简捷速度快,污染路面少;弹性大,粘接性好;防水好,耐侯性好,使用寿命长。缺点:价格高,是普通填缝胶的五、六倍。
施工工序封闭交通、切缝、清缝、熬油、填缝、修缝、补缝、洒不粘粉、开放交通封闭交通、切缝、清缝、拌油、填缝、修缝、补缝、洒不粘粉、开放交通
工程造价密度较大,约1.35公斤/升,按填缝深度2.5~3cm计算,造价为2.8元/米密度较小,约1.20公斤/升,按填缝深度1.5~2cm计算,造价为4.0元/米
3.7面层的抗滑制作。
混凝土面层的抗滑制作有两大类,即微观抗滑制作(粗糙面的制作)和硬刻宏观抗滑制作(刚性刻槽)。抗滑构造深度TD(一般路段为0.7~1.10.mm,特殊路段为0.8～1.20mm),采用砂铺法试验。
微观抗滑制作(粗糙面),一般在滑模摊铺机后设置工作桥拖挂一块粗布,随工作桥的行走制作粗糙面,同时对修整的边缘或经人工抹平修整的局部面层,需用细片布条(类似小旗子)再拖制作粗糙面,但必须在混凝土具有塑性时进行。
宏观抗滑构造制作即刚性刻槽,一般在混凝土摊铺完成后,根据当时气温情况,一般为2~3天后可开始,宜在强度达80%左右实施,并在两周内完成。
刻槽的深度为大于2.5mm为宜,一般为3~5mm,刻槽的宽度为2.29~3.81mm为宜。
需要注意的是刻槽应与面板的接缝错开(缩缝、胀缝、工作缝)防止崩边,并且注意顺直、清晰。锯片的间距一般为变间距为宜,每延米有60~100条槽纹路。我们在实践中一般在直线段,板块为等间距的5m,一般桁架式刻纹机是双刀头,每个刀头为60cm,间距为60cm,可在准备刻的板块上划线,采用4次刻,而在接缝部位每边留10cm,以保证运营过程中板块边缘早期损坏。在曲线段,由于板块外边缘和内边缘是不等宽的,因此预先划线是非常必要的。不推荐采用桁架满刻方法,尽管划线法可能引起运营过程中噪音大于满刻法。
刻槽完毕,用水对刚性刻槽所产生的粉尘、混凝土残渣冲洗干净。注意不要淤积路肩。
3.8接缝的施工。
滑模摊铺混凝土路面接缝分横向接缝和纵向接缝,其中横向接缝有横向缩缝、胀缝和横向施工缝三种,纵向接缝有纵向缩缝。
在进行滑模摊铺混凝土路面施工前,预先提交一份整个工程范围的平面图,示出建议在路面内设置的全部接缝部位,报监理工程师批示后执行。
横向缩缝为假缝,横向缩缝为假缝加传力杆型,传力杆用DAL法置入,并在路侧缩缝切割位置作标记,保证切缝位于传力杆中部,采用锯缝的形式,其模快划分按图纸规定进行,施工前按照施工段落的长度,合理划分板块长度,一般为每块板5m长,当不得不要调整长度时,最大板长不宜大于6.0m,最小板长不宜小于板宽。
横向施工缝,每天摊铺结束或摊铺因故中断,且中断时间超过初凝时间的4/5时,设置横向施工缝。横向施工缝保持与路中心线垂直,施工缝采用平缝加传力杆形式。 横向施工缝制作采用“软做施工缝法”,端头模板为带孔、带固定装置的钢模板,高度与混凝土路面厚度相等(即26cm),孔的大小和间距与传力杆设置相吻合。
在一段落面层施工结束时,架立端头模板,模板的标高对照基准线采用挂线确定,并拉线检查其顺直度,反复检查合格后才能进行施工;采用人工插入式振捣器振捣,在端头混凝土面板顶面3~5m内用3m直尺检测其平整度,对不满足规范要求的部位及时进行处理,从而保证端头面板的平整度及厚度;刮平收面后采用拖布沿纵向拉毛,使表面外观与其它板一致。
进行滑模摊铺机起步接头处理时,摊铺机后退进入上一工作面的混凝土板中,使人工作业面达到最小范围,但要注意防止摊铺机在起步时压坏端头混凝土,可适当提高混凝土的坍落度,人工采用插入式振捣器振捣;同时利用工作桥在横向施工缝的端头3~5m范围内人工用3m刮尺做面,并在端头处与前一工作面的混凝土面板用3m刮尺反复修整,以使接头平顺;刮平收面后采用拖布沿纵向拉毛,使表面外观与其它板一致。
胀缝的设置应按图纸或监理工程师要求的地方设置。胀缝的施工采用前置法的施工工艺,其构造采用加强钢筋支架加传力杆型。传力杆无沥青涂层的一端焊接在支架上,接缝板夹在两支架之间。
施工时待摊铺至胀缝位置前方约2m处时,将支架及胀缝板准确定位,并用钢钎将支架和胀缝板锚固于基层上,保证支架不推移、不弯曲,胀缝板不倾斜,然后布料,用手持振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土,使滑模通过。施工时注意按照设计要求进行胀缝处加强钢筋的设置。
纵向缩缝因摊铺机一次摊铺二个车道(4.5m+3.75m),在车道间设置纵向缩缝,纵向缩缝采用假缝拉杆型,拉杆靠滑模摊铺机配备的自动拉杆打入装置安装施工,间距按设计要求间距在摊铺机上设定。纵向缩缝制作采用硬切缝施工,具体操作同横向缩缝的锯缝方式。
3.9其它几个必须重视的问题。
气温影响的控制
(1)必须有测定气温、混凝土温度、相对湿度、风速等的设备,制定相应表格,加强数据记录和分析。
(2)当蒸发率的值超过0.5Kg/m2•h,风速5m/s左右时,必须要有防止蒸发的措施,采用遮荫,覆盖等。直到监理满意。
(3)混凝土施工适宜气温为:5℃~30℃,若气温高于30℃,建议停止施工或改成夜间施工(按夏季施工要求)。
早期裂缝的控制的措施:
使用低热水泥、低收缩水泥,水泥用量适宜(过多也不行)。
使用合适的外加剂,改善集料的级配,减小单位用水量,试验室严格水灰比的控制。
集料避免日照曝晒,要湿润降温,混凝土浇筑气温≤30℃,并要有防晒棚。
要在混凝土浇筑前,充分湿润基层。
控制好切缝时间,特别为缩缝和行车道间的纵向假缝切缝时间。切缝原则:只要不啃边,就可以,一般为5~6小时,气温高时,甚至为3小时。
摊铺后表面修整一定得避免烈日直射,气温变化小,风速小的条件下进行,并养生必须跟上,故必须准备移动的防风、防晒,防雨棚,宽度大于摊铺宽度。及时进行薄膜覆盖养护。
4. 小结
水泥混凝土滑模施工是一项复杂的施工工艺,要求严密的施工组织,只有在实践中不断的总结经验,不拘于已有经验,才能施工出“材料精良、面板密室”的水泥混凝土路面,以上是我在一条一级公路水泥混凝土路面滑模施工的实践和体会,不妥之处,忘同仁赐教。
参考文献
[1]傅智,水泥混凝土路面滑模施工技术,北京:人民交通出版社
[文章编号]1006-7619(2009)10-31-975
[作者简介]唐显云(1975-),男,工程师,江苏省宿迁市公路管理处。