文章介绍:根据滑模摊铺机的工艺流程及机械设备配套情况,简要介绍了滑模摊铺机在水泥混凝土路面施工中的应用技术。
  1　前　言
  随着我国国民经济的飞速发展,我国的公路建设事业,特别是高等级公路的建设更是进入了一个大发展的历史时期。我国水泥资源丰富,水泥混凝土路面具有强度高、承载力大、稳定性好、使用寿命长、养护费用低等优点,所以水泥混凝土高等级公路发展的更迅猛。如能满足高等级白色路面的质量要求和车辆高速行驶功能的要求,采用配套的、先进的、现代化的大型设备进行白色路面机械化施工是必然趋势。滑模摊铺机的成功运用将逐步实现由传统的人工加小型机具的施工工艺向智能化、现代化、机械化施工转变,它是集计算机、自动控制、精密机械制造、现代混凝土科学和高等级公路工程技术于一体,具有结构紧凑、操作灵活简便、高度自动化、高速度、施工质量能得到保证等优点,是修筑高等级混凝土路面必备的施工机械设备,是我省高等级路面施工发展的方向。我们在鹤大公路佳七段第十标段的白色路面施工中使用GOMACO CHP—2800型四履带水泥混凝土滑模摊铺机,第一次完成一次性铺筑宽度为7125 m的混凝土路面。这在东北三省尚属首次,得到黑龙江省厅有关领导及指挥部、监理单位的认可。
  2　滑模摊铺机的性能简介
  2.1.1　滑模式摊铺机的技术参数
  GOMACO CHP—2800型属于大型摊铺机,主要由计算机自动控制,施工能力强。其主要技术参数如下:发动机功率　　220 kW摊铺宽度　3166～7.50 m摊铺厚度　0～48.3 cm作业速度　0～4.21 m/min布料速度　0～21.1 m/min振捣频率　0～10 500次/min夯实杆频率　0～120次/min履带压力　约10 kPa整机质量　30～40 t
  2.1.2　摊铺机工作装置和功能简介
  工作装置主要有:松方控制板、螺旋布料器、振捣棒组、夯实杆、挤压底板、侧滑模板、自动抹平器、DBI装置等。
  抗压底板、侧滑模板:通过连接支架牢固的固定在主机架的横梁下面,振捣密实的水泥混凝土通过它成型路面。
  振捣棒组:是插入式以一定间距均匀分布在螺旋布料器后部可旋转调振捣角度的支架上,是振捣水泥混凝土密实的关键部位,经验表明振棒距侧滑模板间距为15 cm,振捣棒之间为45 cm时,振捣效果最佳。
  夯实杆:是连接于换向臂上的偏心块,做上下往复运动,把表面粗骨料打至路面表层015～1 cm以下,保证路表面平整,提浆均匀,确保路面平整度及抗滑构造深度。
  螺旋布料器:安装于振捣棒前面的螺旋分料装置,左右各一,通过液压马达以不同方式旋转而实现混凝土二次搅拌及均匀布料。
  自动抹平器:通过悬臂悬挂在主机架后面,对成型的路面进行表面提浆抹平。
  松方控制板:在螺旋布料器后方用以控制振动仓内料位高度。
  DBI装置:安装在侧滑模板两侧的后端,通过空气压强带动气缸,将传力杆打入水泥混凝土中。
  2.1.3　主要技术特点
  整机采用电、液控制,自动化程度高,操作容易轻便,无级变速控制,可适应多种水泥混凝土的施工要求,能完成整机作业,分层摊铺,摊铺宽度具有可调性。
  3　施工前的准备工作
  滑模摊铺机水泥混凝土路面的施工是一套复杂完整的大型机械化施工系统。由于其技术标准高、难度大,做好施工前的各项准备工作就显得尤为重要。包括施工组织设计,配备好各种滑模摊铺的施工机械,组织检测施工人员队伍、人工施工机具和模板、接缝施工机具。准备好各种施工原材料,建好搅拌站,有足够的水电供应,良好和充足的运输车辆,基层消模搜集铺场地,运输道路等。充分做好滑模摊铺施工准备能达到事半功倍的效果。
  3.1.1　组织、技术准备
  (1)建立高效权威的施工指挥调度机构,确定指挥机构的负责人对工程项目质量、人员、材料、机械、财务、安全等,进行科学管理。
  (2)对有关人员进行各种岗位培训,未经培训的不得单独上岗。培训人员包括:滑模搜集铺机组、现场施工班、测量班、搅拌站、车队、实验室、材料供应站、生活及保卫。
  (3)进行施工前技术交底,熟悉各种技术规范和相关标准。这不仅是对工程技术人员的要求,也应杜绝以往机械人员不懂工程的现象。让机械操作手充分熟悉施工要求,同时要求相关人员熟悉计算机、电、气、相关知识,不断探索,反复优化,以取得最佳的施工效果。www.tmgc8.com
  (4)根据施工条件、工期要求、设计意图、业主规定确定施工方案,编制施工工艺流程和施工组织设计方案。
  (5)加强无线电通讯系统,在施工现场,运输车辆、材料供应和搅拌站之间,由生产指挥统一调度生产,保证整个系统的高效运行,对存在的问题和困难,可随时下达调度命令。
  3.1.2　施工现场的准备
  (1)应解决施工现场的水电供应、运输道路。施工现场需隔离交通,拌合站供应拌和料充足,保证摊铺机生产能力。
  (2)下承层必须符合设计、施工和检查验收规范的技术要求。具有足够的水稳定性和冰冻稳定性,有足够的强度和刚度。
  (3)下承层必须提供足够的工作面,保证摊铺机的不间断施工。
  3.3　混凝土搅拌站的准备
  3.3.1　选购搅拌站
  大型混凝土搅拌站分为固定间歇式、移动间歇式、固定连续式、移动连续式四种形式。根据公路工程的特点以及滑模混凝土对拌和质量及混合料的稳定性要求较高,所以目前大多数混凝土搅拌站均采用间歇式搅拌站,拌和方式采用强制式双卧轴及行星轴式搅拌机。
  3.3.2　搅拌站场地的选择及布置
  所选择的混凝土拌合站必须在要施工的公路两侧附近,最好是在施工线路的中间位置。一般情况,滑模混凝土的最大运输半径约为20 km左右。但据我们实际施工情况,测定运输半径以≤8 km为最佳。搅拌站的布置主要包括:砂石料堆场,搅拌站安装场地,水泥灌仓,混凝土实验室,外加剂仓库,施工备件仓库,原材料场地,储水池,变电室或发电站,维修车间,钢筋加工和材料加工场地,食堂进出场道路,施工搅拌站基本要求为功能齐备、道路畅通、经济高效。
  3.3.3　应保证搅拌站的水电供应
  搅拌站的电力系统是滑模式摊铺系统正常工作运转的生命线,为保证施工连续进行,需要在保证正常施工生产条件下有备用供电系统,以防断电给施工造成损失,水是混凝土生产中的一种必备的用量很大的原材料,使用以可饮用水为标准。在混凝土施工中,搅拌站和运输车辆以及现场养生施工用量很大,要充分保证,在搅拌站场地选择中要充分考虑水源。
  4　滑模摊铺机的工艺流程及机械设备配套
  4.1.1　施工工艺流程
  根据我们在鹤大公路佳七段第十标段的施工,其工艺流程图见图1。

  4.1.2　机械配备的配套装置
  滑模摊铺机属于现代化白色路面施工机械,作业速度快、效率高,同时,要按滑模摊铺机的施工宽度、路面厚度、工期要求来确定拌合站的生产能力。
  4.2.1　拌和设备的选配
  水泥混凝土拌合站应以国产或进口强制式拌和机为主体,应符合规范、设计及业主的要求,一般选配双卧轴、高精度、有自动计量、自动供料和外加剂加入装置的拌和设备,并根据摊铺能力配备足够的水泥贮罐,以保证现场的水泥供应。拌和能力应大于摊铺能力的10%～15%,拌和设备可按下式选配:M=60 CBhv式中:M———拌和设备的拌和能力,m3/h;C———拌和设备的系统可靠参数C=1.2～115(国产机械取大值,进口机械取小值);B———路面的摊铺宽度,m;h———路面的摊铺厚度,m;v———摊铺机的正常摊铺速度,m/min。同时为保证混合料搅拌质量优良、品质稳定,拌合站工作性能应满足下表:

  5　水泥混凝土用材料
  5.1.1　粗骨料
  采用质地坚硬、强度高、磨耗率低、压碎值小,清洁干净的轧制碎石、严重风化及软弱骨料严重的含量控制在5%以内,颗粒级配应符合部颁JTJ058—2000要求,技术要求应符合国标GBJ—97—87规定和业主要求,我们在施工中对2～4 cm的碎石采用过筛水洗法,筛出超粒径的碎石,对1～3 cm的碎石采用人工过筛,降低小粒径石屑和灰尘含量,并进行过筛水洗,使碎石含泥量降低到0.09%。
  5.1.2　细骨料
  采用质地坚硬,清洁干净,级配曲线在Ⅰ区、Ⅱ区的中粗砂,其级配应满足设计要求,技术要求应符合部颁JTJ052—92和JTJ012—94水泥混凝土路面设计规范的要求。我们采用桦南八虎力河的江砂,其细度模数为2182。
  5.1.3　水泥
  采用抗折强度高、收缩小、耐磨性强、抗冻性好的硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥的标号不应低于525#,并对水泥的安定性、凝结时间、标准稠度用水量、抗折强度、细度、水泥标号等主要技术性指标进行检验,合格后方可使用,我们今年用的是牡丹江产的525#普通硅酸盐水泥。www.tmgc8.com
  5.1.4　外加剂的使用
  由于滑模摊铺水泥混凝土路面需要较大的坍落度,而且不是固定的模板,水泥混凝土又具有流动性,故需采用外加剂来满足水灰比和工作性的要求,一般采用引气(减水)剂或复合掺用引气剂和减水剂;外加剂的掺量通过配合比设计实验来确定,并在施工过程中检验调整。我们采用的是ENC多功能路用混凝土外加剂,它集引气、缓凝、早强、减水和增强等多功能于一体,能多方面改善路用混凝土施工的性能,是配合滑模摊铺机施工作业的得力助手。经验表明,ENC的掺配量为水泥用量的018%～2%。
  6　水泥混凝土配合比设计
  水泥混凝土的抗折强度应满足设计要求,同时滑模摊铺路面,水泥混凝土必须振动密实,严禁出现蜂窝麻面,且水泥混凝土摊铺过后必须不塌边流角。因此水泥混凝土最佳工作性能的振动粘度系数为200～500 NS/m2,坍落度为3～6 cm,水灰比为0138～0145,单位水泥用量不超过400 kg/m3,含气量控制在3%～5%之间,砂率在28%～34%之间,单位水用量在130～160 kg/m3。
  (1)确定配合比计算参数
  ①水灰比的估算
  可按下式进行估算:

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