第五章水泥混凝土路面机械施工.doc
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重庆交通大学教案《公路工程机械化施工与管理》
授课章节
第五章水泥混凝土路面机械施工
主要内容
§5－1水泥混凝土搅拌站与拌和作业
§5－2水泥混凝土搅拌运输设备与输送作业
§5－3水泥混凝土摊铺机与摊铺作业
§5－4水泥混凝土路面施工
授课方式
多媒体
授课目的
1.掌握水泥混凝土拌和站结构及其作业流程
2.掌握水泥混凝土搅拌运输设备结构及其作业流程
3.掌握水泥混凝土摊铺机结构、工作原理以及水泥混凝土路面施工工艺
教学内容要点
第五章水泥混凝土路面机械施工
1．水泥混凝土路面分类
包括素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、钢纤维混凝土等面层板和基（垫）层所组成的路面。
2．水泥混凝土路面特点
优点：
10刚度大、强度高、板体性好
20稳定性好
30耐久性好
40抗侵蚀能力强
50养护费用少
60抗滑性能好
70有利于夜间行车
缺点：
10接缝多
20对超载敏感
30不能立即开放交通
40修复困难
50噪声大
3．主要施工设备
搅拌机、水泥混凝土拌和站、水泥混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌输送车、水泥混凝土输送设备等。
§5－1水泥混凝土搅拌站与拌和作业
一、概述
1．定义
10混凝土搅拌站
也称搅拌楼是用来集中搅拌混凝土的联合装置，亦称混凝土工厂。
20使用范围
混凝土工程量大、施工周期长、施工地点集中的大、中型水利电力工程、公路路面与桥梁工程、建筑施工以及混凝土制品工厂。
2．分类（按工艺布置型式）
单阶式和双阶式两类。
3．拌和要求
10计量要准确：
水和水泥±1％；骨料±3%；外加剂±2%；
20投料顺序和搅拌时间：
骨料＋水泥＋砂子
砂子＋水泥＋骨料
30正式搅拌前，先进行清理。
二、双阶式水泥混凝土搅拌站
主要由混凝土搅拌机、骨料与水泥称量设备、供水及其称量设备、骨料堆场、水泥筒仓、运输机械、控制系统等组成。
三、单阶式水泥混凝土搅拌站
一般为大型固定式搅拌设备，高达24～35m。
国产大型混凝土搅拌站现有3HLF90、3HLF135、4HLF270型等多种型号，它们的构造基本相同，其金属结构作垂直分层布置，机电设备分装各层，集中控制。
搅拌站自上而下分为进料、储料、配料、搅拌、出料五层，
四、水泥混凝土搅拌机生产率计算
生产率计算公式：
（式5-1）
式中：
Q－水泥混凝土搅拌机生产率，m3/h；
G－拌和机每次卸下水泥混凝土，m3；
KB－时间利用系数；
t－拌和机拌和一次所需时间，min；
§5－2水泥混凝土搅拌输送设备与输送作业
一、水泥混凝土搅拌输送车
1．搅拌输送车的类型
车辆类型
混凝土搅拌输送车型号分类及表示方法表5-1
类
组
型
特性
代号
代号
意义
主参数
名称
单位表示法
混凝土机械
混凝土搅拌输送车
J（搅）
C（车）
飞轮取力
前端取力
单独驱动
前端卸料
Q（前）
D（单）
L（料）
JC
JCQ
JCD
JCJ
飞轮取力混凝土搅拌输送车
前端取力混凝土搅拌输送车
单独驱动混凝土搅拌输送车
前端卸料混凝土搅拌输送车
搅拌容量
m3
使用范围
适用于大型混凝土基础工程、水下混凝土浇灌、隧道内混凝土浇灌、地下混凝土工程、以及其他大型混凝土建筑工程等。
特别是对施工现场场地狭窄，浇筑工作面较小，或配筋稠密的建筑物浇筑。
特点
10专用机械的输送混凝土，配有特殊的管道，可将混凝土沿管道连续输送到浇筑现场。
20输送距离：
沿水平方向能达205～300m；
沿垂直方向可达40m。
2．搅拌输送车的输送方式
新鲜混凝土输送
半干料搅拌输送
干料搅拌输送
搅拌混凝土后输送
3．搅拌运输车典型结构
运载底盘
搅拌筒
驱动装置
给水装置
操纵系统
二、水泥混凝土输送泵
1．分类
按转移方式分：
固定式、拖式、汽车式等；
按混凝土泵的构造和工作原理分：
活塞式、挤压式和风动式。
§5－3水泥混凝土摊铺机与摊铺作业
一、概述
1．水泥混凝土摊铺机的定义
把经水泥混凝土布料机摊布搅拌好的混凝土于路基上后，先摊布的水泥混凝土均匀地摊铺在路基上，然后经过振实、整平和抹光等作业程序，完成混凝土的铺筑成型的施工机械。
2．水泥混凝土摊铺机的分类
按性能和施工方式分类
轨道式和滑模式两种类型。
按用途分类
路线铺筑机、路基铺筑机、路面和沟渠摊铺机等，其中沟渠铺筑机适用于河床的斜面摊铺，主要用于河道和堤坝的施工铺筑，它的宽度较大。
按行走方式分类
轮胎式、钢轮式和履带式，现代滑模式摊铺机一般都采用履带行走机构，轨道式采用钢轮式。
二、混凝土摊铺机的基本结构
工作装置一般由布料器、刮平板、振捣器（包括振捣棒和振捣梁）、整平机、抹光机等装置组成。
同时，还需要机架、行走机构、操纵控制系统和其它一些辅助机构的有机配合。
三、滑模式水泥混凝土摊铺机
1．滑模式摊铺机的分类
按滑模摊铺工序分类
一种是以美国COMACO公司的GP系列为代表，它把内部振捣器置于整机前方螺旋布料器的下方，然后通过外部振捣器振捣和成型盘成型，最后由修光机抹光。
一种是以美国CMI公司的SF系列为代表，它首先用螺旋布料器分料，由虚方控制板控制摊铺宽度上的水泥混凝土高度，然后通过内部振再进入成型模板，之后再通过浮动抹光板。
按自动调平系统分类
一种是电液自动调平系统（以美国COMACO公司GP系列为代表）；
一种是全液压自动调平系统（以美国CMI公司的SF系列为代表）。
按行走系统履带数量分类
两履带式、三履带式和四履带式。
按振动器型式分类
电振动式和液压振动式。
电振动式采用的是电动振动棒，液压振捣系统采用液压振动棒。
2．滑模摊铺机的特点
①不需要另设置轨道，结构紧凑，施工作业效率高，施工速度快；
②先进的电液控制系统、全液压传动，自动化程度高，可实现无级调速；
③采用传感器检测信号，电液控制或液压控制系统控制转向。
操作方便，机动灵活；
④施工质量高；
⑤在铺设路面时，依靠装在机器上的滑动模板就能按照路面要求宽度一次成型；
⑥路面只能一次成型，不能退回补救施工，因而对施工工序、工艺参数及混凝土的原材料质量、水泥混凝土配合比、搅拌质量和水灰比等要求比较严格；
⑦可实现一机多用，使用范围较广。
四、滑模摊铺机摊铺作业
1．作业流程：
螺旋布料器将自卸车或水泥混凝土搅拌车卸在路基上的水泥混凝土横向均匀地摊铺；
由一级进料计量装置刮平板初步刮平混凝土，将多余的混合料往前推移；
用内部振捣器对混合料进行初步振实、捣固；
用外振捣器再次振实，并将外露大粒径骨料强制压人；
由二级进料计量器进料控制板（在成型盘前）再次刮平混合料，并控制进入成型盘的混凝土的数量；
用成型盘对捣实后的混凝土进行挤压成型；
利用定型盘对铺层进行平整、定形和修边。
五、滑模式摊铺机的作业装置与功能
滑模式摊铺机的作业装置通常由螺旋摊铺器、刮平板、内振捣器、振捣梁、成形盘、定形盘和副机架组成。
六、水泥混凝土摊铺机生产率计算：
生产率计算公式：
（式5-2）
式中：
Q－摊铺机生产率，m3/h；
b－摊铺带的宽度，m；
h－摊铺层的厚度，m；
v－摊铺机的行驶速度，m/h。
§5－4水泥混凝土路面施工
一、机械选型和配套
滑模式摊铺机施工各工序可选用机械表5-2
工序
可考虑选用的机械
混凝土拌和
搅拌机、装载机
混凝土运输、卸料
自卸汽车、搅拌车
摊铺、捣实
滑模式摊铺机
切缝施工
切缝机
修整粗糙面
拉毛机
1．主导机械选型
混凝土摊铺机械作为第一主导机械；
混凝土搅拌机械作为第二主导机械；
在机械选型时，应首先选定主导机械，然后根据主导机械的技术性能和生产率，选配配套机械；
应考虑的问题
10满足施工质量和进度的要求；
20现阶段工程单位的技术人员素质、管理水平；
30施工单位的购买能力。
2．配套机械
包括养生剂喷洒器、切缝机、灌缝机、洒水车、移动发电机、装载机、水泵、移动电站等。
应考虑的问题
10保证主导机械充分发挥其最大效率；
20配套机械的类型和数量尽可能少。
3．机械合理配套
主要指搅拌机与摊铺机、运输车之间的配套情况。
当摊铺机选定后，可根据机械的有关参数和施工中的具体情况计算出摊铺机械的生产率。
二、混凝土搅拌与运输
1．搅拌
选择搅拌机时，主要考虑：
搅拌品质、搅拌能力、机械可靠度、工作效率和经济性。
2．运输
运距：
<1km用2t以下自卸汽车
5km左右用5~8t中型自卸汽车
>5km用搅拌输送车
机械化施工：
坍落度<5cm，自卸汽车，不得超过1h
坍落度>5cm，搅拌汽车，不得超过1.5h
若运输时间超过限值，或者在夏天铺筑路面时，宜使用缓凝剂。
3．卸料
混凝土运到路面铺筑处卸下时，采用直接卸在基层上.；
直接卸到基层上时，为防止混凝土离析和便于刮板摊铺，卸料堆应尽可能均匀。
三、摊铺、捣实、成型
1螺旋摊铺器把堆积在基层上的水泥混凝土向左右横向铺开；
2刮平板进行初步刮平，振捣器进行捣实；
3振捣后整平、成型。
四、防滑、养生与其它
1．防滑处理
一般采用拉毛机或人工拉毛的方法进行路面的防滑处理
2．养生
目的
使混凝土板在开放交通前具备足够的强度和质量。
养生方式
湿治养生，喷洒成膜材料养生。
养生时间
10普通硅酸盐水泥：
14d
20早强水泥：
7d
30中热硅酸盐水泥：
21d
3．切缝、填缝
五、工艺过程
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