高等级水泥混凝土路面滑模摊铺机施工工法内容材料[2].doc
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高等级水泥混凝土路面滑模摊铺机施工工法
13
目录
1.前言 1
2.工法特点 1
3.适用范围 1
4.工艺原理 2
5.施工工艺流程及操作要点 2
6.材料与设备 7
7.质量控制 8
8.安全措施：
11
9.环保措施 12
10.资源节约 12
11.效益分析 12
12.应用实例 13
高等级水泥混凝土路面滑模摊铺机施工工法
1.前言
2005年，葛洲坝集团公司中标印度高速公路东西走廊RJ6公路项目，在该项目的水泥混凝土路面施工中采用了自动滑模摊铺施工工艺。
根据在这一项目上采用德国WIRTGEN公司生产的SP850型四履带水泥混凝土滑模摊铺机进行摊铺的施工实践，总结后编制成本工法。
2.工法特点
2.1保证路面施工质量。
本工法采用刮板布料、多根振动棒振动密实、振捣器上下振捣压入粗骨料、成型模板挤压成型和抹光等工序，确保了水泥混凝土路面密实度和平整度，特别是路面的平整度有了明显的提高，能满足高等级道路、机场飞行区等工程的高标准质量要求。
2.2机械化、自动化程度高。
摊铺施工过程全部自动化，采用传感器电动液压控制系统控制设备的转向和升降，它集水泥混凝土的布料、摊铺、振捣密实、布设加力筋、成型和抹光等功能，使水泥混凝土路面一次成型。
2.3施工速度快，生产规模大。
无需立模，工人的劳动强度低。
2.4购买设备的一次性投入较大。
3.适用范围
适用于任何工程量大、质量要求高、厚度在20～60cm的水泥混凝土面层的施工，如高速公路、城市道路、机场跑道和停机坪、大型停车场、码头货物堆场等。
4.工艺原理
滑模摊铺机在施工导线的引导下向前行进，固定在机上的成型模（含顶模和侧模）向前滑动，混凝土拌合料进入振动腔、成型模，经振捣、挤压成混凝土路面。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
高等级水泥混凝土路面滑模摊铺机施工工艺如图5.1所示
摊铺机调试、就位
安装和调整传感器组件
料车至摊铺机前卸料
启动刮板均匀分布材料
全自动铺筑
磨平拉毛
喷洒养护剂
切缝
混凝土运输
打入传力杆和拉杆
修整
施工准备
测量放样
架设导线
混凝土拌合
嵌缝
混凝土养护
开放交通
图5.1高等级水泥混凝土路面滑模摊铺机施工工艺流程图
5.2操作程序
5.2.1施工准备
1基层的检查、验收及处理。
2工作面内障碍物清理。
3基层表面杂物及松散颗粒清理。
4施工用临时便道准备。
5机械设备和工具的检查与保养。
6施工所需钢筋网片、传力杆、拉杆、套筒以及养护剂的准备。
5.2.2测量放样
1根据摊铺机的结构特点、混凝土路面的厚度及其在横断面上的位置确定施工导线距混凝土顶面的高度Δh和距混凝土侧边的距离l1、l3。
2根据路面设计高程计算各断面导线标高HA、HC。
3恢复路线中桩B（图5.2.2）。
中桩间距为直线段和圆曲线段10m，缓和曲线段5m。
图5.2.2恢复路线中桩
4用木桩放出导线架设点A、C。
木桩上用钉子准确标出点位。
5测量A、C两点桩顶标高hA、hC并计算出挂线高度ΔA、ΔC。
其中，ΔA＝HA－hA、ΔC＝HC－hc。
5.2.3架设导线
1在各断面导线位置点A、C外侧一定距离（如30cm）处打入导线桩（钢杆），用锁紧套将横杆固定在导线桩上，调整锁紧套，使横杆保持一定高度（如60cm），横杆上的凹槽大致对准导线位置点A（或C）。
2在一定路段长度内将导线（细钢绞线）展放开。
导线的一端用钢杆固定，另一端穿入张紧器。
张紧器用钢钎固定在地上。
然后，用张紧器张紧导线，并将导线塞进各横杆的凹槽。
3将各个导线桩的桩号和挂线高度ΔA（或ΔC）用粉笔标明在导线桩上。
4用垂球、钢板尺和扳手逐桩调整横杆，使凹槽内的导线对准下面的导线位置点A（或C），并且两者之间的高差等于挂线高度ΔA（或ΔC）。
5用目测的方法检查导线的平直（直线段）或顺滑（曲线段）程度。
（说明：
①每次架设导线的长度一般不要超过450m。
一次摊铺长度大于450m时，应分两次架设。
②施工过程中应经常目测检查前方导线的平直或顺滑程度。
）
5.2.4摊铺机调试
1摊铺机自动导向、自动找平原理：
摊铺机在行进过程中，机上的自动传感装置使成型模板（侧模和顶模）同施工导线在水平和高度方向上的距离保持常数。
如果施工导线与将要摊铺的混凝土路面侧面和顶面的距离（Δh、l1或l3）采用这样的常数，那么摊铺出的混凝土路面的中线位置和标高就是符合设计要求的。
2按照摊铺机操作手册进行方向和水平调试。
5.2.5摊铺机就位
1新起一段时的就位操作：
在起点位置、10m长范围内前后移动摊铺机。
前移时开启方向自动控制，后退时关闭方向自动控制，直到将摊铺机摆正为止。
然后手动降低摊铺机的机架。
接近施工高度后，开启水平传感器的自动控制。
有浮动抹光板的，将浮动抹光板下放至正常位置。
2横向施工缝处的就位操作：
①关闭方向传感器的自动，将摊铺机后退到施工缝后面10m处。
②开启方向传感器的自动控制，前移摊铺机，直到捣实板刚好越过施工缝为止。
③手动降低机架高度，直到接近施工高度时为止。
④手动降低摊铺机后部的机架高度，直到成型模底仅高于已完工路面1cm为止。
⑤开启前面两个水平传感器的自动控制。
（说明：
只有当成型模全部越过施工缝后，才能开启后面两个水平传感器的自动）
5.2.6混凝土拌合
1混凝土应具有稳定良好的施工和易性。
2优先选用强制式搅拌机。
3搅拌时间应符合有关技术规范的规定。
4定期测定骨料含水率，并进行混凝土的配合比调整。
5原材料的计量允许偏差应符合如下规定：
水泥1%；砂2%；碎石3%；水1%；外加剂1%。
5.2.7混凝土运输
优先选用混凝土搅拌运输车或10t以上的大吨位自卸汽车，并对车斗进行加固、密封，防止运输过程中流浆、漏料。
5.2.8混凝土铺筑
1摊铺前将基层表面洒水润湿。
2合适的坍落度是摊铺成功的关键。
不同的摊铺机对坍落度的要求不同。
德国WIRTGEN公司生产的SP850型四履带水泥混凝土滑模摊铺机型适宜的坍落度为32mm。
3摊铺时的坍落度偏差不宜超过±15mm。
4施工时，应同时在搅拌站和摊铺现场测量坍落度，根据运输过程中由于振动、气温、风力、时间等因素而产生的坍落度损失调整出现场坍落度。
5摊铺速度根据拌合能力而定，一般控制在1～2m/min，以免过多地停机待料。
6在采用化学养护的情况下，施工时蔽阴处适宜气温为5～35℃，混凝土摊铺的适宜温度为10℃～32℃。
7摊铺机两侧各设1名辅助操作手，以保证摊铺机安全、正常工作和保证施工质量。
8摊铺现场设专人指挥卸料。
9拉杆的打入靠人工操作摊铺机上的中置式或侧置式拉杆置放设施来实现。
10滑模摊铺过程中，前、中、后场应保持良好的通讯联络。
5.2.9人工修整
SP850型摊铺机带有自动抹光机，无需人工大面积修整，人工修整的内容主要以下几点：
1修边：
路面两侧为自动抹光机工作的死角。
人工修边一般采用“□”断面的铝合金型材做临时模板，局部严重塌边的地方采用钢模板。
2工作桥上局部修整：
主要是处理混凝土表面的局部孔洞和镘刀推平时的交接位置。
3用自动抹光机处理后的混凝土路面，平整度得到一定改善，表面粗糙，但同时产生较多的波纹。
表面波纹度可通过拖麻袋片来解决。
5.2.10拉毛
混凝土表面纹理的制作可以采用拉毛，也可以采用压纹。
RJ6项目采用的SP850型滑模摊铺机有配套的拉毛养生机，先进行拉毛，然后喷洒养护剂。
拉毛时间应在混凝土初凝以前完成。
应满足抗滑的构造深度大于0.8mm的要求。
5.2.11养护
1滑模摊铺应采用化学养护的方法。
2养护剂可喷可涂，喷洒较涂刷更为合适。
3养护剂的选用应考虑成模效果、成模速度、加快混凝土表面硬化以及施工方便性等因素。
4养护剂的用量一般为0.2L/m2（不掺水时的用量）。
5养护剂喷涂要均匀，不得遗漏任何外露面（如混凝土路面的外侧面）。
6路面做好后最好覆盖上草袋或麻袋片进行洒水养生。
对麻袋要进行检验，原装有物不能是对路面有腐蚀作用或影响混凝土强度的化学物品。
要及时洒水浇透，水的质量要符合要求。
洒水次数应根据天气情况保证覆盖物始终保持潮湿状态。
覆盖养生期不能少于7d，总养生期要符合规范要求
5.2.12锯缝
1锯缝要及时，不能过早也不能过晚。
滑模摊铺机施工速度快，若不做好充分的准备工作，使得横向切缝不及时，会造成路面的早期开裂。
切缝时间要根据气温、混凝土强度增长情况适时早切。
根据计算，混凝土每30m左右收缩1mm。
根据水泥的凝结时间、外加剂类型和气候条件等因素通过实践来确定合适的锯缝时间，首次摊铺的锯缝时间可根据施工温度与施工后时间的乘积为250℃·h或混凝土抗压强度达到5.0～10.0MPa来大致掌握。
RJ6公路项目水泥混凝土路面一次性摊铺宽度为两车道8.5m，在摊铺24h～48h后将路面切成4.5m×4.25m的块板，作为防止早期断板的技术措施。
2锯缝必须顺直。
选用带导轨的锯缝机，效率高，效果好。
3缝的深度必须满足设计要求。
4为了避免断板，可先锯横缝，后锯纵缝；锯横缝时，先锯成大块，后锯成小块。
5锯缝后要及时用水冲洗缝内的锯屑。
5.2.13填缝
填缝应及时。
传统填缝料主要是各种沥青类材料，目前已逐步被淘汰。
PG道路封缝胶是一种由两种剂型组成的性能优良、施工方便、不污染环境的新型填缝料。
其施工方法如下：
①清除缝内泥土、杂质，用钢丝刷将缝口刷一遍，并用吹风机将缝内浮灰吹尽，确保缝内无水、缝口干燥。
②用专用工具将配套的海绵条压入缝内，压入深度不小于3cm。
③以A液∶B液＝3∶1的重量比将两种液体混合并搅拌均匀。
④将混合料用底部为2mm宽缝隙的长方形漏斗灌注入缝，高度以低于路面5mm为宜。
5.2.14开放交通
当混凝土强度达到70%后，可以开放轻型车辆通行；混凝土强度达到100%后，才能开放重型车辆通行。
6.材料与设备
6.1主要材料
6.1.1宜采用初凝时间长的国内标准525号散装水泥，RJ6项目采用的是43级普通硅酸盐水泥。
6.1.2碎石最大粒径不宜超过30mm，级配应符合表6.1.2的规定。
表6.1.2碎石级配
筛孔尺寸（mm）
30
20
15
10
5
2.5
累计筛余（%）
0～5
41～56
60～75
76～89
87～97
95～100
6.1.3碎石应集中定点生产，以保证材料性质均匀稳定。
6.1.4砂子级配应符合表6.1.4的规定。
砂率可较普通混凝土略为偏大，但最大不得超过45%。
表6.1.4砂子级配
筛孔尺寸（mm）
5
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
累计筛余（%）
0
0～25
10～50
50～80
70～90
95～100
6.1.5宜掺入一定比例的缓凝型减水剂，由试验确定。
6.1.6混凝土配合比设计原则：
既满足路面混凝土对抗压抗折强度的要求，又满足搅拌机、摊铺机、运输车辆及人工修整等环节对良好施工和易性及较长初凝时间的要求。
6.2主要设备
主要设备见表6.2。
表6.2主要设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
水泥混凝土摊铺机
WIRTGENSP850187KW
台
1
摊铺
2
拉毛养生机
WIRTGENSP85042KW
台
1
与摊铺机配套
3
混凝土拌合站
240m3/h
台
2
4
轮胎式挖掘机
1.0m3
台
1
5
自卸汽车
20t
台
20
6
切缝机
台
6
7
发电机组
50KW
套
2
夜间施工用电
8
高架照明灯具
10KW
台
2
夜间施工照明
9
洒水车
5t
辆
2
环保、养护浇水
7.质量控制
7.1建立质量保证体系
项目部按照ISO9000标准建立质量保证体系。
7.2对主要原材料的质量监控
混凝土路面施工的主要原材料有水泥、粗集料（级配碎石）、细集料（砂）、水、钢筋。
7.2.1水泥
常采用普通硅酸盐水泥。
对拟定采用的水泥都要进行物理性能和化学成分试验和分析，除厂家分批提供的产品质量检验单外，项目实验室要定期对运到拌合现场的水泥进行质量抽检。
以下几种水泥不准使用：
没有出标，即出炉不足3天的；出厂时间超过3个月的；经试验初终凝时间不稳定的；标号不稳定的；出厂时间虽不足3个月，但已产生结块的。
7.2.2粗集料（级配碎石）
应采用质量坚硬、耐久、洁净、符合规定级配、最大粒径≤30mm、含泥量≤1%、针片状颗粒含量≤1.5%、硫化物及硫酸盐含量≤1%、石料强度≥3级的碎石。
特别要强调的是片状碎石含量应严格控制，因为它减小了与水泥的粘结力，从而减小了混凝土的强度和寿命。
对于不同采石场的碎石，均应进行上述物化性能、成分分析，从而确定能否使用，以便从源头上把好质量关。
在拌合现场，验方员要对拉到工地的每一车碎石把关，杜绝不合格碎石进入拌合现场；实验室对已进入现场的碎石进行定期的抽检。
7.2.3细集料（砂）
应采用质量坚硬、耐久、洁净、细度模数宜在2.5以上、含泥量≤3％、硫化物及硫酸盐含量≤1％的天然中砂。
开工前应对沿线砂场进行颗粒级配、含泥量、硫化物及硫酸盐含量、有机物含量等指标进行试验分析，根据分析结果确定供砂砂场，杜绝不合格砂进入施工现场，实验室定期对已运到施工现场的砂进行质量抽检。
7.2.4水
清洗集料、拌合混凝土及养生用水，不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐、有机物等，饮用水一般适用于混凝土施工；非饮用水应符合下列要求：
（1）硫酸盐含量（按SO42-计）＜2.7mg/cm3；
（2）含盐量≯5mg/cm3；（3）pH值＞4。
因此，混浊的河沟水和受海水或盐碱地侵蚀的咸水不能使用。
7.2.5钢筋
钢材供应商必须对每批各种类型的钢筋提供相应的测试化验单，对已进入施工现场的钢筋，在使用前实验室首先应进行抽检，然后再进行定期的抽检，不合格的严禁使用。
7.3混凝土路面的配合比及监控
混凝土路面的配合比（每立方混凝土）：
水142.50kg，水泥375kg，砂708kg，级配碎石1175kg，砂经外检测试，28天的抗折强度为4.95MPa，超过了4.5MPa的设计强度要求。
抗压强度为47MPa，超过了40MPa的设计强度要求。
在实际施工中，由于搅拌站采用德国制造的双轴强制卧式搅拌机，电脑自动控制，性能稳定、计量精确。
每盘拌合量为6m3，从而确定每盘的投料量，水的投入量还应根据集料的含水量、天气状况配合塌落度试验在现场进行必要的调整，在日常施工中，每天至少要进行2次粗细集料的含水量分析，并同步进行塌落度试验，以调节水量的投放。
每个搅拌站每个工班或每200m3混合料至少做2组试件，试件按规定养护达规定天数后送实验室试验，实验室应把测试结果及时通知项目经理部。
7.4基准线的质量监控
首先是基准线的设置。
滑模摊铺机靠两侧的基准线通过4个水平传感器和2个纵向传感器确定摊铺方向和摊铺平面，拉线精度达到规定要求是保证摊铺出符合设计技术指标的面板的必要条件。
拉线精度应从宏观和局部两方面进行控制。
在宏观控制上，将合同段内的控制点进行复测加密，控制点间距一般以200m左右为佳。
在局部施工控制上应注意以下几点:
一是精确测设出路中线点。
为了防止拉线挠度过大，保证拉线精度，确保曲线段上拉线与设计线形更完美拟合，在平面直线段上一般每10m一个点，圆曲线加密到5m，缓和曲线和纵断面竖曲线段5-10m。
二是线形放样。
根据摊铺机侧模到传感器的距离及路面板宽度定出拉线点位置，包括方向线和高程线。
方向线控制方向和高程；高程线只控制高程。
三是根据定出的拉线点，用电锤或大锤牢固固定拉线桩。
拉线桩的高度尽量低于运料车箱底。
在施工中可能会因为个别锁定块滑丝而导致工程事故，如摊铺厚度和平整度不合格，因此，必须对拉线桩上的锁定块一一进行检查。
四是用紧线器张拉基准线。
要求使用100kg力张拉基准线，线拉紧后，可使用300g的重球挂在线上进行检测，其挠度应低于8mm，然后把拉线全部固定在夹线臂夹口内。
在靠近紧线器和线圈轮4m处的端线桩、紧线器和线圈轮需略外倾，以不妨碍张拉线和摊铺机富余工作空间为宜。
7.5混凝土浇注过程中的质量监控
对施工现场操作人员和管理人员进行详细的技术交底和监理质量控制的交底工作，使现场施工的每个工人都能明确施工过程中应注意的事项，避免操作过程中不规范的行为发生；
混凝土的施工应尽量避免夏季中午高温或冬季低温施工时间段，确保混凝土施工质量；
在混凝土浇注施工过程中做好现场塌落度的检测和按照有关规范进行试块的留置，并根据业主的需求进行3d、7d或14d等试块的留置，现场管理人员应随时检查摊铺机的工作状况。
7.6混凝土面层质量自检
在每道工序进行质量监控的情况下，还应对已完工的路面外观进行检查，测量几何尺寸与设计文件进行核对。
检查外观在养生达到设计强度后进行，检查项目及允许偏差为：
1路拱横坡度每隔50m量测一次，允许偏差为±0.15%；
2路面平整度用3m直尺量测，每隔100m测一次，最大离地间隙≯5mm；
3路面标高每100m测一次，允许偏差为±2mm；
4相邻两块面板高低差≯3mm；
5路面宽度和厚度，每隔50m量测一次，允许偏差宽度为±3～5cm，厚度为+10～-5mm；
6纵坡应无波浪，允许偏差为±0.2%；
728天试块强度偏差，抗压强度不得低于设计强度的95%，抗折强度不得低于设计要求；
8钢筋安装位置偏差≯1cm，传力杆间距和高低偏差≯1cm而且必须与面板平行。
在自检打分合格的基础上，整理出竣工资料，即可请交通部门的质检站会同业主和监理组进行试验收或正式验收。
8.安全措施：
8.1施工区域要有明显标志和封闭护栏。
8.2摊铺机起步时要有专人注意周围环境，不要让无关人员走到摊铺机上或走到摊铺机周围。
8.3操作人员必须根据作业条件的要求佩戴硬帽、防护眼镜、穿着工作服和使用其他防护器具。
8.4在摊铺机上进行检修和保养工作时，必须先把发动机停止下来。
8.5不要触摸正在工作的发动机的任何部分，不要触摸任何处于工作温度状态的液压油箱、液压阀或液压软管，预防烧伤。
8.6操作人员工作时不得吸烟，动用明火。
现场必须备有灭火器材。
8.7若要在摊铺机底下工作时，必须妥善地把设备和所有附接件支承好；发动机正在运行时，切勿试图对其进行调整；必须把各种护罩按规定安装好，防止人员压伤或割伤。
8.8材料车进摊铺机现场时要有专人指挥。
8.9交通繁忙地段施工时，现场要设专职纠察。
8.10摊铺机停放在施工现场，晚间要点上红灯，并设置围护。
9.环保措施
项目部配置足够的洒水车，对混凝土运输车经过村镇的施工部位经常洒水，避免扬尘对村民的干扰。
10.资源节约
采用全自动水泥混凝土滑模摊铺机施工，工作效率高，比轨道式摊铺机节能20%以上。
11.效益分析
RJ6项目路面砼单价3838卢比/m3，工程量为232760m3，总造价89333万卢比，2006年购买德国WIRTGEN公司生产的SP850型四履带水泥混凝土滑模摊铺机一套，加上配套的拉毛养生机，免税价格为5833万卢比，设备使用期为5年，期末设备残值为150万卢比，年折旧费为1140万卢比，每年运行及维护费为400万卢比，路面砼在24个月内完工。
另配备一个20人的作业队，月薪4500卢比，每年劳务费为108万卢比。
如果采用人工配合小型机械施工，参照国内定额，30cm厚的砼路面每1000m2需人工工日342.8个，两年内完成232760m3路面砼，每年完成387933m2,每年需人工工日387933×343.8/1000=132984个，每个工日价格为150卢比左右，每年劳务费为132984×150＝1995万卢比。
另外参照国内定额，计算出每年小型机械使用费为15万卢比。
相对于人工配合小型机械施工，滑模摊铺施工每年节约362万卢比，折合10万美元。
再考虑到它在施工质量、工作效率和服务年限等方面的优势，经济效益显著。
12.应用实例
12.1工程概况
印度东西走廊RJ6公路项目位于新德里西南的拉贾斯坦邦，距新德里792公里，工地起点距古城乌代布尔100公里。
公路全长40公里，其中新建27公里，沿老路改扩建13公里，全部是双向四车道水泥混凝土路面，水泥混凝土厚度30cm。
12.2施工情况
印度东西走廊RJ6公路项目水泥混凝土路面，采用滑模摊铺工艺摊铺全部水泥混凝土路面。
正常情况下12小时摊铺400～500m，平均每小时约40m。
RJ6项目路面砼施工最高记录是27小时连续摊铺宽8.5m、厚30cm的半幅路面1040m。
12.3评价结果
从印度东西走廊RJ6公路项目水泥混凝土路面的建设情况来看，采用滑模摊铺工艺，工程质量完全满足高等级水泥混凝土路面要求，保证路面总体平整度不大于3mm；施工速度快，工作效率高；摊铺工程全部自动化，工人劳动强度低。
综合评价滑模摊铺工艺具有无可比拟的优越性。
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