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1、滑模摊铺机水泥混凝土路面施工技术推广 龙建路桥股份公司第四工程处 第一章绪论 一 概述 水泥混凝土路面是一种刚性高级路面 它具有强度高 稳定性好 耐疲劳 抗冲击 抗滑和环境适应性好等特点 因而国内外对水泥混凝土路面的修筑非常重视 使水泥混凝土路面得到很好的发展 特别是在高等级公路 重载交通路面得到更广泛的应用 国内 水泥混凝土路面的发展经历了三个阶段 特别是在国家科委 75 025 我国水泥混凝土路面的发展对策及修筑技术的研究 和国家计委 85 403 高等级公路水泥混凝土路面施工机械和路用材料的研究 和 滑模摊铺水泥混凝土路面修筑成套技术研究 等课题的公关后 水泥混凝土路面发展迅猛 水泥混凝
2、土路面滑模施工技术在我国起步并快速发展 九五 期间达2304公里 1 问题的提出 在国家计委 85 403 滑模摊铺水泥混凝土路面修筑成套技术研究 取得的研究成果的基础上 1998年底交通部下达行业联合推广项目 滑模摊铺机水泥混凝土路面施工技术推广 1999年该项目列为国家经贸委 九五 国家重点新技术推广项目 这项成果 使滑模施工技术迅速在全国得到应用和推广 为提高我省的水泥混凝土路面修筑技术水平 从去年北黑 绥满公路部采用滑模摊铺施工 我处成立课题组 对该施工进行全面研究总结 为我省高等级公路采用滑模摊铺奠定了基础 2 研究的意义 1 进行较为系统和全面的调研 提出滑模摊铺水泥混凝土路面适宜
3、的原材料 合理的混凝土配合比和较为成熟的施工方案 2 提出适宜于滑模摊铺的合理机械配套模式和施工组织管理系统 3 针对所处地区的材料 结合室内对比试验结果 提出滑模摊铺水泥混凝土路面混凝土混合料的合理级配范围 3 主要技术经济指标 1 检测混凝土的抗折强度合格率达95 以上 2 检测混凝土的取芯劈裂强度合格率达95 以上 3 检测路面的静态平整度 3m直尺 3mm 的合格率在90 以上 动态平整度 保证 1 5力争达到 1 0 4 检测外加剂对混凝土的工作性 抗折强度 耐久性的影响 二 国内外概况 一 国外概况水泥混凝土路面滑模施工技术二十世纪六十年代末起源于欧洲瑞士 它甩掉传统的施工固定钢模
4、板取而代之以摊铺机自带的模板 从而使大量的人员从施工中解放出来 以其施工速度快 效率高 路面强度 平整度 耐久性好等特点迅速在美国 德国 法国等国家使用 经过三十多年的发展 它已经成为世界上发达国家和发展中国家修筑高速公路 机场跑道 城市道路和重载交通道路等重要工程的成熟技术 它的产生使水泥混凝土路面在世界各国迅猛发展 这期间 滑模摊铺机械也发生巨大变化 从最初的小型摊铺机发展成为 路面施工机器人 出现了一次可摊铺宽度达25m 并实现布料拉毛养生 拉杆 传力杆 钢筋网设置一体完成的大型摊铺组合设备 在德国 滑模摊铺技术还被用于摊铺高速铁路的轨枕 美国已研制出可摊铺挡土墙的小型摊铺机 二 国内概
5、况 国内的滑模摊铺机技术起步较晚 1986年 我国引进第一台小型摊铺机 但由于落后的搅拌设备不能匹配工作 很快就不用了 之后 国内的几个省市如黑龙江 安徽 江西 湖北 武汉等先后引进滑模摊铺机 但使用效果并不理想 普遍存在塌边 麻面 平整度差等问题 使该技术没有在国内得到推广 1992年交通部为提高我国的水泥混凝土路面修筑技术 专门立题 滑模摊铺水泥混凝土路面修筑成套技术研究 85 403 01 后进行研究 滑模施工技术才大规模得到应用推广 滑模施工技术是当今世界上最先进的水泥混凝土路面施工技术 是水泥混凝土路面施工技术的一场革命 它涉及混凝土路面材料科学 机械 电子 土木工程智能化 自动控制
6、等许多领域 是一项大型的系统工程 海南省引进美国CMI6400一次可摊铺3个车道的大型滑模摊铺机 该机配备先进的DBI系统 大大加快施工进度 这些充分说明 滑模施工技术在国内已得到广泛的应用 第二章 滑模摊铺水泥混凝土路面组成设计 一 材料 1 水泥1 路面混凝土用水泥 直接影响混凝土路面抗折强度 疲劳强度 体积稳定性和耐久性关键物理力学性质 绥满公路采用牡丹江425 袋装普通硅酸盐水泥 它的试验如下 牡丹江425 袋装普通硅酸盐水泥试验 一 材料 2 外加剂绥满公路C2标使用ENC引气绥凝型混凝土早强减水剂 它可增强滑模摊铺的可滑性 提高混凝土的粘聚性 改善和易性 防止泌水离折 保塑性好 改
7、善了混凝土的工作性 适宜含气量的引气混凝土 抗弯拉强度提高15 30 降低了抗弯弹性模量和结构刚度 减少干缩变性 降低早期断板 提高了抗冻性和抗渗性 缓解了碱集料反映和化学蚀膨胀 改善了混凝土路面的抗冻性和抗盐剥蚀性能 一 材料 3 粗集料绥满公路扩建工程中 采用玉泉石场的玄武岩石料质地坚硬 强度高 磨耗率低 压碎值小 粒径均匀 清洁干净的反击式破碎石料 最大粒径31 5 的碎石 级配采用二级级配集粒 所以16 2 31 5 碎石和5 16 碎石两种 大料和小料级配比例采用最大密度法或曲线法计算得两种料的比例为70 30 玉泉石场碎石试验报告 一 材料4 细集料采用质地坚硬 清洁干净 级配曲线
8、在 区 区的阿城中粗砂砂的试验报告 第三章 滑模摊铺水泥混凝土配合比设计 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计 滑模摊铺混凝土是一种特殊机械施工的路面混凝土材料 其配合比设计相当重要 它是保障高等级公路滑模摊铺实现高质量水泥混凝土路面的混凝土材料科学核心和关键施工技术之一 必须给予高度的重视 一 滑模摊铺水泥混凝土配合比 我省从去年开始北黑公路 绥满公路中全部采用滑模摊铺技术 滑模摊铺水泥混凝土路面配合比设计跟人工水泥混凝土路面有所不同 滑模摊铺水泥混凝土路面配合比设计中 考虑混合料优良工作性 高抗折强度 高耐疲劳极限 高耐久性 经济性 优良工作性是施工密实性基本要求 是保障其它所有性能实现的前
9、提 寒冷地区水泥混凝土路面配合比要求砼水灰比小 含气量3 5 以上 温差变形小等特点 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计三 试验室配合比 1 试配强度Rc kRJ 1 15 5 5 75MPa2 水灰比C w Rc 1 0079 0 3485RJ 1 5684Rc 试配强度取5 75MRJ 水泥胶砂抗折强取8 3MPac w 3 726 1 5684 2 375w c 0 42 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计三 试验室配合比 3 单位用水量W 104 97 3 09h 11 27 C W 0 610Sp 104 97 15 45 26 8 0 610 36 169 18塌落度取h 5 拌和
10、时的砂率取36 砂细度模数3时 Wo 169 18kg使用ENC外加剂减水率12 左右 所以用水量148 4 单位水泥用量W c 0 42 148 C C 352水g5 计算砂石材料用量mc c mwo wo mso so mgo o 1000mso mso mgo 36 mc 350mno 147kg c 3 1g cm3 wo 1g cm3 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计三 试验室配合比 6 计算得水泥 水 砂 碎石 外加剂 350 147 704 52 1252 48 77 修正试验室配合比ENC外加剂水泥砼理论密度2461kg m3测实际容重 2368kg m3修正换算系数 0 9
11、62换算后配合比水泥 水 砂 碎石 外加剂 336 7 141 4 678 1205 6 73 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计三 试验室配合比 为了保证抗折强度和工作性要求 水泥用量为350kg 水灰比不变 外加剂渗量2 时配合比水泥 水 砂 碎石 外加剂 35 147 678 1205 7以水泥用量350kg 水灰比0 42作为基准配合比 做平行正交试验 最后确定滑模水泥砼配合比 水泥 水 砂 碎石 外加剂 350 147 678 1205 7 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计四 检测结果 1 抗折强度评定 做9组试件的抗折强度6 0 6 2 6 4 6 6 6 2 6 7 6 3 6
12、 6 6 1 1 试件组数等于或少于10组时试件平均强度不小于1 15RseRse 设计强度R平均强度大于1 15 5 5 75MPaR平均强度 6 0 6 2 6 4 6 6 6 2 6 7 6 3 6 6 6 1 9R平均强度 6 34MPa大于5 75MPa 2 任一组强度均大于0 85Rse值Ri大于0 85 5 4 25MPa满足要求 3 R平均 6 34Mpa 均方差 Mi m平均值 2 n 1 1 2 0 246Cr变异系数 均方差 R平均 0 246 6 34 0 039Cr变异系数满足优秀要求Cr小于0 1 第三章滑模摊铺水泥混凝土配合比设计四 检测结果2 检测时水泥用量35
13、0kg外加剂2 标准养生 第四章 水泥混凝土路面滑模施工 第四章水泥混凝土路面滑模施工 1 拌和设备配套滑模摊铺水泥混凝土路面的施工速度快 规模大 单位时间最小搅拌楼生产能力不小于100m3 h 所以绥满公路我处采用两座50m3 h和一座120m3 h的拌和站来满足摊铺能力 搅拌设备的类型 是间歇式的混凝土搅拌站 供料系统配有电子秤的自动计量设备 第四章水泥混凝土路面滑模施工 2 混凝土拌和与运输将原材料砂 石 水泥 外加剂按设计配比加入料仓内后 加入水进行搅拌45s 混凝土运输在45min到1h内完成 否则 即使没有到初凝时间 由于混凝土坍落度损失太大而不适应滑模摊铺 最大运输距离不超过15
14、 20km 运距超过7km时 用苫布盖上混凝土 第四章水泥混凝土路面滑模施工3 滑模摊铺机施工 1 测量放样a由测工确定 中桩 及 边桩 中桩由中线点垂直于中线外侧加1 4m 拉出中桩点 边桩为中线点位加路面宽1 4m垂直于中线向外侧拉出边桩点 基准桩直线段间距为10m 曲线段间距为5m b用冲击钻在确定的 中桩 及 边桩 点位钻孔打入专用放样钢钎 保证钢钎的牢固和正直 放样钢钎钉好后调整钢钎上活动支架 一般距地面距离为 板厚 30 挂上钢线 调整活动支架 使钢丝与路中线平行 由测工用经伟进行校核 钢丝长度一般100m左右 第四章水泥混凝土路面滑模施工3 滑模摊铺机施工 2 调机 定位A在摊铺
15、机前某一横断面上 由路面两侧向内移1m处放置两个桩 桩的高度小于20cm B测定桩的高程 计算出钢钎顶部距路面的高差 C启动摊铺机 调置自动找平状态行走 当尾板到达这一断面时 停机 测量尾板距钢钎顶部的距离是否为刚才的计算值 若不符 则调节两侧高程传感器直至符合为止 D在待摊路面相邻两点中线之间连接一段放样小线 启动摊铺机使其尾侧模板与小线在一条直线上 挂上方向传感器 使摊铺机前进和倒退看侧模板与小线是否始终在一条直线上 如不符调整方向传感器直至符合为止 第四章水泥混凝土路面滑模施工3 滑模摊铺施工 1 虚方控制板虚方控制板比路面顶高15 20cm为合适 过高时混凝土振捣过程中排气效果差 过低
16、时可能振捣棒烧坏 2 振捣棒布局 振捣棒间距为40cm左右 振捣棒的中心与主板一样高 滑模摊铺速度均匀 少停机 振捣频率为高频 北方地区气候干燥 风速大的春 秋季施工时 为避免路面开裂 采用贴近表面振捣的方式 3 挤压成型底板 挤压底板前仰角3度左右 实际上发现挤压不充分产生麻面或挤压力过大时 摊铺机四个传感器中的前两个高度可进行必要的微调2 3mm 使实际前仰角发生变化 第四章水泥混凝土路面滑模施工3 滑模摊铺机施工 滑模摊铺施工 4 提浆夯实杆美国滑模摊铺机的设计思想 需要在震动仓内基本振捣密实的混凝土进入挤压底板之前 在挤压底板前方配备一个提浆夯实杆 其夯实频率在0 120次 min范围内可调 要保证足够的砂浆提浆厚度做抗滑构造和光滑表面 提浆夯实杆低于挤压底板0 5cm 施工时坍落度3 5cm时有较好的效果 5 振动搓平梁振动搓平梁的高低位置低于挤压底板后缘1 2cm 振动搓平梁的左右摆动幅度2 3cm 摆动频率40 90次 min 振动搓平梁搓起一根砂浆卷 以便拉杆传力杆插坏的混凝土路面上半部分完全振搓修复好 满足平整度要求 振动搓平梁前的砂浆卷的大小由四个水平传感器来调整
