双层水泥砼路面采用SP1600型砼滑模摊铺机 一次滑模摊铺成型施工的优势

【摘要】 通过对某国双层砼路面采用SP1600型砼滑模摊铺机一次滑模成型施工方案及施工成果的分析，对比于常规施工方案，显示该工艺的优势所在。

【关键词】 双层水泥砼路面SP1600一次滑模摊铺

中图分类号：TL372+.2文献标识码：A

工程概况

某国西南欧中通道项目是我公司于2010年承揽的公路项目，该项目全长33.2km，为双向四车道的砼路面快速路。

具体参数如下：

道路全长：33.2km

车道数：双向四车道

幅宽：单向幅宽11m

结构层厚度：下面层13cm、上面层12cm

设计砼抗压强度等级：B30

设计砼抗折强度等级：Btb4.4(Ptb55)

设计抗冻性等级：200

设计抗渗性等级：不低于W6

每5米设置横向缩缝，每道缩缝设置44根50cm长的传力杆

距中央分隔带侧砼边4.75m、8.50m设置两道纵缝，每道纵缝以1.0m间隔布放80cm长拉杆。

施工要求

基本幅宽11.0m的路面需一次全幅滑模摊铺成型。

上、下两层砼路面需一次同时滑模摊铺完成。

传力杆与拉杆在砼路面滑模摊铺时按设计要求同时安放。

采用养护液进行砼路面的养护。

施工质量要求

内在品质要求

试块与取芯芯样内在品质要求如下：

抗压强度不低于B30等级

抗折强度不低于Btb4.4等级

表观质量要求

项目 要求和设计值允许偏差

中线高程 ±10mm，不超过实测的10%允许误差 ±20mm；

层宽 ±5mm, 不超过实测的10%允许误差 ± 10mm；

厚度 1 cm，不超过实测的10%允许误差 - 1.5cm

横坡 ±0.005，不超过实测的10%允许误差 ±0.010

平整度 – 3米测杆下纵向空隙 (括号内 – 横向) 允许空隙 3-5mm(5mm)；不超过实测的5%允许数值 6mm(10mm)内

施工方案的选择

对施工要求的分析

结合工程设计要求，我们认为该项目在实施上存在如下几个特殊的施工要求：

采用滑模施工，而不是我们国内常规的立模施工；

路面砼品质主要受其抗折强度的要求控制，而不是常规的按抗压强度控制；

上、下两层砼需在一个适当的间隔内先后一次滑模摊铺完成，这一适当的时间间隔仅仅是为完成传力杆与拉杆的安放；

采用养护液养护。

施工方案的选择

通过上述分析，结合业主的要求，最终选择了采用Wirtgen SP1600型砼滑模摊铺机进行该项目双层砼路面施工的方案。

同时，结合当地的实际情况就此确定了该施工方案中需特别注重的如下几个方面：

原材料，主要集中在集料与水泥的品质；

砼配合比，主要是集中在即实现抗折强度要求又实现不溜肩塌边；

砼拌制，主要集中在拌制质量与供应能力方面；

养护，主要集中在养护时机的把握；

锯缝作业，主要集中在锯缝的开始时间与结束时间把握。

施工工艺

结合公司在原有乌兹别克斯坦共和国首都塔什干国际机场和广州新白云国际机场水泥砼道面项目中使用当时最先进的SP850型砼滑模摊铺机进行单层砼道面滑模摊铺施工成功实施经验基础上，我们制定了如图表1所示的施工工艺流程。

SP1600型砼滑模摊铺机施工总体布置图

施工要点

原材料的控制

水泥

水泥的各项路用品质必须符合设计要求，同时还要通过混凝土配合比试验。

视水泥料源的供应能力、计划日施工量等，需在现场为每座砼拌和楼设置2-3个总储量不小于1000T的水泥储罐。

集料

粗集料

滑模摊铺的路面其抗折强度要求较高，粗集料首选岩石开采轧制料，在条件不允许的情况下再选择满足设计要求的砾石破碎料。

在哈萨克欧中通道西南第5标当地，仅能采购到适当的轧制砾料碎石料。

细集料

由于滑模砼的特性，所使用的细集料以天然中砂为宜。

集料的储量

视料场供应能力（含运输能力），现场需储备至少7-10天施工量所需的集料。

外加剂

缓凝减水剂

视气候条件，分别使用RHEOBUILD 796型高效减缓减水剂和RHEOBUILD 796W型减水剂。

引气剂

为确保抗冻性，使用MISCHOL LP71型引气剂。

外加剂的储量一般按一个月的使用量进行储备。

钢筋

根据设计要求，传力杆使用当地的成型产品，而拉杆则自己加工。

传力杆与拉杆的储量，一般按半个月的使用量进行储备。

养护剂

使用Curing 101型养护剂，使用量3-4m2/L。

配合比

通过以下优先顺序进行目标配合比的试配工作：

抗折强度；

抗冻性；

抗渗性。

目标配合比

根据上述优先顺序，通过多次试配，确定目标配合比如下：

水灰比 砂率 (%) Kg/m3 坍落度

水泥 砂 小石 中石 大石 减水剂 引气剂 水 (mm)

0.33 31.0 378 578 321 579 387 3.780 0.780 125 20-40

施工机具与人员配置

施工机具配置

施工所需主要设备配置如下表所示。

图表2主要设备配置表

施工所需主要人员配置如下表所示。

图表3SP1600型砼滑模摊铺机施工主要人员配置表

SP1600型滑模摊铺机进行双层砼路面一次滑模成型施工，是一个系统的作业，其所牵涉的工作很多，任一工作的准备不充分均可能造成施工的不成功。

测量准备

主要是测放出导线，以确保摊铺机能按设计要求的走向与厚度进行摊铺作业。

试验准备

由试验室根据报批的基本配合比，根据当天所用材料的特性出具当班施工配合比。同时根据当班不同作业时段的气候等条件，适时对施工配合比进行微调。

现场准备

在确保SP1600型滑模摊铺机和TCM1800型养生拉毛机可以正常作业的同时，进行砼路面下承面的清理、传力杆和拉杆的预先沿线备放、养护剂的预先沿线备放、水电源的准备、各类小型辅助设备的准备。

拌和系统准备

主要是进行各类集料、外加剂、水、电（含备用电源）等的准备，同时确保拌和系统各机构能正常运作，并做好各类突发事件的处理预案。

其他准备工作

运输车辆的准备、后勤保证等。

摊铺作业

拌料

由强制式拌和楼按施工配合比进行砼混合料的拌制，由于属于半干硬性、干硬性砼，需要使用自卸车进行运输，因此需要根据所需砼料的特性注意拌制时间的设定。

运输

根据运输道路情况、气候条件、运输距离安排运输车辆及车辆车厢上的防护设施。

卸料

由专人根据砼路面断面面积及每车的砼量指挥自卸车卸料。

布料

由轮挖先完成下面层砼料的初步布料，并通过与摊铺机自带的皮带输送供料机构协作给上面层摊铺机构供料。

下面层摊铺机构由摊铺机自带的布料犁与进料档板一起最终完成进料量的控制。

上面层摊铺机构由摊铺机自带的送料皮带和螺旋布料器完成上面层料的进料量的控制。

起始端头处理

由于在上一工作班完成时，已通过端头模板的设置，将胀缝传力杆安放完毕，因此起始端头处下层摊铺机构的振捣机构不能从端头处开始作业，需由人工利用插入式振捣器进行适当处理后，再由上层摊铺机构进行上面层的摊铺作业。

振捣

上、下面层的振捣棒的布置间距、振捣频率（6000r/min-12000r/min间）等要根据上、下面层的厚度、拟定的摊铺速度和料的情况设置。以避免出现漏振、过振现象。

特别是上面层振捣作业，由于下面层已振捣完成，为保证上面层与下面层充分融合，又防止上面层振捣作业影响下面层已成型砼，需要根据上面层厚度、摊铺速度、振捣棒需要的砼敷盖量、振捣器振捣频率等调整好上面层振捣器的位置。

上面层的振捣作业是上、下两层充分融合的关键工序，操作不当将出现上、下两层不融合出现浆液隔离层或过振现象。

DBI作业

通过配置DBI系统，实现了传力杆与拉杆的自动安放。

由于DBI系统设置于上、下两砼面层摊铺机构之间，因此传力杆与拉杆的安放深度，需根据设计要求，结合上面层振捣特性、下面层振捣完成后的密实度等确定。

搓平梁作业

通过搓平梁的搓揉作用，实现振捣完成的上面层提浆，确保砼路面具有符合要求的制作抗滑构造的浆层。

搓平梁的作业需有专人监管，确保起步后5米内在搓平梁前有大小适合的浆卷产生，并在摊铺作业过程中保持该浆卷大小不发生突变，甚至缺失现象的发生。

超级抹平器作业

由于摊铺的幅面宽（一般2-3个车道幅宽的路面一次摊铺完成），因此，超级抹平器的作业是确保砼路面表层平整度的关键一道工序。此外，超级抹平器抹面压力的大小等也影响部分砼内部质量，如抗冻性等。

麻布拉毛作业

通过麻布的拉毛作业，即消除超级抹平器的少量轻微抹面波痕，又起制作轻微路面纹理的作用。

端头处理

由于允许仅以每工作班端头施工缝设置胀缝，为此设计了宽度为25cm（与半截传力杆长度相同）、高度为22cm、长度为10.9m的端头木模。该方案即解决了端头胀缝传力杆的设置问题，又通过砼量控制解决了端头处砼损耗问题。

后期作业

养生拉毛机作业

TCM1800型养生拉毛机的作业视气候条件和砼料的情况，适时在摊铺后20-30分钟内开始作业。

拉纹作业过早或延迟，均可能造成纹理构造深度不足。

养护液喷洒延迟，造成养护膜成膜迟，进而砼路面水分损失过多从而可能造成砼表面出现塑性收缩裂缝。

锯缝

砼路面的每道缩缝按其功能不同需先后进行三道锯缝作业：引导缝、扩缝、倒角

引导缝的锯缝作业，是确保砼路面摊铺成功的重要一道工序，锯缝不及时所造成的严重后果是砼路面出现不规则的裂缝，甚至断板现象。锯缝开始时间控制在120℃·h左右，锯缝最迟完成时间控制在250℃·h内。

扩缝作业，此项作业应争取在引导缝完成后尽早开展，以防止砼强度大幅提高后，在扩缝过程中出现崩角现象。

倒角作业，此项作业应争取在扩缝完成后尽早开展，同样，也是防止延迟作业后出现作业过程中崩角现象。

养护

养护膜仅起到保持砼结构层水分不损失，视气候条件还需适当采取保温覆盖措施。

养护液的喷洒工作将在抗滑构造完成后立即进行，这样将尽最大可能减少砼表面塑性收缩裂缝的产生，并确保砼水分损失量尽可能少。

机具的清洗

在当班砼滑模摊铺完成后，需立即进行摊铺机与养生拉毛机的清洗工作。

填缝

按设计要求，使用沥青玛蹄脂进行各类缩缝与胀缝的填缝施工。

施工效果

试验检测结果

强度检测结果

以下是2011年已完成的2.03km单幅路面试件强度检测结果平均值。

从上述试件强度检测结果来看，均满足设计要求。

表观质量检测结果

在已完成的ЛК:569+30-ЛК:589+60 LHS段共进行如下几项表观质量检测，其结果如下

高程检测结果

共进行109个桩位共327个点位的高程复核，设计要求为±10mm，不超过实测的10%允许误差 ±20mm。

检测结果为所有327个检测结果均在±10mm以内。

宽度检测结果

共进行109个桩位的宽度检测检测，结果为：所有109个点位的宽度均在11m+5mm以内，均满足设计要求。

厚度检测结果

共进行109个桩位共327个点位的厚度检测，结果为：所有327个点位的厚度均在25cm±6mm以内，均满足设计要求。

横坡检测结果

共进行403个桩位1209个点位的横坡检测，结果为所有1209个点位的检测结果均在15±1‰间，均满足设计要求。

平整度检测结果

横向平整度

在1209个点位6045个检测值中，6031个检测值满足设计要求，14个检测值在5mm-6mm间。

纵向平整度

在1209个点位6045个检测值中，6023个检测值满足设计要求，22个检测值在3mm-4mm间。

从上述5 个方面的表观质量检测结果来看，其检测结果远远优于以往常规人工施工的检测结果。

同时各质量检测结果也显示其表观质量的稳定性也远远高于常规人工施工的质量稳定性。

效益分析

项目经济效益

施工强度高，与人工施工相比，其施工强度可以达到数量级的提高。施工强度的大幅提高大大降低了项目的施工成本。

施工速度快，一般情况下，SP1600型砼滑模摊铺机可实现0.8-1.0m/min的作业速度，一个工作班情况下，是人工作业长度的3-4倍。

施工幅面宽，可实现最大幅宽11m的砼路面一次摊铺完成，是人工作业最大幅宽的2倍。

双层砼路面一次摊铺成型，确保了上、下两层砼路面结构层的充分结合，即节省了上、下两层砼面层分层施工的间隙时间，也省略了上、下两层砼面层接合面的处理费用。

项目进度效益

由于采用了SP1600型砼滑模摊铺机进行砼路面的施工，在短短的26个工作天内，完成了7.44km长11.0m宽的砼路面摊铺作业，迅速扭转了进度形象。

结论

从目前施工的效果来看，采用SP1600型砼滑模摊铺机进行双层砼路面一次滑模成型施工的优势在于：

在确保施工质量和质量稳定性的前提下，能以高于常规人工施工3-5倍的效率进行高品质砼路面的施工，同时可大大减少施工成本。

当然，还有一项就是采用砼滑模砼摊机施工的路面在耐久性方面要远远高于常规人工施工的路面，由于这牵涉到使用时间方面的问题，在本文中就不予以考虑说明。