鄭祎雷，涂偉標(biāo)

（江西省公路橋梁工程有限公司，江西 南昌 330029）

1 工程背景

高速公路混凝土路面滑模施工工藝以攤鋪機(jī)自帶模板替代了傳統(tǒng)施工固定鋼模板的做法，使攤鋪過程中鋼模板鋪設(shè)、大幅減少固定工作量，施工速度加快，工效提升，路面強(qiáng)度和平整度均顯著提升。目前該技術(shù)已經(jīng)在高速公路新建、改擴(kuò)建及機(jī)場跑道、重載交通道路等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，與此同時，滑模攤鋪施工機(jī)械也隨之發(fā)生巨大改變，從最初的小型攤鋪機(jī)械發(fā)展成為一次攤鋪寬度達(dá)25m，集布料、拉毛、養(yǎng)生功能于一體，附帶傳力桿、拉桿、鋼筋網(wǎng)設(shè)置的大型攤鋪組合機(jī)械[1]。

某新建高速公路第4合同段起訖樁號K195+000—K220+250，線路全長25.25km，整體式路基和分離式路基寬27.5m和12.5m，路面寬2×10.5m，設(shè)計車速100km/h，設(shè)計荷載為公路-Ⅰ級，雙向四車道設(shè)計，一般及極限最小平曲線半徑分別為400m和250m，路拱橫坡2%。其中JⅡ1標(biāo)段位于山嶺重丘區(qū)域，地形起伏較大且急彎陡坡路段較多。考慮到施工工期較短，對混凝土路面施工質(zhì)量及路用性能要求較高，故采用滑模施工工藝。

2 原材料及配合比設(shè)計

2.1 原材料

（1）水泥。水泥主要采用強(qiáng)度等級42.5的普通硅酸鹽水泥，且水泥中不能摻加黏土、窯灰、煤矸石、火山灰等材料。水泥攪拌溫度應(yīng)控制在50℃以下，冬季施工水泥溫度不得低于10℃。水泥材料必須具備產(chǎn)品合格證及出廠檢驗報告，進(jìn)場后還應(yīng)通過復(fù)檢和配合比試驗，其路用性能必須符合設(shè)計要求。

（2）石料。石料主要采用硬質(zhì)、潔凈的碎石料和礫石，石料抗壓強(qiáng)度應(yīng)至少為混凝土的1.3倍。其中，碎石料粒徑應(yīng)在30mm以內(nèi)，礫石粒徑在20mm以內(nèi)；粒徑在0.15mm以內(nèi)的石粉含量應(yīng)不超出1%，針片狀含量不超出5%，壓碎值至少10%。

（3）細(xì)集料。細(xì)集料主要使用細(xì)度模數(shù)2.3～3.2范圍內(nèi)的偏細(xì)粗砂或中砂，且不能使用細(xì)砂。砂采用硬質(zhì)、耐久、潔凈的機(jī)制砂或河砂，機(jī)制砂內(nèi)石粉含量應(yīng)控制在1%以內(nèi)，河砂含泥量應(yīng)不超出3%。

（4）外加劑。使用質(zhì)量符合國家Ⅰ、Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)的散裝干粉煤灰，若粉煤灰已結(jié)塊，則應(yīng)棄置。其余外加劑必須為具備合格證及出廠檢驗報告且經(jīng)國家或省級檢驗機(jī)構(gòu)認(rèn)定的一等品。

（5）鋼筋及接縫材料?；炷谅访婊備佀娩摻罹W(wǎng)、拉桿及傳力桿等材料必須具備合格證書和檢驗報告單，并在進(jìn)場后復(fù)檢。選擇適合混凝土面板脹縮、彈性復(fù)原率高且耐久性良好的脹縫接縫板，填料則應(yīng)選用性能符合相關(guān)規(guī)范的橡膠類、樹脂類填縫材料制品。

2.2 配合比設(shè)計

混凝土混合料配合比主要根據(jù)材料品種、供應(yīng)情況、施工環(huán)境、攤鋪機(jī)械性能等進(jìn)行綜合設(shè)計，混凝土應(yīng)滿足路面滑模攤鋪施工要求，為提升其可滑性，應(yīng)摻加適量粉煤灰。碎石混凝土和礫石混凝土坍落度應(yīng)分別控制在30～50mm和20～40mm之間，水灰比不超出0.44。為確?；炷谅酚眯阅芎涂拐蹚?qiáng)度，水泥用量350kg、水灰比不變且外加劑摻量為2%時的滑?；炷僚浜媳葹樗唷盟蒙啊盟槭猛饧觿?35∶147∶678∶1205∶7。配合比設(shè)計檢測結(jié)果詳見表1。

表1 配合比設(shè)計檢測結(jié)果

3 施工技術(shù)要點

3.1 施工機(jī)械

本高速公路混凝土路面滑模攤鋪施工所用機(jī)械設(shè)備主要有滑模攤鋪機(jī)、拌和站及其余小型機(jī)械?；備仚C(jī)主要由螺旋布料器、振搗棒、搓平板、懸浮抹平板、松方控制板、振動倉、擠壓成型板等部分組成。考慮到滑模攤鋪混凝土路面施工規(guī)模大、速度快，攪拌機(jī)生產(chǎn)能力應(yīng)不小于100m3/h，為此，該高速公路合同段滑模施工主要設(shè)置兩座生產(chǎn)能力50m3/h和一座生產(chǎn)能力120m3/h的間歇式混凝土拌和站，且其供料系統(tǒng)配備有電子秤自動稱量設(shè)備。

3.2 基準(zhǔn)線設(shè)置

高速公路基準(zhǔn)線設(shè)置形式有單向坡雙線、單向坡單線、雙向坡雙線等，本工程采用單向坡雙線式。設(shè)置基準(zhǔn)線需要長1.5m，由φ12～φ18mm圓鋼所制成的鐵桿；長40cm的φ8mm圓鋼制成的橫支桿；扣件、緊線器及每根長150～200m的規(guī)格為φ3mm的鋼絞線。

在進(jìn)行行走線架設(shè)時，應(yīng)在扣件大孔內(nèi)穿入鐵桿，扣件小孔內(nèi)穿入橫桿，并通過調(diào)節(jié)螺栓緊固。將鐵桿打入基層15～25cm并穩(wěn)固，沿木樁軸線兩頭緊固鋼絞線，并施加1kN的拉力。將鋼絞線和混凝土頂面設(shè)計標(biāo)高之間的距離控制在35cm，鋼絞線掛在橫桿凹槽后通過扎絲固定；結(jié)合樁頂設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行鋼絞線高差推算，并據(jù)此調(diào)節(jié)標(biāo)高；行走方向通過球吊鐵釘進(jìn)行調(diào)節(jié)，中行走導(dǎo)線和邊行走導(dǎo)線分別控制行走方向和標(biāo)高，行走導(dǎo)線長度則根據(jù)施工速度調(diào)整[2]。

攤鋪機(jī)實際工作寬度大于單邊路幅施工寬度，故中線樁測放應(yīng)橫向偏移50cm，邊樁測放應(yīng)距中軸線13.4m。樁間距按照5.0m確定。在樁頂標(biāo)高測量時，采用等視距法以消除測量儀器視距差而造成的測量誤差。

考慮到攤鋪機(jī)系統(tǒng)和靈敏度等方面的影響，攤鋪機(jī)開啟后走行2.0m左右時，應(yīng)在其行走導(dǎo)線上拉橫線進(jìn)行鋼絞線至混凝土頂面高度的檢測，如果高度超出35cm±5mm，則應(yīng)立即調(diào)整；從中樁位鐵釘處開始向混凝土內(nèi)側(cè)量取縱向偏距，誤差控制在±1cm。數(shù)次檢測結(jié)果顯示的樁距為10m時，鋼絞線跨中下墜尺寸達(dá)到6mm，路面便會出現(xiàn)波浪，故本公路樁距應(yīng)控制在5m/根以內(nèi)。鋼絞線拉力應(yīng)控制在1～2kN范圍內(nèi)，拉力過大會造成鋼絞線過緊，容易斷開；拉力過小則會導(dǎo)致支架前傾，無法保證扣件調(diào)校效果。為達(dá)到較好的張拉效果，鋼絞線長度應(yīng)不超出200m。

應(yīng)將攤鋪機(jī)走行的路肩和中央綠化帶碾壓密實，防止攤鋪機(jī)發(fā)生側(cè)滑后使混凝土偏移中線，并使中央分隔帶處內(nèi)側(cè)混凝土出現(xiàn)2cm左右的鋸齒狀紋路。

3.3 混凝土拌制及運(yùn)輸

拌和站控制室應(yīng)逐盤打印配料數(shù)據(jù)及稱量誤差，并每天打印所對應(yīng)攤鋪樁號混合料配料統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在使用水質(zhì)外加劑的情況下，應(yīng)在使用前將其完全溶解；施工中應(yīng)連續(xù)不斷攪拌混合料，避免發(fā)生沉淀。所制備好的混合料必須均勻一致，盤與盤之間、站與站之間混合料坍落度應(yīng)不超出10mm，具體坍落度大小應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸距離、施工環(huán)境、相關(guān)規(guī)范等進(jìn)行調(diào)整。考慮到本工程所采用的是間歇式混凝土拌和站，包含上料和出料時間在內(nèi)的每盤總拌和時間應(yīng)控制在60～90s以內(nèi)，原材料上料后純拌和時間應(yīng)不短于25s，在確保拌和均勻的基礎(chǔ)上盡量縮短拌和時間。

應(yīng)在綜合考慮拌和站生產(chǎn)能力、攤鋪機(jī)施工速度、運(yùn)輸距離等因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土混合料運(yùn)力的配備，使總運(yùn)力略微超出拌和能力即可。在自卸車輛裝料過程中，應(yīng)按照前→后→中的次序向車廂內(nèi)裝料，避免發(fā)生混合料離析。若由于運(yùn)輸過程延誤等原因造成混合料超出初凝時間，則應(yīng)棄置。運(yùn)輸時間主要根據(jù)混凝土初凝時間及環(huán)境溫度確定，具體見表2，表中環(huán)境溫度指日平均溫度，運(yùn)輸時間應(yīng)不超出混凝土初凝時間的2/3。

表2 混凝土運(yùn)輸時間控制要求

3.4 鋼筋布設(shè)

通過攤鋪機(jī)自動打入面板縱向縮縫處的拉桿鋼筋，并采用人工方式輔助鋪設(shè)橫向縮縫處傳力桿鋼筋、結(jié)構(gòu)物加強(qiáng)鋼筋、角隅鋼筋。傳力桿鋼筋按照5.0m間距布置，按照設(shè)計高度將φ8mm@300臺型鋼筋支架架起后牢固焊接。在鋼筋布設(shè)過程中，必須先在基層處彈出位置線，在混凝土到場卸料前設(shè)置完畢并通過射釘槍或錨固鋼筋與基層牢固固定，避免卸料及攤鋪過程中發(fā)生偏移。將短鋼筋支架焊接于角隅鋼筋底部后，同時鋪設(shè)角隅鋼筋和傳力桿鋼筋，并避免接近攤鋪機(jī)的部位鋼筋端部絞入螺旋布料器中[3]。

3.5 攤鋪施工

3.5.1 攤鋪前的準(zhǔn)備

攤鋪開始前，全面檢查拌和站運(yùn)轉(zhuǎn)情況，攤鋪機(jī)性能，拉線符合程度，振動搓平梁及端模板位置，基層質(zhì)量，攤鋪機(jī)履帶行走部位堅實程度。此外還應(yīng)設(shè)定攤鋪機(jī)工作部件的施工位置，通過試鋪確定相關(guān)施工參數(shù)，在正式攤鋪施工時只需進(jìn)行微調(diào)。振搗棒下緣位置必須位于擠壓板最低點之上，且設(shè)置間距應(yīng)控制在45cm以內(nèi)；邊緣振搗棒與攤鋪邊距離不超出25cm；擠壓板前傾角調(diào)整為3°；振動搓平梁高度應(yīng)位于擠壓板后端下方0.1～0.2cm處，且同路面高程。

3.5.2 攤鋪

正式攤鋪過程中，攤鋪機(jī)操作人員應(yīng)隨時調(diào)整松方高度控制板進(jìn)料位置，使振搗倉內(nèi)砂漿料位比振搗棒高出10cm，料位上下波動幅度應(yīng)不超出±4cm；攤鋪機(jī)按照1.0m/min的速度行駛攤鋪，振搗頻率控制在6 000～11 000r/min之間。攤鋪機(jī)操作人員還應(yīng)結(jié)合混凝土坍落度進(jìn)行攤鋪速度和振搗頻率的調(diào)整，避免發(fā)生過振、欠振和漏振。當(dāng)混凝土坍落度過大時，應(yīng)加快攤鋪速度，降低振搗頻率，但攤鋪速度最快不能超出3.0m/min，振搗頻率不能低于6 000r/min；相反，若混凝土坍落度過小，則應(yīng)減緩攤鋪速度、提升振搗頻率，但攤鋪速度不得小于0.5m/min，振搗頻率不得超出11 000r/min。攤鋪過程中如遇混合料供應(yīng)不及時或拌和站故障時，停機(jī)待料時間應(yīng)不超出混凝土初凝時間的2/3，即1.5h，在這一期間，應(yīng)按照20min的時間間隔開動振搗棒，并振搗3～5min；如果超出1.5h后仍未恢復(fù)正常供料，則應(yīng)駛離攤鋪機(jī)后設(shè)置施工縫。

攤鋪施工結(jié)束后應(yīng)駛離攤鋪機(jī)，并從拉線上解除所有傳感器及自動跟蹤控制，此后升起機(jī)架，并用水徹底沖洗，清理干凈后應(yīng)噴涂廢機(jī)油進(jìn)行防銹處理。鏟除并丟棄從攤鋪機(jī)振動艙內(nèi)脫出的厚砂漿，支設(shè)施工縫側(cè)模和端模后檢測標(biāo)高，為保證下次攤鋪能緊挨施工縫進(jìn)行，兩側(cè)模板應(yīng)分別向內(nèi)收縮20～40mm，具體縮進(jìn)長度視攤鋪機(jī)側(cè)模尺寸而定。施工縫端模和側(cè)模支撐牢固后將混凝土添入空缺部位，并打入傳力桿鋼筋，振搗密實。

本高速公路路面分兩幅攤鋪，根據(jù)車道劃分及攤鋪機(jī)攤鋪寬度確定每次攤鋪寬度，并在完成第一寬度全線攤鋪后改裝攤鋪機(jī)，以使其滿足鄰車道攤鋪寬度要求，同時拆除側(cè)模板，校正之前攤鋪已插入的鋼筋拉桿。攤鋪開始后通過滑靴控制連接側(cè)標(biāo)高，其余施工方法與正常攤鋪相同。

3.5.3 特殊部位處理

為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)物臺背上方路面抗剪性，應(yīng)在該部位面板中增設(shè)1～2層加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)片，每片鋼筋網(wǎng)片長度應(yīng)控制在4～5m，寬度4m左右。施工過程中先通過設(shè)置間距1.0～1.5m的馬凳筋按設(shè)計高度將鋼筋網(wǎng)片架起，在鋼筋網(wǎng)片前區(qū)域卸料，并通過挖掘機(jī)將混凝土均布于鋼筋網(wǎng)片上，并避免高位卸料。待相應(yīng)段落攤鋪結(jié)束后將其鋼筋網(wǎng)片與下一張鋼筋網(wǎng)片綁扎。

橋面和橋頭搭板攤鋪時，考慮到鋼筋設(shè)置較為密集，必須加強(qiáng)攤鋪機(jī)行走方式、卸料路線及拉線方式等的控制。為防止攤鋪機(jī)碾壓鋼筋，應(yīng)將重型馬凳增設(shè)于鋼筋之上。卸料過程中應(yīng)通過加撐厚鐵板的方式連通兩幅橋面，并通過可調(diào)托架架起鋼線；混凝土坍落度應(yīng)增大至40～50mm。

3.6 養(yǎng)生

待完成高速公路路面板微觀抗滑構(gòu)造施工后立即全幅覆蓋塑料布蓄水養(yǎng)生，并以塑料布表面始終存在水珠微粒為宜，根據(jù)混凝土抗彎拉強(qiáng)度增長情況確定的養(yǎng)生時間為14～21d；摻加粉煤灰的混凝土路面養(yǎng)生時間應(yīng)不短于21d，并應(yīng)在實際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的40%后開放交通。

4 攤鋪效果評價

根據(jù)路面芯樣檢測結(jié)果，路面厚度均值符合設(shè)計要求，最厚達(dá)26.8cm，公路板厚度合格率為99.6%；路面寬度合格率為100%，公路橫坡合格率99.8%。拉線的準(zhǔn)確度使路面高程及平整度得以保證，混凝土表面經(jīng)過長度3.66m的抹平板循環(huán)往復(fù)抹平處理后，路面動態(tài)平整度遠(yuǎn)比人工施工平整度高；通過平整度檢測車所測得的路面平整度偏差為1.04，4cm鋁合金尺所測的路面靜態(tài)平整度不大于3mm，符合相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)語

根據(jù)對本高速公路混凝土路面滑模攤鋪施工實踐的分析可以看出，滑模攤鋪施工能有效避免常規(guī)攤鋪施工速度慢、費用高等弊端，通過摻加引氣劑可使混凝土路面抗折強(qiáng)度提升10%～20%，每萬方混凝土可節(jié)省水泥用量約250m3，經(jīng)濟(jì)性和路用性能大幅提升。此外，混凝土路面滑模施工工藝還能大幅降低路面維修養(yǎng)護(hù)工程量，混凝土路面動態(tài)平整度、抗滑及抗磨耗性能有保證，車輛油耗也隨之降低，行車安全性和舒適性得到顯著提升。