武國(guó)民，楊曉東，董艷超

（山東宇通路橋集團(tuán)有限公司，山東 廣饒 257300）

1 項(xiàng)目概況

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(guò)程中鋼模板鋪設(shè)、固定工作量大大減少，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(chǎng)跑道、重載交通道路等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，滑模攤鋪施工機(jī)械也隨之發(fā)生較大改進(jìn)，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]。

新建H高速公路第4合同段起訖樁號(hào)K195+000—K220+250，線路長(zhǎng)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(jì)行車速度為100km/h，設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)，雙向四車道設(shè)計(jì)，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多?？紤]到施工工期較短，對(duì)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(jì)

2.1 原材料

（1）水泥

水泥主要采用強(qiáng)度等級(jí)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，對(duì)于存在抗鹽凍要求的路面不能使用石灰石粉5%摻量的普通水泥和Ⅱ型硅酸鹽水泥；也不得使用快硬水泥。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(yàn)報(bào)告，進(jìn)場(chǎng)后還應(yīng)通過(guò)復(fù)檢和配合比試驗(yàn)，其路用性能必須符合設(shè)計(jì)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%，壓碎值至少達(dá)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(guó)家Ⅰ、Ⅱ級(jí)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(yàn)報(bào)告且經(jīng)國(guó)家或省級(jí)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)定的一等品。

（5）鋼筋及接縫材料

混凝土路面滑模攤鋪所用鋼筋網(wǎng)、拉桿及傳力桿等材料必須具備合格證書和檢驗(yàn)報(bào)告單，并在進(jìn)場(chǎng)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)范要求的橡膠類、樹脂類填縫材料制品。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比主要根據(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(jì)，混凝土應(yīng)能滿足路面滑模攤鋪施工要求。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(shí)的滑模混凝土配合比為水泥∶水∶砂∶碎石∶外加劑=35∶147∶678∶1205∶7。配合比設(shè)計(jì)檢測(cè)結(jié)果詳見表1。

表1 配合比設(shè)計(jì)檢測(cè)結(jié)果

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

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)械主要有滑模攤鋪機(jī)、拌和站及其余小型機(jī)械機(jī)具。高馬科GP-4000滑模攤鋪機(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(dòng)倉(cāng)、擠壓成型板等部分組成?？紤]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(dòng)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)線長(zhǎng)1.5m，由f12~18mm圓鋼所制成的鐵桿；長(zhǎng)40cm的f8mm圓鋼制成的橫支桿；扣件、緊線器及每根長(zhǎng)150~200m的規(guī)格φ3mm的鋼絞線[2]。

攤鋪機(jī)實(shí)際工作寬度大于單邊路幅施工寬度，故中線樁測(cè)放應(yīng)橫向偏移50cm，邊樁測(cè)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(cè)量時(shí)，采用等視距法以消除測(cè)量?jī)x器視距差而造成的測(cè)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(shí)，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(cè)，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(cè)結(jié)果顯示的樁距為10m時(shí)，鋼絞線跨中下墜尺寸達(dá)到6mm，路面便會(huì)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(guò)大會(huì)造成鋼絞線過(guò)緊，容易斷開；拉力過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致支架前傾，無(wú)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(zhǎng)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(shí)，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左右的鋸齒狀紋邊。

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，并按天打印所對(duì)應(yīng)攤鋪樁號(hào)混合料配料統(tǒng)計(jì)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?？紤]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(shí)間在內(nèi)的每盤總拌和時(shí)間應(yīng)控制在60~90s以內(nèi)，原材料上料后純拌和時(shí)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(shí)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)力略超出拌和能力即可。在自卸車輛裝料過(guò)程中，應(yīng)按照前→后→中的次序向車廂內(nèi)裝料，避免混合料離析。若因運(yùn)輸過(guò)程延誤等造成混合料超出初凝時(shí)間，則應(yīng)棄置。具體運(yùn)輸時(shí)間主要根據(jù)混凝土初凝時(shí)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(shí)間應(yīng)不超出混凝土初凝時(shí)間的2/3。

表2 混凝土運(yùn)輸時(shí)間控制要求

3.4 鋼筋布設(shè)

通過(guò)攤鋪機(jī)自動(dòng)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(jì)高度將f8mm@300臺(tái)型鋼筋支架架起后牢固焊接。在鋼筋布設(shè)過(guò)程中，必須先在基層處彈出位置線，在混凝土到場(chǎng)卸料前設(shè)置完畢并通過(guò)射釘槍或錨固鋼筋與基層牢固固定，避免卸料及攤鋪過(guò)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(shí)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[3]。

3.5 滑模攤鋪

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(dòng)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(jiān)實(shí)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(guò)試鋪確定相關(guān)施工參數(shù)，在正式攤鋪施工時(shí)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(diǎn)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(dòng)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

正式攤鋪前將滑模攤鋪機(jī)后退至最近帶側(cè)向收縮口工作縫路面內(nèi)，并使其擠壓板前緣與工作縫端部對(duì)齊后開始攤鋪。攤鋪機(jī)操作人員應(yīng)隨時(shí)調(diào)整松方高度控制板進(jìn)料位置，使振搗倉(cāng)內(nèi)砂漿料位比振搗棒高出10cm，料位上下波動(dòng)幅度應(yīng)不超出±4cm；攤鋪機(jī)按照1.0m/min的速度行進(jìn)攤鋪，振搗頻率控制在6000~11000r/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(guò)振、欠振和漏振。當(dāng)混凝土坍落度過(guò)大時(shí)，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(guò)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(guò)程中如遇混合料供應(yīng)不及時(shí)或拌和站故障時(shí)，停機(jī)待料時(shí)間應(yīng)不超出混凝土初凝時(shí)間的2/3，即1.5h左右，在這一期間內(nèi)，應(yīng)按照20min的時(shí)間間隔開動(dòng)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(dòng)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)油防銹處理。鏟除并丟棄從攤鋪機(jī)振動(dòng)倉(cāng)內(nèi)脫出的厚砂漿，支設(shè)施工縫側(cè)模和端模后檢測(cè)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(zhǎng)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加入空缺部位，并打入傳力桿鋼筋，振搗密實(shí)。

3.5.3 特殊部位處理

為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)物臺(tái)背上方路面抗剪性，應(yīng)增設(shè)1~2層加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)片在該部位面板中，每片鋼筋網(wǎng)片長(zhǎng)度應(yīng)控制在4~5m，寬度在4m左右。施工過(guò)程中先通過(guò)設(shè)置間距1.0~1.5m的馬凳筋按設(shè)計(jì)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(guò)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(shí)，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(guò)程中應(yīng)通過(guò)加撐厚鐵板的方式連通兩幅橋面，并通過(guò)可調(diào)托架架起鋼線；混凝土坍落度應(yīng)增大至40~50mm。

4 攤鋪效果評(píng)價(jià)

根據(jù)路面芯樣檢測(cè)結(jié)果，路面厚度均值符合設(shè)計(jì)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(guò)長(zhǎng)度3.66m的抹平板循環(huán)往復(fù)抹平處理后路面動(dòng)態(tài)平整度遠(yuǎn)比人工施工平整度高；通過(guò)平整度檢測(cè)車所測(cè)得的路面平整度偏差為1.04，4cm鋁合金尺所測(cè)的路面靜態(tài)平整度不大于3mm。

滑模攤鋪機(jī)振搗棒作用半徑大，振頻高且分布間距一致，在整體協(xié)調(diào)作用下能保證路面各點(diǎn)取得相同的振動(dòng)效果；提漿均勻度良好，無(wú)漏漿及過(guò)振，使得混凝土密實(shí)度及強(qiáng)度顯著提升；在應(yīng)用夯實(shí)桿控制提漿厚度的情況下路面砂漿分布的均勻性大大增強(qiáng)，抗滑構(gòu)造深度均勻，耐磨效果顯著。該高速公路合同段路面抗折強(qiáng)度均值為5.86MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為0.05，偏差系數(shù)為0.8%。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)對(duì)該高速公路混凝土路面滑模攤鋪施工實(shí)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(fèi)用高等弊端，通過(guò)摻加引氣劑可使混凝土路面抗折強(qiáng)度提升10%~20%，每萬(wàn)方混凝土可節(jié)省水泥用量約250m3，經(jīng)濟(jì)性和路用性能大大提升。此外，混凝土路面滑模施工工藝還能使路面維修養(yǎng)護(hù)工程量大大減少，混凝土路面動(dòng)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提高。