大新高速公路是我省大運高速公路的一段,主線全長127 km,朔州連接線30 km,其中大同—應縣段51 km根據(jù)交通特點設計為水泥混凝土路面,其余路段為瀝青混凝土路面。該段水泥混凝土路面為平原微丘區(qū)雙向六車道高速公路,設計行車時速120 km/h,面板厚度28 cm,采用水泥混凝土路面滑模施工技術(shù),也是我省第三條采用滑模施工技術(shù)攤鋪的高速公路水泥混凝土路面,筆者參與了該工程建設全過程,現(xiàn)將具體實施情況做簡單介紹。
1　水泥混凝土路面施工
1.1　原材料控制
滑模水泥混凝土是一種具有優(yōu)良工作性、高抗折強度、高耐疲勞極限、小變形性能、高耐久性、經(jīng)濟性的高性能混凝土,因此必須達到材料精良的要求。為了達到該目的,公司對用于配制混凝土的水泥、外加劑進行統(tǒng)一采購,并要求生產(chǎn)廠提供現(xiàn)場技術(shù)服務,確保原材料優(yōu)質(zhì)精良。
1.1.1　集料
集料作為混凝土中的重要組成部分,需求量非常大,當?shù)貨]有能夠全部供料的石料廠,因此業(yè)主只根據(jù)規(guī)范要求提出相應技術(shù)指標。就粗集料而言,要求選擇含泥量小、粒形好的兩級配碎石,細集料為含泥量、泥塊含量小的中粗砂,并且須經(jīng)權(quán)威試驗檢測部門檢測。
1.1.2　水泥
水泥是影響混凝土性能的最重要原材料且需求量非常大,鑒于此情況,公司決定選購能滿足工程需求且產(chǎn)品性能穩(wěn)定的大同云岡42.5級普通硅酸鹽水泥。
1.1.3　外加劑
滑模施工要求攤鋪機過后路面保持良好的幾何外觀,并且路面經(jīng)過高頻振搗后不泌水,表面浮漿少,因此必須在混凝土中摻加高效緩凝引氣減水劑,經(jīng)過多次試驗研究,選擇fdn—3000復合型減水劑。
1.2　機械配置
滑模施工最主要的機械為混凝土拌和樓和滑模攤鋪機,雖然國外及國內(nèi)部分省市也配置布料機,但根據(jù)京大、夏汾路實踐,采用輪胎式小型挖掘機也能滿足施工要求。
1.2.1　滑模攤鋪機的選取
滑模攤鋪機是滑模施工工藝的核心機械,要鋪出漂亮平整的路面,必須選取適宜的攤鋪機。根據(jù)京大、夏汾路施工實踐采用gomacoghp2800、wirt-gen sp850兩種型號的攤鋪機。
1.2.2　攪拌設備
滑模施工速度快,對混凝土需求量大,若供料不足,就會造成多次停機,擠壓成型底板會將路面壓出一條橫向刻槽,影響路面的平整度。針對此情況并結(jié)合造成京大、夏汾路平整度差的原因要求各單位須配備拌和能力不低于300 m3/h,以滿足施工需要。
1.3　水泥混凝土滑模施工技術(shù)滑模攤鋪技術(shù)是保證路面工程質(zhì)量的最重要環(huán)節(jié),為了搞好該環(huán)節(jié),主要從基層施工、基準線設置、混凝土供料及布料、橋涵連續(xù)滑模施工、分幅施工、切縫填縫、拉毛養(yǎng)生等幾個方面進行技術(shù)攻關(guān)。
1.3.1　路面基層施工
路面基層的質(zhì)量對面層混凝土質(zhì)量尤其平整度影響很大,基層強度、平整度不好,不但會造成混凝土面板厚度不均勻,極易產(chǎn)生斷板,而且直接影響面層平整度。因此施工中加強對路面基層標高及強度控制,以獲取強度均勻、平整度優(yōu)良的基層。為進一步提高基層內(nèi)在質(zhì)量,在基層頂面灑布乳化瀝青封層,封層設置不但可以避免基層中水分散失,保證后期強度增長,而且減少施工車輛運行對基層造成表面松散和坑槽,還可以減少基層與混凝土面板之間摩阻力,從而減少混凝土斷板發(fā)生。在總結(jié)京大路產(chǎn)生斷板的教訓后,對水泥穩(wěn)定基層進行切縫并采用熱瀝青填縫,間距50 m,這樣可以為基層開裂提供規(guī)則的位置,避免基層不均勻開裂反射至面板造成開裂。
1.3.2　基準線設置
滑模攤鋪機是通過攤鋪機自帶的方向、水平傳感器控制路面的高程、橫坡、縱坡、寬度、厚度等全部幾何參數(shù),而以上傳感器均是靠在架設在兩側(cè)的基準線前進的,因此,可以說基準線是滑模施工的“生命線”。在滑模施工中,經(jīng)常會出現(xiàn)基準線松弛、撞線、掉線等情況,造成攤鋪路面參數(shù)發(fā)生很大變化,造成混凝土面板厚度不均勻,極易引起混凝土斷板,并且路面平整度下降。鑒于以上情況,首先對基準線材質(zhì)、設置間距、張力統(tǒng)一提高,基準線采用5 mm鋼絞線,張力提高至150 kg,間距普通路段10 m,彎道及漸變段5 m。為減少夜間施工車輛碰撞基準線,在基準線外側(cè)懸掛彩色小旗并設置警示標志。
1.3.3　混凝土供料及布料
提高滑模施工混凝土質(zhì)量,必須保證現(xiàn)場提供連續(xù)均勻穩(wěn)定的混合料以減少停機造成的不良影響,根據(jù)大新路攤鋪速度要求混凝土拌和能力達到300 m3/h。大新路各單位選配輪胎式小型挖掘機進行現(xiàn)場布料而未采用履帶式挖掘機和裝載機,不僅可以減少對基層碾壓破壞,還可以提高機前堆料的均勻性。
1.3.4　橋涵連續(xù)滑模施工技術(shù)
國內(nèi)高速公路跨越村莊道路較多,構(gòu)造物密度很大,平均300 m~500 m一座,如不采取連續(xù)滑模施工技術(shù),必然產(chǎn)生大量的施工接頭,嚴重影響路面平整度和混凝土均勻性,成為路面的薄弱環(huán)節(jié),在大新路施工中除去下米莊特大橋均采用連續(xù)滑模施工,路面平整度有了很大提高。
1.3.5　分幅施工
大新路半幅路面寬度13 m,而采用的攤鋪機最大攤鋪寬度不能滿足要求,因此分為8 m和5 m兩次攤鋪,在以往工程中分幅攤鋪的第二幅產(chǎn)生斷板明顯增多,且裂縫位于縮縫附近10 cm范圍內(nèi),造成以上病害主要原因為在第二幅施工時第一幅面板的收縮已趨于穩(wěn)定,設置于板塊中的拉桿限制了新鋪混凝土收縮造成斷板。
1.3.6　切縫填縫
通過對國內(nèi)水泥混凝土路面調(diào)查,造成路面早期快速破壞的一個主要原因為縮縫滲水和切縫深度不足,對此,大新路選擇高低溫性能和黏結(jié)性能良好的聚胺酯填縫料,并且將縮縫切割深度提高至面板厚度1/2處,這樣可以促進面板快速規(guī)則斷裂。
1.3.7　拉毛養(yǎng)生
路面在使用一段時間后宏觀構(gòu)造已經(jīng)磨平,路面抗滑性能主要取決于微觀構(gòu)造,因此大新路直接選擇縱向軟拉毛技術(shù),不但施工工藝簡單可行,而且能夠降低路面的噪聲?；炷谅访嬖阡佒瓿珊蟊仨氝M行科學合理養(yǎng)生,借鑒其他工程經(jīng)驗選擇透水土工布覆蓋撒水養(yǎng)生,不但可以提高混凝土保水性,而且可以提供混凝
土水化熱散失通道,減少溫縮裂縫產(chǎn)生。
2　路面混凝土質(zhì)量評價
在項目實施過程中,大新高速公路公司根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(jtj 071—98)并結(jié)合工程特點制定了嚴格的質(zhì)量管理措施、技術(shù)標準和獎罰標準,以確保路面工程質(zhì)量。工程竣工后交通部公路工程質(zhì)量檢測中心對大新水泥混凝土路面進行檢測評定,各項指標均達到國內(nèi)一流水平,路面平整度σ值達到1.1,達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
3　結(jié)語
我省作為能源重化工基地,干線公路的貨物運輸主要以煤焦、鋼鐵等為主,超載超限車輛很多,對路面破壞力極強,尤其水泥混凝土路面對超載敏感性很大,造成許多新建路面在通車不久就產(chǎn)生病害,造成不良的社會影響,但是單純將路面破壞歸結(jié)于超載超限似乎有些片面,因為在同樣交通量、軸載作用的路面卻產(chǎn)生不同的結(jié)果,有些路段在使用10 a后仍保持完好,因此,提高路面施工技術(shù)和工程質(zhì)量是非常必要。
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