三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

一、簡述

(1)工藝概述

此方法為一種採用振搗機具和三輥軸整平機配合鋪築水泥混凝土面層的施工工藝。其特徵是需要在邊緣設固定模板,模板同時兼備三輥軸整平機軌道的功能。

三輥軸機組鋪築工藝可用於二級及二級以下公路的水泥混凝土路面面層、橋樑和隧道混凝土面層的施工,也可用於高速、一級公路硬路肩、匝道、收費廣場邊板、封閉式中央分隔帶、彎道超高加寬段硬路肩及局部異形面板等的施工。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

三輥軸機組屬於小型機具的改進形式,是將小型機具施工時的振動梁和滾槓合併安裝在有驅動力軸的一臺設備上。它具有橫縱向整平、淺表層振實、壓實和提漿功能,不具備將中、下層混凝土振搗密實的功能。為了保證該工藝鋪築出各種混凝土結構層的整體密實度,在一般施工場合,常同時配備振搗棒、密集排列振搗棒的振搗機或其他輔助設備。

(2)工藝流程框圖

經調研,行業內普通素混凝土路面使用最為普遍,因此本文件主要敘述普通素混凝土路面的施工工藝。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

二、施工準備

現場施工區域清掃乾淨,基底潤溼,施工場地四周設置安全圍擋。混凝土配合比施工性能和設計要求;拌和站和混凝土運輸設備滿足施工要求,生產能力見下表。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

三、施工步驟

步驟一:測量放樣

1、測量放樣誤差和質量符合強制性要求,路面中心樁每20m 一處,水準點每 100m 設一處。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟二:安裝模板

1、宜採用鋼製模板,模板要有足夠的剛度,模板固定牢固,每延米設一道固定裝置;

2、模板高程可採用三角形木墊塊調整。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟三:鋼筋安裝

1、鋼筋按設計要求在鋼筋加工場集中加工;

2、待模板安裝完成後放置路面接縫處的鋼筋;

3、局部路面鋼筋網下施作墊塊,確保保護層厚度。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟四:混凝土生產運輸

混凝土集中採用機械強制攪拌生產,罐車運輸的方式。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟五:布料、振搗

1、混凝土罐車均勻傾倒,局部人工補料;

2、採用連續拖行式振搗,局部採用間歇插入振搗密實。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟六:三輥軸整平、精平

1、輥軸整平機採取前進振動、後退靜滾方式作業;

2、採用 3~5m 刮尺,縱、橫兩個方向精平飾面;

3、或採用旋轉抹面機平飾 2 遍,直到平整度符合要求。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟七: 混凝土養生

使用保溼膜、土工布、麻袋、草袋、草簾等覆蓋並均勻灑水溼潤。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟八: 路面刻槽

1、路面攤鋪 3d 後,利用刻槽機進行刻槽作業;

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

步驟九:切縫、填縫

1、採用切縫機切縫,完成後,立即用高壓水槍將殘餘砂漿沖洗乾淨。

2、混凝土板養生期滿後,採用聚(氨)酯和硅樹脂、瀝青等材料填充接縫。

三輥軸機組鋪築法——混凝土路面施工

四、施工技術要點

測量放樣

1、測量校核平面和高程控制樁,恢復路面中心、邊緣等全部基本標樁;

2、測量放樣誤差和質量符合強制性要求,路面中心樁每 20m 一處,水準點每 100m 設一處。

安裝模板

1、模板宜採用鋼材、槽鋼加工製成,也可採用方木加工,模板要求足夠的強度和剛度;

2、模板高度不低於面層的設計厚度,直線段板長不小於 3m,小半徑彎道及豎曲線部位可配備長度為 3m 的短模板;

3、安裝水平曲線與縱曲線路面模板時,每塊模板中點恰好在線路曲線的切點位置。

4、模板可用三角木塊調整高度,橫向、縱向施工縫模板按設計的拉桿直徑和間距鑽孔;

5、模板至少每米設置一道支撐固定裝置,模板固定牢固,確保在振搗機、三輥軸整平機等設備在其上反覆作用下不出現變形位移。

安裝鋼筋

1、鋼筋、鋼筋網、傳力杆、拉桿等應符合國家和行業現行相關標準的規定;

2、鋼筋不得有裂紋、傷痕、刻痕、表面油汙和鏽蝕,配筋混凝土路面與橋面用鋼筋宜採用環氧樹脂塗層或防鏽漆塗層等保護措施;

3、傳力杆無毛刺,兩端加工成圓錐形或半徑為 2~3mm 的圓倒角;

4、膨脹傳力杆應在一端設置鍍鋅鋼管帽或塑料套帽;

5、傳力杆應採用噴塑、鍍鋅、電鍍或塗防鏽漆等防鏽措施,防鏽層不得局部缺失;

6、拉桿鋼筋在中部不小於 100mm 範圍內採取塗防鏽漆等防鏽措施。

混凝土生產、運輸

1、混凝土生產採用機械強制攪拌機集中生產,生產能力應滿足現場最大的施工需求;

2、混凝土集中拌和站的原材料儲備應至少滿足 10d 的施工需求;

3、混凝土運輸保證到場拌合物具有適宜攤鋪的工作性;

4、對於不摻緩凝劑的混凝土拌合物,從出料到抵達現場的最長允許時間如下表所示;不滿足時間限制時,可採用通過實驗調整緩凝劑用量等措施,保證達到現場拌合物工作性能要求;

5、混凝土質量應根據設計強度、使用年限、所處自然環境、天氣情況等因素綜合考慮,具體性能要求可參見《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG∕T F30)第 4 章所述;

6、混凝土運輸採用混凝土罐車配送,其數量要滿足現場施工需求;

布料、振搗

1、縱坡路段宜向上坡方向鋪築;

2、根據鋪築時拌合物的實測坍落度,並根據鋪築效果最終確定坍落度;

3、鋪築坍落度 10~30mm,拌合物松鋪係數 1.2~1.25;

4、鋪築坍落度 30~50mm,拌合物松鋪係數 1.15~1.20;

5、鋪築坍落度 50~70mm,拌合物松鋪係數 1.10~1.15;

6、彎道橫坡與超高路段的松鋪係數,高側取第 3/4/5 要點中的高值,低則取其低值。

7、應全斷面布料,松鋪高度符合要求後,再使用振搗機開始振搗;

8、振搗機勻速緩慢、連續振搗作業,振搗後的混凝土面層應連續均勻。

9、其它要求可參見《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG∕T F30)的 8.3 章節。

三輥軸整平、精平

1、三輥軸整平機滾軸長度應比實際鋪築的面層寬度長出 60cm 以上,兩端搭在兩側模板上;

2、振搗機振實後,料粒應高於模板頂面 5~15mm,局部坑窪不得低於模板頂面,過高時應剷除,過低應補料。

3、三輥軸整平機按作業段整平,作業單元長度宜為 10~30m,施工開始或施工溫度較高時,可縮短作業單元長度,最短不宜短於 10m;

4、振搗機振實與三輥軸整平,兩道工序間隔時間不宜超過 15min;

5、作業單元內,三輥軸整平機採取前進振動、後退靜滾方式作業;

6、三輥軸整平作業時,處理整平軸前料位的高低情況,過高時剷除,軸下的間隙採用混凝土補平;

7、振動滾壓完成後,升起振動輥,用甩漿整平一遍,再用整平軸前、後靜滾整平,直到平整度符合要求、表面砂漿厚度均勻為止;

8、路面表層砂漿厚度控制在 4±1mm,過厚的稀砂漿及時刮除丟棄,不得用於路面補平;

9、三輥軸整平機整平後,採用 3~5m 刮尺,縱、橫兩個方向精平飾面、縱向不少於 3 遍,橫向不少於 2 遍,也可採用旋轉抹面機平飾 2 遍,直到平整度符合要求;

10、飾面完成後立即開始混凝土保水養生;

11、其它要求可參見《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG∕T F30)的 8.3 章節。

混凝土養生

1、初期養生時,修邊及抹面完成後,應以最快速度使用保溼膜、土工布、麻袋、草袋、草簾等覆蓋並均勻灑水溼潤,保持混凝土表面始終處於潮溼狀態,並由此確定每天的灑水次數;

2、晝夜溫差大於 10℃以上地區或日平均溫度小於 5℃施工的混凝土路面,應採取保溫保溼養生措施;

3、養生時間應根據混凝土彎拉強度增長情況而定,當大於等於設計彎拉強度的 80%時,可停止養生;

4、一般養生天數宜為 14~21d,高溫天氣不應少於 14d,低溫天氣不應少於 21d;

5、摻粉煤灰的水泥混凝土路面,最短養生時間不宜少於 28d;

6、拆模時,面層混凝土抗壓強度不小於 8MPa;

7、其它要求可參見《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG∕T F30)的 11.4 章節。

路面刻槽

1、一般道路的細觀紋理施工,可採用在混凝土精平後的溼軟表面,使用鋼支架拖掛 1~3 層疊合麻布、帆布等布片拖出;

2、極重、特重和重交通荷載等級公路水泥混凝土面層應採用刻槽法制作宏觀抗滑構造;

3、中、輕交通荷載等級公路水泥混凝土面層可使用拉槽法制作宏觀抗滑構造;

4、採用硬刻槽方式製作宏觀抗滑構造時,硬刻槽機重量宜重不宜輕,最小整刻寬度不應小於50cm,硬刻槽時不應掉邊角,路面攤鋪 3d 後可開始硬刻槽,並宜在兩週內完成;

5、對平整度不佳的路面施工接頭、橋面、橋頭搭板,局部經磨平達標後,應採用人工鑿毛或噴砂法做出細觀抗滑構造,宏觀抗滑構造可採用硬刻方式製作;

6、其它要求可參見《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG∕T F30)的 11.3 章節。

切縫、填縫

1、橫向縮縫、縱向縮縫、施工縫上部的槽口均採用切縫法施工,鋸縫要及時,不能過早也不能過晚,要根據水泥的凝結時間、外加劑類型和氣候條件等因素通過實踐來確定合適的鋸縫時間;

2、首次攤鋪的鋸縫時間可根據施工溫度與施工後時間的乘積為 250(溫度小時)或混凝土抗壓強度達到 5.0~10.0MPa 來大致掌握,橫向縮縫最長不能超過 24h,縱向縮縫不能超過 48h,切縫寬度為 3~8mm,深度為 1/5-1/4 板厚;

3、橫向縮縫間距按設計要求或 5m,要求與中線垂直,若一次攤鋪過長,每隔 10-20m 跳切,之後再按設計要求或 5m 切,以減少斷板率;

4、縱縫切縫尺寸與橫縫相同,要求與路線平行,且線形順直、圓滑,切縫完成後,立即用高壓水槍將殘餘砂漿沖洗乾淨;

5、縮縫應先按設計嵌入直徑 9~12mm 的多孔泡沫料背襯條或橡膠條;

6、脹縫填縫前,應鑿除脹縫頂部臨時嵌入的木條,並清洗乾淨,塗粘結劑後,嵌入專用多孔橡膠條或灌入適宜填縫料;

7、具體施工要點見表 4.1-4 所述;

8、其它要求可參見《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG∕T F30)的 11.2 章節。

五、接縫要點

縱向縮縫:

1、當水泥混凝土路面使用滑模攤鋪機一次攤鋪兩個車道寬度時,應設置縱向縮縫,其位置宜按車道寬度設置。

2、拉桿靠滑模攤鋪機配備的中間拉桿插入裝置在滑模攤鋪過程中自動控制間距壓入,其構造採用假縫拉桿型。

3、縮縫上部的槽口,採用硬切縫法施工。

縱向施工縫:

1、當滑模攤鋪機一次攤鋪寬度小於路面總寬度時,有縱向施工縫。位置宜與車道線一致,其構造採用平縫加拉桿型。

2、縱向施工縫的拉桿,在前一次攤鋪時,應採用滑模攤鋪機的側向拉桿裝置插入。根據滑模攤鋪機打拉桿裝置的方式,插入時的拉桿或為直的或為“ L”形的。

3、 L 形拉桿長度較短,應按拉桿長度和間距進行等拔出強度換算。連接攤鋪前,應將 L 形拉桿扳直,再攤鋪連接部分路面。

橫向縮縫:

1、縮縫應等間距佈置,一般採用 5m 板長。不宜採用斜縮縫和不等間距的縮縫。當不得不調整板長時,最大板長應小於等於 5.5m,最小板長不宜小於板寬。在路面上的平面交叉口橫向變寬度處的縮縫,可以設計並切割成小轉角的折線,在有拉桿的縱縫處,縮縫切口必須縫對縫。板銳角處,應設角隅鋼筋補強。

2、在鄰近脹縫或路面自由端的 3 條縮縫內,橫向縮縫採用假縫加傳力杆型。傳力杆無塗料一側焊接,有塗料一側綁紮。

3、在特重交通量的水泥混凝土路面上或渠化交通嚴重的收費站廣場,全部縮縫宜設傳力杆。傳力杆可用滑模攤鋪機配備的傳力杆自動插入裝置在攤鋪時植入,或使用鋼筋定位支架前置法施工。無論哪種方式,都應在路側縮縫切割位置做標記,保證切縫在傳力杆中間以上。

4、前置式縮縫的鋼筋定位支架必須有足夠的剛度,傳力杆應準確定位,應於攤鋪之前在基層表面放樣,並用鋼釺將其錨固在基層上,用手持振搗棒振實傳力杆高度以下的混凝土,然後進行滑模攤鋪。

橫向施工縫:

1、每天攤鋪結束或攤鋪中因故中斷,且中斷時間超過初凝時間的 2/3 時,應設置橫向施工縫。橫向施工縫的位置宜與脹縫或縮縫相重合。

2、橫向施工縫應與路中心線垂直。橫向施工縫構造採用平縫加傳力杆型。橫向施工縫應採用焊接牢固的鋼製端頭模板。每 1.5m 不應少於 1 個釘鋼釺的垂直固定孔。

3、端模上插入傳力杆的水平孔間距為 30cm,內徑33mm,邊側傳力杆到自由邊距離不宜小於 15cm,每根傳力杆必須在端模上離孔口外側 l0cm 處通過橫樑焊接內徑 33mm、長度 5cm 的短鋼管進行水平位置固定。

脹縫:

1、滑模攤鋪水泥混凝土路面的脹縫設置間距視施工季節氣溫確定,熱天施工,不宜設脹縫;春秋季節施工,宜在兩個構造物間距大於等於 500m;冬季低溫施工,宜在兩個構造物間距。

2、大於等於 350m 時,在兩個構造物之間的路面中間位置設一道脹縫。

六、施工安全、環保要點

混凝土生產

(1)裝載機向料倉上料時,不得碰撞料倉;

(2)嚴禁從運輸帶下穿過,無關人員不得靠近拌合機,嚴禁攀登水泥罐;

(3)拌合機的各種機電設備,在運轉前均需由機工、電工、電腦操作人員進行全面檢查;

(4)拌合機運行中,嚴禁進行保養和調試工作。拌合設備內需要清理時,必須停機,人員進入工作時,設備外應有專人監護;

(5)場內道路應經常維修,保持暢通,各種機械設備擺放整齊有序;

(6)油罐區應遠離生活區,油罐區內禁止存放危險品、爆炸品和其他易燃物資。

混凝土運輸

(1)運輸車輛駕駛人員須持照上崗,並應通過相關運輸作業培訓。嚴禁駕駛人員疲勞作業;

(2)施工現場必須做好交通安全工作,施工區段進行封閉,嚴禁非施工車輛進入施工現場。夜間施工要有良好的照明設備,危險地段設危險標誌和緩行標誌,配備足夠的交通值勤人員,組織好過往行人及車輛,確保人員車輛的安全;

(3)運輸車輛進入施工現場前應檢查其車況,尤其應對剎車、自卸系統進行檢查,保證車斗密封,後擋板牢固。確保其在運輸及卸料過程中不出現故障及漏油現象;

(4)運輸過程中,車輛不得超載、超速行駛,應遵守交通法規;

(5)運輸車要慢速行駛,行駛速度不得超過 30km/h,過交叉口,上下坡要減速慢行,多車行駛前後間距不得小於 20m;

(6)會車時應輕車避讓重車。通過窄路、十字路口、交通繁忙地段及轉彎時,應注意來往行人及車輛。

混凝土攤鋪

(1)攤鋪機駕駛臺及作業現場應視野開闊,清除一切有礙工作的障礙物,作業時無關人員不得在駕駛臺上停留,駕駛員不得擅離崗位;

(2)運料車向攤鋪機卸料時,應有專人指揮協調,同步進行,防止互撞;

(3)駕駛應儘量平穩,不得急劇轉向,彎道作業時,熨平裝置的端頭與路緣石的間距不得小於 10cm,以免發生碰撞;

(4)換檔必須在攤鋪機完全停止時進行,嚴禁強行掛檔和在坡道上掛檔或空檔滑行;

(5)用柴油清洗攤鋪機時,不得接近明火。

路面接縫施工、抗滑構造製作、路面養護、路面刻槽

(1)接縫處理、粗細抗滑構造製作、路面養護過程產生的廢棄料,嚴禁隨意丟棄,應集中處理;

(2)嚴格控制刻槽時間,減少噪音汙染。

養生

(1)各施工路口要做好安全警示標誌,有序引導車輛、人員通行;

(2)關鍵路口安全專人值班,並做好值班記錄。

七、質量通病原因分析

脹縫處破損、拱脹、錯臺、填縫料失落

(1)脹縫板歪斜,與上部填縫料不在一個垂直面內,通車後即產生裂縫,引起破壞。

(2)縫板長度不夠,使相鄰兩板混凝土聯結,或脹縫填料脫落,縫內落入堅硬雜物,熱脹時混凝土板上部產生集中壓應力,當超過混凝土的抗強度時板即發生擠碎。

(3)脹縫間距較長,由於年復一年的熱脹冷縮,使伸縮縫內掉入砂、石等物,導致伸縮縫寬度逐年加大,熱脹時,混凝土板產生的壓應力大於基層與混凝土板間的摩擦力(但末超過混凝土的抗壓強度時),以致將出現相鄰兩板拱起。

(4)脹縫下部接縫板與上部縫隙未對齊,或脹縫不垂直,則縫旁兩板在伸脹擠壓過程中,會上下錯動形成錯臺;由於水的滲入使板的基層軟化;或傳力杆放置不合理,降低傳力效果;或交通量、基層承載力在橫向各幅分佈不均,形成各幅運營中沉陷量不一致;或路基填方土質不均、地下水位高、碾壓不密實,冬季產生不均勻凍脹。

(5)由於板的脹縫填縫料材質不良或填灌工藝不當,在板的脹縮和車輛行駛振動作用下.被擠出,被帶走而脫落、散失。

混凝土板塊裂縫

(1)淺表層髮狀裂紋主要是養生不夠,表層風乾收縮所致。

(2)角隅處的裂縫,是由於角隅處於基層接觸面積較小,單位面積所承受的壓力大,基層相對沉降就大,造成板下脫空,失去支承,角隅處便易斷裂。角隅處震搗不實也是一個原因。

(3)板塊橫向裂縫可能有兩種情況,一種是切縫時間過遲,造成了收縮裂縫;一種是開放交通後,路面基層有下沉,造成板塊折裂(包括縱向和不規則裂縫)。

(4)土基強度不夠或不均勻;或春秋兩季施工的混凝 t 路面,白天與晚上的溫差大,因溫差影響產生較人的翹曲應力而產生板體開裂。

(5)由於施工操工失誤或原材料問題產生的裂縫。

縱橫縫不順直

(1)主要是模板固定不牢固,混凝土澆築過程中跑模。

(2)模板直順度控制不嚴。

(3)成活過程中,沒有用“L”形抹子壓邊修飾,砂漿毛刺互相搭接,影響直順度。

(4)分縫板移動、傾斜、歪倒造成不直順。

(5)切縫操作不細要求不嚴,造成曲彎。

相鄰板問高差過大

(1)主要是對模板高程控制不嚴,在攤鋪、震搗過程中,模板浮起或下降.或者混凝土板面高程未用模板頂高控制,都可能是造成混凝土板頂高偏離的原因。

(2)在已完成的倉間澆築時不照顧相鄰已完成板面的高度,造成與相鄰板的高差。

(3)由於相鄰兩板下的基礎一側不實.通車後造成一側沉降。

板面起砂、脫皮、露骨或有孔洞

(1)混凝上板養護灑水時間過早或在澆築中或剛剛成活後遇雨,還未終凝的表層受過量水分的浸泡,水泥漿被稀釋,不能硬化,變成鬆散狀態,水泥漿失效,析出砂粒,開放交通後表層易磨耗,便露出骨料。

(2)混凝土的水灰比過大,板面出現嚴重泌水現象,成活過早、或撒幹灰面,也是使表層剝落的一個原因。

(3)冬季用鹽水除雪.電易使板面剝落。

(4)振搗後混凝土板厚度不夠,拌砂漿找平或用推擀法找平,從而形成一層砂漿層,造成路表面水灰比不均勻,出現網狀裂縫,在車輪反覆作用下,甚至出現脫皮、露骨、麻面等現象。

(5)混凝土板因施工質量差,或混凝土材料中夾有木屑、紙、泥塊和樹葉等雜物,或春季施工,骨料或水中有冰塊.造成混凝上板面有孔洞。

板面平整度差

(1)沒有使用行夯和滾槓刮、壓平整,或雖使用,但震搗工藝粗糙,局部未震實。找平後產生不均勻沉降,或雖震實,但找平工作不細。

(2)找平時,低窪處填補砂將過厚,硬化收縮大,較骨料多的部位為低。或因混凝土離析,成活硬化後,骨料多和骨料少的部位產生了不均勻收縮。

(3)混凝土板在剛剛成活後,尚未達到終凝,即直接覆蓋草簾、草袋或上腳踩踏,或在養護初期放置重物,在混凝土板面上壓出印痕。

混凝土板面出現死坑

混凝土質量問題,主要是骨料中不潔淨,含雜質多,又未採取措施予以清除;

混凝土養護不到位,或外力造成初期損傷。


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