高速公路路緣石施工中滑模攤鋪機(jī)的應(yīng)用研究

黃忠

（中交四公局第五工程有限公司，西安710065）

1 引言

隨著交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，高速公路作為我國(guó)三大交通之一，逐漸實(shí)現(xiàn)了全面機(jī)械化施工，提高了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。在傳統(tǒng)的高速公路路緣石施工過(guò)程中，主要采用預(yù)制法施工，施工進(jìn)度較慢，工序多，占地面積較大，路緣石整體強(qiáng)度不足[1]?；備仚C(jī)施工作為先進(jìn)工藝，其應(yīng)用極大地保障了路緣石結(jié)構(gòu)的整體性與工程強(qiáng)度，并且明顯加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了人力、物力資源，使公路建設(shè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。對(duì)此，應(yīng)大力推進(jìn)滑膜攤鋪機(jī)的應(yīng)用，為我國(guó)高速公路的發(fā)展提供推動(dòng)力。

2 滑膜攤鋪機(jī)的工作原理

依照滑膜攤鋪機(jī)不同的工作原理，可將攤鋪機(jī)分為擠壓式、錘搗式、振動(dòng)式、振搗式等類型。其中，應(yīng)用擠壓式攤鋪機(jī)時(shí)，混合料被旋螺推進(jìn)器或往復(fù)缸不斷推入模具中，充分填充模具后，混合料內(nèi)部產(chǎn)生擠壓作用力，最終形成具有一定密實(shí)度、形狀與強(qiáng)度的構(gòu)件。在構(gòu)件成型階段，混合料將螺旋輸送器的水平反力傳遞至行走輪和機(jī)架，使整機(jī)沿路面向前推進(jìn)；應(yīng)用錘搗式攤鋪機(jī)時(shí)，需要在滑膜機(jī)成型模具前裝設(shè)錘搗裝置，通過(guò)錘搗擠壓混凝土，使混凝土進(jìn)入成型模具內(nèi)，攤鋪機(jī)行走主要依靠自撞錘的反作用力；振動(dòng)式攤鋪機(jī)是在模具前裝設(shè)高頻低幅振動(dòng)器，通過(guò)振動(dòng)水泥混凝土，使其具有一定的密實(shí)度，攤鋪機(jī)行走主要依靠本身動(dòng)力而非混合料帶來(lái)的反作用力，所以，該設(shè)備行走較為穩(wěn)定；振搗式攤鋪機(jī)是在成型模具前裝設(shè)振搗棒，通過(guò)振搗棒使水泥混凝土具有一定密實(shí)度。

不同的滑模攤鋪機(jī)的工作原理雖然存在一定的差異，但是，攤鋪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)大多一致，由成型模具、喂料器、料斗、密實(shí)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、升降系統(tǒng)等構(gòu)成。

3 滑膜攤鋪機(jī)在高速公路路緣石施工中的特點(diǎn)

和傳統(tǒng)使用的預(yù)制法施工相比，滑模攤鋪機(jī)的應(yīng)用能增強(qiáng)路緣石的施工質(zhì)量，提高基座混凝土強(qiáng)度，提高工程平整度，使工程線條較為順暢，整體穩(wěn)定性良好。并且滑模攤鋪機(jī)的使用極大地節(jié)省了人力、物力資源，減少了成本投入，進(jìn)一步增強(qiáng)了高速公路的安全性，同時(shí)，使經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益得到顯著提升。

3.1 施工速度較快

傳統(tǒng)預(yù)制法施工需要提前預(yù)制路緣石，后在公路路肩預(yù)挖溝槽，將路緣石砌入其中，施工工序多，需要大量人工參與，施工進(jìn)度無(wú)法保證。而采用滑模攤鋪機(jī)施工能夠?qū)崿F(xiàn)行走攤鋪，每日生產(chǎn)成型路緣石約1 500 m，在地基不平（高差在±25 mm）的情況下，可直接進(jìn)行路緣石鋪筑，生產(chǎn)效率較高。

3.2 工程成本低

滑膜攤鋪機(jī)施工中，現(xiàn)場(chǎng)僅需要1～2 名工作人員配合，大量節(jié)省了人工成本，并且可以一次鋪筑成型，無(wú)須再次加工處理，節(jié)省了傳統(tǒng)路緣石施工中的支模、澆筑、振搗等多項(xiàng)工序，最大限度地節(jié)省了時(shí)間成本。其就地生產(chǎn)的方式避免了原材料浪費(fèi)，節(jié)省了材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑膜攤鋪機(jī)的應(yīng)用可節(jié)省路緣石工程造價(jià)的20%～30%。

3.3 混凝土強(qiáng)度較高

傳統(tǒng)的路緣石施工將路緣石分為無(wú)數(shù)個(gè)個(gè)體，而滑膜攤鋪機(jī)的應(yīng)用使路緣石基座采用整體澆筑模式，一次成型，工程整體性、穩(wěn)定性較好，極大地保障了工程強(qiáng)度。同時(shí)，成型階段可自動(dòng)擠壓，抗沖擊強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好。

3.4 外觀線條順暢

傳統(tǒng)預(yù)制法施工在裝設(shè)每個(gè)路緣石時(shí)，主要依靠人工設(shè)定每個(gè)溝槽位置，存在一定的誤差，且線條順暢性不足。而滑模攤鋪機(jī)上設(shè)置了方向自控傳感器，可以使攤鋪機(jī)自動(dòng)沿著一條預(yù)先設(shè)定的路線行駛，靈敏性與精確度較高，鋪筑后路緣石線條流暢，外形美觀。并且滑模攤鋪機(jī)還能依照路緣石設(shè)計(jì)需求加工適宜模具，使路緣石工程與整體環(huán)境有效結(jié)合，提高了工程美觀性與適應(yīng)性。

4 高速公路路緣石施工中滑模攤鋪機(jī)應(yīng)用技術(shù)

4.1 工程整體概況

陜西神木市某高速公路施工路段全長(zhǎng)為32.5 km，標(biāo)段長(zhǎng)15.4 km，采用雙向四車道，公路時(shí)速預(yù)設(shè)為100 km/h。排水設(shè)施設(shè)計(jì)為縱向集水溝、急流槽、路緣石等。在工程原設(shè)計(jì)中，路緣石施工采取預(yù)制法施工，后續(xù)為加快工程進(jìn)度，提高路緣石施工質(zhì)量，標(biāo)段路緣石施工積極引進(jìn)滑模攤鋪機(jī)（產(chǎn)地：德國(guó)；型號(hào)：WirtgrnSP-15）施工，相比預(yù)制法施工，該施工工藝平均日鋪筑量達(dá)2 km，是傳統(tǒng)預(yù)制法的2 倍，且施工強(qiáng)度較高，抗擠壓能力較強(qiáng)，整體美觀性較好。

4.2 原材料要求與配合比試驗(yàn)

對(duì)于粗集料，應(yīng)采用清潔干凈、質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨耗、高強(qiáng)度的扎制碎石與礫石，以5～20 mm 粒徑為主，壓碎石值不應(yīng)高于28%，針片狀顆粒的含量不可超過(guò)總量的10%，礫石最大路徑不可高于20 mm。對(duì)于細(xì)集料，應(yīng)選擇顆粒干凈、級(jí)配良好的河沙，粒徑應(yīng)小于5 mm，小于0.075 mm 的細(xì)集料含量不可超過(guò)總量的5%，做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作，合格后方可進(jìn)入施工場(chǎng)地。對(duì)于水泥，選擇低標(biāo)號(hào)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、砂渣水泥均可，保證工程強(qiáng)度與和易性，保障水泥在干燥環(huán)境內(nèi)長(zhǎng)期存放。

為最大化地利用各種材料，提高路緣石施工質(zhì)量與使用壽命，應(yīng)在施工前選擇一段路段進(jìn)行試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比，尤其應(yīng)重視坍落度，避免路緣石出現(xiàn)坍塌、出現(xiàn)蜂窩小包、拉裂等現(xiàn)象，保證路緣石表面平順光滑。同時(shí)，在試驗(yàn)中應(yīng)選擇最佳作業(yè)速度，若選擇振搗式攤鋪機(jī)，應(yīng)選擇適宜的振幅和頻率，全面發(fā)揮攤鋪機(jī)作用。在本次施工中，最終實(shí)驗(yàn)得出的水灰比為0.58；施工現(xiàn)場(chǎng)坍落度為3～5 cm；施工配合比為：水泥∶細(xì)集料∶粗集料=370∶868∶868。

4.3 施工準(zhǔn)備工作

依照工程設(shè)計(jì)需求，在高速公路瀝青路面面層施工前，應(yīng)在混凝土路面兩側(cè)放出邊線，加密控制點(diǎn)，直線段加密控制點(diǎn)間距應(yīng)控制在10～20 m，曲線段加密控制點(diǎn)間距應(yīng)控制在5 m，以釘連接控制點(diǎn)，打好白線或者直接拉扯鋼絲繩，在定點(diǎn)處測(cè)量路寬，不可低于設(shè)計(jì)路寬。測(cè)量放線結(jié)束后，應(yīng)做好切邊工作。在切邊過(guò)程中，切割機(jī)標(biāo)尺應(yīng)放置在放線中心，操作人員應(yīng)保障操作手均衡用力，以保證切割機(jī)行駛速度均勻。切邊時(shí)，應(yīng)保障瀝青路面結(jié)構(gòu)層的厚度與設(shè)計(jì)相符，并及時(shí)用運(yùn)輸車將切割下的混凝土運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。切邊時(shí)，應(yīng)保障冷卻水的清潔，避免污染基層路面，保證路面整潔度。最后，切割時(shí)應(yīng)保證切邊準(zhǔn)確、直線順直、曲線圓滑，并及時(shí)清理切邊產(chǎn)生的碎屑、浮漿，為后續(xù)施工順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

4.4 混凝土拌和與運(yùn)輸

混凝土拌和質(zhì)量直接關(guān)系著路緣石工程整體質(zhì)量，因此，操作人員應(yīng)嚴(yán)格控制。上料時(shí)，應(yīng)注意料不串倉(cāng)，存料不可少于料倉(cāng)容量的1/2。在拌和樓每工作4～5 h 后，應(yīng)對(duì)其檢查一次水泥進(jìn)料口，檢查是否堵塞，保障水泥進(jìn)口暢通，確保水泥供給。嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度在30～50 mm。為保證混凝土順利拌和，應(yīng)重視拌和樓的清理及養(yǎng)護(hù)工作，避免拌和樓帶病運(yùn)行，影響拌和質(zhì)量。

混凝土拌和完畢后，還應(yīng)重視運(yùn)輸工作，若運(yùn)輸過(guò)程中車輛行駛速度不均勻，可能導(dǎo)致混凝土離析；若車輛行駛過(guò)快，可能導(dǎo)致攤鋪機(jī)無(wú)法及時(shí)攤鋪，影響路緣石質(zhì)量。因此，混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)，避免行駛過(guò)快或過(guò)慢，保障行駛速度均勻，滿足攤鋪機(jī)的攤鋪需求。同時(shí)，混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)選擇專用運(yùn)輸斗車。另外，嚴(yán)格控制時(shí)間，混凝土在斗車內(nèi)時(shí)間不可超過(guò)40 min，嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量。

4.5 振動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)

水泥混凝土具有干硬性，經(jīng)過(guò)振動(dòng)，能夠改變其物理性能，同時(shí)，在自重作用下，骨料重新排列，提高了混凝土的密實(shí)度。實(shí)踐表示，混凝土振動(dòng)時(shí)，振幅越大，則混凝土液化水平越高，可以提高混凝土的流動(dòng)性。但是，若流動(dòng)性過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)集料排布混亂，導(dǎo)致路緣石嚴(yán)重變形。若振幅過(guò)小，則路緣石難以達(dá)到理想密實(shí)效果，影響路緣石質(zhì)量與作用發(fā)揮。對(duì)此，結(jié)合此次工程實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)科學(xué)試驗(yàn)，最終得出：本次使用滑模機(jī)最佳振幅為0.2～0.4 mm。

4.6 攤鋪與抹平

滑模機(jī)攤鋪之前，應(yīng)做好基層質(zhì)量檢查工作，若發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)及時(shí)修正，避免缺陷不斷發(fā)展，為高速公路安全帶來(lái)隱患。在路緣石施工前，應(yīng)做好滑膜攤鋪機(jī)內(nèi)部模具的潤(rùn)濕工作，避免混凝土在黏附在模具上，影響產(chǎn)出路緣石表面的平滑性。攤鋪機(jī)運(yùn)行時(shí)，攤鋪初運(yùn)行速度在0.5～1.0 m/min，正常行駛時(shí)速度可提升至1.0～2.0 m/min。同時(shí)，施工人員應(yīng)根據(jù)混凝土的實(shí)際情況、攤鋪效果等對(duì)施工參數(shù)微調(diào)，對(duì)部分缺陷進(jìn)行人工修飾，保障其外觀質(zhì)量。注意：施工階段應(yīng)盡可能減少大幅轉(zhuǎn)向、停車等情況，保證工程連續(xù)性。當(dāng)混凝土攤鋪不連續(xù)時(shí)，將滑膜機(jī)退回至已攤鋪端20～30 cm，重新澆筑時(shí)，應(yīng)放緩澆筑速度，加強(qiáng)連接處振搗，能有效消除鼓包，減少氣泡的產(chǎn)生。

4.7 養(yǎng)護(hù)、切縫

在路緣石成型后，應(yīng)在10～12 h 內(nèi)展開(kāi)養(yǎng)護(hù)工作。通常，應(yīng)每日進(jìn)行灑水工作，保證路緣石表面濕潤(rùn)度，并覆蓋薄膜，降低水分散失，防止混凝土出現(xiàn)裂縫。如此持續(xù)5～7 d，養(yǎng)護(hù)工作完成。若施工地處南方，空氣濕潤(rùn)，天氣多雨，應(yīng)做好防水工作。切縫應(yīng)在路緣石成型后24 h 內(nèi)完成，每15 m 設(shè)置1 道伸縮縫，縫寬控制在20 mm，縫深控制在40 mm 以上，切縫完畢后用瀝青砂填平。

5 結(jié)語(yǔ)

路緣石施工作為高速公路重要工程，不僅起著安全防護(hù)作用，還關(guān)系著公路工程的排水性能，在高速公路中發(fā)揮著重要作用，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制路緣石的施工質(zhì)量?；備仚C(jī)施工技術(shù)作為新型技術(shù)，其應(yīng)用加快了施工進(jìn)度，提高了工程質(zhì)量與外觀水平，降低了施工成本，值得推廣。但是，在滑膜攤鋪機(jī)實(shí)際施工中，仍存在諸多問(wèn)題，應(yīng)積極借鑒國(guó)外先進(jìn)工藝，根據(jù)我國(guó)實(shí)情對(duì)該技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)造性研究，推動(dòng)滑模攤鋪機(jī)施工技術(shù)發(fā)展。