大新高速公路是我省大運(yùn)高速公路的一段,主線(xiàn)全長(zhǎng)127 km,朔州連接線(xiàn)30 km,其中大同—應(yīng)縣段51 km根據(jù)交通特點(diǎn)設(shè)計(jì)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(chē)道高速公路,設(shè)計(jì)行車(chē)時(shí)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(shè)全過(guò)程,現(xiàn)將具體實(shí)施情況做簡(jiǎn)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(qiáng)度、高耐疲勞極限、小變形性能、高耐久性、經(jīng)濟(jì)性的高性能混凝土,因此必須達(dá)到材料精良的要求。為了達(dá)到該目的,公司對(duì)用于配制混凝土的水泥、外加劑進(jìn)行統(tǒng)一采購(gòu),并要求生產(chǎn)廠(chǎng)提供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù),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(dāng)?shù)貨](méi)有能夠全部供料的石料廠(chǎng),因此業(yè)主只根據(jù)規(guī)范要求提出相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)。就粗集料而言,要求選擇含泥量小、粒形好的兩級(jí)配碎石,細(xì)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(yàn)檢測(cè)部門(mén)檢測(cè)。
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(gòu)能滿(mǎn)足工程需求且產(chǎn)品性能穩(wěn)定的大同云岡42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。
1.1.3　外加劑
滑模施工要求攤鋪機(jī)過(guò)后路面保持良好的幾何外觀(guān),并且路面經(jīng)過(guò)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(guò)多次試驗(yàn)研究,選擇fdn—3000復(fù)合型減水劑。
1.2　機(jī)械配置
滑模施工最主要的機(jī)械為混凝土拌和樓和滑模攤鋪機(jī),雖然國(guó)外及國(guó)內(nèi)部分省市也配置布料機(jī),但根據(jù)京大、夏汾路實(shí)踐,采用輪胎式小型挖掘機(jī)也能滿(mǎn)足施工要求。
1.2.1　滑模攤鋪機(jī)的選取
滑模攤鋪機(jī)是滑模施工工藝的核心機(jī)械,要鋪出漂亮平整的路面,必須選取適宜的攤鋪機(jī)。根據(jù)京大、夏汾路施工實(shí)踐采用gomacoghp2800、wirt-gen sp850兩種型號(hào)的攤鋪機(jī)。
1.2.2　攪拌設(shè)備
滑模施工速度快,對(duì)混凝土需求量大,若供料不足,就會(huì)造成多次停機(jī),擠壓成型底板會(huì)將路面壓出一條橫向刻槽,影響路面的平整度。針對(duì)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(mǎn)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(zhǔn)線(xiàn)設(shè)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(gè)方面進(jìn)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(duì)面層混凝土質(zhì)量尤其平整度影響很大,基層強(qiáng)度、平整度不好,不但會(huì)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(qiáng)對(duì)路面基層標(biāo)高及強(qiáng)度控制,以獲取強(qiáng)度均勻、平整度優(yōu)良的基層。為進(jìn)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(shè)置不但可以避免基層中水分散失,保證后期強(qiáng)度增長(zhǎng),而且減少施工車(chē)輛運(yùn)行對(duì)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(xùn)后,對(duì)水泥穩(wěn)定基層進(jìn)行切縫并采用熱瀝青填縫,間距50 m,這樣可以為基層開(kāi)裂提供規(guī)則的位置,避免基層不均勻開(kāi)裂反射至面板造成開(kāi)裂。
1.3.2　基準(zhǔn)線(xiàn)設(shè)置
滑模攤鋪機(jī)是通過(guò)攤鋪機(jī)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(shè)在兩側(cè)的基準(zhǔn)線(xiàn)前進(jìn)的,因此,可以說(shuō)基準(zhǔn)線(xiàn)是滑模施工的“生命線(xiàn)”。在滑模施工中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)線(xiàn)松弛、撞線(xiàn)、掉線(xiàn)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(duì)基準(zhǔn)線(xiàn)材質(zhì)、設(shè)置間距、張力統(tǒng)一提高,基準(zhǔn)線(xiàn)采用5 mm鋼絞線(xiàn),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(chē)輛碰撞基準(zhǔn)線(xiàn),在基準(zhǔn)線(xiàn)外側(cè)懸掛彩色小旗并設(shè)置警示標(biāo)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(chǎng)提供連續(xù)均勻穩(wěn)定的混合料以減少停機(jī)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(dá)到300 m3/h。大新路各單位選配輪胎式小型挖掘機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布料而未采用履帶式挖掘機(jī)和裝載機(jī),不僅可以減少對(duì)基層碾壓破壞,還可以提高機(jī)前堆料的均勻性。
1.3.4　橋涵連續(xù)滑模施工技術(shù)
國(guó)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(yán)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(jī)最大攤鋪寬度不能滿(mǎn)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?yàn)樵诘诙┕r(shí)第一幅面板的收縮已趨于穩(wěn)定,設(shè)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(guò)對(duì)國(guó)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(gè)主要原因?yàn)榭s縫滲水和切縫深度不足,對(duì)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(jìn)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(shí)間后宏觀(guān)構(gòu)造已經(jīng)磨平,路面抗滑性能主要取決于微觀(guān)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(jiǎn)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(jìn)行科學(xué)合理養(yǎng)生,借鑒其他工程經(jīng)驗(yàn)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(píng)價(jià)
在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,大新高速公路公司根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(jtj 071—98)并結(jié)合工程特點(diǎn)制定了嚴(yán)格的質(zhì)量管理措施、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn),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(cè)中心對(duì)大新水泥混凝土路面進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平,路面平整度σ值達(dá)到1.1,達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
3　結(jié)語(yǔ)
我省作為能源重化工基地,干線(xiàn)公路的貨物運(yùn)輸主要以煤焦、鋼鐵等為主,超載超限車(chē)輛很多,對(duì)路面破壞力極強(qiáng),尤其水泥混凝土路面對(duì)超載敏感性很大,造成許多新建路面在通車(chē)不久就產(chǎn)生病害,造成不良的社會(huì)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?yàn)樵谕瑯咏煌?、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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