滑模攤鋪機施工工藝與控制關鍵策略研究

蒲新征

（江蘇建筑職業技術學院機電學院，江蘇徐州221116）

1 工程概況

某二級公路全長約38.4 km、路面寬約15 m，其中水泥混凝土路面寬約14 m。在K154+209.98—600合同段，整體式路基寬約15 m，其中1 m為漿砌片石路肩（0.5 m×2）、5 m為硬路肩（2.5 m×2）、9 m為行車道（4.5 m×2），底基層、基層和面層分別為16 cm級配碎石、18 cm水泥穩定級配碎石和26 cm水泥混凝土路面。為了提高水泥混凝土路面的施工質量，施工方引進了滑模攤鋪機施工工藝。下面簡要探究滑模攤鋪機的自動控制系統與施工過程控制。

2 滑模攤鋪機自動控制系統

2.1 自動控制系統的組成

在滑模攤鋪機電控系統中，自動控制系統是非常重要的組成部分，且其對提高水泥混凝土路面滑模攤鋪機施工質量與效率具有至關重要的作用。目前，滑模攤鋪機自動控制系統可按信號傳輸的方式劃分成數字式、模擬式兩種類型。其中，數字式自動控制系統現已發展成為主流控制方式，且在大中型滑模攤鋪機中被廣泛應用。在數字式自動控制系統中，控制器與傳感器、操作臺都是利用MODBUS、CAN等數字總線傳輸數據，從而增強了系統的可靠性。圖1所示為數字式自動控制系統結構圖。

圖1 數字式自動控制系統結構圖

結合圖1，功放模塊、數字總線模塊和CPU等功能部件內置在控制器中；轉向反饋傳感器的任務是檢測轉向輪胎或履帶的轉向角，并與轉向傳感器聯合應用，以解決履帶轉向角與機身轉向角滯后的問題；輪胎或履帶借助轉向反饋傳感器自動控制轉向；轉向反饋操作臺由顯示屏、指示燈、電位器和開關等部件組成。

2.2 自動控制系統的工作流程

滑模攤鋪機自動控制系統的工作流程為：攤鋪機就位→設定傳感器位置→攤鋪機再就位→攤鋪機澆注。即：

（1）滑模攤鋪機就位：首先，手動操作攤鋪機，并停在始鋪點后一個機身長度的位置上；其次，調整攤鋪機立柱油缸。

（2）設定傳感器位置：首先，調節橫、縱坡及轉向控制，使其處在手動控制狀態下；其次，調節支架，使測試桿接觸到基準繩線的內側，并處在豎直狀態下；第三，調節支架高度，使測試桿中間與基準繩線搭接在一起；第四，調節縱坡傳感器的支架，使滑桿中間處在基準繩線的上或下方；第五，調節縱坡傳感器的支架高度，使其處在零位狀態；第六，調節橫坡手控器，使其處在零位狀態。

（3）滑模攤鋪機再就位：首先，先調節轉向傳感器至自動控制狀態下，再調節縱、橫坡傳感器至手動控制狀態下，然后在攤鋪機與始鋪點剛好平齊時關停攤鋪機；其次，檢查攤鋪機的機身是否與基準線平行；第三，檢查模具高度、坡度是否與要求相符。

（4）滑模攤鋪機澆注：首先，先將混凝土攪拌運輸車停在攤鋪機右前方卸料，再啟動皮帶或螺旋，輸送受料斗中的料至模具料斗中；其次，先按50%設定振動棒的轉速，將攤鋪機的行走模式設定為低速及行走速度設定為零，再啟動振動棒，并待混凝土從模具尾端溢出時關停振動棒；第三，先將傳感器調為自動狀態，將行駛手柄調為前進位，再緩慢旋轉速度旋鈕，然后調節振動棒轉速，以保證模具后的水泥混凝土路面光滑度，注意攤鋪機澆注的速度與輸料皮帶或螺旋的供料速度與振動棒的轉速應相匹配。

3 滑模攤鋪機施工過程控制

3.1 基層處理

在攤鋪面層前，全面檢查基層，并提前至少10天按5 m的倍數清除空鼓、擠碎的基層，然后用貧混凝土重鋪和重做封油層。倘若基層做了鉆芯試洞，則先用貧混凝土補平，再封油。倘若基層上的非擴展性溫縮、干縮裂縫和縱向施工縫導致瀝青封層出現反射裂縫，則先用瀝青密封，再粘貼油氈，覆蓋寬度≥1 m、與裂縫最窄處的距離≥3 cm；倘若基層出現間斷的縱向裂縫，則先用瀝青密封，再粘貼油氈，然后在混凝土板中、與板底相距6～8 cm的位置設置補強鋼筋網。在基層處理中，還要求嚴控基層的平整度。

3.2 滑模攤鋪混凝土

關于滑模攤鋪混凝土，具體施工與控制要點如下：

（1）均分兩幅攤鋪寬14 m的路面，并在與路中線相距4.5 m的位置按板厚的1/4（縫深）設縱縫；

（2）在攤鋪初期，有序開展下列工作：量測攤鋪機底板的橫坡度與高程，在導線上掛上靈敏度高的傳感器，檢測最初攤鋪的5 m路面的寬度、厚度、標高、橫坡度和中線等，并在10 m調整攤鋪機進入正常工作狀態；

（3）在滑模攤鋪機的前方，安排專人指揮卸料，并按需用挖掘機分料，同時按攤鋪機前擋板的允許高度來控制其前方堆料，注意協調好前后場的工作，以實現連續、勻速攤鋪；

（4）滑模攤鋪機攤鋪作業應保持連續、緩慢和勻速的工作狀態，且攤鋪單幅日均長約700 m，其中滑模攤鋪的前行速度為1.0～1.4 m/min、攤鋪機振搗頻率為8 000～9 000 r/min，注意倘若混凝土的稠度有變，則先調整攤鋪機的振動頻率，再改變其攤鋪速度；

（5）在攤鋪中，嚴禁出現水泥混凝土欠振、過振和漏振的現象，并應杜絕攤鋪機振搗棒插入路面而拖動路面的補強鋼筋網；

（6）使用超級抹平器抹平成型的水泥混凝土路面，以消除其表面缺陷，且在抹平施工中，要求控制好抹平器的壓力，按滑模攤鋪縱坡的變化來調整抹平坡度。

3.3 切縫施工

待水泥混凝土的強度增至設計強度的25%～30%后，時間為200～300℃/h（最長時間≤24 h），用切縫機按預設的板塊切縫。其中，鋸縫的時間控制以不產生啃邊缺陷為準；素混凝土橫向縮縫縫深應≥60 mm或為板厚的1/4，而若設有傳力桿，則其橫向縮縫鋸縫深度應≥70 mm；鋼筋補強混凝土板鋸縫深40 mm，并每間隔5 m設一道橫縫，而若氣溫驟變，則應前調切縫時間來防止不規則裂縫的產生。

3.4 養護

水泥混凝土路面采用的是“養護劑+養生膜”的養護方式，即：首先按形成封閉的薄膜來確定養護劑的噴灑厚度，并在切縫后覆蓋養生膜，其上再蓋上塑料薄膜進行封閉養生。為提高水泥混凝土路面的養護質量，要求禁車養護14～21天，但若天氣驟變，則需臨時覆蓋塑料薄膜，并調整塑料薄膜的覆蓋時間和養護劑的噴灑時間，以防混凝土表面出現剝皮現象。

3.5 刻槽

待水泥混凝土路面養護完畢后，對其進行硬刻槽，槽深3～5 mm、槽寬3 mm，并在12～24 mm的范圍內隨機調整槽間距。另外，路面的抗滑構造深2～3 mm，構造平均深度≥0.8 mm和≤1.2 mm。待路面刻槽完畢后，馬上用水進行清洗，并及時填補縫槽口。

4 結語

綜上，滑模攤鋪機施工工藝在某二級公路中的應用是一次成功的實踐，且隨著滑模攤鋪機施工工藝的廣泛應用，公路路面施工的機械化、智能化和現代化水平逐步提高，從而推動了我國區域經濟的發展和國家的進步。