滑模攤鋪機(jī)在高速公路路緣石施工應(yīng)用探究

摘要：路緣石的功能實現(xiàn)高速公路排水、銜接、導(dǎo)向作用，以提升車輛的行駛安全，是高速公路重要組成部分。路緣石的建設(shè)質(zhì)量關(guān)系到高速公路的基本功能實現(xiàn)、應(yīng)用壽命及安全質(zhì)量。常規(guī)路緣石鋪裝施工多通過人工完成，機(jī)械化應(yīng)用程度低，效率低、工期長，滑模攤鋪機(jī)設(shè)備推廣應(yīng)用極大的提高了施工效率，有效縮短了施工周期，在提高工程整體美觀度的同時，也節(jié)約了施工成本。在分析滑模攤鋪機(jī)作業(yè)機(jī)理的基礎(chǔ)上，闡述了高速公路路緣石施工應(yīng)用滑模攤鋪機(jī)的優(yōu)勢，結(jié)合高速公路建設(shè)實際狀況研究了滑模攤鋪機(jī)技術(shù)的施工要點。

關(guān)鍵詞：滑模攤鋪機(jī)；高速公路；路緣石；施工技術(shù)

0" "引言

隨著機(jī)械精細(xì)化和環(huán)保綠色施工理念的推廣，人們對國內(nèi)外高速公路的建設(shè)質(zhì)量、安全、效率、工期要求都有了更高要求。常規(guī)的路緣石預(yù)制施工方式，因其施工工序繁瑣、效率低、占用空間大、穩(wěn)定性不高等原因，已逐漸被機(jī)械精密性程度高、綠色環(huán)保效果好的滑模攤鋪機(jī)械技術(shù)所取代[1]。

滑模攤鋪機(jī)實施工藝先進(jìn)，在高速公路路緣石施工中應(yīng)用優(yōu)勢明顯，可有效實現(xiàn)路緣石鋪裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及整體強度提升，在提高鋪裝效率和鋪裝進(jìn)度的基礎(chǔ)上，也極大的降低了人工和材料成本，對高速公路施建設(shè)發(fā)展具有較強的實用價值。

1" "滑模攤鋪機(jī)功能實現(xiàn)機(jī)理

滑模攤鋪機(jī)是一種混凝土構(gòu)件操作施工機(jī)械，廣泛應(yīng)用于不同層級公路兩端邊緣隔水帶、路緣石等結(jié)構(gòu)施工中。在滑模攤鋪機(jī)牽引裝置作用下，機(jī)械模具中的混凝土經(jīng)振搗壓制密實，依次實現(xiàn)構(gòu)件的壓模成型，并以流水線模式，在滑模攤鋪機(jī)后端形成連續(xù)混凝土構(gòu)件?；備仚C(jī)主要由調(diào)料裝置、料斗、控制裝置、密實裝置、定型模具、升降裝置組成[2]。

根據(jù)實現(xiàn)方式不同，滑模攤鋪機(jī)可分為錘搗型、擠壓型、振搗型和振動型等，不同類型滑模攤鋪機(jī)功能實現(xiàn)機(jī)理也存在差異[3]。錘搗型滑模攤鋪機(jī)是在機(jī)械定模裝置前加裝錘搗機(jī)械部件，混凝土經(jīng)過錘搗壓實后定模成型；其牽引作用主要依托撞錘驅(qū)動的反作用實現(xiàn)。擠壓型滑模攤鋪機(jī)實現(xiàn)原理是通過反復(fù)缸或旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置，將混凝土混合料灌入壓制模具里，填充灌滿后經(jīng)過擠壓密實處理，以達(dá)到預(yù)期的外形、強度和密實效果。在壓模成型過程中，其利用旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置水平作用力的反向作用，牽引機(jī)械行走裝置移動，驅(qū)動機(jī)械順路面前行。

振搗型滑模攤鋪機(jī)利用在成型模具前端簡裝振搗棒，通過將混凝土混合料振搗操作，從而達(dá)到設(shè)計的密實效果，進(jìn)而成型建模。振動型滑模攤鋪機(jī)成型模具前設(shè)有低幅度高頻次振動裝置，用于將混合料振動密實。其驅(qū)動行進(jìn)主要通過機(jī)械自身動力實現(xiàn)，因此移動行進(jìn)較平穩(wěn)。相比于固定模具現(xiàn)場澆筑定型模式或預(yù)制安裝模式，滑模攤鋪機(jī)連續(xù)滑模施工技術(shù)優(yōu)勢更明顯，并發(fā)達(dá)國家得到了較廣范圍應(yīng)用。

2" "高速公路路緣石施工應(yīng)用滑模攤鋪機(jī)優(yōu)勢

2.1" " 鋪裝效率高

傳統(tǒng)的高速公路路緣石鋪裝施工，需要預(yù)先制備路緣石，然后再將路緣石安裝于預(yù)先挖好的公路路肩溝槽。該施工工藝工序較繁瑣復(fù)雜，且需要眾多的人力資源提供支持，工程進(jìn)度難以把握?；備仚C(jī)適用復(fù)雜施工條件下的高速公路路緣石鋪裝，適應(yīng)地基高差變化范圍可達(dá)±25mm，無需任何附加操作，單日定型制備攤鋪路緣石可超過1.5km，具備較高的攤鋪效率。

2.2" " 混合料定型硬度高

不同于傳統(tǒng)高速公路路緣石鋪裝施工，滑模攤鋪機(jī)將路緣石細(xì)化成獨立的施工單元，利用滑模攤鋪機(jī)通過邊緣基底建立一體式混凝土澆筑，單次密實壓制定型，混合料定型硬度高，整體性能突出，具備較高穩(wěn)性，可滿足高速公路精細(xì)化強度要求[4]。施工時定型過程能夠自動壓實，具備較好的耐沖擊性和強度，實現(xiàn)了路緣石整體攤鋪質(zhì)量提升。

2.3" " 鋪裝整體效果好

常規(guī)預(yù)制安裝路緣石攤鋪方式，多借助人力制定溝槽鋪裝方位，不易控制鋪裝精確性，易產(chǎn)生路緣石安裝誤差，難以達(dá)到整體鋪裝預(yù)期效果[5]。而加裝了方向定位傳感裝置的滑模攤鋪機(jī)，可保證機(jī)械按預(yù)先設(shè)計的行進(jìn)路線鋪裝行進(jìn)，方位路線感應(yīng)靈敏度高，鋪裝精確度好，鋪裝后的路緣石整體外觀統(tǒng)一順暢，一體化效果好。根據(jù)高速公路實際個性化需求定制鋪裝模具，依據(jù)設(shè)計方案完成鋪裝施工，可使路緣石鋪裝與高速公路工程環(huán)境相適應(yīng)，提升了高速公路工程的整體美化效果。

2.4" " 施工造價低

在實際高速公路滑模攤鋪機(jī)操作過程中，施工場地只需2名左右技術(shù)操作人員協(xié)作完成，極大的減少了人力投入。一體化一次攤鋪定型模式免去了二次加工過程，省去了常規(guī)高速公路路緣石攤鋪技術(shù)的支模以及混凝土振搗和澆筑等流程，有效縮短了施工工期。現(xiàn)場加工制備鋪裝的模式，減少了施工材料使用，避免了施工材料的浪費。經(jīng)測算，應(yīng)用滑模攤鋪機(jī)進(jìn)行高速公路路緣石鋪裝，施工投資額僅為傳統(tǒng)鋪裝方式投資額的70%～80%，具備了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3" "滑模攤鋪機(jī)在高速公路路緣石施工的實際應(yīng)用

3.1" " 工程概況

阿爾及利亞貝佳亞與東西高速公路連接線工程某標(biāo)段，其起點位于貝佳亞城港口附近的既有公路上，終點位于阿米祖爾縣城附近，公路全長21.4km，實際時速100km/h，為雙向四至六車道，路基頂寬20～33m區(qū)間，公路排水設(shè)施包括了急流槽道、豎向集水溝槽和路緣石等。

本工程路緣石鋪裝施工設(shè)計方案摒棄了常規(guī)預(yù)制鋪裝施工技術(shù)模式，通過引進(jìn)德國WirtgrnSP-15型滑模攤鋪機(jī)，提升了路緣石攤鋪工程整體攤鋪質(zhì)量和攤鋪進(jìn)度。應(yīng)用該滑模攤鋪機(jī)作業(yè)強度大，平均單日定型制備攤鋪路緣石可達(dá)2km，是常規(guī)預(yù)制鋪裝速度的2倍，且耐擠壓效果好，還兼具了美觀效果。本項目路緣石斷面設(shè)計如圖1所示。

3.2" " 施工混合料需求及配比性能檢驗

施工粗骨混合料應(yīng)選取硬質(zhì)、抗磨、高強度、相對清潔的碎礫石材料，其粒徑范圍約為6～22mm區(qū)間，碎礫石材料壓碎率應(yīng)低于27%，針片形態(tài)碎石比例應(yīng)低于總碎石的15%。施工細(xì)骨混合料應(yīng)選取級配好、質(zhì)地清潔的河沙材料，粒徑應(yīng)低于6mm，且低于0.1mm的細(xì)骨料占比應(yīng)低于8%。施工水泥料應(yīng)選取低標(biāo)號參數(shù)的砂渣、粉煤灰或硅酸鹽類水泥，控制材料和易性和強度，保持干燥情況保存。施工材料進(jìn)場前應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格檢測，合格才能進(jìn)場。

為提升路緣石施工效果，應(yīng)選取對應(yīng)公路路段進(jìn)行材料配比檢驗，重點關(guān)注塌落度測試。保證外觀平滑，防止路緣石產(chǎn)生蜂窩、裂縫，甚至坍塌情況。不斷調(diào)整材料配比，直至符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[6]?？茖W(xué)設(shè)計施工振動幅度和頻次，確定最優(yōu)鋪裝速度。本項目試驗確定水灰比0.6，塌落度為4cm，粗骨料、細(xì)骨料和水泥之間配比約為870：870：369。

3.3" " 攤鋪基準(zhǔn)線測設(shè)

基準(zhǔn)線測設(shè)是攤鋪施工前的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用鋼絲、鋼制纖、緊夾裝置等工具，通過單向坡度單線模式完成測設(shè)。基準(zhǔn)線豎向距離應(yīng)超過10m，根據(jù)曲線半徑布設(shè)曲線段，通常不低于3m?；鶞?zhǔn)線寬既應(yīng)滿足攤鋪寬度，也應(yīng)滿足兩端支距需求，通常應(yīng)選取在0.7～1m區(qū)間范圍。

加固線樁作業(yè)過程中，應(yīng)控制緊夾臂至基層頂端距離在0.5～0.75m區(qū)間，樁至夾口之前距離應(yīng)控制在0.3m，基準(zhǔn)線樁打進(jìn)基層約0.2m，且保持穩(wěn)固。根據(jù)需要可先做鉆孔插入，再緊固處理?？刂苹A(chǔ)線高度低于0.45m，并利用緊線裝置拉緊，拉力大于1000N為宜。測設(shè)布置好的基準(zhǔn)線禁止觸碰、擾動，如果發(fā)生形變應(yīng)重新測設(shè)。

滑模攤鋪機(jī)的感應(yīng)測針用于檢驗方位和高度。在基準(zhǔn)鋼絲水平方位，根據(jù)樁位測設(shè)高程差，自樁位上返，控制鋼絲水平方位和高度符合路緣石鋪設(shè)施工設(shè)計值?；備仚C(jī)借助鋼絲導(dǎo)向，根據(jù)設(shè)計方位和高程完成滑模作業(yè)。攤鋪基準(zhǔn)線測設(shè)施工如圖2所示。

3.4" " 混合料攪拌及裝運

混凝土混合料攪拌上料過程應(yīng)嚴(yán)格控制，避免發(fā)生串倉，存料數(shù)量應(yīng)大于料倉容積的50%。每攪拌操作5h檢測一次水泥進(jìn)料口狀況，保證水泥進(jìn)口通暢無堵塞[7]?，F(xiàn)場混合料攪拌塌落度應(yīng)控制在30～50mm區(qū)間范圍。定時清潔保養(yǎng)攪拌樓，確?；炷粱旌狭系臄嚢杈鶆虺浞郑箶嚢铇菐Р〔僮?，影響攪拌效果。

混合料攪拌結(jié)束應(yīng)嚴(yán)格控制裝運作業(yè)?；旌狭线\輸時應(yīng)保證裝運車輛保持勻速，以避免混合料產(chǎn)生離析現(xiàn)象；如果運輸行駛速度超標(biāo)，易引起滑模攤鋪機(jī)攤鋪不及時，影響攤鋪效果。所以，混凝土混合料的裝運應(yīng)由具備豐富經(jīng)驗的裝運人員完成，嚴(yán)格控制裝運和行駛速度，保證勻速行駛，以滿足滑模攤鋪機(jī)的設(shè)計作業(yè)要求。裝運機(jī)械應(yīng)選取專業(yè)裝運斗車完成，控制混合料在斗車運輸時間低于40min，以保證混合料的最優(yōu)施工效果。

3.5" " 測算建立振動參數(shù)

水泥混凝土經(jīng)振動處理后，由于干硬性原因，其物理特性會相應(yīng)發(fā)生變化。經(jīng)過自身重力的作用，其骨料內(nèi)部結(jié)構(gòu)會重排，使骨料密實度提升。試驗證明，對混凝土振動處理，其液化水平會隨著振幅的增加而提高，進(jìn)而增加了混合料的流動特性。通過控制混凝土振幅，對流動性實現(xiàn)控制，避免因流動性大引起混凝土骨料結(jié)構(gòu)混亂，影響路緣石的定型效果；同時避免振幅過小影響路緣石攤鋪密實度。根據(jù)本工程實際，測算出振幅振動參數(shù)為0.2～0.4mm為最優(yōu)。

3.6" " 攤鋪作業(yè)及調(diào)整找平

在正式攤鋪作業(yè)前，應(yīng)控制基層的質(zhì)量符合設(shè)計要求，如檢測過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，應(yīng)馬上處理，以免質(zhì)量缺陷的擴(kuò)大化。針對滑模攤鋪機(jī)及時進(jìn)行潤滑處理，防止混合料貼附于壓制模具表面，進(jìn)而影響路緣石壓制表面的平滑效果?；備仚C(jī)作業(yè)過程中，初始攤鋪行進(jìn)速度應(yīng)控制在1m/min左右，正常行進(jìn)速度可提至每分鐘2m/min。

作業(yè)人員參照混合料的添加情況和設(shè)計鋪裝效果調(diào)整攤鋪參數(shù)，針對少量的路緣石缺陷可進(jìn)行人工處理，以滿足設(shè)計外觀要求。攤鋪作業(yè)過程中應(yīng)避免大幅度停車、轉(zhuǎn)向作業(yè)，保證攤鋪作業(yè)的連續(xù)性。如果連續(xù)性發(fā)生中斷，應(yīng)將滑模攤鋪機(jī)退至已攤鋪的0.3m位置進(jìn)行重新澆筑攤鋪。同時適當(dāng)減少攤鋪速度，加速銜接位置振搗，以避免氣泡和鼓包情況發(fā)生?；備仚C(jī)路緣石攤鋪作業(yè)如圖3所示。

3.7" " 混凝土養(yǎng)護(hù)和切縫

路緣石定型完成后，需在12h內(nèi)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)。保證每日定時進(jìn)行灑水，使路緣石表面保持濕潤。可加蓋養(yǎng)護(hù)膜，減緩水分的散失速度，以避免混凝土產(chǎn)生裂縫。此操作持續(xù)1周左右，即可達(dá)到最佳養(yǎng)護(hù)效果。如施工場地為濕潤多雨氣候，還應(yīng)做好混凝土防水處理。切縫操作應(yīng)才路緣石定型后的24h內(nèi)實施，每15m位置設(shè)置一條伸縮縫，縫深應(yīng)控制超過40mm，縫寬應(yīng)控制為20mm，切縫處理后利用瀝青砂抹平處理。

4" "結(jié)語

高速公路路緣石是高速公路的重要組成部分，其功能是實現(xiàn)路面排水、銜接及導(dǎo)向作用，以提高車輛的駕駛安全。傳統(tǒng)的路緣石預(yù)制攤鋪模式，往往工序繁瑣、效率低、占用空間大、穩(wěn)定性不高，現(xiàn)已逐漸被綠色環(huán)保效果好、精度高的滑模攤鋪機(jī)施工技術(shù)所代替?；備仚C(jī)操作工藝高效，在高速公路路緣石施工中優(yōu)勢顯著，能夠有效提升路緣石鋪裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和整體攤鋪強度，既可提升鋪裝效率，也可大幅度降低人工和材料成本，具備較好的鋪裝效果。

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