滑模施工技術在高速公路附屬設施中的應用

基金項目：河南省交通運輸廳科技項目“公路建設低碳施工作業與過程碳排放管控關鍵技術研究”（編號：2022-5-1）

作者簡介：孟瑩瑩（1995—），碩士，工程師，研究方向：交通運輸工程。

摘要：針對高速公路附屬設施施工工序冗雜、施工效率低、對路面污染嚴重等問題，文章依托實際工程，研究了滑模施工技術在高速公路附屬設施中的應用，優化了施工工序，并分析了滑模施工質量控制措施。研究表明：在施工過程中采用并改進滑模施工工藝，優化整體施工工序，可使結構層施工杜絕黃土源，降低路面層間污染，實現零污染施工，不僅提高了路面的施工質量，而且有效提高整體施工效率，節約成本。

關鍵詞：滑模施工；高速公路；附屬設施；工序優化；質量控制

中圖分類號：U415.6

0 引言

隨著我國高速公路的快速發展，推行綠色、高效、機械化的施工方式，不僅有效提高施工速率、保障施工質量，而且有助于降低工程造價、節約成本^[1-2]。傳統路緣石、護欄、水溝等附屬設施大多選用先預制后安裝的施工方式，施工時占用場地面積大、工序繁多、施工進度慢，并且對環境的污染大。而滑模施工具有施工速度快、外觀平整、污染小等優點，在高速公路附屬設施建設中的應用越來越廣泛^[3-5]。

近年來，隨著滑模施工技術在高速公路附屬設施建設中的應用，許多學者從滑模施工特點以及質量控制方面進行了分析^[6]。岳光、李碧^[7-8]依托某公路工程，分析了防撞護欄的滑模施工工藝；韓亞林^[9]根據高速公路的實際建設狀況，分析了滑模攤鋪機在路緣石工程中的施工要點。但針對優化滑模施工技術工序，解決路面在施工中的交叉污染問題方面鮮有研究。

焦唐高速公路汝方段通過在施工過程中采用并改進滑模施工工藝，優化整體施工工序，實現了零污染施工，提高了施工質量，本文對此進行了經驗分析和總結。

1 工程概況

焦作至唐河高速公路汝州至方城段高速公路，是焦唐高速公路（S49）的重要組成部分。項目起點位于焦作市西，與晉新高速公路（G5512）交叉，通過晉新高速公路向北與山西連接，終點至河南（唐河）與湖北（棗陽）交界處，并與湖北省高速公路網連接，是河南省重要的省際通道和南北縱向高速公路之一。項目總里程為100.7 km，主要技術指標如表1所示。

2 路面附屬設施施工方案對比分析

2.1 傳統施工方案

附屬設施如路緣石、護欄板、水溝等的傳統施工，一般是先預制，然后在現場安裝，工序如圖1所示。

在傳統施工方案中，交叉作業多，路面層間污染嚴重，影響路面的施工質量和耐久性，而且施工效率低。

滑模施工技術在高速公路附屬設施中的應用/孟瑩瑩，邵景干，張 鵬

2.2 滑模施工方案

對路緣石、護欄、中分帶基礎和水溝，采用滑模施工模式，并優化施工工序，可以提高結構物的施工速率和整體美觀性，其工序如圖2所示。

由圖2可知，墊層攤鋪后，先行條帶基礎、路肩培土、路緣石（平沿石）及綠化作業；下基層攤鋪后，先行枕梁、新澤西護欄、管線、中分帶培土及綠化等工序；上基層施工前完成路肩部分附屬工程作業。

滑模施工時，結構物的線形美觀，機械化程度高，提高了整體施工效率。

2.3 方案對比分析

對比分析如表2所示。

采用滑模施工后，由于邊部條帶基礎、水溝或擋墻、路緣石、培土、綠化等可以前置施工，在結構層施工時就杜絕了黃土源，實現了零污染施工，相較傳統施工，不僅提高了路面的施工質量，而且有效提高整體施工效率，節約成本。

3 滑模施工質量控制研究

3.1 材料質量控制

滑模施工機械在現澆混凝土時對坍落度以及施工和易性有一定要求，水泥一般選用硅酸鹽水泥；粗骨料應選用抗壓、抗磨、強度高的碎石材料，控制針片形狀的碎石含量要＜10%；細骨料可選用表面清潔、集配良好的天然河砂，且粒徑小于0.075 mm的比例≤5%。混凝土拌和時，應嚴格根據施工配合比，嚴格控制粉煤灰摻量和用水量。

依托工程中，滑模施工時選用C25混凝土，水泥選擇為P.O 42.5R；粗骨料選用4.75～9.5 mm和9.5～26.5 mm碎石，級配如表3所示；細骨料選用天然河砂，河砂級配如表4所示；外加劑選用緩凝引氣劑。

根據實驗室的配合比設計和試驗段試施工情況，確定最終混凝土配合比為水泥∶砂∶碎石（4.75～9.5 mm）∶碎石（9.5～26.5 mm）∶水∶外加劑=380∶830∶317∶739∶134∶2.28，水灰比0.35，砂率為44%，坍落度控制為20～30 mm。

3.2 路面及附屬工程優化設計

在滑模施工技術的基礎上，對焦唐高速公路的附屬設施施工進行優化改進：

（1）路緣石選用滑模施工，其基礎位于底基層頂部。

（2）填方路段墊層寬度在原設計的基礎上一側收窄300 mm，挖方路段墊層寬度不變；底基層的寬度在原設計的基礎上一側收窄150 mm。

（3）挖方路段取消超高路段內側和正常路段邊緣的碎石滲水溝和硬化層，用培土及植草代替。

（4）新澤西護欄選用滑模時，從下基層頂部開始，取消原有的設計枕梁。

（5）改進八字口設計（施工時設置兩根?10 cm的PVC管，用于路面排水和路面完工之后的層間排水），將臨時排水和永久排水有效結合。

3.3 施工技術參數控制

在完成材料質量及配合比設計的優化后，應根據實際情況確定施工技術參數。

（1）根據混凝土的初凝時間要求，滑模機的攤鋪速度在0.9～1.5 m/min為宜，并且需要連續攤鋪。

（2）混凝土的坍落度控制在20～30 mm較為理想，并且需要根據運距、天氣等因素調整。

（3）操作人員應根據坍落度大小及時調整攤鋪的振搗頻率，攤鋪前應先開啟振動棒，當模具中的混凝土充滿后開始攤鋪，攤鋪時振搗頻率一般要求≥6 000 r/min，并且確保勻速攤鋪。

（4）采用噴灑養護劑或者覆蓋塑料薄膜養護，以減少混凝土中水分蒸發，防止產生裂紋。

（5）為了避免混凝土開裂，施工完成后應及時進行切縫，切縫最長時間應≤24 h，切縫間距控制在6～10 m為宜，切縫的寬度約為3 mm，深度約為40 mm。

3.4 工序優化作業帶來的問題及解決方案

在滑模施工技術的基礎上，對焦唐高速公路附屬設施施工工序進行優化后，存在的問題及解決方案：

3.4.1 墊層縮窄后的排水設計

正常路基段（超高段內側）每10 m設置一道15 cm×15 cm的碎石盲溝，用于排除墊層的層間水。

3.4.2 施工期間排水問題

在滑模施工過程中，排水出口要預留出來，路緣石滑模施工完畢后馬上進行八字口的施工，避免雨水沖刷邊坡；縱向排水溝施工時對應出水井位置需要設置與出水井等寬的開口，便于雨水從出水井盡快排出，確保雨停之后30 min內排出路面積水。

3.4.3 超高段內側路緣石基礎排水問題

在路緣石基礎上鉆兩排孔（孔徑10 cm，間距20 m，分別位于底基層和下基層頂部），路緣石基礎與土路肩剩余位置全部填筑碎石，形成矩形滲溝，用于排除施工過程中的雨水、積水。

3.4.4 路緣石基礎順接兩端結構物

橋梁寬度與路基寬度存在不一致的情況，按照路緣石安裝的慣例，路緣石基礎應順接至橋頭。

3.4.5 縱向排水溝、出水井以及橫向管的施工順序

路基交驗→橫向排水管施工→出水井開挖→出水井鋼筋綁扎、混凝土澆筑→縱向排水溝基底開挖→縱向排水溝滑模施工。

4 結語

本文依托實際工程，對比分析了路面附屬設施傳統施工及滑模施工方案，提出了路面附屬設施的優化設計和施工工序優化方案，并分析了滑模施工的質量控制，總結了滑模機施工過程中的關鍵控制參數。

（1）采用滑模施工后，結構物的線形美觀，機械化程度高，提高了施工效率，而且由于附屬設施工序的前置，面層施工時基本上實現了“零污染”，保障了路面的施工質量和耐久性。

（2）滑模機的攤鋪速度在0.9～1.5 m/min為宜，坍落度控制在20～30 mm較為理想，振搗頻率一般要求≥6 000 r/min。

（3）工藝工序的調整符合當下高速公路“品質工程”和“綠色公路”的建設理念，在提高路面施工質量、利于路面交通安全管制的同時，能取得路面“零污染”施工的成效，有效提升路面文明施工形象。

參考文獻：

[1]趙民介.滑模施工技術在高速公路中的應用[J].交通建設與管理，2022（1）：98-99.

[2]何亞樓.滑模施工技術在公路工程中的應用[J].中國公路，2022（12）：100-101.

[3]張偉東.滑模攤鋪路緣石及縱向排水溝施工技術的探討[J].公路交通科技（應用技術版），2018，14（6）：73-74.

[4]李銳輝.公路防撞護欄和路緣石滑模施工技術及應用研究[D].重慶：重慶交通大學，2019.

[5]閆小剛.滑膜施工技術在羅望高速公路施工中的應用[J].科技創新導報，2019，16（3）：59-60，62.

[6]陳福煥.高速公路滑模路緣石施工技術及質量控制分析[J].西部交通科技，2022（2）：39-41.

[7]岳 光.公路防撞護欄滑模施工工藝研究[J].交通世界，2022（31）：24-26.

[8]李 碧.滑模施工技術在高速公路鋼筋混凝土護欄施工中的應用[J].工程技術研究，2022，7（18）：53-55.

[9]韓亞林.滑模攤鋪機在高速公路路緣石施工應用探究[J].工程機械與維修，2022（6）：177-179.

收稿日期：2023-07-05