1、 中央广播电视大学开放教育毕业论文论文题目：滑模施工在徐州北三环路面改造工程中的应用学 员： 邵 剑专 业： 土木工程指导老师： 周 易2012 年 5 月摘 要水泥混凝土路面是一种刚性路面，它具有强度高，稳定性好、耐疲劳、抗冲击、抗滑和环境适应性好等特点，因而国内外对水泥路面的修筑非常重视，使水泥混凝土路面得到很好的发展；特别是在高等级公路、重载交通路面得到更广泛的应用。国内，水泥混凝土路面的发展经历了三个阶段，特别是在国家科委“75025”我国水泥混凝土路面的发展对策及修筑技术的研究和国家计委“85403”高等级公路水泥混凝土路面施工机械和路面材料的研究和滑模摊铺水泥混凝土路面修筑成套技术
2、研究等课题的公关后，水泥混凝土路面发展迅猛，水泥混凝土路面滑模施工技术在我国起步并快速发展， “九五”期间达到2304 公里。在国家计委“85403” 滑模摊铺水泥混凝土路面修筑成套技术研究取得研究成果的基础上，1998 年底交通部下达行业联合推广项目滑模摊铺机水泥混凝土路面施工技术推广 ，1999 年该项目列为国家经贸委“九五”国家重点新技术推广项目，这项成果，使滑模施工技术迅速在全国得到应用和推广。徐州北三环水泥混凝土路面二期工程于 1998 年改造，经过十二年的使用，路面已损坏严重，为了保障行车质量和安全，徐州市交通局决定对其进行改造。在本次改造工程中，首次采用当代最先进的机械化、智能化
3、的滑模摊铺机施工工艺，在徐州地区水泥混凝土路面的修筑史上尚属首次。通过这次工程，大家对于水泥混凝土路面滑模摊铺施工工艺有了全新的认识和实际的接触，对徐州地区水泥混凝土路面滑模摊铺施工工艺的应用和发展起到了推广作用。关 键 词：滑模施工；徐州北三环；水泥混凝土路面；改造；应用目 录 第一章 绪论 1 第二章 滑模施工的特点、主要设备及参数2.1 滑模施工的特点 3 2.2 滑模施工的主要设备 4 第三章 人员分工 8第四章 水泥混凝土配合比设计 4.1 滑模摊铺机行走速度、砼的振动粘度系数、适宜摊铺的塌落度范围的确定10 4.2 原材料情况 11第五章 施工准备5.1 前场的准备工作 185.2
4、 后场的准备工作 18 5.3 技术准备工作 185.4 其它准备工作 19第六章 试验段铺筑6.1 试验段铺筑的目的 216.2 试验段成果 21第七章 施工中一些技术要领和常见的问题7.1 基准线设置 237.2 摊铺准备 23 7.3 布料 237.4 滑模摊铺机的施工参数的设定及校准 247.5 铺筑技术要领 257.6 摊铺中常见问题的处理 267.7 抹面要求 277.8 滑模摊铺机的清洗保养 277.9 抗滑构造施工 277.10 路面养生技术 287.11 养生剂品种 29 第八章 徐州北三环改造工程路面质量8.1 强度、平整度试验检测数据 328.2 施工工期及完成的工程量
5、328.3 徐州北三环改造工程水泥混凝土路面滑模施工的几组照片 32第九章 结束语 33第十章 参考文献 342第一章 绪论随着国民经济的迅速发展，我国水泥混凝土路面里程增加迅速，截至 2006年底，我国水泥混凝土路面里程达到 64.64 万公里，占有总铺装路面的 65。由于混凝土路面比沥青路面具有使用寿命长、施工简单、维修费用低的优势，同时还具有良好的耐磨性和抗冲击性特点，水泥混凝土路面在我国道路建设中具有重要位置。更为重要的是，我国高等级公路用重交通沥青资源相当匮乏，大宗沥青原材料都来源于进口，在大规模路面铺筑过程中，材料供应难以保证，使我国的基本建设和经济发展受制于人。从经济性等方面，都
6、面临着大量的不确定性因素和巨大的风险。因此，水泥混凝土路面，无论在高等级公路还是在低等级公路中，仍将是一种重要的路面形式。水泥混凝土路面在世界发达国家的高级、重交通道路上的发展也较快，有资料表明：英国新建干线公路水泥路面占55%，美、法、德国高速公路中水泥路面各占 40%、30%、30%。鉴于上面所述的沥青原材料来源情况，如只着重于沥青路面这种单一材料路面形式，在预定时间内完成规划的高速公路及其他高等级公路建设任务、拉动我国经济发展存在很大的困难。而我国是水泥生产大户，2010 年，中国水泥产量占全球产量的 56.1%，水泥消费占全世界的 50%以上。近几年来，中国水泥出口量很少，因此出口对水
7、泥拉动很少，投资是目前拉动经济最主要的手段。我国“十一五”期间水泥的消费量，占到了解放以来水泥消费总量的 40%。我国有着丰富的水泥和砂石材料，在修建水泥路面方面有先天的资源优势且供应充足，价格稳定，每吨约 300 元左右。据测算，每建造一公里双向 4 车道的高速公路路面，至少要消耗 2000 吨以上的水泥，用量相当可观。采用水泥混凝土路面，可以充分利用地产材料、带动内需，对于地方经济的发展具有重要的拉动作用，在当前的国际经济形式下，在我国大力发展水泥混凝土路面建设有助于我国经济建设的持续健康发展。徐州北三环二期工程于 1998 年改造完成，北三环是徐州市主城区的重要交通枢纽，双向六车道，主要
8、服务于周边的港口、码头。由于近年来超重载车辆行驶过多；车流量猛增，位于（k230+843-K242+131）左幅水泥混凝土板块均3已断裂，严重影响行车质量和安全。为了保障徐州北三环的运输能力，给市民一个舒适、便捷、安全的出行环境，徐州市交通局决定对（k230+843-K242+131）左幅 7 米宽水泥混凝土板块进行全部凿除，重新铺筑。本次改造工程工期紧、任务重，并要求不影响正常通行，施工环境较为复杂。为修筑出一条高质量的水泥混凝土路面，按计划完成施工任务，徐州市交通局及公路处领导和专家们研究决定，采用先进的水泥混凝土路面滑模施工工艺进行施工。通过招投标，由邳州市交通工程公司中标承建。本文对徐
9、州北三环滑模施工的机械、人员配备、水泥混凝土配合比设计要点、原材状况、施工前的准备工作、施工中的注意事项等几个主要方面与大家探讨和交流。第二章 滑模施工的特点、主要设备及参数2.1 滑模施工的特点目前高等级公路建设必须具备大型成套摊铺设备和依靠高新技术施工：高等级公路水泥路面的内在质量、表面的实行功能和耐久性技术指标要求这样做。改革开放二十年来，我国的公路交通运输情况已经发生质的变化，实践已经证明:采用小型机具施工的高速公路、一级公路水泥路面适应不了目前的超大交通流量、高车速及超轴载现状。例如，华东各省，在改革开放之初，就使用的小型机具铺筑了不少高速公路、一级公路水泥路面，结果破坏的想当快和严
10、重，维修又很困难。2.1.1 滑模摊铺施工与传统的施工工艺相比，主要有以下优点2.1.1.1：内在质量高：密实度高，弯拉强度高而稳定，滑模摊铺由于有超高频率密集排列的振捣棒及整机强大的挤压力，其相同配合比时的弯拉强度要提高 10%15%，滑模摊铺高速公路水泥路面上的岩芯平均弯拉强度已经达到6.57.5MPa，这表明其断裂韧性高，抵抗超载。断板能力强。这从我们公司在2007 年度施工的 S250 宿迁段滞洪区的水泥路面的实际使用效果上可以看出，通车使用 4 年来，没有发生一起断板及修补现象，表面无一处起砂、脱皮、掉角现象。滑模施工必须配备的计算机控制的大型拌合楼，可将弯拉强度的变异4系数降低到
11、5%10%之间，强度均质性好、色泽均一。这是小型机具无法做到的，甚至连轨道摊铺机和三滚轴机组也无法做到。2.1.1.2：表面功能及表面质量好：弯拉强度的提高同时意味着其抗渗、抗冻、抗磨等耐久性能也很优越。三辊轴机组和小型机具在饰面过程中，有一个不可回避的问题：在饰面作业的同时拌合物恰好处在泌水期，大量泌水导致水泥砂浆的水灰比很大，高水灰比的砂浆饰面后，其抗耐磨将很差，而滑模机械摊铺过后，拌合物即使泌水也不会与砂浆混合，是单独会流失或蒸发的水分，不影响表面砂浆的水灰比，其耐磨性就明显高，耐模性高有利于抗滑构造的长期保持，滑模摊铺的水泥路面行车更安全。更可靠。2.1.1.3：动态平整度好：滑模摊铺
12、机是沿着基准线铺筑路面的，除了其顺直度更便于调整外，其铺筑的水泥路面动态平整度好，我国以经可以将滑模摊铺高速公路水泥路面的平整度做到 =0.71.0 之间，最好路段 =0.45，与沥青路面想当或接近。尽管立模铺筑路面的静态 3M 直尺平整度也可由人工精整做的相当好，但其大波长的动态平整度、行车流畅程度、舒适性和滑模摊铺的路面相差甚远。2.1.1.4：拌合物均匀稳定：滑模摊铺要求拌合物高度稳定，原材料称量误差小，水灰比和水泥用量变化极小，总用水量基本不变化，才不至于造成路面麻面或塌边，这是所有的定模摊铺方式所不及的，满足滑模施工要求的混凝土稳定性极高，加上摊铺机完全一致的振捣和挤压，切实保证了路
13、面的匀质性，滑模摊铺的路面几乎没有颜色差别，无水泥浆或水分在表面集中的现象，大大延长了使用寿命。2.1.1.5：生产效率高、施工进度快：目前我国使用滑模摊铺技术，每天最高可完成 8.5m 宽、260mm 厚的高速公路水泥路面 1800m；正常情况下每天平均摊铺 600-1000m。而劳动力和操作工仅 80 人左右。相同数量劳动力使用三辊轴机组或小型机具绝对完成不了这样大的工作量，劳动生产率和施工速度无法同日而语。2.2 滑模施工主要设备2.2.1 滑模摊铺机的结构和工作原理5滑模式水泥混凝土摊铺机最主要的特点,就是连续摊铺,一次成型,高质、高效的完成水泥混凝土路面的铺筑。在结构上,它除一般工程
14、机械必有的基础车外,还具有:布料装置、计量门、高频振捣器、挤压成型模板、连接筋侧向插入器、连接筋中央插入器、传力杆插入器、横向搓动整平梁、超级抹平器、操作平台、自动调平及转向传感器等装置。工作时,主要是机械能够在电液控制下,靠预先根据设计要求架设好的导向线导航,实现自动找平和方向调整,它一次可完成布料、摊铺、振捣、整平、连接筋安装等多道工序,大大增加了摊铺进度,节省了人力,提高了摊铺的质量及效率。图 2-1 SP850 滑模摊铺机示意图2.2.2 SP850 的主要技术性能参数 摊铺宽度:2.59.0m;摊铺厚度:0400mm;摊铺速度: 05m/min;行驶速度:020m/min;发动机动率
15、:186KW;振捣方式:三相电动振动棒 110V;振捣棒发电机功率: 60KVA;履带:四履带 1841300mm;高压冲洗系统水容量: 1100L;驱动:全液压,驱动外形尺寸(运输 1417025003000mm;质量(t): 2944维特根滑模摊铺机配置有密集排列（间距cm）的超高频率的振捣棒（1100012000 次/min） ，比人工手持振捣棒（300 次/min）的振捣裂度和振捣加速度高 10 倍以上。2.2.3 水泥混凝土搅拌站山东建友 HZS150Q 参数2.2.3.1 山东建友 HZS150Q 参数表 2-1 山东建友参数62.2.3.2 山东建友 HZS150Q 照片图 HZ
16、S150Q 水泥混凝土搅拌站HZS150Q 传感器采用中美合资优质托力多传感器，保证计量的准确性、可靠性； HZS150Q 电磁阀选用日本 SMC 电磁阀，使用寿命长；蝶阀选用意大利WAM 公司优质产品，保证计量斗计量门卸料可靠。HZS150Q 环保性能好,所有粉料仓顶部设计有卡式滤芯除尘器; 皮带输送机加防雨罩，防止骨料运输时粉尘飞扬； 控制系统具有屏幕显示、配比储存、落差自动补偿等功能，并配有手动系统，可实现搅拌过程的手动、自动控制。另外，该设备还可配有打印系统和监控系统，以实现整个设备的集中控制、整体管理；型号 HZS150Q 参数 型号 HZS150Q 参数理论生产率 150m3/h
17、粉煤灰计量精度 1%配套主机 JS3000E 水计量精度 1%卸料高度 3.8m 外加剂计量精度 1%骨料计量精度 2% 骨料输送速度 600m3/h水泥计量精度 1% 骨料仓容量 420m3配套水泥仓 SNC200 配套水泥螺旋输送机 32311m配套粉煤灰仓 SNC200 配套粉煤灰螺旋输送机 27311m整机功率 192kW 自动循环周期 72s72.2.3.3 HZS150Q 搅拌站主机电流于水泥混凝土塌落度关系水 泥 混 凝 土 塌 落 度 与 搅 拌 主 机 电 流 的关 系 图010203040506070800 10 20 30 40 50 60 70 80 90电 流 （ ）
18、塌落度（mm）图 2-3 水泥混凝土坍落度与电流关系曲线图在 HZS150Q 水泥混凝土拌合站长期使用过程中，建立了塌落度值于搅拌主机电流的反比关系，为搅拌站拌制出均匀一致的水泥混凝土提供了参考。2.2.4 运输车辆的数量及选型砼的运输选用车况好，装载质量大，不漏浆撒料的 40T 以上的自卸车进行砼的运输，装料时控制每车料基本相等（每车装料约 20 m3） ，且在装料前汽车货箱进行了冲洗，保持湿润，但不得积水。拌和楼出料口至车厢的卸料落差不得大于 2m。运输车辆为 10 辆。第三章 人员分工表 3-1 水泥混凝土路面滑模施工人员分工人员类别 人员数量 主要施工任务项目经理：1 人 全面负责工程实施项目经理：1 人 全面负责工程实施施工管理人员技术负责人：1 人 全面负责工程技术工作人员类别 人员数量 主要施工任务
