HZ-12型整平机施工水泥混凝土路面工法

1HZ-12型整平机施工水泥混凝土路面工法一、前言水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、稳定性好、养护维修费用低等优点，是当前市政道路和高等级公路发展的主要路面结构形式。众所周知，路面的平整度是确保车辆安全高速行驶的基本条件。但是，我国“八五”以前修筑的水泥混凝土路面少、等级低、施工技术落后，特别是整平工作几乎全靠人工和部分小型机具来完成，不仅劳动强度大、效率低，而且路面平整度差，质量难以保证。改革开放以来，随着我国高等级公路的迅速发展，对路面的质量要求越来越高，急需一种与之相适应的施工机械。为适应高等级水泥混凝土路面施工需要，中铁第十一工程局与铁道建筑研究设计院共同研制了HZ-12型水泥混凝土路面整平机，由中铁第十一工程局机械厂制造，于1991年9月通过了由中国铁道建筑总公司主持的技术鉴定，鉴定会邀请了许多路内外专家，通过产品介绍和现场观摩，大家一致认为：目前，随着我国高等级公路迅速发展，要全部实现机械化施工，国内可选机型不多，且价格较贵，引进国外全套设备，对一般非专业性施工企业来说，由于受到使用范围、工程连续性及购买能力等条件制约，尚有一定困难。因此，该机的开发虽然在摊铺功能上有待完善，但因其造价低谦，且整平技术已达到国际同类产品的先进水平，很适合目前我国国情，为我国高等级公路发展作了有益的贡献。该机1994年获中国铁道建筑总公司科技进步二等奖，1995年获铁道部科技进步四等奖。铁道部第十一工程局二处在武（汉）黄（石）一级公路参与该机工业性试验，近年来又在若干工点进行大面积路面施工，取得了显著的经济效益和社会效益。通过施工中工艺改进和总结提高，逐步形成以该机为主导机械的本施工工法。本工法主要叙述整平机的施工操作及与其相关的工艺，其他与常规施工方法相同部分则不赘述。二、工法特点1、速度快、效率高。施工中只要供料和辅助工作能及时跟上，可保持高速连续作业，最高生产率可达200m2/h，平均效率比人工操作的一个作业面提高3倍以上。2、整平效果好。路面宽度在4～12m范围内能一次成型，可减少纵向施工接缝程序。由于运行轨道与模板分离，整平工作不受基层平整度影响，能确保路面平整度，且成型后的混凝土路面无蜂窝麻面、脱皮裂缝和石料外露现象，质量易于保证。3、整机性能好，适用能力强。该机运行平稳，起停自如，刮削、振捣、提浆、密闭抹光等几道工序连续作业，不仅减轻劳动强度，提高铺筑速度，2而且整平宽度、平纵坡度可自由调节，能适应各种等级水泥混凝土路面施工。4、节能省时，降低造价。使用该机整平作业，可有效地降低混凝土水灰比，减少塌落度，故而可省去真空吸水工艺，减少水泥超耗量。5、操作方法简单易学，一般作业人员培训一周左右即可掌握全套操作技术。三、适用范围本工法适用于宽4～12m、厚≤30cm、横坡＜3%的各种等级公路、市政道路、机场、港口、堤坝及铁路货场等水泥混凝土路面工程，建筑板块、宽大场坪及多层高楼构件的制作等类似工程，也可酌情使用。四、HZ-12型整平机（一）结构整平机由机架、支承器、走行装置、整平机构、电—液压动力系统及操作台组成，见图1。1、机架采用基本节长为1.2m、2.4m和3.6m，高为0.6m的桁架结构。2、支承器由1对直齿圆锥齿轮、螺杆、螺母、1只正推轴承和内外套筒组成，既是整机的支腿，又是调节整平机高度的升降机构。3、走行装置由液压马达、套筒滚子、链条、走行轮和走行架组成。4、整平机构由上下托架、螺旋推进器、附着式震动器、滚筒和浮动盘组成，是路面整平作业的核心设备。5、动力系统及操作台由主电动机、主齿轮油泵和电—液控制设备组成，主要用于操纵全机前后行驶。（二）主要技术参数总功率：12.5kW；电源电压：交流380V；全机走行速度：0～15m/min；整平机构走行速度：0～20m/min；液压系统压力：13Mpa；整机外型尺寸（长×宽×高）：14.5m×2.9m×2.3m；全机重量：3500kg。（三）工作原理工作时，全机沿路面两侧走行轨道纵向运动，而整平机构则沿机架上可调式导轨在经粗平振捣后的混凝土面上作横向往复运动（见图2），进行推平、提浆、压实和刮削整平作业（见图3），全机前进一个滚筒长度的1/3距离（300～400mm），即完成一个循环，依此进行间歇式循环作业，。螺旋推进器将混凝土横向摊平并将过量的混凝土沿纵向推移；附着式震动器将螺旋器推平的混凝土进行再次振捣、提浆；滚筒将表层混凝土进行压实、刮削成型及修整表面；3浮动盘进一步对混凝土表面予以密闭抹光。五、施工工艺（一）工艺流程（见图4）图4、工艺流程（二）施工要点1、准备工作（1）安装整平机安装之前熟悉《使用说明书》，选择条件较好的工作场地安装。整机安装的最小长度要比走行轨道间距大0.8m。可在模板的端头进行总装，然后利用自身的动力就位，也可使用吊机就位。（2）检修基层检测混凝土强度、厚度拆模切缝、灌缝覆盖养生拉毛压纹手持磨光机磨光浮动盘密闭抹光刮削滚压密实附着式震捣器提浆螺旋推进器推平人工摊铺振捣均匀卸料运送混凝土拌制混凝土清理并湿润基层支立模板铺设轨道检修基层控制高程安放拉杆测定坍落度反扣法摊铺插入式振捣机械整平制取抗折试件钻芯取样4检查基层的标高、平整度和横坡度。由于采用与混凝土等厚的钢模板，其误差控制值为±5mm，所以对基层高出部分应凿除，局部低凹超值且面积大于0.5m2的，应将表层挖松，用与基层相同的材料填补压实，以保证混凝土板的设计厚度。（3）铺设轨道整平机走行轨道铺设应牢固平顺。轨道采用18kg/m钢轨，轨枕为专用的梯形空心钢支墩（见图5），支墩间距≯1.5m，要均匀布置。两侧轨面高差≯2mm。由于轨道与模板分离，故轨顶高程也应控制在±5mm内，并使之与模板顶面保持平行。（4）坡度调整路面的横坡通过机架上的可调式导轨（即整平机构走行道）来实现。纵坡依靠整机的走行轨道实现，必要时也可用整平机构（滚筒和螺旋推进器等）作相应调整。当轨道误差较大时，还可通过抬高或降低支承器来调整纵坡。（5）空机试运转整机首次总装或转场组装，在上述工作完成后，应进行试运转。试运转时应加强观察和检修。试运转正常后，即可开始铺筑路面。2、混凝土施工（1）配合比设计水泥、砂、粗集料及水除按设计要求和规范选配外，因使用整平机施工的混凝土坍落度相对较小（2.5～4.0cm），故需严格控制水灰比，为此拌合场需设自动计量的配料装置。水泥用量控制在300～360kg/m3，外加剂则根据气温和施工要求掺用。（2）拌制混凝土由于整平机施工速度快，为保证混凝土拌合质量及满足摊铺整平作业要求，拌合场最少应设置2台500L强制式搅拌机，保证不少于30m3/h的混凝土供应量。配料宜用装载机装斗。（3）混凝土的运输当采用小型翻斗车运料时，运输距离不宜超出2.5km，气温超过30℃时要覆盖，以防止混凝土水份损失过大，影响工作度。（4）人工摊铺振捣卸料时按运料车的斗容量计算间距，运料车由一个方向从里向外缓慢倾卸，确保卸料均匀。人工摊铺采用“反扣法”摊平，严禁投甩和耧耙作业，以避免混凝土产生离析。摊铺时，注意保持适当坡度和高度，特别是靠近模板处，要防止出现大面积灰浆填充的现象。混凝土的松铺厚度依坍落度大小控制，并保证有适当余量的混凝土供螺旋推进器和滚筒作业。振捣采用直径50～70mm插入式震动棒，插捣间距以不大于其作用半径的1.5倍。插捣时间5不小于20s，必要时辅以功率不小于2.2kW的附着式震捣器。3、整平作业（1）螺旋推进器推平该道工序紧接着人工摊铺振捣粗平后进行。当整机沿走行轨道前进时，螺旋推进器沿着机架的导轨作横向往复运动，将人工振捣后的混凝土沿路面横向推平，同时将过量的混凝土沿纵向推走。为了推移顺利，螺旋推进器应向着整平的方向偏斜1°～2°。（2）振捣提浆螺旋推进器推平的混凝土表层比较粗糙，需要紧随其后的附着式震捣器进行再次振捣提浆，为刮削、滚压作准备。振捣提浆时，表层灰浆不能太薄，否则，精平的混凝土表面会出现许多射线状的条纹。当出现射线条纹时，应适当降低附着式震捣器的高度和整机前进速度。（3）刮削滚压这是机械整平的主要工序。作业时，滚筒也应同螺旋推进器一样向整平方向斜摆一个角度，其角度大小视混凝土坍落度来调整（通常是坍落度大斜摆的角度就大些），操作时应让滚筒多往返几次，观察其效果后再调整。最理想的整平情况是滚筒能运载少量隆起的混凝土来填补表面少量的空洞；当隆起的混凝土过量时，应适当降低行驶速度；当螺旋推进器余留的混凝土量过大时，则应降低前面支承器。（4）密闭抹光这个工序由滚筒后面的浮动盘来实现。操作时注意使浮动盘的前缘稍微与混凝土面接触，并根据混凝土的坍落度和稠度进行调整。当坍落度小时，可适当增加浮动盘的重量，以确保密闭抹光的效果。（5）斜交板块作业当路面板需要进时斜交作业时，整平机架需增加长度，其调整长度L按下式计算：L=MW+N式中M——增长系数，根据斜交角由表1查得；W——走行轨道间距（m）；N——整机外伸部分所需长度（m）。根据计算结果，实际取值时应取桁节长1.2m整倍数。表1、M值和N值α10°15°20°25°30°35°40°45°50°M1.021.041.071.111.161.221.311.421.56N/m1.201.401.601.701.902.302.402.703.0064、注意事项（1）拉毛压纹因为使用整平机施工的混凝土坍落度相对较小，拉毛压纹时间比人工方法要提前3～5h，但主要是观察混凝土表面，以表面无波纹水迹为宜。（2）切缝时间控制纵缝应在24h以内，横向缩缝及工作缝采用施工温度与施工后时间（h）的乘积，控制在200～300之间较为适宜，当施工温度较高时，缩缝切缝采用“跳仓法”。（3）纵向拉杆安放由于整平机施工的路面板是整幅灌注，纵缝需采取假缝形式。为确保拉杆在混凝土灌注过程中安放位置准确牢固，施工时用门式钢筋架固定（见图6），即拉杆按设计间距点焊在钢筋架的纵筋上。钢筋架可用φ10mm钢筋制作，分节长度以两个人能抬动为宜（一般为4～5m），先用白灰在基层上撒出中心线位置，随路面板铺筑进度逐节安放。六、机具设备一个作业点除整平机以外的配套机具设备见表2。表2、一个作业点的配套机具设备序号机具名称型号规格单位数量备注1强制式搅拌机JDY50025m3/h台2搅拌混凝土2配料机PLDJ20050m3/h台2自动计量配料3小型自卸车载重1.5t台6～10运送混凝土4轮胎式装载机ZL30C1.6m3台1拌合场装料5震动棒插入式φ50～70mm支4～7人工摊铺振捣用6磨光机手持式MG-80台1～2精平路面7压纹机自制台1～28路面切割机HQJ-85台1～29钢筋切割机GQ40台1切割拉杆、钢筋10清洗机自制台111移动式发电机40kW台1供整平、切割、磨光机用电12固定式发电机90～120kW台1供拌合场用电13洒水车东风EQ140台1养护路面板14移动桁架自制片1抹平工作台15轻轨18kg/m根20～30整平机运行轨道16钢支墩自制个150～260支承轻轨17钢模m200～250道面板边模7七、劳动组织（见表3）表3、一个工班劳力组织序号工序人数工作内容1铺轨立模6含放样、安装拉杆、湿润基层2整平机操作2含电工1名3运混凝土6～10司运料车4混凝土卸料耙平5～10指挥均匀卸料、控制松铺厚度5振捣混凝土4～6整平机操作前司插入式震动棒6磨光精平1～2司磨光机及修整面层7拉毛压纹2刻纹拉槽8切缝灌缝2～3操作切缝机、浇注沥青9混凝土路面养护2覆盖、洒水10混凝土拌制7～9配料和操作机械11发电1～2司发电机12现场指挥1合计39～55注：总人数根据混凝土运距和工作量调整，表中人数不包括技术测试人员。八、质量控制（一）施工控制1、混凝土拌合场必须设置自动计量配料系统。2、制定和完善监理制度和检查程序。3、主要操作人员进行短期培训。4、严格执行现行国标和行业标准。（二）质量检查1、组织专职人员及时进行道面质量检查。2、水泥混凝土路面面层检查验收项目及标准见表4。九、安全措施1、在拌合场地，搅拌机提升料斗时，严禁施工人员在料斗下作业或通行。清理斗下杂物或喂料时，操作人员不