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1、路緣石、路肩板和防護墻等混凝上構造物現場滑模施工工藝Slipforrrt Construcfiort Techniques of Curb，artier&Parapet趙國普1罔正明2，陳鵬舉，王福明3(I江蘇州明工程機械有限公司n蘇揚州225801) (2中立二公局海遠通路橋I程公司，上海200l 35) (3內蒙古鄂；多斯盒通局，內蒙古郫爾多斯017000)0引曹路緣石、邊溝、防護墻等混凝土構造物處在公路、橋梁的硝側主要起到規整、排水、安 全和美化交通的作用是現代公路特別是高等級公路不可或缺的組成部分。上述混凝士構 造物傳統的施TT藝有兩種：預制法圈一)和現場圍定模具澆筑擊(圖2)，同滑摸2、機現場 瓣模挺TT藝相比這兩種方法存在效率低、成本高、質最差等塊點，在發選國家傳統的 施工工藝基本被淘汰絕大多數T程都采用現場滑模丁藝。目1 M目*镕目柱*安裝目2目定攮R自女我國采用滑模施丁T藝(圖3)起步較晚，mJ且璺刊進口滑橫機價格高、配套設備要求 高、施1i技術相對復雜操作困難等因素的影響造成滑模施丁初期調試時間長、效率低， 增加r工程造價嚴重地影啊了滑模工藝在國內的推廣速度和質苗。當前國內多數路緣 打、防護墻等1：程仍采用傳統的施工療法在提高施T進度和質量方面遭遇r瓶瑣而且 隨著勞動力價值的不斷提高，靠耗J|I太量勞動力施T的傳統方法增加了1。程成年州此枉 同內肖傳滑模技術堪快推J-3、滑模T藝從提高工程質艟、建啦速度以及降低造價占|l是勢在 必行，也符合我垌公路建設當前所處快速穩定發展階段的盟求。滑模施工原理：在滑模施工現場混凝土運輸車把料從拌和場運到攤鋪現場t料到 滑模機主機料斗供料螺旋或皮帶旋轉把料輸送副模具料斗內成型模具的前面肖料位高 出成型模具人口時，啟動滑模機前進并開啟振動器在模具的后面攤鋪fI指定形狀的構 造物。振動器的振動頻率通過控制旋鈕連續可調根據滑橫機的攤鋪速度設定合適的振動 頻率，構造物的高層和線形由電子系統自動控制。目3橫*Im場1滑模麓工設魯包括前場設備、后場設備和運輸車前場主要是滑模機、切割機和泥刀等后場主要是 攪拌站、裝載機等。11路緣打、防護墻4、滑橫機 路緣石、防護墻滑模機最早起源于美國+從小型擠壓滑模機、中型自行式滑模機發展到大型滑模機，目前滑模機的廠商主要集中在美國，其次有德國澳大利亞等，知名品牌有 Power Curl_r、gomaco、Mi1erfo珊less、Wirtgen等。在國內滑模機制造商較少自行式滑模機 的代表廠家江蘇四明工程機械有限公司反推擠壓滑模機的廠家有秦皇島盧龍機械廠、北京首瑞等。目前在國內用于滑模澆筑混凝土的滑模機有多種，按外形尺寸和重量分為小型、中 型和大型，小型的滑模機一般重量在1噸以內均為反椎擠壓式。靠蜒旋或推桿把混凝土 擠壓到模具中成型，主要用于鋪筑小型攔水帶中型滑模機多為三輪支撐，邊置模具重 量約5、23噸，主要用于鋪筑寬度不超過60厘米、高度不超過50厘米的巾型路緣石；大型滑 模機為履帶支撐，有2履帶、三履帶和4履帶三種，整機重量在lO噸左右，發動機功率在60千瓦以上主要適用于澆筑高度在60厘米以上的防護墻和寬度超過50厘米大斷面尺寸 的混凝土構造物。充分發揮此類滑模機的工作效率。按行走方式分為自行式和反推式， 前者具有行走驅動裝置，自己行走，后者沒有行走驅動裝置，在施工時依靠被擠壓混凝 土的反作用力前進。按所澆筑混凝土的塌落度分為干硬性混凝土滑模機和塌落度混凝 土滑模機。前者靠擠壓成型或者外置振動器成型，依靠外置振動器成型的滑模機是自行 式，其發明單位為江蘇四明工程機械有限公司，在國內6、江蘇、浙江、河北、內蒙等多個省區已被推廣使用。 12混凝土攪拌站用于路緣石、防護墻滑模施工的攪拌站有滾筒式和強制式兩類，具體選用要參考工程 用混凝土的類型。若是干硬性混凝土可采用滾筒攪拌站，如果滑模工程使用塌落度混凝 土，則需采用強制攪拌站，如果是防護墻工程，強制攪拌站需配備配料倉，并具有自動計量 控制系統以獲得均勻穩定的混凝土，確保工程質量。13混凝土運輸車農業運輸車、拖拉機、卡車和攪拌運輸車都可以運輸混凝土，具體選用要結合實際工 程情況。如果是干硬性混凝土，而且構造物的斷面尺寸不大(每米用料量在005米3以內) 可使用農用運輸車、拖拉機等小型運輸設備。如果構造物的斷面尺寸需使用中型自卸卡車7、 并配備裝載機往滑模機料都內上料。如果是具有塌落度混凝土，工程為具有安全保障的防 護墻等重要構造物。必須采用混凝土攪拌運輸車。2水泥混凝土21原材料1111)粗集料 粗集料可選用機制碎石、破碎的礫石或卵石和干凈、堅硬的礫石，含泥量不大于l，針片狀顆粒含量不大于15，壓碎值不大于28，顆粒尺寸在520mm之間，篩分通過率滿足表l。篩網尺寸(mm)通過率()2541001919010095320554750102360-5lt彝l,lIf,lli 3532)細集料(砂)細集料應選用天然砂或河砂，不宜使用風化旱砂。砂要干凈，含泥量不得超過3，顆粒最大尺寸不超過5ram，篩分通過率滿足表2。篩網尺寸(8、mm)通過率()95310047595-1001oo4580O2710300152103)水泥 水泥宜選用強度高、收縮性小、抗凍性好的普通硅酸鹽水泥。初凝時間要求在4 h以上，受潮部分硬化的水泥不得使用。根據構造物的強度要求，可選用325和425標號的 水泥。4)粉煤灰 粉煤灰主要用于提高混凝土的和易性、取代部分水泥降低材料成本。其細度(0045mm方孔篩篩余，)不大于20，燒失量不大于8，含水量不大于l。粉煤灰不是必用材料， 而且標號高于30號的混凝土不允許添加粉煤灰。對于25號內的混凝土，如果施工當地方便 買到粉煤灰，可考慮用水泥重量的20取代15的水泥，即不過多影響構造物的強度。又 能起9、到增加混凝土攤鋪的和易性。改善成型質量。51水 使用天然干凈水，水中不得含有油、酸、堿或其它雜物。 22混凝土配合比用于滑模施工的混凝土有干硬性混凝土和塌落度混凝土兩種，前者塌落度為0。2era， 后者塌落度為27cm，常用混凝土的標號有C20、C25和C30。混凝土的塌落度和標號都影響 配合比；在實際工程中，理論配合比在試鋪階段起參考作用，實際采用的配合比要通過試 鋪和測試確定。1)干硬性混凝土的配合比下表3為用于實際工程的干硬性混凝土配合比，混凝土設計標號25Mpa。混凝土假定密度2400 kgm3。354 l篡彝材料_表3干硬性混凝土配合比 材料名稱I立方米備注粗集料1219kg晶大尺寸10、為lOmm細石料砂子747l=g 砂率38，細度模數20 水泥315kg425水泥水120kg水荻比n38坍落度5into其他攤鋪后7天試塊強度29 3Mpa；攤鋪后28天試塊強度31 4MPa21塌落度混箍土的配合比 下表4塌落度為3864mm混凝土配臺比表4塌落麈混凝土配合比 公制單位美制單位材料名稱備注1立方米IYard仉JS粗集料891kg1500lb最大尺寸為20mm細石料，砂子891kg150mb水泥325蠔550Ib38耐rmn塌落度空氣46舡63滑橫施工工藝31盛和澄胬的配置 采用下硬性混凝上與塌落度混凝土進行滑模施工在材料和設備上是有區別的1nf且人員的配覆也不相同，下面以橫11、斷面積為0 Im2(網4)，每天攤鋪l 5km混凝土構造物的滑模工程為例概述施工人員和設備配備情M。目4一#tm帶的镕*i31 1千磋性混凝土滑模施工1)王要設備配王滑模機：SMC一522自行式多功能滑橫機l舟(江蘇四明I：程機槭有眼公可生產)如 罔5能攤鋪干硬性混凝土和塌落度混凝土，最大攤鋪建度達到IOmmia，實際攤鋪速度5m，mIn：口5 SMC-5繃*E$日tn攪拌站：JSS00雙臥軸強制攪拌站l臺(山東方圓生產)，不配配料倉生產率達到30 mVh用于攪拌棍凝土和砂漿； 裝藪機：ZLIOF龠IZLl2F裝載機各l臺(山東青州裝載機廠生產)，額定裝載質囂It，裝斗容量0 43 m；運輸車12、：el卸混凝土運輸車35輛運距近使用3輛運距遠使堝45輛，運輸車裝料容 量為23m3。砂漿運輸車1輛容量為2 m：切割機：04砷混凝土切割機1臺最大切割深度選15em。2)人員配王后場人員：攪拌站操作員1名：上料人員(裝載機上料需3名：人工上料需46名)；篩砂 T1名。人員合計(裝載機上料5名，人工上料8名)。前場人員：基準放線員2名；滑模機攆控人員3名(包括操作手1名、轉向、縱坡控制系統雌 控人員1名和滑模機料斗整料員1名)；t料人員(裝載機L料需1名；人J料需68名3014 名組成I班，2班輪流上料)；砂漿人員3名(包括裝漿員、整漿員和拌漿員)；柑造物表面修整員 23,g；養生員2名(覆蓋13、塑料布)；切縫員2名。人員合計(裝載機上料15名，人T上料22名)。運輸人員：每輛運輸車配備一名司機合計35人。 在實際施上巾浚上程總人數為23人。3 12塌落度混凝土滑模施工1)i晏設備配王滑摸帆：PowerCurbs5700一B滑橫機l臺(嘲6)最大攤鋪逮堙達到12mmln宴際攤鋪速 度5 mmi：目6 POWeCu憮5700一B镕n攪拌站：JS500雙臥軸強制攪拌站l卉(山爾方圓生產)雕n功il址系統牛r：率站劉30 m5h川t丁攪拌濉凝上和砂裴： 裴戟機：鞏IOF裝載機J臺(山東肯州袈戴機廠生產)額定裝載質觸II裝斗容量043 m，； 運輸車：j圮凝土攪拌運輸車23輛逗距近使J2輛運距14、遠使用3輛運輸牟裝辯彝址為5In：切劑帆：0400混凝土切割機l臺最大哪割深度逃15cta。21人女配置后場人員：攪拌站操作員2靠：上料人員(裝載機上料3名)，人員合lf5名。 前場人員：摹準放線員2名；拊模機攆控人員2名(包括攆作手1名、轉向、耋l坡拄制系統監控人員1名)；運輔乍下料槽管理顯1名；紛造物表面修精吼23名；養生員2名(覆蓋塑料 布】；切縫員2名。人雖合計12名。運輸人員：每輛運輸車配備一名刮機合計23。 在實際施】中談T程總人數為20人， 32花工前準備3 21基準安裝 ”基準部件包括立樁，基：E繩托桿托桿目定支架、鑊定螺釘、基準繩和張管囂2)幾個注意事項 a一段基準繩以20015、m長度為限進行張緊放樣，過長將導致基準繩張進度不夠； b直線段立樁間距為lOm。彎道段立樁的間距要小，彎道半徑越小，立樁間距就越小。譬如如果彎道的半徑為lOre。立樁的間距約為1m，這樣可保證滑模機滑出線性柔美的構造物：c托桿固定支架上要有水平和豎直兩個通空，確保基準繩的高程和方向可調； d立樁位置的選擇要使基準繩離開構造物的距離不小于30cm2】(實際距離結合具體滑模機)；e除兩端用于基準繩打結的樁斜打在基礎內外。中間的立樁要垂直確保基準繩位置 的調整。3)安裝過程 a按照上述注意事項把各樁固定好，然后把每個立樁的托桿同定支架、托桿和鎖緊螺釘安裝好，并初步調整它們的高度和方向；b把基準繩的的16、一端打結固定在起始斜樁的下部，另一端連在張緊器上再把張緊器 上的繩頭固定在終端斜樁的下部，然后通過張緊器把鋼絲繩張緊；c把適度張緊的基準繩放在中間每一根立樁托桿的繩槽內。然后按照每一根立樁檢 測基準繩的高度和方向是否與設計要求一致，否則松開托桿固定支架的螺釘進行調整，調 整好后檢測基準繩的松緊度用拇指壓在兩斜樁中間部位相鄰兩個立樁基準繩的中間位 置，如果下催超過5mm，說明張緊不夠，再增加張緊度，直到下垂量小于5ram。張緊度調整 合適后，再一次檢測和調整基準繩的高程和方向。322基層平整不同種類的滑模機對基層平整度的要求是不一樣的，但是平整的基層對任何滑模機的攤鋪質量都是有益的。 干硬性混凝17、土滑模機：反推擠壓滑模機和SMC一522自行式多功能滑模機在施工時其模具裝置處于浮動狀態，而且是干硬性混凝土，模具側板與基層間小的縫隙不會造成過多 的漏料。浮動的模具機構對低的基礎有找平能力，對于高的基層通過模具兩側的可上下活 動的側板來適應，所以當采用干硬性混凝土滑模機施工時，對基層的平整要求不高，只需施工前對過高(超過2em)和過低(低于2em)的路段進行修整即可。 塌落度混凝土滑模機：此類滑模機是依靠內插振動棒對塌落度混凝土振動成型，塌落度混凝土在振動棒振動時呈液態性能，提出的砂漿具有一定的壓力，即使從模具的較小縫 隙也能流出。而且這類滑模機的模具裝置通過料斗與機身剛性相連，如果基層不平18、整，在 突起的地方常頂模具，突起的地方硬度很強時會破壞模具，同時影響構造物的線形。所以358 l筑彝材料一在施工前要參考預先鋪設的基準對基層進行平整平整可分為粗整和細整。樁整是對基 層巾過高和過低的部位進行整修可采用人L或小型機具如挖機，平板振動夯)完成，凸 起處進行平整凹處用基層辯填充，然后雎實。粗整之后在澆筑混凝土的基層l：的不平箍 樽到了挺高但仍存在小的不平整，常會在澆筑時漏料遺成材辯浪費和路面撙染。小的不 平整在基層上多處可見必須依靠設備完成平整多敦塌落睦滑模機都帶有鏈平裝置在 澆筑前單獨完成整平，也町整平和澆筑同時完成。33橫娩工 不同類的滑摸機在施工的總體過群基本一致，但在具體操作19、和櫥整L有些區刺下面分別介紹兩種常用滑模機的施工過程。3 3 1 SMC一522自行式多功能滑模機的滑梗施工I采用千硬性混凝土囤7l a參考側面的基準使滑摸機就位確保模帆與基準繩平行方向控制器、縱坡控制器處扯止確的位越和高度橫坡控制器訶整到平衡位置井使各控制器處于n動控制狀態： l滑模機的主料斗l料們動發動機使滑模機稈駛速度和振動顛率也值器處在O擅置把前進停止后退開關打到前進捎啟曲螺旋電位器把主科：的料送到僨j料I cI-直 到料忙剛高于模具進料u旋轉行走電位器使其處在行走速度約為3mmln的位置當模具 的后端出現混凝土時旋轉振動器電位器使其處在80的頻率：c巖模具的后端鋪H：I一2mK的成型20、的掏遺物時，把前進停止廂地If共打到停止檔把摸漿裝攔放到構造物上然后把砂漿裝人摸漿裴置的漿斗內。把村進停止后j且開蓋打 到莉進特滑模機繼續前進螺旋和振動裝置棱先前設定的速度和頻率工作在梗其的后 面滑出連續的構造物；d j嘲整螺旋速度使橫冉前面的料位穩定在合適的位戡： e謝整攤鋪建度使滑橫建度運輸車供料速度相吻合： f調整振動頻宰，使其與攤鋪建度相吻臺。33 I PowetEurbs 5700一B自行式滑模機的滑橫施工(采用塌落度混凝土罔8目8塌藩*8參號側面的基準使滑奠機就位確保澍模機與堆準繩平行，方IhI拄制器、縱坡 控制囂址在正確的位置和高度橫坡控翩器凋鋯到平衡位髓蚌使各控制器處于自動 控21、制狀態；b啟動發動機使油門處在照大位置； c肩動供料螺旋給滑模機的供料螺旋上料： d旋轉相應振動器建度電位器在巾速位置；e當模具料斗巾的料位高過模具進料上位時，保持振動捧振動，直到混凝土經過振動 到達橫具尾部時停止振動：f然后把滑模機高低速開關打劉低速位置并打開行走振動開關振動器控制開關 打到開位置慢慢推動行走速度控制手柄，滑模機慢慢前進，在模具的后面滑出連續的構 造物：g調整振動頻率使鋪出的構造物飽滿、平滑； h調整攤鋪建度使滑橫速度與運輸車供料速度相吻合 34贍工后續養生與保護341養生1)用塑料棰覆蓋養生(1t19)目10 E在*洼”镕孽gi#搠34 2保護I)在低溫季節需用稻草扦躕蓋在22、構造物的I：嘶進行保溫確保正常嗣化所需的潞度(10以j)；2)掏造物剛剛澆筑后24小時冉嚴禁行人踐踏7天內嚴禁車輛在f面行駛3)嚴禁在新筑的構造物l：面亂浩亂畫。35坊縫o 路緣石、防護墻等構造物的寬度基本上都小于lm所以對這類混凝土構遺物不做縱向縫只需馓橫向縮縫和臃縫。1)縮，硅縮縫是防止混凝土構造物在養生期(硬化)困收縮產生裂縫俗稱假縫或半縫。對于使 用干硬性混凝土的滑模工程可采用厚度為35mn,fO金屬板和切割機制作縮縫；對于使用 塌落度混凝土的f模工程多采片I切割機制作縮縫不方便采用切割機的通過手動工具人 工完成(如內攔鋼筋的防護墻)。構造物縮縫的可距為36m深度約38ram(或構造物23、高度 的lH)縫寬3-6ram。盒屈板加工縮縫過程：滑模后立即進稈；用水浸濕金屬板的切口把金虛扳橫邑搴構造 物的整個斷面塒芷慢慢壓人構造物壓的深度控制在38mm左右然后輕輕地擺動金屬 飯(減少金屬扳取瑞后表面的沾科)J從構造勘中取出，最后再用砂漿涂在縫的表面 預防雨水通過縫隙進人構造物的內部切割機加工縮縫過程(圖11)：待滑摸24，1,時后進行，過早切割會躅混凝上沒有充分硬 化在切割過程中引起混凝土的脫落過遲切幫田過分硬化的混凝上對鋸片礱扭嚴重。把切 割帆對正要切縫的部位緩慢地把鋸片啪人到探度滿足要求時冉平穩地把鋸片移出同 上述一樣用砂漿把切縫涂住。2)漲縫混凝土在夏季高溫時會體積膨脹，做漲縫24、就是防止膨脹造成的拱起破壞。漲縫間距差 別很大，小的為lOm，大的超過lOOm，正常設定在20m，深度為構造物的高度，縫寬約20ram， 多采用切割機加工。4提高滑模工程質量的主要注意事項1)對于首次使用的新模具要通過試鋪確定是否有結構不合適的地方，通過修改加以 完善：2)試鋪也能確定材料的配比與塌落度是否正確。通過調整確定合理的配合比和塌落 度，在拌合站保持測控；3)每天滑模機在攤鋪之前，在模具的內側涂上潤滑油或灑水便于脫模，基層灑水濕潤 增強構造物的接地強度：4)采用干硬性混凝土施工時，必須用砂漿抹面，砂漿的厚度2mm左右為宜；5)采用塌落度混凝土施工時，結合構造物的高度確定塌落度值，構造25、物高，塌落度 要低，構造物低，塌落度值可高；為確保構造物的平順、光滑，要注意振動棒的安裝高度 和方向以及適宜的振動頻率，當塌落度高，攤鋪速度慢時要調低振動頻率，否則要增大 振動頻率：6)在滑模施工過程中，要確保穩定的攤鋪速度，無特殊原因不得隨意調整攤鋪速度。6)當滑模中途因特殊情況暫停時間超長時(干硬性混凝土可暫停的時間為20min，塌 落度混凝土可暫停的時間為lOmin)，需把料斗內的混凝土滑完，在此做個冷縫，滑模機就 此就位后再重新攤鋪：7)當環境氣溫低于5時嚴禁滑模施工。5與傳統施工方法的比較1)傳統的預制工藝需事先確定預制場地，需耗用大量的模具，需運輸車搬運到現場， 在逐塊安裝時需大量26、的人力，在搬運的過程中常出現預制塊的破損，同滑模工藝相比存在 效率低、勞動成本高、材料浪費等問題，而且對于形狀復雜、斷面尺寸較大的構造物因運輸 和安裝困難。通過預制工藝無法實現；2)在現場采用固定模具現澆工藝雖然能夠鋪筑形狀復雜、斷面尺寸較大的構造物，但 要耗用很多的模具，造成模具材料浪費，而且效率無法與滑模工藝相比；3)現場滑模工藝具有下列優點：效率高、勞動力少；縫隙少、線形美觀、抗擠壓、抗撞擊 強度高：保養工作量少、成本低；4)現場滑模施工在工序上可選擇兩種方式：先滑模構造物后攤鋪路面(瀝青路面或水筑井材料一I 363泥路面)與先攤鋪路面(瀝青路面或水泥路面)后滑模構造物，靈活性強。6結語27、我國引進現場滑模施工技術已有近20年的時間，但受到進口滑模機價格高、相關部 門不太重視等多種因素的影響，這種先進的技術仍處于推廣階段，多數省區仍采用傳統 的工藝建造路緣石、邊溝、防護墻等混凝土構造物，嚴重地影響著我國公路建設的速度、 水平和質量，而且隨著勞動力成本的不斷提高，耗用大量勞動力的傳統工藝將進一步提 高工程造價，所以進一步推廣和普及滑模工藝勢在必行，也符合我國公路高速建設的總體目標。相比瀝青路面工程，滑模施工所需的設備以及人員較少，前期投資不大，而且當前國 內已有擁有自主知識產權的滑模機開發商和施工技術，進一步降低了設備投資成本和技 術風險，只要業主部門加以重視，在國內全面推廣這種新28、工藝，提高路緣石等構造物的建 設水平將指日可待。滑模工藝不僅用于路面建造路緣石、邊溝、防護墻的混凝土構造物，而且也可用于水 利、農田和鐵路等領域的混凝土構造物的建設，僅僅通過調換滑模機的模具就可實現，方 便、節省。參考文獻：【l】胡永彪，鄭成波，康敬東，張志友路緣石滑模施t設備及其施工技術的發展J】筑路機械與施工機械 化，2009，26(4)：3537【2】石占波水泥路緣石成型機的使用及質量控銅JJ1筑路機械與施工機械化，2000，17(2)：20-21【3】趙國普路緣石滑模攤鋪機國內外發展與應用J】筑路機械與施工機械化，2009，26(11)：1620【4】趙國普，何慧國等一種自行式多功能路緣石滑模機工作機構：中國，2008200344381【P】，20090211364I簟彝材料一