1.前言

路缘石传统施工方法是以人工砌筑的方法来完成, 传统施工方法存在工人劳动强度大、施工效率低、材料损耗高、路缘石色差大等缺点。随着高速公路和城市道路的修建,传统的路缘石施工方式越来越不适应道路的快速施工需求。同时随劳动力成本的提高,传统的路缘石施工方式造价越来越高,而且外观质量也不能满足人们日益提高的审美要求。

2.工法特点

(1)边墙挤压机加装方向与高度传感器,边墙挤压机行走方向与模具的高度由传感器根据基准线来调控,路缘石施工实现自动控制,成型路缘石位置准确、线型美观、色差一致,极大提高路缘石外观质量。

(2)边墙挤压机增设外加剂掺配系统,混凝土在浇筑前可掺入适量速凝剂来调节凝结时间,解决了常态混凝土出模后易变形的缺点。

(3)边墙挤压机成型模具可根据路缘石形状与尺寸进行更换,适应路缘石多样性要求,提高边墙挤压机的适用性。

综上所述,在广东省科学技术情报研究所检索文献及数据库的范围内,采用本项目所述技术的“路缘石半自动化浇筑施工技术”,国内未见相同的研究文献及成果的报道。

3.适用范围

适用于公路、市政道路等工程的路缘石施工。

4.工艺原理

路缘石半自动化浇筑施工的工作原理:使用边墙挤压机浇筑路缘石,由动力驱动近似于螺旋桨的挤压装置,将混凝土拌合料连续不断地挤入成型模具内,随着模具内混凝土密实度的提高,挤压的反作用力推动边墙挤压机向前行走,实现连续工作。可通过调整挤压机自身的重量(即增加或减少配重铁块)来调整挤压混凝土的密实度及挤压机的前进速度。工程所使用的挤压机的施工速度为40~60m/h,平均速度为44m/h,挤压混凝土密实度为2.0~2.2t/m³。

4.1边墙半自动化浇筑施工工作原理与系统组成

1.边墙挤压机工作原理

边墙挤压机广泛应用于堆石坝、防洪堤迎水面边坡护面墙施工,工作原理如图二所示。液压泵将柴油机的机械能转换成液压能,一路通过低速大扭矩液压马达驱动搅龙旋转,将进入搅龙仓的混凝土混合料输送到成型模具内;另一路通过液压马达驱动振动器,使成型模具中的混合料振动密实。成型模具内混凝土混合料在搅龙挤压力和振动器激振力的综合作用下,将成型模具内充填密实。搅龙持续转动,密实的混凝土墙体形成反作用力,推动边墙挤压机向前移动,机后连续形成设计断面形状的混凝土边墙。

混凝土混合料均匀进入搅龙仓,边墙挤压机匀速前进,机后亦匀速形成设定密实度的混凝土墙体;当混凝土混合料停止供给,边墙挤压机的行走速度为零。因此边墙挤压机的行走速度由混凝土供料控制。

边墙挤压机向前移动的前提条件是成型混凝土墙体的支反力等于机器前进摩擦阻力,通过调整成型模具内配重量和调整前轮支撑高度可改变混凝土墙体与模板之间的摩擦阻力,摩擦阻力减小,混凝土墙体的密实程度降低;反之,混凝土墙体的密实程度就增加。

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(1)

2.边墙挤压机基本结构

边墙挤压机的结构由后轮、成型仓、搅龙仓、动力仓、液压系统和前轮及转向机构六大部分组成。成型仓、搅龙仓、动力仓三段之间用螺栓联结成一体,成型模具两侧各有一个后轮;前轮及转向机构焊接在动力仓的前端,液压系统在动力仓内。

3.原型边墙挤压机不足之处:

(1)原型边墙挤压机只能使用干硬混凝土,常态流动混凝土不适用。

(2)原型边墙挤压机成型模具位置固定不可调;路缘石施工过程中,传统边墙挤压机行走方向由操作人员调控,水平度受行走基层面的平整度控制,因此、采用传统边墙挤压机施工,影响路缘石的外观质量因素多,对操作人员、基层面的平整要求高。

(3)成型模具形状、尺寸固定,边墙挤压机适用范围小。

4.2边墙挤压机的改造与优化

1.在边墙挤压机进料仓加装液态速凝剂喷洒系统,通过速凝剂调节混凝土凝结时间。

2.边墙挤压机成型模具高度由传感器根据行走控制线与设定高差值进行调节,路缘石的外观质量不受基层面的高低影响。

3.边墙挤压机成型模具可根据路缘石形状、尺寸进行更换,拓宽边墙挤压机适用范围。

5.工艺流程及施工要点5.1施工工艺流程

采用边墙挤压机浇筑路缘石施工工艺流程见下图:

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(2)

5.2施工要点

5.2.1作业面平整与测量放样

基层表面的平整度直接影响着挤压成型后的路缘石外观尺寸,因此,必须提供一个平整的施工作业面便于挤压机行走作业。作业前人工修整施工作业面,其平整度控制在±2.0cm,以保证路缘石成型平整、直顺。如果基层表面凹凸超过要求,则应用人工修补、找平并碾压密实。

测量放样先对基面的高程进行复核,再沿道路方向直线段每隔10m设一个控制点、曲线段每隔5m设一个控制点、匝道上每隔2.5m设一个控制点。控制点与路缘石的距离根据挤压机的宽度确定,控制点用钢管桩或钢筋桩固定挂线,标识出边墙挤压机行走的路线,测量放样采用全站仪。行边墙挤压机行走控制的路线见下图。

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(3)

5.2.2边墙挤压机就位

边墙挤压机采用机械吊运就位(调运至施工起点位置),利用水平尺或垂直刻度尺对挤压机进行垂直方向和水平方向调节,使其处于水平状态,进行起点就位和定向调整,安放、固定路缘石起头的端头挡板。施工时应注意:

1.调节边墙挤压机机身,使其处于水平状态;

2.校核边墙挤压机轮胎高度,使路缘石高度符合设计要求;

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(4)

5.2.3 砼拌制与运输

1.路缘石混凝土在拌合站按照设计配合比集中拌制,混凝土宜采用强制式搅拌机拌制,坍落不能超过标准坍落度1cm(±1cm);室内配合比确定后还要经过现场试验微调,确保路缘石成型后且无麻点、垂直开裂等缺陷。

2.在拌合站掺加减水剂,施工现场在边墙挤压机进料口均匀喷洒液态速凝剂。

3.混凝土宜采用马力大、罐内叶片少、出料时转速快的搅拌车运输,以确保混凝土进出料顺利。

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(5)

5.2.4 混凝土浇筑

1.采用边墙挤压机浇筑路缘石操作程序:

启动挤压机→料斗受料、添加速凝剂→混凝土二次搅拌并由螺旋输送装置挤压到模具内→ 砼振捣→挤压机向行走、路缘石出模→表面缺陷修复。

2.注意事项:

(1)根据测量边线,传感器控制边墙挤压机行走方向,以保证边墙浇筑成型精度控制在规定偏差范围内,边墙挤压机施工速度宜控制在30~50m/h。

(2)施工中应派专职人员,对出现的位置及外形尺寸误差、边墙垮塌等质量缺陷进行人工修补处理。

(3)自卸汽车或混凝土罐车卸料始末时产生的分离的粗骨料应作废料处理。

5.2.5检测控制

(1)施工前检测

施工前要检查基准杆是否加固好,基准绳在横杆端头有无松动、偏位。检测基准绳张紧度。目测水平和纵向线性是否平滑,如个别桩位有问题,可适当调整。边墙挤压机靠线就位,水平和纵向传感器拨在自动位置,灵敏度开关拨向高位(作业时拨向低位)。检测路缘石顶面高程、依据桩位(铁钉)检测路缘石模具位置。如有问题,可通过传感器支架上的螺旋摇把进行调节。检测模具前后端距作业面距离,模具前端比后端要抬高1cm ,保证工作仰角,防止模具前端切入工作面无法作业。

(2)施工中检测

施工过程中的检测是非常重要的。每过一个桩位就要检测路缘石顶面高程或直接检测路缘石内侧顶面距沥青路面的高度,这个高度就是沥青路面面层的厚度,误差控制在土5mm以下。检测基准绳距模具的水平距离, 如有偏差要及时调整。

施工中的最大难度就是路缘石和侧缘石的水平线性和高程的控制。控制的不好, 易形成波浪状,也会给沥青路面施工带来问题,很难使路缘石、侧缘石内侧厚度与沥青上面层顶平顺相接,尤其是侧缘石顶面高于沥青路面的上面层时,会妨碍道路出水。水平线性控制好坏与混凝土的坍落度、和易性、驾驶员操作水平、起步能否平稳、行走速度是否均匀、振捣强度是否合适、上料是否连续等因素有关,施工中应给予足够重视。

沥青路面摊铺上面层时,也应重视与路缘石的平顺相接,先用小型压路机沿路缘石内侧碾压一遍,可防止将沥青混合料向路缘石一侧挤压,使其厚度高于路缘石内 侧,影响路面质量与美观。

5.2.6 接缝处理

施工结束时, 要做好接缝处理。将路缘石、 侧缘石端头向内 0.5-1m切成斜坡状,防止混凝土向外坍落发生裂缝。开工前沿横截面与滑模方向成直角切割,以保证其截面完整。滑模前模具后段应靠近端头,先进行振捣,待混凝土与其充分相接后再起步行走。

5.2.7 修整、养生、切缝

滑出路缘石、侧缘石后,要有专人进行修整,需配备6m长铝合金直尺,修整纵向线性;用夹板修整水平线性,保证线性流畅。当天施工的路缘石、侧缘石要用塑料薄膜或麻袋片覆盖养生。次日掀开切缝,每5m切割一道诱导缝,宽度为刀片厚度, 深度为路缘石高度的2/ 3;每15m切割一道涨缝,宽度为1cm,深度切透,后期填充马蹄脂和麻絮。切割后要清理干净现场,以保证沥青路面层与层的粘接。洒水养生每天 4-6次,养生7d。

洒水车除养生外,还要在开工前给边墙挤压机加水,作业结束后要及时冲洗和清理料斗内和输送皮带上残留的混凝土。

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(6)

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(7)

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(8)

现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(9)

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现浇砼路缘石施工工艺流程(路缘石半自动化浇筑施工工法)(12)

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