时间:2022-12-07 23:31:51
引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了4篇水泥混凝土路面施工范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。
1 混凝土拌合物搅拌
搅拌配备,要优先选配间歇式搅拌楼,使用连续搅拌楼。每台搅拌楼在生产作业前,应进行标定和试拌。施工中每15d校验一次搅拌楼计量精确度。搅拌楼配料计量偏差不可超过规定。不满足时,要分析原因,排除故障,确保拌合计量精度。应用计算机自动控制系统的搅拌楼,要使用自动配料生产,并按需要打印每天对应路面摊铺桩号的混凝土配料统计数据及偏差。
要根据拌合物的黏聚性、均质性及强度稳定性试拌确定最佳拌合时间。外加剂要以稀释溶液加入,其稀释用水和原液中的水量,从拌合加水量中扣除。拌合引气混凝土时,搅拌楼一次拌合量要小于其额定搅拌量的90%。纯拌合时间要控制在含气量最大或较大时。
2 轨道式摊铺机进行混凝土面层铺筑
摊铺前要对基层表面进行洒水润湿,而不可有积水。混凝土入模前,先检查坍落度,控制在配合比要求坍落度±10m范围内,制作混凝土检测抗压抗折强度的试件。摊铺过程中,间断时间要小于混凝土的初凝时间。摊铺现场要设专人指挥卸料,根据摊铺宽度、厚度,每车混凝土数量均匀卸料,掌握不能亏料,可适当略有富余。
摊铺过后,对拉杆进行整理,保证拉杆平行与水平,同时可用铝合金直尺进行平整度初查,确保混凝土表面平整不缺料。
每工作日作业结束,施工缝应设在胀缝或缩缝处,按胀缝和缩缝要求处治。由于机械故障或其他原因中断浇筑时,要设临时工作缝,设在缩缝处按缩缝处理。
在摊铺到胀缝位置时,要按胀缝设计要求设置胀缝和安装传力杆,传力杆范围内的混凝土可用人工振实和整平。若继续浇筑,摊铺机需跳开一块板的长度开始进行,留下部分待模板拆除并套上胀缝后用人工摊铺振捣成型。
摊铺机在摊铺时,两侧要各设一名辅助操作员,保证摊铺机运行安全和摊铺质量。
3 混凝土振捣
在振横断面上,每车道路面要使用二根振捣棒,组成横向振捣棒组,沿横断面连续捣密实,应重视路面板底、内部和边角处不可欠振或漏振。
振捣棒在各处的持续时间,要以拌合物全面振动液化,表面不再冒气泡和泛水泥浆为限,不得过振,但也得多于30s。振捣棒的移动间距应小于500mm;至模板边缘的距离应小于200mm。要防止碰撞模板、钢筋、传力杆和拉杆。
在振捣棒完成振实的部位,进行振动板纵横交错两遍全面提浆振实,每车道路面要配备一块振动板。
振动板移位时,要重叠100mm~ 200mm,振动板在某位置的持续振捣时间要大于15s。振动板要由两人提位振捣和移位,不可自由放置或长时持续振动。移位控制以振动板底部和边缘泛浆厚度3m±1mm为限。缺料的部位,要铺以人工补料找平。
振动梁振实,每车道路面要使用一根振动梁。它要具有足够的刚度和质量,振动梁要垂直路面中线沿纵向拖行,往返二~三遍,使表面泛浆均匀平整。
4 整平饰面
每车道路面应配备一根滚杠(双车道二根)。振动梁振实后,要拖动滚杠往板二~三遍提浆整平。
拖滚后的表面要采用3m刮尺,纵模各一遍整平饰面,或采用叶片式或圆盘式抹面少机往返二~三遍压实整平饰面。
在抹面机完成作业后,要进行清边整缝,清除粘浆,修补缺边、掉角。精平饰面后的面板表面应无抹面印痕,致密均匀,无露骨,平整度应达到规定要求。
小型机具施工三、四级公路混凝土路面,要优先采用在拌合物中掺外加剂,无掺外加剂条件时,要使用真空脱水工艺,此工艺适用在面板厚度小于240mm混凝土面板施工。
使用真空脱水工艺时,混凝土拌合物的最大单位用水量能比不采用外加剂时增大3~12kg/m3;拌合物适宜坍落度:高温时30mm~50mm;低温时20mm~30mm。
5 纵横缝施工
5.1 纵缝施工
在一次铺筑宽度不大于路面和硬路肩总宽度时,要设纵向施工缝,位置要避开轮迹,并重合或靠近车道线,构造采用平缝加拉杆型。在摊铺的面板厚度不小于260mm时,还适合采用插拉杆的企口型纵向施工缝。使用滑模施工时,纵向施工缝的拉杆可用摊铺机的侧向拉杆装置插入。采用固定模板施工方式时,要在振实过程中,从侧模预留孔中手工插入拉杆。
在一次铺筑宽度大于4.5m时,要采用假缝拉杆型纵缝,即锯切纵向缩缝,纵缝位置要按车道宽度设置,并在摊铺过程中用专用的位杆插人装置插入拉杆。
钢筋混凝土路面、桥面和搭板和纵缝拉杆可由横向钢筋延伸穿过接缝代替。钢纤维混凝土路面切开的假纵缝不设拉杆也可,纵向施工缝必须设拉杆。
插入的侧向拉杆要牢固,不可松动、碰撞或拔出。如果发生拉杆松脱或漏插,要在横向相邻路面摊铺前,钻孔重新植入。在发生拉杆要被拔出时,适合进行拉杆拔出力检验。
5.2 横缝设置与施工
每如摊铺结束或摊铺中断时间超过30min时,要设置横向施工缝,其位置应与胀缝或缩缝重合,如果难以不能重合,施工缝要采用设螺纹传力杆的企口缝形式横向施工缝在缩缝处采用平缝加传力杆型,在胀缝处其构造与胀缝相同。
普通混凝土路面横向缩缝要等间距布置。不适合采用斜缝。在必须调整板长时,板长应小于6.0m;板长必须大于板宽。
在不走重车的混凝土路面上,横向缩缝可不设传力杆假缝。
在重交通公路、邻近胀缝或路面自由端的三条缩缝要采用假缝加传力杆型。它的施工方法采用前置钢筋支架法或传力杆插入装置(DBI)法。
横向缩缝的切缝方式有全部硬切缝、软硬结合切缝和全部软切缝,切缝方式的选用,应根据施工期间该地区路面摊铺完毕到切缝时的昼夜温差来确定。
6 胀缝设置与施工
6.1 普通钢筋钢纤维等混凝土路面的胀缝间距要根据集料的温度膨胀性大小、温差和施工季节综合确定:高温施工,不用设胀缝;常温施工,集料温缩系数和年温差较小时,也可不设胀缝;集料温缩系数、年温差较大,路面两端构造物间距≥500m时,应设一道中间胀缝;低温施工,路面两端构造物间距≥350m时,应设一道胀缝。邻近构造物、平曲线或与其他道路相交处的胀缝应按公路水泥混凝土路面设计规范的规定设置。
6.2 胀缝要采用前置钢筋支架法施工,也可采用预留一块面板,高温时再铺封。前置法施工,要预先加工、安装和固定胀缝钢筋支架,并在使用手持振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土后再摊铺。要在混凝土未硬化时,剔除胀缝板上部的混凝土,嵌入约20mm×20mm的木条,整平表面。胀缝板要连续贯通整个路面板宽度。
7 抗滑构造施工
摊铺完毕或整平表面后,应使用钢支架拖挂一~三层叠合麻布、帆布或棉布,洒水湿润后作拉毛处理。人工修整表面时,应使用木抹。用钢抹修整过的光面,再拉毛处理,恢复细观拉滑构造。
在日施工进度超过500m时,抗滑沟槽制作应选用拉毛机械施工,没有拉毛机时,可采用人工拉槽方式。
重交通混凝土路面应采用硬刻槽,凡使用圆盘、叶片式抹面机精平后的混凝土路面、钢纤维混凝土路面要采用硬刻槽方式制作抗滑沟槽。
8 混凝土路面养生
混凝土路面铺筑完成或软作抗滑构造完毕后就开始养生。机械摊铺的各种混凝土路面、桥面及搭板应采用喷洒养生剂同时保湿覆盖的方式养生。雨天或养生用水充足,也可采用覆盖保湿膜、土工毡、土工布、麻袋、草袋、草帘等洒水湿养生方式,不可使用围水养生方式。
养生时间要按照混凝土弯拉强度增长状况而定,应大于设计弯拉强度的80%,要特别注意前7d的保湿(温)养生。通常养生天数应为14~21d,高温天应多于14d,低温天应多于21d。掺粉煤灰的混凝土路面,最短时间为28d,低温天得再延长。
混凝土板养生初期,人、畜、车辆不得通行,在达到设计强度40%后,行人才可通行。在路面养生期间,面板达到设计弯拉强度后,才能开放交通。
9 灌缝
1. 水泥混凝土路面施工中的材料选择与控制分析
由于我国生产水泥的厂家众多,这些厂家在技术上良莠不齐,所以必须选择强度高并且收缩性较小、耐磨性较强同时还需要抗水性和稳定性较好的水泥。尤其是公路工程施工的过程中需要使用来自同一厂家并且相同标号的水泥,且绝不可以将不同规格的水泥混合使用。
对于水泥材料中的粗集料来说,其控制要点是要对其主要的颗粒粒径以及硬度等进行控制,所以应该选择质量坚硬以及结晶并且符合有关技术规定的碎石。在具体的技术要求上,最大的公称粒径要小于 31. 5 mm,含泥量要低于 1% 等。通常来说会选择火成岩或者变质岩,不可以使用沉积岩,以保证岩石的强度可以达到要求,进而保证混凝土的抗弯强度。在加工过程中要使用反击式以及冲击式等设备来满足针片状含量的需求。
对于一些细集料的控制来说,需要去控制砂中的含泥量以及细度模数。在对砂的配料中细度模数需要满足需求,同时含砂量还需要低于 3%,更具体的技术要求就是砂料中要含有大量的直径在 0. 1 mm 以下的颗粒。因为这样一来就可以让混凝土的和易性比较好,在使用前要对砂子过筛来保证砂料中的含泥量以及含杂质量等可以符合技术要求。
外加剂的选择也是一个关键的环节。最为合适的外加剂需
要满足以下几点要求:
1) 要有良好的适应性。
2) 需要满足目前施工过程中路面提出的在水泥用量较低时
可以进行高抗折度的需求。
3) 可以满足目前所有类型的施工方式提出的需求。
4) 可以满足耐久性的需求。
2. 对于水泥混凝土配合比的控制
在对路面控制的过程中,对于水泥混凝土的控制是一个关键的环节,因为在对配合比的设计中不仅需要满足一些物理指标,还需要考虑到其经济性以及工作性能。
首先就是对于减水剂的选择。如果想要配置出具有高抗弯拉强度以及耐久性较好的混凝土,就需要混凝土的水灰比较小,所以就需要使用高效的减水剂来保证水泥混凝土的性能。
其次就是对矿料级配的组成原则分析。在对砂率的选择上,因为已经过了较长时间的实践所以目前砂率选择技术还是较为成熟的。但是通常来说粗集料的选择需要选择含有 2 个 ~4 个的粒径集料来进行掺配。因为现在对于粗集料的加工是存在很多问题的,所以在此过程中确定一个合适的系数就是关键一环。在笔者实践以及调研过程中发现,粗集料组成最优曲线并且可以偏粗,则更加有利于公路工程平整度的发展以及抗弯拉强度的有效提高。除此之外还要求粗集料的含泥量不可以大于 1%,砂的含泥量不可以大于 2%,否则很容易导致严重影响公路路面的抗折度等。
第三就是针对施工中水泥以及粉煤灰的品质需求。在对水泥混凝土的配合比进行设计之前需要对公路路用水泥品质进行检测,如果发现了问题需要及时的与厂家进行协商,通过水泥组成成分的调整和控制来确保其品质更加符合要求。对于粉煤灰的技术要求主要是需要达到二级以上,对于进入施工现场的每一车材料都需要进行检验合格后才可以进行使用。粉煤灰达到三级之后对于路面会产生很大的影响。
3. 水泥混凝土的摊铺分析
目前在针对公路工程建设的水泥混凝土使用中,很多路面施工都是采用了滑膜式的摊铺方式进行操作。这也是公路工程建设过程中的一个重要的难点,对于技术等都提出了较高的要求。我们可以按照工序从摊铺前的准备以及合理运用摊铺机、养护工作等几个方面来对此进行探讨。
3. 1 摊铺前的准备工作
首先需要在对水泥混凝土路面进行摊铺操作之前进行洒水。在笔者调研中发现许多工程施工中都会漏掉洒水这个重要的工序。或者是一些施工队认为此程序过于简单而没有严格的按照技术操作规范来执行,这会导致洒水作业无法满足技术要求而出现很多问题。在确定合适的洒水量时需要考虑到多种因素,所以就需要兼顾到洒水的均匀性来保证摊铺前路面基层的湿润度等,同时还需要保证在洒水作业之后不可以出现路面存水。目前在很多地区的施工中由于进行洒水作业之前的基层都较干,所以在进行洒水之后仍然会出现裂纹等,再加上水泥混凝土本身应力的作用就可能导致裂纹数量增加。
其次施工现场自卸车的卸料工序也是很容易被忽视的一道重要工序。在对现场进行施工的过程中如果摊铺机前出现大量堆料的话就会导致摊铺机作业时出现行走困难,或者因为布料太少而导致振捣箱内的混凝土料不足而无法满足路面的厚度要求。在摊铺机前混凝土或多或少的这种现象会导致路面平整度不够而影响施工质量。目前在很多施工现场由于作业者无法灵活的对于用料卸载进行调整就会导致料忽多忽少的现象。由于目前我国在施工水平和技术上还处于较低的水平,所以会出现路面基层的标高与平整度不一致的现象,这就会加大路面施工的难度。
3. 2 在施工过程中对于摊铺机的合理使用分析
振捣器的间距对于混凝土的密实度等都会产生直接的影响。通常来说振捣器的间隔会在厂商安装过程中就进行调整,所以在施工现场许多操作人员就会因此而忽视了对于振捣器的再次定位。因为需要满足不同混凝土的级配以及坍落度的不同性能同时还需要在进行摊铺后保证密实度,所以就要对振捣器的间隔进行调整来防止出现坍边现象。因为随着振捣器使用时间的增长所以其振捣能力会出现下降,这就要随时进行调整来满足使用性能。
有很多摊铺机的边模板的升降都是需要液压缸来进行调整操作的。实际上在使用过程中因为边模板与基层之间的间距不可以过大以免出现漏浆,所以在摊铺行走的过程中需要随着基层而进行变化操作。这样边模板就会直接与基层接触让边模板变成支撑点,这就可能导致坍边现象更为严重。从目前我国绝大多数的施工现场来看,许多单位在摊铺上的工作能力都明显高于搅拌生产能力。这主要是因为摊铺机的性能远远高于混凝土的生产性能,很多单位的生产能力甚至更小,突出这一点主要是试图说明目前摊铺机的速度可以控制在一定程度以内以免施工速度无法跟进。在施工过程中可以结合混凝土的生产速度将摊铺速度定在1 m/min ~2 m/min 之间,这样不仅可以让摊铺速度和水泥混凝土的生产速度结合得更好,同时还可以让摊铺机的运行更为平稳,最终的路面平整度会更好。如果混凝土的摊铺速度过快可能导致在作业中出现停顿从而导致设备磨损严重。在摊铺作业完成之后就要对路面进行养护工作。在养护作业中主要考虑的是风速、湿度、路面的厚度以及在混凝土的添加剂等因素。
4. 对于断板以及振捣作业的分析
首先是在施工过程中很容易出现断板,其主要原因有以下几点: 第一就是在施工中使用的原材料无法满足技术要求; 第二就是对于材料的配合比等没有严格的按照技术规范来进行操作; 第三就是由于施工队在作业中没有严格按照技术规范进行操作而导致的路基不稳等原因。除此之外还包括了在压实作业中出现的离析现象会导致质量下降等。
其次就是针对路面施工时的振捣操作,可以从以下几个角度进行探讨: 针对混凝土的振捣主要采用插入式振捣器进行振捣操作,深度为振捣器插入到下层混凝土的 5 cm ~10 cm,在进行振捣时采用快入慢出的方式,并且移动的间距不要超过作用半径的1. 5 倍。在振捣中的插点要均匀,时间长度为 20 s ~ 30 s。
5. 结语
目前我国随着经济建设西部开发等重大项目的实施对于公路建设等提出了更高的要求,同时随着技术进步也出现了更多的新要求、新技术,所以就需要更好的对混凝土施工的每个环节进行控制和更为科学的管理,从而达到施工目的。
参考文献:
[1] 李承,马书刚. 浅谈水泥混凝土路面施工[J]. 中小企业管理与科技( 上旬刊) ,2010( 2) :20-22.
[2] 梁文江. 农村公路水泥混凝土路面施工[J]. 科技资讯,2010( 31) :30-32.
[3] 贺进年. 农村公路水泥混凝土路面施工技术分析[J]. 魅力中国,2010( 6) :32-35.
[4] 周春梅. 水泥混凝土路面常见病害及处理措施[J]. 青海交通科技,2010( 1) :28-30.
[5]交通部公路司.公路工程质量通病防治指南[J].人民交通出版社,2002.
为了确保水泥混凝土路面的施工质量,就要从施工各个工作过程着手,采取相应的质量管理措施。本人从事水泥混凝土路面施工多年,本文对水泥混凝土路面施工的过程进行探讨,为确保水泥混凝土路面的施工质量提供借鉴。
1、施工准备工作
施工前的准备工作包括选择混凝土拌和场地,材料准备及质量检查,混合料配合比检验与调整,基层的检验与整修等项工作。
(1)选择混凝土拌和场地。根据施工路线的长短和所采用的运输运工具,混凝土可集中在一个场地拌制,也可以在沿线选择几个场地,随工程进展情况迁移。拌和场地的选择首先要考虑使运送混合料的运距最短。同时拌和场还要接近水源和电源。
(2)材料准备及其性能检验。 根据施工进度计划,在施工前分批备好所需要的各种材料(包括水泥、砂、石料及必要的外加剂),并及时做好检测。
(3)混合料配合比检验与调整。混凝土施工前必须检验其设计配合比是否合适,如不合适,应及时调整。(1)和易性(工作性)检验与调整。按设计配合比取样试拌,测定其工作性(或坍落度),必要时还应通过试铺实地检验。(2)强度的检验。按工作性符合要求的配合比,成型混凝土抗弯拉及抗压试件,养生28d后测定强度,或压蒸4h快速测定强度后推算28d强度。
(4)基层检验与整修。1)基层检验。基层的宽度、路拱与标高、表面平整度、厚度和压实度等,均须检查其是否符合规范要求。如有不符之处,应予整修。2)测量放样。测量放样是水泥混凝土路面施工的一项重要工作。首先应根据设计图纸放出中心线及边线,设置胀缝、缩缝、曲线起迄占和纵坡转折点等桩位,包括在浇捣混凝土过程中,要做到勤测、勤核、勤纠偏。3)安设模板。基层检验合格后,即可安设模板。模板宜采作钢模,模板高度应与混凝土面层板厚度相同。模板两侧铁钎打入基层固定。模板的顶面与混凝土板顶面齐平,并应与设计高程一致,模板底面应与基层顶面紧贴,局部低洼处(空隙)要事先用水泥浆铺平并充分夯实。
模板安装完毕后,宜再检查一次模板相接处的高差和模板内侧是否有错位和不平整等情况,高差大于3mm或有错位和不平整的模板应拆去重新安装。如果正确,则在内侧面均匀涂刷一薄层油或沥青,以便拆模。
2、混凝土的拌和与运输
(1)混凝土拌和。宜采用大的混凝土中心拌合站进行搅拌。(2)混凝土运输。宜采用搅拌运输车运输,混凝土拌和物从搅拌机出料后,送至铺筑地点进行摊铺、振捣、做面,直至浇筑完毕的允许最长时间,由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定,并应符合下表的规定。若时间超过限值,或者在夏天铺筑路面时,宜使用缓凝剂。
3、摊铺与振捣
(1)摊铺。混凝土混合料运送车辆到达摊铺地点后,一般直接倒入安装好侧模的路槽内,并用人工找补均匀。(2)安放加强钢筋。安放钢筋网片时,不得踩踏,应在底部先摊铺一层混凝土拌合物,摊铺高度应按钢筋网片设计位置预加一定的沉落高度。待钢筋网片安装好就位后,再继续浇筑混凝土。若安放双层钢筋网片时,对厚度不大于25cm的板,上下两层钢筋片可事先用架立筋扎成骨架后一次安放就位。厚度大于25cm的,上下两层钢筋网片应分两次安放。(3)振捣。摊铺好的混凝土混合料,应迅即用平板振捣器和插入式振捣器均匀地振捣。混凝土在全振捣后,再用振动梁进一步拖拉振实并初步整平。振动梁往返施拉2~3遍,使表面泛浆,交赶出气泡。振动梁移动的速度要缓慢而均匀,前进速度以1.2 ~1.5m/min为宜。最后再用平直的滚杠进一步滚揉表面,使表面进一步提浆并调匀。最后挂线检查平整度,发现不符合之处应进一步处理刮平,直到平整度符合要求为止。
4、表面整修和防滑处理
表面整修。(1)机械粗抹。采用圆盘抹光机粗抹或用振动梁复振一次能起匀浆、粗平及表面致密作用。(2)精抹。精抹是路面平整度的把关工序。为给精抹创造条件,可在粗抹后用包裹铁皮的木搓或小钢轨(或滚杠)对混凝土表面进行拉锯式搓刮,一边横向搓、一边纵向刮移。精抹找补应用原浆,不得另拌砂浆,更禁止撒水或水泥粉,否则不但易发生泌水现象,延长制毛间隔时间,还会因水灰比的不均匀,致使收缩不均匀。(3)制毛。制毛是为保持路面的粗糙度,提高路面的抗滑性能,但对路面平整度亦有一定影响。采用压纹的路面平整度,一般都不如拉毛的路面平整度好。
5、接缝施工
接缝是混凝土路面的薄弱环节,接缝施工质量不高,会引起板的各种损坏,并影响行车的舒适性。因此,应特别认真地做好接缝施工。
5.1 纵缝
缝纵拉杆应采用螺纹钢筋,设置在板厚的中间。纵向施工缝拉杆可采用三种方式设置。第一种是在模板上设孔,立模后在浇筑混凝土之前将拉杆穿在孔内,这种方式缺点是拆模板较困难。第二种是把拉杆弯成直角形,立模后用铁丝将其一半绑在模板上,另一半浇在混凝土内,拆模后将露在已浇筑混凝土侧面上的拉杆弯直。第三种方式是采用带螺栓的拉杆,一半拉杆用支架固定在基层上,拆模后另一半带螺栓接头的拉杆同埋在已浇筑混凝土内的半根拉杆相接。
随着我国交通行业的发展,公路隧道建设日益普及,公路隧道无论在数量、长度还都在不停的增长,因此,研究隧道路面具有重要高速公路工程价值与经济价值。
隧道路面结构设计和铺装材料选择的盲目性可能会导致路面结构服务功能水平较低,而且隧道路面是关键路段,要尽量提高其质量,增加使用寿命.我国已经建成的隧道水泥路面超过500km,已经总结出了一整套使用滑模摊铺技术建成优质隧道水泥路面的新材料和新施工技术,通过总结这些成熟的新技术与经验,希望找出建造优质隧道水泥路面的施工方式,为我国水泥混凝土路面施工技术规范增补此项内容,并提供相应技术依据与参考。
1隧道路面结构型式的选择
隧道路面类型的选择一直是一个较有争论的问题.目前国内、外常见的隧道路面类型90%为水泥混凝土路面.这是综合考虑隧道内路面的特点、隧道路面施工问题、隧道路面实际使用寿命、以及隧道安全的结果。
1.1隧道内路面的特点
由于隧道内是一个相对封闭的环境,受到外界气候的影响并不大,所以,有人认为隧道路面温度、湿度变化较小,隧道路面的要求比野外低,其实,由于隧道往往是不可逾越的高山或河、海障碍,一旦隧道中断交通,几乎没有其他道路可以通行或绕行,所以,隧道路面在使用功能、寿命及耐久性方面比野外普通水泥路面要求更高.具体有如下特征:
(1)由于隧道的相对封闭的环境,给施工和养护维修带来了一定的困难,因此,要求路面的耐久性好,具有较长的使用寿命,避免对路面的频繁维修;
(2)虽然气候条件并不恶劣,但受地下水的影响,隧道路面常常处于潮湿的环境中。因而隧道内的路面铺装要求具有较好的水稳定性;隧道内部温度、湿度变化较野外小而缓和,温差与湿差应力相对较小;
(3)要求路面抗滑性能更好,而且抗滑性能的耐久性更高,磨损粉尘要小;
(4)要求路面表面功能更加完善,隧道内光线较暗,行车视线较差,因此要求路面具有更高的路面光亮度和能见度;
(5)要求隧道具有较好的吸收噪声的能力,尽量降低车轮与路面之间高速行车产生的噪音;
(6)在施工方面,要求施工方便,质量易于控制;施工期间要求较少施工废气污染,保证路面施工人员的健康。
1.2隧道内结构型式选择
目前,全世界几乎所有的隧道路面均优先选用水泥混凝土路面,因它有如下优势:
(1)路面施工期空气污染.隧道沥青路面施工期间的空气污染来源于下述几项:
a.热沥青混合料的挥发,这是沥青路面施工期的主要问题,水泥混凝土路面无此问题;b.摊铺机发动机排放的尾气;c.运料汽车排放的尾气;d.施工发电机排放的尾气.
由于隧道内的通风性能很差,污染空气的排放效果也很差.热拌沥青混凝土施工时产生的浓烟很难迅速排除,造成隧道内局部含氧量很低,这不仅会严重影响施工人员的身体健康,还对施工机械与施工质量产生不良影响.湖北某隧道在摊铺沥青路面时就出现了沥青摊铺机发动机由于缺氧停机的现象,无法继续进行沥青路面的铺筑,影响了施工进度和摊铺质量.因此,从施工角度考虑,长大隧道应避免使用沥青混凝土路面,而以水泥混凝土路面作为主要结构型式。
(2)隧道路面的水损坏.
影响隧道路面的水源主要来自4个方面:a.拱顶、拱壁的渗水和滴、漏水;b.雨水沿道路纵坡流入;c.地下水或泉水上涌;d.空气中水分凝聚。
因此隧道内路面经常处于潮湿环境中,由于沥青路面的水稳定性较差,易产生局部水损坏和基础唧泥,直接影响路面的使用性能和耐久性.因此,为提高路面在潮湿环境下的耐久性,提倡使用水稳定性更好的水泥混凝土路面与排水性能更好的贫混凝土排水基层。
(3)隧道路面的使用耐久性.就路面延长使用年限与减少返修次数而言,水泥混凝土路面具有比沥青路面独特的技术优势,国内使用20年以上没有大修的隧道水泥混凝土路面很多,而沥青路面正常使用10年以上的却很少.野外水泥混凝土路面也如此,我国近年来建造的高速公路隧道水泥混凝土路面,我们为了保证更长的使用寿命,采用了钢纤维混凝土路面与聚丙烯睛纤维混凝土路面,板厚没有减薄,其直接目的是利用纤维混凝土路面的耐疲劳寿命更长的优势,最大限度地减少破损与维护翻修。
(4)隧道内路面防火灾问题.隧道内的安全问题一直很受关注,由于沥青材料自身的特点,在洞内偶然事故引发的火灾中,温度超过300℃时,沥青混凝土路面可燃烧并产生高温(超过800℃),不仅破坏力巨大,而且会造成人员烧伤或窒息死亡.同时,沥青路面的燃烧还会产生大量有害气体,加上隧道通风不良,是影响隧道防火安全的最主要因素.有试验表明,等量的燃油燃烧时在水泥混凝土路面上的火焰高度约为0.3mm,而在沥青路面上的高度为2.5~3mm,因此,考虑防火防烟等安全问题,在长大隧道内宜采用水泥混凝土路面.国内有些地方在此问题上已经步入了误区,有人在研究隧道阻燃沥青路面,从字面上看,沥青路面阻燃了,似乎沥青路面不会燃烧了,作者仔细研究了目前国内、外使用的阻燃剂技术,发现在沥青中加入阻燃剂后,沥青的燃点仅提高了7~15℃,目前国内、外均无法改变沥青的燃油本质,尽管阻燃后,沥青的燃点提高10℃左右,但根本无法阻止车辆一旦失火后,沥青路面在高温火焰下的燃烧本质.从防火安全性上讲,当然应该优选不会燃烧的水泥混凝土路面。
(5)隧道内路面行车抗滑安全问题.国内不少省、区在隧道中使用沥青路面的一项重要的理由是沥青路面比水泥路面行车更安全,通过作者的大量隧道路面的抗滑性能的调查,发现我国隧道内水泥混凝土路面的侧向摩擦系数有的确实很小,实测最小值仅0.17,一般平均值约0.20左右,不满足高速车辆正常刹车所需要的最小值0.35以上的要求,原因是不少隧道水泥路面所用的砂过细,有的采用了细度模数不足2.0的细砂,加上卡车在洒水,隧道漏水,水泥路表面湿滑,导致了不应有的行车滑溜事故.须知水泥路面与沥青路面在抗滑安全方面采用不同的技术措施,沥青路面主要靠高磨光值的粗集料;而水泥混凝土路面主要靠更硬、颗粒更大的石英砂.正确的做法是要求隧道水泥混凝土路面用砂的细度模数应控制在2.5~3.5之间,使用中、粗石英河砂,确保新建隧道水泥路面的侧向摩擦系数不小于0.45,使用中的隧道水泥混凝土路面的侧向摩擦系数最小值在0.35以上.隧道水泥混凝土路面的抗滑安全技术比沥青路面灵活,而且多样有效,它既可利用不同形式的宏观构造,也可采用裸石混凝土路面技术.使用与沥青路面表层相同的高磨光值的玄武岩粗集料,用超缓凝技术,专门制作裸石混凝土路面,将表面砂浆刷掉,骨料的水泥混凝土路面也具有很高的磨光值与抗滑安全指标。
(6)隧道路面的照度与采光问题.隧道内尤其是长大隧道内光线较暗,行车视线较差,沥青路面颜色黑,反射率低,直接影响路面的亮度(照明度).与此相反,水泥混凝土路面的反光特性对道路安全具有重要作用.因为它有助于提供道路标线或背景等能见度对比,从而防止眩光,也有助于节约照明能源,在相同条件下减少隧道内照明要求和能耗.而照明能耗是隧道运营管理中的一项重要的正常花销费用,从确保照度与采光两方面考虑,隧道内也适宜采用白色水泥混凝土路面,不适用建造黑色沥青路面。
因此综合考虑上述各项因素,对隧道路面的类型选择,笔者认为:当隧道较短时,考虑施工的便利,避免更换施工机械,可以沿用隧道外的路面结构,使用沥青路面结构;而对于长度在1000m以上中等、长或特长的隧道,必须优先使用水泥混凝土路面。
2国内隧道水泥混凝土路面先进施工工艺
2.1隧道内滑模铺筑水泥混凝土路面的两种形式
(1)零位摊铺方式。零位摊铺方式指路面表面与滑模摊铺机履带底缘在同一高程,在这种摊铺方式下,只需要拆除滑模摊铺机的边侧模板,使挤压底板的最低缘处在履带底缘位置进行的连续滑模摊铺.滑模摊铺机的履带行走在两侧边沟的盖板上,此时,盖板需要加厚并配筋,应足以支撑滑模摊铺机重量。
(2)下位摊铺方式。下位摊铺方式指路面表面处在滑模摊铺机履带底缘以下,由于滑模摊铺机挤压底板的固定设置位置不能延伸到履带底缘以下,所以,必须重新改装滑模摊铺机以适应这种施工状态.施工实践表明:依据隧道内边沟高低,滑模摊铺机履带行进位置确定的上述两种摊铺方式,都能够摊铺出优质隧道水泥路面。
2.2隧道混凝土路面与钢纤维混凝土路面施工的特殊要求
隧道混凝土与钢纤维混凝土两种路面的施工除应满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》TJGF30-2003上述相应路面的技术要求外,尚应满足下列特殊技术规定:
(1)隧道路面的混凝土运输与布料.由于隧道内大吨位车辆无法调头,所以长大隧道路面的混凝土运输宜选用吨位较小的车辆,同时小吨位车辆卸下的混凝土堆较小,更容易布料.隧道一般是互不联通的单洞,路面上使用的大型布料机械无法采用,只能在机前采用小型挖掘机或推土机布料.由于运输与布料施工条件的限制,长大隧道路面一般不便采用钢筋混凝土路面.拌合物从洞口穿越钢筋网送到机前有相当困难,因此,为了尽可能延长隧道路面的使用年限,减少翻修,高速公路隧道路面推荐采用钢纤维补强混凝土路面。
(2)隧道路面基准线设置.隧道路面的基准线设置应视滑模摊铺外侧宽度允许与否,可设在履带内侧或外侧不阻碍滑模摊铺的位置.基准线设置精度要求应与路面相同。
(3)洞口路面应设钢筋混凝土搭板、过渡板或钢纤维补强,隧道多为岩石隧道,它的沉降与洞口土基有较大差异,特别是洞口为高填方的条件下,沉降差较大,因此要求普通混凝土路面的隧道洞口应像桥涵构造物一样设置双层钢筋混凝土搭板与单层钢筋混凝土过渡板路面或钢纤维混凝土路面进行洞口结构补强,我国在不少隧道洞口路面上出现了较多的早期破损,应该将隧道也视为构造物,与桥头一样进行补强设计。
(4)隧道路面纵缝无需设拉杆.隧道两侧由于有边沟对路面的严格约束阻挡,不存在面板纵缝拉开问题,所以,隧道路面即使切纵缝,也可取消拉杆,无需设置拉杆钢筋。
(5)隧道钢纤维混凝土路面一般无需设传力杆.隧道钢纤维混凝土路面由于接缝中有钢纤维提供传荷能力,因此,无需设置横缝传力杆.隧道普通混凝土路面设传力杆与否,应视隧道基层的优劣而定。一般情况下隧道路面底部基层为贫混凝土基层或低强度等级普通混凝土基层时,可不设横缝传力杆钢筋,但半刚性基层上的隧道路面应按特重、重交通量普通混凝土路面一样设置横缝传力杆。
(6)隧道混凝土路面的滑模摊铺.隧道混凝土路面的滑模摊铺要领:a.摊铺机前料位充足,到位;不得缺料;b.滑模摊铺机的推进速度宜控制在1m/分左右.c.震动仓内的料位高度应控制在路面以上100mm左右,震动仓后边进入挤压底板的混凝土表面不应再冒气泡;d.振捣棒位置应在路表面以上,振捣频率宜控制在9000次/分;e.摊铺机对混凝土表面的挤压力要足够,出摸无麻面,平整度好。
3隧道水泥混凝土路面减少噪音的主要措施
路面噪声单指路面与轮胎相互作用而产生的滚动噪声与空气动力噪音,在车速较高时是交通噪声的主要部分。由于隧道内采用水泥混凝土路面时产生的噪声比沥青路面大,因而很多人建议采用沥青路面,这是以小失大的做法.因为作为隧道的路面结构,强度和耐久性才是主要决定因素,我们不能单纯为了追求舒适的表面特性而忽略了更加重要的强度与耐久性问题.其次,不能将隧道内行车的噪声全部要求路面结构来解决。实际上我们可以通过增大隧道内部边壁的吸声性能,在隧道两侧或顶面装饰吸音多孔铝板,而取消粘贴瓷砖,顶面也可使用散射噪声的毛混凝土表面.使用具有防火、防撞、防腐、防潮等特点的装饰吸声材料,来解决隧道内部噪音问题。这些措施与使用混凝土路面降噪与隔音、吸音措施的对比来看,应该优选更容易实现,效果更好,更美观,也更廉价,而不应只盯路面,非要求其低噪音不可,这样做的成本过高,得不偿失。
至于路面表面结构改进方面,德国目前研究的最有效的办法是使用骨料的低噪音抗滑表层,使用C70抗压强度等级,高磨光值的玄武岩细石(最大粒径7rnrn)混凝土,将混凝土表面砂浆刷掉,以使粗骨料显露,使路面与车轮噪音散射而降噪.另外也可以通过纵向刻槽的宏观构造来减少路面的噪声.有研究表明,纵向刻槽比横向刻槽具有更好的抗滑稳定性和低噪音性能。