3.2.4 路面施工新技术介绍
3.2.4.1 沥青路面双层摊铺施工工艺
双层摊铺技术是上下两层沥青混合料一次性摊铺施工的技术。表面结构得到优化的薄面层以及可有效降低路面噪音,这些道路结构要想达到所要求的铺装质量又要具有较好的性价比,只有通过上下两层同时铺装来完成。另外,在气候条件不利的情况下铺装高质量的温拌沥青混合料也可采用这种施工方式。
1.双层摊铺施工工艺原理
双层摊铺工艺的基本设备由两套前后安装在一起的摊铺机组成。该设备与一个高效率的联合给料机一起作业,该给料机可交替把不同沥青混合料从运输车运送到两个混合料斗中。摊铺为一个连续均匀的过程,摊铺机一次完成两层的最终压实。
双层沥青混合料摊铺施工是由一台新型双层沥青摊铺机和一个高效率的履带式联合给料机以及传统工艺的热拌、运料、压实设备完成。
2.双层摊铺机主要工作装置
双层摊铺机拥有两套独立的摊铺工作装置,其主要的结构部分包括接料斗、刮板输料器、螺旋分料器、熨平振捣装置以及自动找平装置等。
(1)接料斗。
双层摊铺机拥有两个前后布置、高度不同且相互独立的接料斗,分别贮存两种不同配合比的沥青混合料。根据相互位置以及摊铺作用,接受下面层物料的接料斗称为下面层料斗;位置靠前、接受上面层物料的接料斗称为上面层料斗。
(2)刮板输料器。
下面层物料的刮板输料器依然采用传统摊铺机的输料方式:将沥青混合料由料斗底部通过刮板输料器运送到摊铺槽内(刮料板、熨平板及熨平板两端的端面挡板等所包容的空间称为摊铺槽),同样有两组刮板输料器控制左右两边的供料量。同时设置左右闸门控制数量,以适应摊铺时对沥青混合料量的不同需求。
(3)螺旋分料器。
两套螺旋分料器分别位于摊铺机后部的前、后两个摊铺槽内。位于行走方向较前方的螺旋分料器将刮板输料器从下面层料斗输送来的混合料经螺旋分料器横向地分送到摊铺槽的全幅宽度上。螺旋分料器为左、右两组螺旋轴,其螺旋叶片旋转方向相反,以使混合料由摊铺槽中部向两端输送。位于较后方的上面层摊铺螺旋分料器的功能和作用与前者完全相同。
(4)熨平振捣装置。
熨平振捣装置位于螺旋分料器的后部,其功能是将双层摊铺机各自摊铺槽内不同配合比的两种沥青混合料分别在全幅宽度上摊平、捣实和熨平。它主要由牵引臂、刮料板、振捣梁、熨平板、厚度调节机构和拱度调节机构等组成。端面挡板可以使摊铺层获得平整的边缘。在结构上,两套熨平振捣装置相对独立,各自完成摊铺、振捣、振动熨平及预压实等任务。
(5)自动找平装置。
双层摊铺机的自动找平装置是通过传感器寻找、跟踪基准,经控制器处理偏差信号,再将输出的PWM脉冲信号传递给电磁换向阀,并控制找平液压缸的动作,最终实现自动找平。
3.双层摊铺接缝处理
由于双层摊铺的厚度大,接缝的高度也就越大,应尽量避免接缝和连接。摊铺宽度应覆盖路面全宽。如果需要设置纵向接缝,可以调节上层熨平板的伸缩边,使上、下层摊铺宽度错茬10cm左右,实现前后摊铺接缝处的错缝搭接。
在纵向,双层摊铺机的上、下熨平板相隔一定距离(大于30cm),在摊铺机启动时不可避免地产生一个纵向宽度大约30cm、厚度不一致的横接缝,处理比较困难。因此,要尽量避免摊铺机频繁停止和启动而产生横向接缝。在构造物较多的路段,桥面铺装厚度尽量与路面结构层设计一致,避免桥头处理的麻烦。摊铺碾压施工完成后,要求道路路面冷却至少36h以后再开放交通,以避免路面变形。
3.2.4.2 水泥混凝土滑模施工中的新材料、新技术
1.耐碱玻璃纤维、钢纤维
在水泥混凝土中,掺拌耐碱玻璃纤维可提高混凝土的抗弯拉强度,和相同水泥用量的普通混凝土相比,其抗弯拉强度可提高5%~8%。掺拌钢纤维能提高混凝土的抗弯拉强度、劈裂强度、抗冻性、耐磨性以及抗疲劳性。和相同水泥用量的普通混凝土相比,其抗弯拉强度及劈裂强度可提高10%~15%。
耐碱玻璃纤维混凝土因水泥与水接触后立即发生水化反应,在其初始反应期内,混合物pH值可迅速增至13,所以对纤维的耐碱性有特殊的要求。采用的耐碱玻璃纤维长度为12mm.
钢纤维混凝土的性能受钢纤维品种、性能及掺率的影响,同时,钢纤维混凝土对粗集料的粒径也有一定的要求。粗集料的最大粒径直接影响到钢纤维的握裹力。一般情况下,粗集料的最大粒径不宜超过钢纤维长度的1/2,极值不宜超过纤维长度的2/3.
在配合比方面,混凝土中掺入一定量的粉煤灰可以代替部分水泥和细骨料,降低了混凝土初始反应期的碱性,减小对玻璃纤维的腐蚀。
为保证纤维混凝土的均质性,应严格控制拌和的最短搅拌时间。纤维混凝土相对普通混凝土,搅拌时间应延长1/3,拌合物应均匀,性能良好,无离析现象。
纤维混凝土在摊铺施工时,振捣棒的位置符合施工规范要求,混凝土的摊铺速度和振捣频率应根据摊铺机前混凝土拌合物的坍落度及时进行调整。抗滑构造的制作可采用拉、挂软尾排刷拉毛,但排刷要经常换洗。
2.DBI(传力杆自动插入)技术
(1)DBI装置施工工艺过程。
①开始摊铺后,人工将一端套好塑料套的传力杆按一定顺序排放在布料小车的料槽内。
②手动启动小车卷扬机,小车从DBI一侧沿着滑动轨道滑动到另一侧,传力杆在滑动过程中自动落入卡槽内。启动另一侧卷扬机收回小车,进行下一循环的布料。
③此时,卡槽上下位置是相互错位的,当摊铺机走到预定位置时,卡槽上半部分在液压油缸的作用下水平移动一段距离与下半部分对齐,传力杆便自动落入混凝土面板的打入部位。同时,传力杆插入叉组件在升降液压油缸的作用下自动向下推移,在接近面板时自动启动插入叉振动器,将这排传力杆振动插入混凝土内。
④DBI插入组件在前后伸缩液压油缸的作用下向后缓慢推移,而摊铺机继续向前作业,这样传力杆插入组件相当于脱离摊铺机,插入装置与路面相对保持静止,保证插入过程尽可能不损坏挤压成型的面板表面。当传力杆插入深度达到预定位置时,位置传感器给定信号,系统自动收回加压油缸,将插入叉组件上提到初始位置。
⑤同时,传力杆卡槽上半部分的推动油缸收回,继续保持卡槽上下错位,插入叉提升到位后,系统在左右两个水平油缸作用下自动将传力杆插入组件快速向摊铺机前进方向收回到前面的初始位置,等待下一循环。
(2)DBI技术的主要问题。
应用DBI技术时,应注意以下两个问题:
①传力杆的加工精度一定要满足下述规定:首先,传力杆两端必须是圆截面,不得挤压切断形成扁头,尺寸误差为1~3mm;其次,传力杆必须垂直,只有这样才能保证行车分布时不卡传力杆。
②新拌混凝土不得特别干硬,必须满足规定的要求。