农村公路硬化路面缓凝滚轴拉毛施工工法.pdf
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1、-1-农村公路硬化路面缓凝滚轴拉毛施工工法1 前言前言 农村公路路面硬化施工道路崎岖,地势复杂,点多面广,极为分散,针对各县、乡镇采用水泥混凝土路面面层拉毛施工安全、质量、进度、成本、环保成为重点难点控制性工程,缓凝滚轴拉毛施工工法是通过路面施工混凝土技术特性的研究,开发出掺加外加剂(减水剂)的路面混凝土施工特殊配合比及拉毛施工技术,代替了传统路面施工混凝土配合比设计和拉毛施工技术,节约了施工材料,提高了施工效率,保障了路面质量,同时由于使用拌合站集中拌料,搅拌车统一运输,大大减少对环境的污染。农村公路多采用水泥混凝土路面,水泥混凝土路面的抗滑性与美观性一直存在不足,而采用路面拉毛技术是较为理
2、想的方案。路面拉毛可以提高路面抗滑性,改善路面外观形象,具有便于施工、经济美观的特点。2 工法特点工法特点 缓凝滚轴拉毛工法与传统拉毛比较,具有以下特点:2.1 针对解决运距远、运输时间长的问题,能有效保障混凝土的性能,便于施工,有效节约成本。2.2 采用缓凝混凝土技术与农村公路硬化路面拉毛技术相结合,既保障了混凝土的强度,也明显提升了拉毛效果。2.3 缓凝滚轴拉毛施工较传统拉毛施工有更好的毛纹强度、耐久性和稳定性。2.4 提高拉毛纹路均匀性,弥补了传统拉毛效果不稳定,有效增强了表面美观性能。2.5 采用缓凝滚轴拉毛技术,避免道路表面起灰,提高了纹路的防滑性能和交通安全性。2.6 解决了传统拉
3、毛受季风气候、温度变化,混凝土水分蒸发过快,水化热偏高导致混凝土路面开裂,毛纹破损的问题。-2-3 适用范围适用范围 适用于农村公路水泥混凝土路面的施工。4 工艺原理工艺原理 4.1 滚轴拉毛施工的基本原理 缓凝滚轴拉毛技术是缓凝混凝土技术和滚轴拉毛技术相结合形成的一种新型农村公路拉毛技术。先利用三辊轴机振动滚压完成后,升起振动滚,用甩浆滚抛浆整平一遍,再用整平轴前、后静滚整平,直到平整度符合要求,表面砂浆厚度在 4mm1mm 时,用长 500cm、15-20cm 拉毛滚轴与混凝土之间的黏附性对混凝土施加一个垂直向下的作用力,通过反作用力与黏附力将混凝土拉引向上,通过人工缓慢拖滚或推滚 23
4、遍,后续较长距离匀速拖滚形成毛纹。缓凝滚轴拉毛能有效的避免表面龟裂和起灰现象,合理科学的提高了拉毛的耐久性和安全稳定性。缓凝拉毛技术利用其工作原理如下图所示:4.2 缓凝混凝土的技术要点 混凝土配合比科学的设计是保障混凝土工程顺利施工的关键,具体而言,其包括了水泥、外加剂(高效聚羧酸减水剂)、砂石骨料和水等材料的选配,首先从水泥用量来看,通过水胶比来初步确定水泥用量,但是水泥用量的适当减少将有效降低水化热,先按照施工选择的防裂方案及目前的施工条件进行混凝土水泥水化热最高温差值,再科学计算的基础上对最大温度收缩应力进行估算。保持节约成本,合理的增强了混凝土的和易性和工作流动性能。在季风季节混凝土
5、水分收缩快,拉毛面板龟裂严重,然而高效聚羧酸减水剂能够抑制部分水化热,降低水胶比,很好的控制拉毛路面开裂现象,提高拉毛路面的质量及美观度。-3-图 4.2.1 缓凝滚轴拉毛初始成型示意图图 4.2.1 缓凝滚轴拉毛初始成型示意图 外加剂(高效聚羧酸减水剂)改善混凝土的工作性:根据现场拉毛情况,混凝土坍落度控制在 120140mm,坍落度经时变化量、损失快慢决定现场状态;使得现场拉毛施工的缓凝混凝土不仅初凝时间、终凝时间得到改善,同时混凝土的黏附力也随之更切合现场拉毛实际。掺加外加剂的混凝土在物质本身的机理上已发生变化,熟料为异性电荷,相吸引形成水泥絮凝结构,包裹水。加外加剂后,同性相斥,分开并
6、释放出包裹的水,从而改善了混凝土的和易性、流动性、包裹性和黏附性。针对当地材料分析如表 4.2.2-1:表 4.2.2-1 混凝土配合比参数表表 4.2.2-1 混凝土配合比参数表 每方材料用量kg/m3 1#料(20-31.5mm)2#料(10-20mm)3#料(4.75-10mm)砂子(0-4.75mm)水(饮用水)水泥(P.O-42.5)外加剂kg/m3 弯拉强度(Mpa)水胶比 方案一 702 293 175 680 200 400/4.1 0.5 方案二 732 305 183 720 160 350 3.5 4.9 0.46 结论:两个方案对比,试验数据显示相同材料下使用外加剂的强
7、度、经济性、耐久性都比较突出。-4-图 4.2.2-2 缓凝剂化学原理图 4.2.2-2 缓凝剂化学原理 表 4.2.2-3 混凝土外加剂用量表表 4.2.2-3 混凝土外加剂用量表 气温的变化2h 内控制参数 小于 5 525大于 25 外加剂用量3.2kg 3.5kg 坍落度1305mm 1405mm 掺量0.9%1%用水量160kg 160kg 图 4.2.2-4 弯道拉毛过程示意图图 4.2.2-4 弯道拉毛过程示意图-5-4.3 滚轴拉毛技术参数要求 拉毛使用长为 500cm、直径为 15-20cm 的无缝钢管制成,两端设有把手与轴承,能够往复托滚,刚度及顺直度满足施工质量要求,如表
8、 4.3.1-1 所示:表表 4.3.1 滚轴参数表滚轴参数表 滚轴直径(mm)滚轴长(m)滚轴质量(kg/m)托滚速度(m/min)面层浆厚(mm)整平路面厚度(mm)160 5 15 10 4 200260 根据缓凝混凝土的坍落度、面层不同料位高差进行拉毛滚压处理,在拌合料摊铺整平 20min 后,以混凝土初凝时间(180min)之前为滚轴拉毛最佳时间开始作业。如表 4.3.2 所示:表表 4.3.2 坍落度与滚轴遍数参数表坍落度与滚轴遍数参数表 料位高度(mm)2 4 6 滚轴长为 5m 坍落度(mm)滚压遍数15 4 6 8 40 3 4 5 60 2 3 4 图图 4.3.2-1 缓
9、凝混凝土拉毛示意图缓凝混凝土拉毛示意图 4.4 缓凝滚轴拉毛耐久性和安全稳定性 缓凝滚轴拉毛施工道路表面会形成一种高强度的保护膜,外观质地均匀、稳定的纹路,提高道-6-路使用寿命和安全行车性能。工程实践证明:采用适宜的原材料及良好的生产、浇筑与养护操作,当水泥用量为 350Kg/m3、水灰比 0.46,制备出 28d 弯拉强度为 5.0MPa 的混凝土,在大多数环境条件下可以呈现足够低的渗透性和良好的耐久性能。如图 4.4.1 和 4.4.2 所示:图 4.4.1 耐久性与水灰比的关系图图 4.4.1 耐久性与水灰比的关系图 图 4.4.2 毛纹示意图图 4.4.2 毛纹示意图 临界区-7-5
10、 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工工艺流程见图 5.1.1:图 5.1.1 缓凝混凝土拉毛施工工艺流程图图 5.1.1 缓凝混凝土拉毛施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备 5.2.1.1 混凝土面层施工现场准备-8-1)人员机械设备准备,主要人员有施工现场管理人员,三辊轴机组操作人员,振捣人员,拉毛人员,其他施工人员,主要机械设备三辊轴机组设备,发电机,滚轴拉毛杆,切割机,振捣棒,槽钢模板。2)浇筑水泥砼前,先将基层上的浮石、杂物、尘土等全部清除,保持表面整洁平整,并洒水养生基层。3)支立模板采用 20cm 槽钢施工,将钢模按放线位置支
11、立,立模的平面位置与高程应符合设计要求,并应支立准确稳固,底面与基层表面应密贴,以防漏浆。接头紧密平顺,严密无隙,不得有离缝、前后错茬和高低不平等现象,顶面应齐平。每次浇筑砼前在模板内侧均匀薄涂一层隔离剂(新鲜机油)或隔离膜,以利脱模,模板安装前,要清除模板内一切杂物,认真核对型号,清点数量,支好平撑和斜撑,拼装时保证整体刚度、平整度、垂直度。为防止漏浆现象,模板拼缝要严密,且拼缝合理,拆装方便,接缝要加海绵条或油毡纸等。在混凝土摊铺前,应对模板的间隔、高度、润滑、支撑稳定情况和基层的平整、湿润情况、以及钢筋的位置和传力杆装置等进行全面检查。如图 5.2.1.1-1 所示:图 5.2.1.1-
12、1 施工现场准备示意图图 5.2.1.1-1 施工现场准备示意图 5.2.1.2 缓凝混凝土拌合站施工准备 1)拌合站拌制缓凝混凝土机械设备人员准备,主要人员有技术员,实验员,拌合站机器操作人员,装载机操作人员,罐车驾驶员,电工,其他工作人员,主要设备拌和设备,装载机,发电机,混凝土运输车等其他相关设备。2)物资材料准备,计量使用砂石材料,水泥,水,外加剂,其他施工材料。-9-5.2.2 配合比设计 1)砂率确定:选择合理的砂率,砂率过大过小都会影响混凝土流动性、强度、外观。砂率不足影响填充石子空隙,坍落度减小;砂率过大,整体骨料比表面积过大,影响混凝土流动性,坍落度减小。2)单位用水量的确定
13、:根据外加剂的减水率、坍落度大小、运距远近、坍落度损失快慢、颗粒细度模数大小确定。3)坍落度大小确定:根据浇筑方法,在保证施工情况下不宜采用过大坍落度,到达现场 120-140mm 为宜,以方便现场施工。5.2.3 拌合运输 1)混凝土拌合物应在初凝时间之内运输到施工现场。2)混凝土的坍落度应根据铺筑最适宜的坍落度值(120-140mm)加上运输过程中坍落度的经时损失值确定,根据运距长短、气温高低随时进行微调,满足现场施工需求为止。3)混凝土搅拌时间应根据混凝土的黏聚性、均匀性及拌合机类型,经试拌确定,并应符合下列表 5.2.3-1 要求:表 5.2.3-1表 5.2.3-1 拌合机类型总搅拌
14、时间纯搅拌时间单立轴式80-120s不短于 40s 行星立轴和双卧轴式60-90s不短于 35s 连续双卧轴式80-120s不短于 40s 4)运输混凝土的车辆装料前,应清洁车厢或车罐,洒水润壁,排干积水。5)混凝土运输过程中应防止漏浆、漏料和污染,防止拌合物离析。6)车辆行驶和卸料过程中,当碰撞模板和基准线时,应重新测量纠正。5.2.4 缓凝混凝土面层滚轴拉毛施工 1)选取 200 米作试验路段,试验路段检验合格后在进行施工,把拌合好的缓凝混凝土运输到现场准备卸料,卸料过程中尽量保证布料均匀,避免离析现象,布料完成后使用插入式振捣棒振捣,振动时应将振捣棒垂直上下缓慢抽动,每次移动间距不大于作
15、用半径的 1.5 倍,并不宜大于 0.6m。插入式振捣棒与模板的间距一般为 10cm 左右。2)加高铺筑缓凝混凝土到顶,再用三辊轴机全幅粗平,并保持同步缓慢匀速前进,摊铺整平积料过多时应及时清除,凹处及时补足振实,行夯往返振捣 23 遍,达到表面平整、均匀、不露石子为度。经初步整平后采用振动梁振捣自一端向另一端振动两遍。3)缓凝混凝整平时,填补板面应选用碎石较细的缓凝混凝拌和物或水泥原浆,严禁用纯砂浆填补找平。并必须保持模板顶面整洁,接缝处板面平整。4)振捣时辅以人工找平,并随时检查模板,如有下沉、变形或松动,及时纠正。-10-5)滚轴拉毛,拉毛的目的是使表面粗糙增强摩擦力,在收水抹面的基础上
16、再进行表面拉毛处理,处理后的表面应经得起车轮长期作用而不磨光,表面应具有纹理和一定的粗糙度。6)第一遍拉毛:整平后,用 500cm 长的拉毛滚轴采用揉压的方法,将混凝土板表面挤紧压实,逼出浆,至板面平整,水泥浆均匀一致,一般拉 3-4 次。7)第二遍拉毛:在析水现象全部停止,水泥浆具有一定的稠度时进行,应采用缓慢匀速进行,直至纹路适中均匀为止,并且要一次完成且中途不得停留,保证拉毛纹理顺畅美观。如图 5.2.4-1 和 5.2.4-2 所示:图图 5.2.4-15.2.4-1 第一遍拉毛示意图第一遍拉毛示意图 图图 5.2.4-25.2.4-2 第二遍拉毛示意图第二遍拉毛示意图 8)针对弯道超
17、高加宽、路拱横坡路面拉毛施工,弯道处混凝土面层施工首先计算超高加宽值,确定超高值支立左右两边模板,校验模板符合超高设计要求,确定加宽值选择拉毛滚轴长度,以确定好的模板高度及滚轴长度进行混凝土面层拉毛施工,拉毛方法及遍数和直线段施工一致。设有路拱横坡的混凝土面层拉毛施工采用半幅施工,经过测量放样路面中线位置支立模板,按设计横坡计算高程支立两遍模板,校验模板符合设计横坡要求,拉毛方法及遍数和直线段一致,宜采用阶梯流水施工,按设计要求处理好每天施工完成的接头位置,以便下次施工。5.2.5 拆模与养生 1)当缓凝混凝强度达到一定强度以后,即可拆除模板,拆模时间保证混凝土边角不应拆模而损坏,根据气温和混
18、凝土强度增长情况而定。2)拆模时先拆除模板支撑、铁钎等,然后用扁头铁撬插入模板与混凝土之间,慢慢向外撬动模板。拆模时应仔细,不得损坏砼板的边、角,并保持模板完好。拆模后如表面有粗糙、不平整、蜂窝或不良外观,经监理工程师同意后可予以修整。3)缓凝混凝完成后,当表面尚呈湿润而有一定的硬度时,马上进行养护。即采用水泥缓凝混凝砼专用养生膜覆盖在缓凝混凝表面上进行养生。在覆盖前均匀洒水,保持潮湿状态,养护时间为七天以上,适当洒水以能保持砼有足够的润湿状态为宜。浇注混凝土后,最初几小时-11-禁止大量洒水。4)缓凝混凝在养生期间和填缝前,禁止车辆通过。如图 5.2.5.1 图图 5.2.5-15.2.5-
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