水泥混凝土路面机械

第１期（总第１８４期）　山西交通科技　２００７年２月　ＳＨＡＮⅪＳＣ皿ＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＯＦ　ＣＯ　Ⅱ　ＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．　

水泥路面施工机械的应用及发展趋势　

姚伟红　

（山西警官高等专科学校，山西　太原０３００２１）　

摘要：水泥混凝土搅拌和摊铺机　是水泥混凝土道路施工的必备设备，其性能的优劣直　

接影响道路的铺筑质量。因此，对其技术现状和发展趋势进行分析是十分重要的。　

关键词：公路；水泥混凝土；搅拌；摊铺；机械　中图分类号：Ｕ４１５．５　文献标识码：Ａ文章编号：１００６—３５２８（２００７）０１—００７１—０２　

与沥青混凝土路面相比，水泥混凝土路面具有　

诸多优点。由于其承载能力较大，使用寿命较长，因　

此在地质结构较为松软的地带得到了广泛的应用。　

水泥混凝土路面的施工机械主要分为料场设备，即　

水泥混凝土搅拌设备和路上作业设备，即水泥混凝　土摊铺机并辅以其他运输设备等组成。这些设备技　

术性能的优劣直接影响到所铺路面的质量高低。　

１　水泥混凝土搅拌设备　

随着商品混凝土的大力推广及公路工程等级的　

提高对混凝土质量不断提出的高要求，有力地促进　了水泥混凝土生产设备在使用性能和技术水平的迅　

速提高。目前国外一些先进的水泥混凝土搅拌设备　

均已采用了电子计算机自动控制和电视屏幕监控技　

术，对配合比的选择、上料、称量、搅拌、出料及骨料　含水率的测定、配合比的调整以及各种数据的储存　

记录全部实现了自动控制，从而提高了配合比的精　

度。当今国外的水泥混凝土搅拌设备不仅技术性能　先进，自动化程度高，生产的混凝土质量有保证，而　

且产品的品种规格齐全，供用户选择的余地较大。该　

类机械的技术进步主要有下列几个方面的动向：　

ａ）不断开拓新的主机结构形式　近年来在原　有的跌落式和强制式两种基本结构形式的基础上，　

先后推出了行星式搅拌机、滚筒式搅拌机、带振动装　

置的搅拌机、声波搅拌机和跌落一强制搅拌机，等　等。这些新型搅拌主机在降低耗能和提高搅拌质量　

1

检测目的、依据、方法、原理、设备

2.1检测目的

因该路段经多年运行后，路面出现了裂缝、板角断裂、边角剥落和坑洞等破损现状，为确保道路改造工程质量优良，必须对现状路面进行全面、详尽的调查和检测，给改造设计提供详细可靠的依据。按委托要求，本次对工程范围内双向车道进行路面结构承载能力（弯沉检测），提供弯沉成果及图、表、资料等；进行原有道路路面破损状况调查，提供路面破损等各种相关的图表；进行路面结构层厚度调查，提供路面各结构层的材料组成与厚度值、平整度。

2.2检测依据

1. 《公路技术状况评定标准》 JTG H20—2007

2. 《公路路基路面现场测试规程》 JTG E60—2008

3. 《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1—2004

4. 《公路养护技术规范》 JTG H10—2009

5. 《公路桥涵养护规范》 JTJ H11—2004

6. 《公路水泥混凝土路面设计规范》 JTG_D40-2011

7. 《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 JTJ 073.1-2001

8. 《公路土工试验规程》 JTG E40—2007

2.3检测基本原理

FWD在测定路面动力弯沉时，它是通过计算机控制下的液压系统提升并释放一重锤，重锤作用于弹簧或橡胶垫，通过承载板（直径30cm）将近似半正弦的脉冲荷载传递到道路表面，荷载大小通过改变重锤质量或提升高度，可在较大范围内（10KN～150KN）调整。荷载脉冲持续时间0.02～0.03s。利用沿荷载轴线布置的5～9个传感器（位移型或速度型）可以量测出动荷载作用下的路表面的动态弯沉曲线，较准确地反映出行车荷载下路表面的弯沉盆形状。 2

图2-1 落锤式弯沉仪(FWD)测试原理示意图

为更好地实测出轮载下路表面的弯沉盆曲线，FWD弯沉传感器的布置数量应尽可能多，国内外大量研究表明，弯沉盆中的弯沉值测量应使用不少于5个的弯沉传感器，最好能用7个，且传感器的分辨率应达10-6m。设置传感器的位置应随路面结构的刚度不同而异。由于路基的强度对弯沉盆的形状起主导作用，因而应该至少有两个传感器设置在离荷载的距离使能足以估算出路基的强度，一般认为，弯沉数据应包括从荷载中间的最大弯沉值扩散到放射线达到2.1m处的弯沉值。Carlbro FWD标配有9个位移传感器，结合弯沉盆形成特性，其弯沉传感器排列方式见表2-1。

水泥混凝土摊铺施工工艺

1、功用

水泥混凝土摊铺机是一种将水泥混凝土均匀地摊铺在路基上，经过振实和整形，完成铺筑水泥混凝土路面的机械。

2、分类

水泥混凝土摊铺机按其性能和施工方式，可分为轨模式和滑模式两种类型。

轨模式水泥混凝土摊铺机又称“摊铺列车”。它由布料机、振捣机和抹光机组成。它们一起在铺设的两根轨道上行驶，轨道兼作边模，故称为轨模式。

3、轨模式施工工艺

首先，架设好轨模，运料车将水泥混合料倾倒在模板内的地面上，由布料机摊铺到路基的各个位置上，然后通过预整平振捣机组进行振实，再由搓动式抹光机抹平。在混凝土硬化期间保留轨道边模不拆，以防路边塌落，待硬化后，再拆模板，作为铺筑下一段路面用。这种工艺安装、拆卸模板费工、费时，且需大量模板才能保证作业所需，作业效率和经济效益较滑模式摊铺机低。

轨模安装：轨道式摊铺机施工的整套机械在轨道上移动推进，是以轨道为基准控制路面高程。由于轨道和模板同步安装，统一调整定位，将轨道固定在模板上，既作为水泥混凝土路面的侧模，也是每节轨道的固定基准座。

轨模式施工工艺流程

施工机械的选型配套

4、滑模摊铺施工

滑模式摊铺机是一台整机。在机架两侧装有长模板，模板随机械滑行的同时对水泥混凝土进行连续摊铺，并进行振实、整形。依靠装在机器上的模板，就能按要求的路面宽度挤压成形。由于这种机械集摊铺、振实、修整于一体，结构紧凑，操作集中方便，可实现自动控制，节省人力物力，加快施工进度，提高经济效益。

国内外产品：CMI、COMACO、Wirtgen

滑模摊铺路面

滑模摊铺路缘石

滑模摊铺水渠

滑模摊铺机构造与工作原理

工艺流程

混凝土的运输和初步整平

拉杆布置

虚方控制板是用来控制混凝土进入成型模板的数量，进料过多或过少都不好，都会直接影响到摊铺质量。进料过多，水泥砂浆停留在振动框里、难以进入成型模板内，影响表面光滑；进料过少，摊铺厚度得不到保证。

虚方控制板由三个液压缸控制，该板可以整体式升降，最大升降高度为200mm。也可以单独左边、右边或中间升降。升降多少由左边、中间和右边的刻度尺上直接显示出来，驾驶员可以根据振动框内混凝土砂浆的多少来调整虚方控制板的高低，实践证明调整到高于成型模板100mm时效果较为理想。

水泥混凝土路面机械化施工技术　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉ０ｎ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　

一广东省长大公路工程有限公司高国水／ＧＡＯ　Ｇｕｏｓｈｕ　

▲水泥混凝土路面施工中，水泥混凝士的搅拌生产和混凝土的摊铺是水　＿▲泥混凝士路面施工中的核心环节。梅河水泥混凝土路面业主要求采用　＿—＿▲滑模摊铺机进行摊铺施工，所以水泥混凝土路面摊铺是施工中难度较　大、技术要求较高的工序。以下从设备选型，摊铺前的准备、滑模摊铺机的合　

２００６．０６建设机械技术与管理　５　１

　维普资讯 比购置了南方路机的两台ＨＺＳ１５Ｏ水　泥混凝土拌和楼。该设备对骨料含水　率具有自动补偿功能，同时也能自动　计算和调整混凝土的配合比。在使用　过程中该设备性能十分稳定　故障率　少，得到了业主的好评　它是梅河路面　一标能顺利完成施工任务的保证。　１．２摊铺机选型　梅河高速路面施工要求必须使用传　力杆插入装置（简称ＩＤＢＩ装置）　采用双　车道整幅一次性摊铺，摊铺宽度８．５ｍ，　厚度２８ｃｍ。从满足质量和进度要求上考　虑，公司购置了美国的ＧＯＭＡＣＯ　ＧＰ一　４０００带ＩＤＢＩ装置的四履带水泥滑模摊　铺机，该设备技术成熟、性能良好。购　置原因主要有以下几点：　（１）驱动能力　如果在混凝土摊铺　机前没有布料摊铺机　未完全分布均　匀的混凝土就会给摊铺机造成相当大　的阻力　所以摊铺机驱动力要有足够　的储备．否则铺筑时会影响路面平整　度，严重的会使履带打滑，造成摊铺机　无法正常行走。因为滑模摊铺机是由　成型模板对水泥混凝土挤压成型的，　所以应选择自重较大的机械以产生足　够的挤压力和附着力。Ｇｏｍａｃｏ　ＧＰ－　４０００的动力选择为４７５ＨＰ的卡特彼勒　发动机，具有足够的摊铺驱动力。　（２）摊铺机布料能力，在施工中，　布料均匀能力强的摊铺机，才能使得　滑模摊铺机得以平整连续摊铺，而且　摊铺阻力不能太大。一台布料能力不　５２　ＣＭＴＭ　２００６．０６　强的摊铺机，不仅需要其它设备（如挖　掘机等）协助布料，而且由于混凝土分　布不均，摊铺机行进阻力较大甚至无　法摊铺。由于该施工段防撞栏已做好　施工条件受限制　无法用上水泥混凝　土布料机，所以摊铺机独立布料能力　就显得尤为突出和重要。从使用效果　上看　布料铲（刮板式布料器）的布料　能力远大于螺旋布料器。　（３）新一代传力杆插入装置（ＩＤＢＩ　装置）　梅河高速水泥混凝土路面的施　工　率先使用ＩＤＢＩ装置，在全国范围　内也是第一次大面积使用。梅河高速　每隔５ｍ插入直径３２ｍｍ，长５００ｍｍ　的纵向传力杆，同时每隔６０ｃｍ插入一　根直径１６ｍｍ，长８００ｍｍ的横向中间　拉力杆。该装置节约安装时间　简化操　作控制，提高工作可靠性和工作效率　大大缩短了工期。　２摊铺前的准备　水泥混凝土路面摊铺前的准备工　作很多，这里主要强调摊铺前的基准　线的设置、洒水和卸料工作。　２．１基准线的设置　它是摊铺２８ｃｍ水泥混凝土路面　平整度的关键。面层是在稳定土基层　上摊铺的，因此采用双侧挂线为基准　的办法进行摊铺，每５ｍ设一个线架，　相邻３个线架的接线刻度高差不能大　于土１．５ｃｍ。在弯道及超高路段则要每　隔５ｍ设置～个线架，其相邻高度差可　适当放宽。钢丝绳的张紧度应合适，一　般为８００Ｎ的拉紧力．放线时不要过　长　一般为１５０．．２００ｍ　防止出现较大　的误差．两段基准线间应有１０ｍ以上　的重合段　待找平传感器滑过重合段　后才能拆除旧线。　２＿２洒水　摊铺前的洒水工作看似简单，往　往不被施工人员重视　但如果洒水处　理得不好，会严重影响路面的质量。洒　水主要根据基层材料、环境温度、湿　度、风速等诸多因素来确定。即保证摊　铺水泥混凝土之前基层湿润，而且尽　可能撒布均匀　尤其在基层不平整之　处禁止有积水现象。从施工现场辩乏看，　大多数情况下是洒水量不足。因为基　层较干，铺筑后水泥混凝土路面底部　产生大量的细小裂纹，有些裂纹与混　凝土本身的收缩应力产生的裂纹重叠　后使水泥混凝土路面的裂纹增多。　２．３卸料　自卸车的卸料也是常常被忽视的　工序，在施工中经常出现摊铺机前堆　料过多使摊铺机行走困难的现象，有　时布料过少，使振捣箱内的混凝土量　不足，路面厚度得不到保证。这种摊　铺机前混凝土或多或少的现象，会严　重影响混凝土路面的平整度。在实际　施工中，根据基层表面尺寸面层基准　标线隔段实测来决定混凝土的卸料　量，这样可以避免卸料不均的问题。