高速公路路缘石施工中滑模摊铺机的应用研究

黄忠

（中交四公局第五工程有限公司，西安710065）

1 引言

随着交通行业的迅猛发展，高速公路作为我国三大交通之一，逐渐实现了全面机械化施工，提高了施工质量，加快了施工进度。在传统的高速公路路缘石施工过程中，主要采用预制法施工，施工进度较慢，工序多，占地面积较大，路缘石整体强度不足[1]。滑模摊铺机施工作为先进工艺，其应用极大地保障了路缘石结构的整体性与工程强度，并且明显加快了施工进度，节省了人力、物力资源，使公路建设取得了良好的经济与社会效益。对此，应大力推进滑膜摊铺机的应用，为我国高速公路的发展提供推动力。

2 滑膜摊铺机的工作原理

依照滑膜摊铺机不同的工作原理，可将摊铺机分为挤压式、锤捣式、振动式、振捣式等类型。其中，应用挤压式摊铺机时，混合料被旋螺推进器或往复缸不断推入模具中，充分填充模具后，混合料内部产生挤压作用力，最终形成具有一定密实度、形状与强度的构件。在构件成型阶段，混合料将螺旋输送器的水平反力传递至行走轮和机架，使整机沿路面向前推进；应用锤捣式摊铺机时，需要在滑膜机成型模具前装设锤捣装置，通过锤捣挤压混凝土，使混凝土进入成型模具内，摊铺机行走主要依靠自撞锤的反作用力；振动式摊铺机是在模具前装设高频低幅振动器，通过振动水泥混凝土，使其具有一定的密实度，摊铺机行走主要依靠本身动力而非混合料带来的反作用力，所以，该设备行走较为稳定；振捣式摊铺机是在成型模具前装设振捣棒，通过振捣棒使水泥混凝土具有一定密实度。

不同的滑模摊铺机的工作原理虽然存在一定的差异，但是，摊铺机的整体结构大多一致，由成型模具、喂料器、料斗、密实机构、控制系统、升降系统等构成。

3 滑膜摊铺机在高速公路路缘石施工中的特点

和传统使用的预制法施工相比，滑模摊铺机的应用能增强路缘石的施工质量，提高基座混凝土强度，提高工程平整度，使工程线条较为顺畅，整体稳定性良好。并且滑模摊铺机的使用极大地节省了人力、物力资源，减少了成本投入，进一步增强了高速公路的安全性，同时，使经济与社会效益得到显著提升。

3.1 施工速度较快

传统预制法施工需要提前预制路缘石，后在公路路肩预挖沟槽，将路缘石砌入其中，施工工序多，需要大量人工参与，施工进度无法保证。而采用滑模摊铺机施工能够实现行走摊铺，每日生产成型路缘石约1 500 m，在地基不平（高差在±25 mm）的情况下，可直接进行路缘石铺筑，生产效率较高。

3.2 工程成本低

滑膜摊铺机施工中，现场仅需要1～2 名工作人员配合，大量节省了人工成本，并且可以一次铺筑成型，无须再次加工处理，节省了传统路缘石施工中的支模、浇筑、振捣等多项工序，最大限度地节省了时间成本。其就地生产的方式避免了原材料浪费，节省了材料。据统计，滑膜摊铺机的应用可节省路缘石工程造价的20%～30%。

3.3 混凝土强度较高

传统的路缘石施工将路缘石分为无数个个体，而滑膜摊铺机的应用使路缘石基座采用整体浇筑模式，一次成型，工程整体性、稳定性较好，极大地保障了工程强度。同时，成型阶段可自动挤压，抗冲击强度、稳定性较好。

3.4 外观线条顺畅

传统预制法施工在装设每个路缘石时，主要依靠人工设定每个沟槽位置，存在一定的误差，且线条顺畅性不足。而滑模摊铺机上设置了方向自控传感器，可以使摊铺机自动沿着一条预先设定的路线行驶，灵敏性与精确度较高，铺筑后路缘石线条流畅，外形美观。并且滑模摊铺机还能依照路缘石设计需求加工适宜模具，使路缘石工程与整体环境有效结合，提高了工程美观性与适应性。

4 高速公路路缘石施工中滑模摊铺机应用技术

4.1 工程整体概况

陕西神木市某高速公路施工路段全长为32.5 km，标段长15.4 km，采用双向四车道，公路时速预设为100 km/h。排水设施设计为纵向集水沟、急流槽、路缘石等。在工程原设计中，路缘石施工采取预制法施工，后续为加快工程进度，提高路缘石施工质量，标段路缘石施工积极引进滑模摊铺机（产地：德国；型号：WirtgrnSP-15）施工，相比预制法施工，该施工工艺平均日铺筑量达2 km，是传统预制法的2 倍，且施工强度较高，抗挤压能力较强，整体美观性较好。

4.2 原材料要求与配合比试验

对于粗集料，应采用清洁干净、质地坚硬、耐磨耗、高强度的扎制碎石与砾石，以5～20 mm 粒径为主，压碎石值不应高于28%，针片状颗粒的含量不可超过总量的10%，砾石最大路径不可高于20 mm。对于细集料，应选择颗粒干净、级配良好的河沙，粒径应小于5 mm，小于0.075 mm 的细集料含量不可超过总量的5%，做好质量检验工作，合格后方可进入施工场地。对于水泥，选择低标号硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、砂渣水泥均可，保证工程强度与和易性，保障水泥在干燥环境内长期存放。

为最大化地利用各种材料，提高路缘石施工质量与使用寿命，应在施工前选择一段路段进行试验，若发现问题，应及时调整配合比，尤其应重视坍落度，避免路缘石出现坍塌、出现蜂窝小包、拉裂等现象，保证路缘石表面平顺光滑。同时，在试验中应选择最佳作业速度，若选择振捣式摊铺机，应选择适宜的振幅和频率，全面发挥摊铺机作用。在本次施工中，最终实验得出的水灰比为0.58；施工现场坍落度为3～5 cm；施工配合比为：水泥∶细集料∶粗集料=370∶868∶868。

4.3 施工准备工作

依照工程设计需求，在高速公路沥青路面面层施工前，应在混凝土路面两侧放出边线，加密控制点，直线段加密控制点间距应控制在10～20 m，曲线段加密控制点间距应控制在5 m，以钉连接控制点，打好白线或者直接拉扯钢丝绳，在定点处测量路宽，不可低于设计路宽。测量放线结束后，应做好切边工作。在切边过程中，切割机标尺应放置在放线中心，操作人员应保障操作手均衡用力，以保证切割机行驶速度均匀。切边时，应保障沥青路面结构层的厚度与设计相符，并及时用运输车将切割下的混凝土运出施工现场。切边时，应保障冷却水的清洁，避免污染基层路面，保证路面整洁度。最后，切割时应保证切边准确、直线顺直、曲线圆滑，并及时清理切边产生的碎屑、浮浆，为后续施工顺利进行奠定基础。

4.4 混凝土拌和与运输

混凝土拌和质量直接关系着路缘石工程整体质量，因此，操作人员应严格控制。上料时，应注意料不串仓，存料不可少于料仓容量的1/2。在拌和楼每工作4～5 h 后，应对其检查一次水泥进料口，检查是否堵塞，保障水泥进口畅通，确保水泥供给。严格控制现场混凝土坍落度在30～50 mm。为保证混凝土顺利拌和，应重视拌和楼的清理及养护工作，避免拌和楼带病运行，影响拌和质量。

混凝土拌和完毕后，还应重视运输工作，若运输过程中车辆行驶速度不均匀，可能导致混凝土离析；若车辆行驶过快，可能导致摊铺机无法及时摊铺，影响路缘石质量。因此，混凝土运输时，应选择经验丰富的司机，避免行驶过快或过慢，保障行驶速度均匀，满足摊铺机的摊铺需求。同时，混凝土运输时，应选择专用运输斗车。另外，严格控制时间，混凝土在斗车内时间不可超过40 min，严格控制混凝土质量。

4.5 振动参数设计

水泥混凝土具有干硬性，经过振动，能够改变其物理性能，同时，在自重作用下，骨料重新排列，提高了混凝土的密实度。实践表示，混凝土振动时，振幅越大，则混凝土液化水平越高，可以提高混凝土的流动性。但是，若流动性过大，也会导致混凝土内集料排布混乱，导致路缘石严重变形。若振幅过小，则路缘石难以达到理想密实效果，影响路缘石质量与作用发挥。对此，结合此次工程实际情况，经过科学试验，最终得出：本次使用滑模机最佳振幅为0.2～0.4 mm。

4.6 摊铺与抹平

滑模机摊铺之前，应做好基层质量检查工作，若发现缺陷，应及时修正，避免缺陷不断发展，为高速公路安全带来隐患。在路缘石施工前，应做好滑膜摊铺机内部模具的润湿工作，避免混凝土在黏附在模具上，影响产出路缘石表面的平滑性。摊铺机运行时，摊铺初运行速度在0.5～1.0 m/min，正常行驶时速度可提升至1.0～2.0 m/min。同时，施工人员应根据混凝土的实际情况、摊铺效果等对施工参数微调，对部分缺陷进行人工修饰，保障其外观质量。注意：施工阶段应尽可能减少大幅转向、停车等情况，保证工程连续性。当混凝土摊铺不连续时，将滑膜机退回至已摊铺端20～30 cm，重新浇筑时，应放缓浇筑速度，加强连接处振捣，能有效消除鼓包，减少气泡的产生。

4.7 养护、切缝

在路缘石成型后，应在10～12 h 内展开养护工作。通常，应每日进行洒水工作，保证路缘石表面湿润度，并覆盖薄膜，降低水分散失，防止混凝土出现裂缝。如此持续5～7 d，养护工作完成。若施工地处南方，空气湿润，天气多雨，应做好防水工作。切缝应在路缘石成型后24 h 内完成，每15 m 设置1 道伸缩缝，缝宽控制在20 mm，缝深控制在40 mm 以上，切缝完毕后用沥青砂填平。

5 结语

路缘石施工作为高速公路重要工程，不仅起着安全防护作用，还关系着公路工程的排水性能，在高速公路中发挥着重要作用，因此，应严格控制路缘石的施工质量。滑膜摊铺机施工技术作为新型技术，其应用加快了施工进度，提高了工程质量与外观水平，降低了施工成本，值得推广。但是，在滑膜摊铺机实际施工中，仍存在诸多问题，应积极借鉴国外先进工艺，根据我国实情对该技术进行创造性研究，推动滑模摊铺机施工技术发展。