硬路肩滑模机施工工法研究

摘 要

采用滑模机施工硬路肩具有施工速度快、造价低、强度高、线型流畅、适用性强等优点，大规模推广滑模机施工是目前高速公路附属工程施工的必然趋势。本文依托西安至宝鸡高速公路改扩建工程及宝鸡过境公路路面工程，对硬路肩滑模机施工工法进行了探讨。

关键词

硬路肩 | 滑模机 | 施工工法

随着高速公路和国内机械制造技术的发展，滑模路缘机设备技术由国外引进到国内，应用于高速公路施工当中。该技术不同于了传统制作模式，有极高的工地通用性，可适应各种恶劣工况，省去了租用预制场地等大量前期准备工作，避免了预制过程中的材料浪费以及运输和现场安装中的损耗，能有效克服路面工期紧张和场地狭窄所造成的施工困难。截止目前，已在全国许多省份的道路施工中得到广泛地应用，取得了良好地经济效益和社会效益。但是，这项施工工艺目前还处于发展的阶段，需不断改进，成熟的施工工法尚未形成。

西安至宝鸡高速公路改扩建工程及宝鸡过境公路路面工程B-M08合同段施工过程中硬路肩采用了滑模机施工的工艺，本论文以该项目为例探讨滑模机施工工法。

该项目为《国家高速公路网规划》中横向线连云港-霍尔果斯高速公路(G30)在陕西省境内的重要组成路段，是陕西省交通运输主动脉和“黄金干线”的重要路段，路线起讫桩号为K306+100～K331+155，设计里程25.06km，设计标准为高速公路双向六车道，设计时速120km/h，路面设计宽度为32m，采用沥青混凝土结构，路面结构组合:12cm沥青稳定碎石ATB-30下面层、6cmSBS改性沥青混凝土AC-20中面层、4cmSBS改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13上面层，沥青混合料约35万吨。

速度快

硬路肩滑模机在路面上边制边行，可在地基±25mm不平的路基上直接铺设硬路肩，可连续作业，施工方便，每天可生产成型硬路肩约800m。可加机突击，不影响铺油工程施工，同时无需拆卸即可运输，能够很快投入摊铺作业。

造价低

硬路肩滑模机全部操作仅需五人操作，一次成型后，硬路肩不再需要额外加工，省去了传统方法中的预制、运输、现场安装、沟缝修正等工序。采取就地生产，避免了材料浪费，以及运输及现场安装过程中的损耗。

硬路肩滑模机生产和传统生产方法相比具有省人工，省材料，省时间以及无需支模板，无需加注钢筋等优点，节省成本造价约35%～45%。

强度高

硬路肩滑模机采用锤击法挤压干硬性混凝土，成型的硬路肩密实度高，质地坚硬，和采用振捣方式成型的硬路肩相比，在相同设计的条件下，强度高出20%左右。

采用该机生产可以使硬路肩直接成型浇注，并且可下嵌于土地基础，同时成型后的硬路肩具有较高的抗冲击强度和稳定性，其整体性强度及稳定性是远远优于传统方式生产的硬路肩。

线形流畅

硬路肩滑模机使用了方向自动控制传感器，使摊铺机能够沿一条事先测定好的钢丝绳向前行驶，无需操作人员驾驶。其灵敏度、精确度极高，铺砌后的硬路肩顺直，线形流畅，硬路肩与路面标高均达到了设计要求且平整度好。

适用性强

硬路肩滑模机配备有许多种模具，可以根据不同的地方需求及环境，选择不同形状的模具，适用性强。

另外路面工程一般工期较短，硬路肩需要提前预制并存放大量，采用滑模现浇则省去了预制和存放预制块所占场地，能高效的利用和节省场地，在施工场地受限制的地区具有更好的适应性。

普通的硬路肩滑模机主要由液压气缸、自动系统、撞锤、专用硬路肩横具等4部分组成。

(1)液压气缸

液压气缸控制着高度、转向和水平度。液压气缸的速度对于硬路肩的顺利铺设非常重要。控制高速和水平的液压气缸转动越慢，产品就越精良。

(2)自动系统

硬路肩滑模机的心脏是高度、线性和水平度传感系统。线性传感(高度和转向)装在一个普通双传感匣中。传感匣载在一个可伸缩的管组装件上，该管组装件又由一根驱动电缆与转向汽缸相连，驱动电缆用于确保轮子的转动数量受转向传感器的限制。

(3)撞锺

撞锺是保证混凝土密实度和强度的关键构件。硬路肩滑模机通过撞锺以一定频率、压力挤压混凝土成型时产生的反作用力，推动硬路肩滑模机向前做匀速运动。撞锺在工作时，一定要启动硬路肩滑模机刹车装置，以增大撞锺的反作用力。

(4)专用硬路肩模具

为了适应现行高等级公路各种断面形状的硬路肩，需要制作与设计硬路肩断面相同的模具。

现浇硬路肩施工前应认真做好准备工作，施工过程中应组织好机械和人员，施工后应派专人养生和看护好还未形成强度的硬路肩。

具体施工流程为:施工放样→硬路肩滑模机就位→浇注混凝土→喂砂浆→光面→养生→做胀缝和雨水口。

施工放样

用全站仪放出10m中桩，向两侧设计距离定出硬路肩的边线。施工前，每隔10m打上钢钎，高度调整为硬路肩设计高度，然后在上面各挂上一根150m长3mm粗的专制尼龙绳，绳平面根据实际离开硬路肩边线一定距离以保证硬路肩滑模机能通过。

硬路肩滑模机就位

硬路肩滑模机铺设前应将水稳碎石表面洒水湿润，经防止水份从混凝土中流失。然后将硬路肩滑模机移至施工现场，去掉机器后轮，在后轮精确放到位后，启动硬路肩滑模机，将传感器放在控制标高的尼龙绳上，启动水平、高度控制装置。最后用水平尺，钢尺校核准确，并关闭机器。

浇注混凝土

将拌好的混凝土运到施工现场，向硬路肩滑模机料仓里送料，然后启动硬路肩滑模机，通过撞锺挤推混凝土推动硬路肩滑模机向前运行，每次撞锺可向前移动65～70mm。同时检查成型的路缘石是否塌陷，若发生塌陷则说明混凝土的水灰比过大，此时应减少拌和用水量，直至调到合适为止，以后水灰比以此为准。

喂砂浆

在硬路肩滑模机专用模具后半部分还有一个装置，是往刚成型的硬路肩的上表面均匀加上2mm厚砂浆的。使用的砂浆是砂、水泥的水的混合物(砂与水泥与水的比例为2∶1∶0.58)，并掺加少量润滑剂(比如洗洁剂)，以消除混凝土表面的气泡。在施工中须频繁搅动灰浆以防砂下沉。

切接口

将切口浸湿，轻轻调进切刀至刚成型硬路肩约1/3高度处，切割间距为3～4m。然后轻轻摇摆切刀使之松动，取出，并浇注砂浆，将刚切成的缝从外面糊好，做成一个假缝，并用开槽工具修整接口，缝宽10mm。

光面

待成型硬路肩长度达到6～8m后，便可用成型工具对硬路肩进行光面。初次光面1～2遍即可，待接口完成后再进行一次光面，以消除机器留下的痕迹。

养生

光面后，用塑料布覆盖方式进行养生。24h后，如干燥，彻底湿润覆盖物，辅助养生。

做胀缝

为了防止温度升高时，硬路肩拱起造成破坏，每隔15～20m做一个20mm宽的胀缝，用切割机切割制成，并清除表面上灰浆。

原材料

硬路肩滑模机现浇硬路肩对混凝土坍落度、和易性要求非常苛刻。因此，对原材料的控制和检验非常重要，材料合格后方可使用。

水泥:一般选用P.O42.5的水泥，其强度、收缩性、抗冻性、初终凝时间等应符合规范要求。

碎石或卵石:选用抗压、抗磨性良好的硬石材为骨料，碎石和卵石均可(使用碎石对质量有利)。碎石压碎值不大于28%，针片状不大于10%，颗粒级配筛分合格。根据施工经验，可选择石子种类5～10mm的占82%，3～6mm的占18%。

砂:选用天然干净的细沙，小于0.075的部分含量不得大于5%。

水:使用天然洁净水，含有酸碱度的水必须化验合格后才能使用。

施工设备

滑模机施工所需设备及参数如表1所示。

本文结合具体的工程项目，对路缘石滑模施工技术进行了探讨，研究了硬路肩滑模机施工所需的材料和设备的相关参数，同时对整个施工过程的具体步骤进行了分析，希望对以后的类似工程起到借鉴作用。