浅谈高纬度寒地多年冻土区机场跑道道面施工工艺.docx

浅谈高纬度寒地多年冻土区机场跑道道面施工工艺 摘要:采用厂拌法拌合水稳集料,利用摊铺机摊铺整形作业,用宽幅塑料薄膜覆盖养生,待达到强度后支钢模浇筑低温早强混凝土。并在混凝土中掺入高效减水剂、引气剂等复合外加剂,改善混凝土耐久性能,保证混凝土在低温下水泥颗粒继续水化,混凝土强度继续增长,保障混凝土道面结构质量。 下载 关键词:高纬度寒地 多年冻土区 机场道面 厂拌法施工 工艺 0 引言 对于水泥混凝土机场跑道,构成道面破坏的原因除地基不均匀沉降、工后沉降外,混凝土冻胀裂缝也是影响跑道质量的一个重要因素。采用“厂拌法”水泥稳定砂砾石基层施工,提高了跑道的整体性、刚度和水稳性。由于所施工机场水泥混凝土道面后期施工在9月初至10月上旬,该高纬度寒地多年冻土区白天气温在5左右,夜间最低温度在-9-12左右,因此这阶段采用试验方式确定冻融循环作用下最佳低温早强耐久混凝土配合比,并在施工过程中控制钢模板质量、控制摊铺质量、控制面板养生质量等多种方式保证混凝土道面施工质量,减少后期道面冻胀裂缝的发生。 工艺流程及操作要点: 1 水泥稳定砂砾层的操作要点 1.1 确定水泥稳定砂砾石配合比 根据设计指标7d浸水后的抗压强度(3.5MPa)和28d回弹模量(500MPa),通过实验选取最适宜集料,水泥剂量和混合料的最佳含水量及最大干(压实)密度。 1.1.1 砂砾石、石屑筛分实验 取代表性试样,在砂砾石的压碎值30%的情况下,做砂砾石的筛分实验得出筛孔的通过百分率,计算出砂砾石应占混合料的百分比。 1.1.2 水泥剂量 水泥剂量是影响强度的主要因素。剂量小,不能保证施工质量;剂量大,不经济,还会使基层的裂缝增多,对面层造成不良影响;因此制备同一种集料、不同水泥用量的水泥集料混合料,一般按4%、5%、6%的水泥用量配制。 1.1.3 重型击实试验 用内插法确定水泥混合料的最佳含水量和最大干(压实)密度。按设计预定达到的压实度,分对试件进行保湿、养护、浸水、无侧限抗压强度试验得出水泥稳定砂砾石的最佳配合比。 1.2 下承层测量放线 1.2.1 在已做好的路基上全面验收标高、宽度、平整度、横坡度、压实度和弯沉值检查,看是否有弹簧现象、松散情况,合格后进行下道工序施工。 1.2.2 在验收合格后,施工摊铺前,首先恢复中桩。一般每200300m用全站仪放出一个控制点,后用经纬仪每10m设一加密点。根据中桩及摊铺宽度每边加3050cm定出边桩指示桩。 1.2.3 每200300m增设一临时水准点,并把设计标高在指示桩上标出来作为施工控制标准, 1.2.4 在铺筑段两侧培作土模路肩,土模宽度比设计宽度宽1020cm,土模高度与水稳层松铺同高,土模必须拉线垂直切除,其密实度在80%左右,培设路肩后应在每隔10m交错留泄水沟或盲沟。 1.2.5 设置钢丝基准线 选用23mm的钢丝作为基准线。每段基准线长度300m(曲线不超过100m),在钢丝两端必须用紧线器同时张拉,张力在800N以上,以钢丝不产生挠度为准。固定钢丝基准线的钢钎采用刚度大的1618mm光圆钢筋加工,并配固定架采用丝扣以便拆卸和调整标高,钢钎间距一般是直线10m,曲线5m,设在距铺设宽度外3040cm处。两侧均设钢丝基准线,其标高误差为-2+5mm间。整个作业时间内设专人看管,严禁碰撞。 1.3混合料拌合 1.3.1 采用WBC500拌合站集中拌制,各种集料分仓储存,防止混料、污染、受水侵害。拌制时严格按配合比配料,根据材料含水量及天气温度,每天由试验室开具施工配比单。采用电子计量装置控制上料准确度并定期抽样检查。 1.3.2 拌合时,应严防水泥下料口堵塞不流动或者流量不足,造成缺少水泥现象,应勤检查,观看拌合料是否均匀、色泽一致。否则应废弃。 1.4 摊铺和碾压 1.4.1 摊铺 施工时要保证拌和机与摊铺机的生产能力相匹配。本工程所用WBC500拌和站实际生产能力在300t/h以上,摊铺机摊铺能力在250t/h以上,因此混合料生产能力和摊铺能力基本匹配,不会出现摊铺机停机待料的情况。 摊铺前对下承层进行彻底清扫,并适量洒水,保持下承层湿润,施工时严格测量架上钢丝顶点标高,以确保基层的高程和平整度。摊铺时混合料的含水量应大于最佳含水量12%,以补偿摊铺及碾压过程中的水分损失。在摊铺机后面设专人消除粗细集料离析现象。特别是粗集料窝或粗集料带应该铲除,并用新混合料填补或补充细混合料并拌和均匀。严禁用薄层找补法找平。如有局部低洼,可采用翻松后添加新拌和混合料重新碾压。 摊铺时,摊铺机储料斗及搅笼分布宽度内应备有充足摊铺料,供料应连续供应,尽量避免摊铺机中途停机待料。摊铺过程中,运料车辆倒车至摊铺机前3050cm停车,挂空档,让摊铺机与运料车主动接触,推动料车前进,避免强烈碰撞,并同速前进,缓缓卸料。 1.4.2 碾压 混合料经摊铺和整形后,应立即在全宽范围内进行碾压。采用两台两轮压路机和两台CA25振动压路机,直线段由两侧向中心碾压,曲线段由内侧向外侧碾压,轮迹重叠30cm,使每层整个厚度和宽度完全均匀的压实到规定的密实度为止。碾压时先轻后重,先静压,后振压,再静压,调整好压路机的振动频率,防止波浪的出现。压实后表面应平整、无轮迹及隆起、裂缝搓板及起皮松散等现象,压实度达到重型击实试验确定的最大干容重的98%。碾压过程中,水稳砂砾石的表面层应始终保持湿润。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或刹车,如必须调头,应在调头处覆盖彩条布或粗砂,以保证基层表面不受破坏。 1.5 工作缝处理 工作缝处理是水泥稳定砂砾施工中很重要的一环,每天摊铺混合料时尽量减少横向工作缝,如因故中断时间超过2h则设置横向接缝。横缝应尽量设置得与上层连接线路面混凝土板的假缝位置一致。处理方法为 1.5.1 摊铺机驶离后人工将摊铺的末端混合料挂线切削整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度应与混合料的压实厚度相同,同时整平紧靠方木的混合料。 1.5.2 方木的另一侧用砂砾石或碎石回填3m长,其高度应高出方木几厘米。将混合料仔细碾压密实。 1.5.3 在重新开始摊铺前,将砂砾石或碎石及方木除去,并将下承层顶面清扫干净。 1.5.4 摊铺机返回已经压实层的末端,重新开始摊铺混合料。 1.5.5 如摊铺中断后,未按上述方法处理横向接缝,而中断时间已经超过2小时,则应将摊铺机附近及其下未经压实的混合料铲除,再将已碾压密实且高程等符合要求的末端挖成一横向向下的断面,并在该截面上刷一层水泥净浆,严禁斜接。然后再摊铺新的混合料。 1.6 养生 碾压完成后立即用宽幅塑料薄膜覆盖进行养生,若需补水则及时补水。养生期不小于14天。养生期间封闭交通,如因特殊原因不能封闭交通时,应将车速控制在30Km/h以下,但禁止重型车辆通行。 1.7 压实度、高程、平整度、厚度及无侧限抗压强度的检测 用灌砂法做压实试验,并且测量水泥稳定砂砾石层厚度,若压实度达不到98%,马上再碾压使其达到98%;高程(1010方格网检测)须符合+1cm、-2cm;平整度(2000m2)检查三处)不应大于10mm;宽度(用钢尺丈量,每50m不少于一处)不小于设计值;无侧限抗压强度,应在现场取具有代表性的件试,养护6d,浸水1d,进行强度试验(应不小于3.5MPa)。 2 水泥混凝土道面的操作要点 2.1 基层验收 验收基层表面是否平整、有无松散现象,以及基层强度是否符合设计要求。 2.2 测量放线 在验收合格的基层上每20m放出中线及边缘线,并准确的放出纵向分块边缘线,测算出各桩标高。每100m增设一临时水准点。 2.3 安装模板 2.3.1 模板设计 采用形式为阴企口的钢模板,长度4-5m;道肩部分模板采用平缝模板,用槽钢制作。其各项偏差符合民航规范技术规定。 2.3.2 支模方法 按照道面分仓图间距,在上基层测量放样,并用钢钉制作控制点,并在分仓线上每10m抹一个砂浆墩并划出平面位置,其高程比模板下低5mm。 采用钢支架打桩与拉钩固定模板。使得模板平面位置准确、牢固。模板接头使用木垫块与模板内侧平齐,以保障模接头紧密、平顺,不得有离缝,前后错位和高低不平等现象。 支模先校平面位置允许偏差为5?L,宽度检查,虚宽应为混凝土板宽22mm。再调高程,允许误差为2mm。 混凝土拌和物摊铺前,要对模板的间隔、高度、支撑稳定性、基层的平整、湿润,以及钢筋的位置和传力杆拉杆设置等进行全面复测。模板刷脱模剂以利于拆模,模板与基层接触面不得有缝隙,如有应用砂浆或油毡封堵。最后报请监理验模。 2.4传力杆和钢筋制作安装 2.4.1 拉杆、传力杆必须平直,打平端部毛茬,长度误差不超过10毫米,表面作尽老锈,传力杆一端刷25cm沥青。 2.4.2 道面钢筋补强 因为道槽土基下有几处粉质粘土和多年冻土换填区域,为了保证混凝土道面板的刚度,防止道槽土基产生不均匀沉降,造成板面断裂,沿换填区域边缘(A区和B区交接处),道面板的位置增设双层钢筋网片,在钢筋混凝土盖板暗涵上的道面板也增设了双层钢筋网片。 上下两层钢筋网片要分两次安装,先铺设5cm的混凝土,用平板振捣器振捣密实,表面要平整,然后放下层钢筋网片,浇筑混凝土至道面6cm,安放上层钢筋网片。 拉杆、传力杆、钢筋网片、角隅钢筋、平缝加筋施工时,要注意上下保护层厚度,设专人检查验收。 2.5 混凝土配合比设计 2.5.1 水泥:由于本机场飞行区为4C等级,因此水泥性能指标应符合民用机场飞行区水泥混凝土道面施工技术规范(MH5006-2002)规定,并采用旋窑生产的强度等级为42.5以上的含碱量小于0.6%的普通硅酸盐低碱水泥。 2.5.2 细骨料:选用有害物含量小、坚固性、级配良好的天然中粗砂。混凝土用砂含泥量3.0%,氯离子含量0.06%,考虑到砂中碱活性对混凝土道面破坏的危害性,水泥混凝土道面面层用砂要采用化学法和砂浆长度发进行集料碱活性检验。 2.5.3 粗骨料:选用连续级配、坚固性优良、含泥量小、坚硬耐久的碎石、卵石或两者的混合物,最大粒径不得大于40mm,含泥量1.0%,针片状颗粒含量8%,现场爆破的安山岩绝不能做粗集料。 2.5.4 外加剂:不宜选用含钾、钠离子的外加剂,外加剂技术性能指标应符合混凝土外加剂(GB8076)、混凝土防冻剂(JC475)规定。 2.5.5 掺合料:粉煤灰在混凝土配合比计算中超惨系数I级灰取1.21.4,同时极限参量不大于15%. 2.5.6 拌合水:混凝土搅拌用水应满足民用机场飞行区水泥混凝土道面施工技术规范(MH5006-2002)的规定。 2.5.7 引气剂:由于该机场道面建成后应使用冰盐、融雪剂等致使表面砂浆剥离,因此为了防冻和抗盐,应在水泥混凝土中使用优质引气剂并将含气量增大到6%,并按引气混凝土路面施工规程(DB23/T510-2000)确定混凝土中含气量。 2.5.8 配合比:混凝土试配强度按设计抗折强度1.15考虑,考虑道面拉毛等因素,硅酸盐水泥用量在300-330kg/m3之间。水灰比不宜大于0.44,以保证配合比出来的混凝土28天抗折强度达到5.0mPa,抗冻指标D300。 2.6 混凝土浇筑摊铺 2.6.1 用人工摊铺,按板边、板角、板中的顺序进行。边、角部位采用人工翻锹扣料,防止出现蜂洞,并掌握好虚高,虚铺厚度预留10%的沉降量;严禁抛掷耧耙,防止混凝土拌合物离析。 2.6.2 铺前将基础洒水湿润,基础表面须清理干净。 2.6.3 因砼厚度不大于40cm,所以一层摊铺。 2.6.4 每天摊铺混凝土时要和搅拌站取得密切配合,收工前什么时候停止搅拌,应估算好,如有多余的混合料可做预制顶块,以免浪费。 2.6.5 任何一块砼板没有铺筑完整前,不得中断铺筑工作。 2.6.6 禁止使用已经初凝的混合料进行摊铺。 2.6.7 为了不使无胀缝道面的施工缝起胀缝的作用,施工缝应绝对避免设在同一横断面上,当采用纵向连续铺筑混凝土施工工艺时,与相邻的施工缝至少错开一个板块。 2.6.8 铺筑填仓混凝土时,在已铺筑的道面上应沿边缘铺盖一定宽度(0.6-1.0m)的塑料布,以保护邻板,并应注意避免将混合料弄到相邻的混凝土板上,若弄上应及时清除,并将挤到相邻板上的砂浆清除干净。 2.6.9 为避免填仓的混凝土板因两侧混凝土板的收缩引起不规则断板,在铺筑填仓混凝土前,应对两侧混凝土板相连的收缩缝进行油毡隔离处理。 2.6.10 一次连续铺筑混凝土的最大长度,一般不允许超过120m。 2.7 混凝土振捣 2.7.1 为了保证振捣的密实性和均匀性,砼振捣采用桁架式自行振捣机振捣为主,混凝土板的边角及企口部位使用插入式振捣器振捣。为了防止漏震,自行式振捣机振捣,应逐行循序进行,每次移位纵向重叠5-10cm。为防止模板移动,振捣器与模板之间留有5-10cm的距离,振捣机在每一位置振捣的持续时间应以拌和物停止下沉,不再有气泡,表面呈现泛浆为准,也不宜过震,防止砂浆集中。 2.7.2 振捣过程中辅以人工找平,挖高补低,再次振捣,振捣工序完毕后,呈现出既有乳浆又大致平整的表面。 2.7.3 在有钢筋的部位,混凝土振捣采用插入式,振捣时要防止钢筋移位。钢筋的加工、绑扎、摆放等应符合施工图的要求。在混凝土浇筑之前对摆放的钢筋进行一次复查。在浇筑混凝土过程中要保护好钢筋不受损伤,不松动和翘曲变形,位置准确。钢筋加工、绑扎、焊接及安装,均作为隐蔽工程填报。 2.7.4 完成振捣和初步找平后,再使用条夯和砼整平机振捣,往返三次。以赶出混凝土表面剩余气泡,压下粗石骨料,使混凝土板表面进一步泛浆。如出现凹凸现象,应及时找平。 2.7.5 滚筒作业 混凝土拌和物振捣找平后,再用滚筒进一步提浆找平。找平时允许使用原料中较细的混凝土,严禁使用砂浆或加干水泥,并且要保证模板顶面清洁。先滚动4-6遍,然后固定住滚筒拖两遍,最后再滚动4-6遍。使得表面乳浆层更加平整均匀,便于做面,同时用测量仪器复查模板的平面位置与高程,再用铝合金尺沿对角方向、纵横方向检查平坦度,直到表面完全平整。 2.8 做面 水泥混凝土道面的平整度、抗滑功能、耐磨功能的好坏关键在于做面,做面前首先做好清边整缝,清除粘浆。做面时严禁在混凝土面上洒水、撒水泥粉。滚筒作业完成后,先用木抹找平,并压实提浆,使乳浆更均匀地分布在混凝土表面,浆厚3-5mm。再用塑料抹做面,将提出的混凝土浆抹平抹光,并擀出表面泌水。最后一道工序采用钢抹抹面,其作用是将砂子压入浆面。完成后的混凝土表面应平坦、密实,不露砂,无抹痕、砂眼、气泡、龟裂等现象。 2.9 刻槽 经抹面使道面板表面光滑,不利于飞机滑行抗滑,一般用毛刷垂直于路中线拉毛,本工程面层纹理为拉毛后刻槽,具体施工如下: 2.9.1 拉毛工具 采用尼龙毛刷,该刷由一块长67cm、宽5cm、厚3cm的木板及尼龙束组成。 2.9.2 拉毛时机 应在最后一遍抹面压平后,根据各部位道面混凝土表面的粗糙度标准进行拉纹,跑道拉毛深度在0.60.7mm,站坪联络道在0.4mm。拉纹必须在砂浆凝结之前完成。合适的拉纹时间,可在混凝土试打过程中,根据气候条件通过几次试验确定。 2.9.3 拉毛方法 表面收浆压光之后,沿垂直于飞机滑行方向,均匀地用力拉动毛刷,中途不得停止,以保证纹理顺直。 2.9.4 刻槽在养护期满后进行。用刻槽机均匀刻至设计要求的纹理深度。 2.9.5 质量要求:道面刻槽后形成的粗糙度不小于1.0,站坪、道肩粗糙度不小于是0.4。 2.10 养生 2.10.1 混凝土板拉毛完成后,应立即实施早期养护,以防风吹日晒,导致道面龟裂。7月和8月养护采用塑料薄膜和无纺布覆盖方法综合养护,无纺布应相互搭接510cm。每天经常均匀地洒水,保持潮湿状态,养生期不少于14天。9月和10月要加盖两层阻燃岩棉被养护,在养生期间和嵌缝前,禁止一切车辆通行。 2.10.2 混凝土测温应在混凝土强度末达到受冻临界强度之前每隔2h测量一次,达到受冻临界强度以后每隔6h测一次,再延续测温不少于48h。测温孔应留在道面设计分割块四角部位,并插上标志测孔小旗,同时在每个分割块中间增加一个测温孔,测孔深1/2道面层厚度。测温时拔出小旗,将温度计放入测孔内35min,然后拔出记录数据,保证混凝土表面与环境温度差不大于20。 2.11 道面接缝 2.11.1 传力杆假缝 位置必须与分仓吻合,传力杆要求与设计位置,为了保证传力杆安装质量,传力杆采用传力杆自动埋设机进行,以保证传力杆位置安放准确。 2.11.2 施工缝 采用传力杆施工缝,位置必须与分仓吻合,相邻施工缝不能在同一横断面上,传力杆支架固定,不得左右倾斜、抬头或低头。 2.11.3 纵向施工缝 中间三条纵缝设拉杆。对已浇筑的混凝土的板壁涂沥青