摘要：为研究三轴式摊铺机在高速公路施工中的应用，在概述三轴式摊铺机施工原理的基础上，以某高速公路工程施工合同段为例，对三轴式摊铺机的应用过程进行深入探讨。实践表明，模板制作安装、拌和站生产能力的确定、振捣整平、嵌缝等是三轴式摊铺机施工质量控制的重点环节。该工程实例中，三轴式摊铺机在高速公路轻重车道分开设计合同段的应用加快了施工进度、提升了施工质量、节约了成本，具有较好的经济效益和社会效益。
关键词：三轴式摊铺机；高速公路；养生；嵌缝
0引言
三轴式摊铺机属于中档机械，其规模与性能介于滑模摊铺机械与小型机械之间。三轴式摊铺机偏心轴在其所包含的两个驱动器中的首个驱动器的驱动下转动，进行摊铺和振捣施工，后两根轴则在第二个驱动器的驱动下转动，并带动整部机械施工。三轴式摊铺机偏心轴所具有的偏心距至少应为0.5mm，振动轴转速控制在2500r/min后向混凝土表面施加激振力。该摊铺机械偏心轴通常向后转动并对混凝土表面产生振动和切削，过程中所产生的离心力会向前推动混合料并使其围绕偏心轴转动。黏聚力较大的混合料在与偏心轴接触的过程中，混合料中的颗粒会克服黏聚力后发生移动，不同粒径的颗粒移动速度不同，其中，砂浆、水泥浆会不断上浮于混凝土表面，粗集料会逐渐远离转动轴后被挤压于混凝土结构内部，发挥提浆的作用。伴随着颗粒的移动，混合料黏度也发生改变，转动轴内层主要为黏度较低、运动速度快的水泥浆，而转动轴外层主要是黏度大、运动速度慢的砂浆粗骨料[1]。三轴式摊铺机通常与拌和楼、外加剂添加罐、散装水泥罐、振捣器、拉杆安装机、刮尺、切缝机、刻槽机、磨光机、自卸汽车、洒水车等设备配合使用，三轴式摊铺机摊铺宽度可达7.5~9.0m/次，摊铺施工速度为16~30m/h，摊铺工效可达200m/d。
1工程概况
某高速公路第二合同段起讫桩号为K124+350—K141+200，线路长16.85km，路基宽35.5m。根据该线路交通运输状况和车型结构，全线将轻重车道分开设计，特重车道混凝土路面结构为4cm厚AC-13C细粒式改性沥青混凝土+6cm厚AC-20C中粒式沥青混凝土+12cm厚ATB-25沥青碎石+40cm厚水稳碎石+20cm厚水稳砂砾；重车道混凝土路面结构为4cm厚AC-13C细粒式SBS改性沥青混凝土+6cm厚AC-20C中粒式沥青混凝土+7cm厚AC-25C粗粒式沥青混凝土+35cm厚水稳碎石+20cm厚水稳砂砾。全线均按双向六车道标准设计，行车速度为100km/h。考虑到该合同段施工任务重，工期紧，对混凝土路面施工质量要求高，故决定采用三轴式摊铺机完成合同段混凝土路面摊铺施工。
2三轴式摊铺机的应用
2.1模板的制作安装。本公路工程水泥混凝土路面均采用钢模板，考虑到钢模板主要用作三轴滚动承重导轨，所以对钢模板的刚度要求较高，使用厚度为10~12mm、高度为28cm和25cm的两种槽钢加工，并根据设计技术要求在槽钢相应位置预留拉杆孔，并在槽钢外侧斜撑三角架以固定模板。在进行钢模板安装时，必须先按照设计线形和标高就位安装，再分别检查打入的钢筋是否稳固，模板接头是否顺滑，前后相邻模板间是否存在错台，模板接头处及顶面是否平整等。若存在凹凸不平，必须通过砂轮打磨平整，保证三轴平稳匀速滚动。
2.2混凝土的拌和、运输、摊铺。该高速公路管理部门结合混凝土路面施工实际需要及施工单位的实际施工能力，要求其设置三个配备自动计量装置的拌和楼并使用强制式拌和机，使混凝土生产能力达到80~100m3/h，拌和水量及各种固体投料量的控制主要通过称重的方式按设计配合比精准投料。混合料拌和完成后还必须待砂石料场地基全部硬化后才能进料，所以，施工方应恰当安排好两者的时间。工地试验室应对施工方使用的砂石料进行定期抽检，不得采用存在含泥量超标、级配不合理、碎石严重风化等情况的材料。本高速公路施工合同段路面混凝土混合料设计配比为水泥∶砂石∶碎石∶拌和用水∶减水剂=350∶670∶1250∶130∶1.44[2]。本工程中采用自卸货车运输混凝土，混合料装料运输途中必须上覆双层塑料篷布，并保持低速匀速行驶，防止混合料水分蒸发、温度散失并发生离析。运输距离较远的情况下，还应在混合料中加入适当比例的缓凝剂，以维持混合料的性能。摊铺施工开始前，三轴式摊铺机进场后应全面检查机械性能，还应在现场对混凝土取样制备试块。摊铺开始后，应在设计摊铺高度之上摊高5~6cm，以应对机械振捣、提浆、整平等对摊铺高度的影响。本工程施工中使用的两台三轴式摊铺机分别为5001型和6001型，其主要技术指标详见表1。
2.3振捣、整平。完成大面积摊铺施工后，开启振捣器，对混凝土路面均匀振捣，之后再次启动三轴式摊铺机并沿模板重复滚动，滚动过程中及时用直尺刮除浮浆和散落的混凝土，确保摊铺机滚动过程中的稳定。摊铺机械的滚动次数应至少为三次，具体次数视振捣密实情况和浮浆量而定。本工程主要采用排式振捣器完成混凝土面层的振捣施工，该类型的振捣器主要结构为一排功率1.2kW、排列间距40cm且可机械升降的振动棒，其振捣施工速度在1.2~1.5m/min范围内，且施工过程中需要配合人工方式补料及处理余料。在使用三轴式摊铺机摊铺施工的过程中，还应配合三轴整平机反复滚动压实至少三遍，并配合人工方式找平，若仍未达到设计平整度，则应待混凝土表面硬化后以人工方式用灰刀抹面整平。
2.4养生。本高速公路施工合同段混凝土路面养生采用喷洒HR3-1养护剂的方式，待养生至设计强度后必须由人工用直尺进行混凝土路面平整度检测，并待养生28d后钻孔取芯以检验混凝土结构的强度、厚度、密实度等性能，为本工程下一步施工质量控制和施工方案的改进提供基础性资料。
2.5切缝、刻槽。施工方必须准确把握切缝时机，切缝过早会导致混凝土中粗集料脱落，切缝过迟则会引发裂缝、断板。按照设计技术要求及相关规范，本工程混凝土切缝时间应安排在施工温度与工后时间的乘积在300~400℃·h之间时[3]进行，并应先按5m的间隔放桩和弹性放样，切割机在定向架的引导下前进切割施工。刻槽应安排在养生7d且路面混凝土结构强度达到设计强度的85%时，采用专用刻槽机械，并定期检查和调整锯片，以保证槽线顺直。本工程刻槽深3~4mm，宽5~6mm，槽间距为14~15mm。
2.6嵌缝。对本工程施工合同段的混凝土路面缩缝、胀缝等均进行嵌缝处理，具体采用鱼刺形密封条、专用黏结剂、嵌缝器等施工设备和材料。首次嵌缝由施工方在混凝土路面施工完毕且实际强度达到设计强度的85%时，运用3.5mm厚的复合式锯片切缝处理，缝宽不超出4mm；在原缝基础上由嵌缝单位采用4.2mm厚的复合锯片进行二次切缝。完成切缝后，先彻底清除缝内杂物，再按设计技术要求运用抗老化、高弹性的鱼刺形路用橡胶复合材料密封条进行嵌缝处理。具体操作时，由一人手持密封条，并将黏结剂涂抹在封条一端后用手将其压入切缝起始端，另一人则使用嵌缝器将密封条用力压入切缝后向前滚动，完全压入后涂抹黏结剂，并从头至尾再碾压1~2次。在嵌缝施工过程中若因锯缝时间把握不好等原因造成锯缝啃边等，密封条嵌缝后会部分外露。这种情况下，必须加贴密封材料或用黏结剂处理，以保证密封性能和平整度达到设计要求。
3结语
本工程应用结果表明，三轴式摊铺机在水泥混凝土路面施工中的应用能有效降低施工成本，提高施工的机动性和施工质量，如遇雨季，还可以配合备用棚架在小雨中继续施工，对于工期较紧的分段路基较为适用。但是，三轴式摊铺机比一般的小型普通摊铺机操作复杂，且施工过程中要求排式振捣器、三轴式整平机、人工等密切配合，其施工质量也容易受施工人员技术水平、配合程度等因素的影响，这就对监控手段和监理工作提出了更高要求。
参考文献：
[1]范恩.三轴式摊铺机在高速公路施工中的应用[J].交通世界，2018（34）：154-155.
[2]交通运输部公路科学研究院.公路水泥混凝土路面施工技术规范：JTG/TF30—2014[S].北京：人民交通出版社，2014.
[3]交通部公路科学研究所.公路工程质量检验评定标准：JTGF80/1—2004[S].北京：人民交通出版社，2004.
作者:胡志飞 单位:张家口通泰医教投资发展集团有限公司