水泥砼路面曲线拉槽机随动刀架刀具设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水泥砼路面曲线拉槽机随动刀架刀具设计.精品文档.摘 要水泥砼路面通过拉制表面防滑槽以提供足够的行车附着力，曲线形状的防滑槽能够产生多向防滑性能，在车辆转弯或行驶意外失控时，能够提供更大的侧向防滑力。最大限度的保障路面防滑能力，减少路面事故的发生，现代化的水泥混凝土路面拉槽刻槽施工方法正逐渐得以推广应用。本文首先初步分析了水泥砼路面抗滑性能的影响因素，对水泥砼路面防滑施工传统工艺和现代施工方法进行了分析和对比，针对机械拉制曲线防滑槽比较困难问题，本文设计了新型水泥混凝土路面拉槽机的刀架和刀具总成，该总成通过两个刀架直线刀架和摆动刀架的复合运动，

2、能够在未完全凝结的新铺筑水泥混凝土路面上拉制出折线型防滑槽；通过刀具的上下浮动，能够在一定程度上适应路面的不平度。本设计的刀架刀具总成原理和结构简单，工作可靠，作业效率高。改变模板的线型，可以实现若干种曲线防滑槽如圆弧槽、正弦槽等。关键词：水泥砼路面；曲线防滑槽；设计ABSTRACTCement concrete road surface through the control surface prevent slippery slot to provide enough driving adhesion, prevent slippery groove shape curve can pro

3、duce learn a lot from prevent slippery performance, in the vehicle turn or driving accident out of control, able to provide more slippery lateral force. The maximum security to prevent slippery ability, reduce the road accidents, modern cement concrete pavement pull slot groove construction method i

4、s gradually to application.This paper first analyzed preliminarily cement concrete road surface sliding the factors affecting the performance of the construction of cement concrete road surface, prevent slippery traditional art and modern construction method are analyzed and compared, mechanical con

5、trol to prevent slippery slots are difficult problem curve，This paper introduces the design of new type of cement concrete pavement, the knife and cutting tools slot machine assembly, this assembly through the two knife knife knife and swing-straight line the compound movement, can not completely of

6、 frozen in new paving cement concrete pavement control hard dine out to prevent slippery chamfer; Through the tool to fluctuate, can, to some extent, adapt to the pavement roughness. The design of the knife cutting tool assembly principle and structure is simple, reliable operation, high efficiency.

7、 Change the template, can realize some kind of linear curve prevent slippery slot as circular trough, sine trough etc.Key words：Concrete Pavement; Curve of anti-skid Groove; Design目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1水泥混凝土路面发展现状11.1.1路面防滑能力与交通事故增长率的关系21.1.2课题研究的意义51.2设计的主要内容与意义6第2章 水泥混凝土路面特点分析和施工工艺概述72.1 水泥混凝土

8、路面概念72.1.1 常规混凝土路面72.1.2 碾压混凝土路面72.1.3 钢纤维混凝土路面72.1.4 接缝钢筋混凝土路面72.2 水泥混凝土路面结构特征72.2.1 稳定性好72.2.2 耐久性好82.2.3抗侵蚀能力强82.2.4养护费用少82.3水泥混凝土路面的施工工艺82.4 传统的水泥混凝土路面施工方法82.4.1 水泥混凝土路面滑模施工82.4.2 碾压水泥混凝土路面施工92.4.3 对比分析92.5本章小结10第3章 水泥混凝土路面抗滑性能研究113.1影响水泥混凝土路面抗滑能力的主要因素113. 1.1 材料的影响113. 1.2 路面湿度的影响123. 1.3 表面整饰工

9、艺的影响123. 2 提高路面材料的耐磨性能123.2.1选择合适的水灰比123. 2.2 用真空脱水工艺123. 2.3 推广振动压实提浆工艺123.3 优化施工工艺123. 3. 1 扫毛法133. 3. 2 滚槽法133. 3. 3 露石(骨)法133. 3. 4 刻槽法143.4本章小结16第4章 水泥砼路面表面纹理技术164.1 制毛法164.1.1 刷毛法164.1.2 拉毛法164.1.3 喷砂凿毛法174.2 制槽法174.2.1 压槽法174.2.2 拉槽法184.2.3 刻槽法184.3 骨料粘结/ 嵌入法194.3.1 骨料粘结法194.3.2 骨料嵌入法204.4 金刚

10、石研磨204.5本章小结21第5章 设计方案的确定225.1 拉槽机总体结构的确定225.2 折线拉槽的实现方式255.3 随动的实现方式26第6章 拉槽机刀架刀具设计276.1 刀架设计276.1.1 运行速度的确定276.1.2 结构和零部件设计276.1.3摆动刀架对拉槽机稳定性的影响296.2 刀具设计30结论32参考文献33致谢35附录36第1章 绪 论1.1水泥混凝土路面发展现状水泥混凝土路面作为一种路面结构形式，由于具有使用寿命长、养护工作量小、能源消耗少、施工简便，对交通等级和环境适应性强等优点而在国外得到广泛应用。受经济条件限制，我国水泥混凝土路面起步较晚，至1980年，水泥

11、混凝土路面的里程仅1600km;随着社会经济水平提高与高等级公路的发展，水泥混凝土路面的使用也得到了快速发展。截至2008年底，水泥混凝土路面总里程达到I023700km，里程相比1980年增长了500多倍。但需要指出的是，虽然我国水泥混凝土路面在近30年得到迅速发展，在高级和次高级路面里程中的比例有所提高，但在高等级公路路面中所占比例不到1/4，并且近年来又有下滑趋势。水泥混凝土路面在我国高等级公路中使用比例近几年呈下降趋势。主要有两方面原因：一方面是水泥混凝土路面设计未能适应近些年交通特点，路面在超重、超限车辆作用下极易断板，并由此引发一系列的破坏;同时，由于路面结构设计不合理，从缝隙中进

12、入路面结构的水无法排出，冲刷造成了水泥混凝土板的脱空，加剧了断板破坏;此外，由于对水泥路面铺筑队伍的技术水平要求不高，导致任何水平的施工队伍都可能进入混凝土路面铺筑市场，造成铺筑质量参差不齐，极易引起水泥路面各种早期破坏的发生，扼杀了水泥混凝土路面优点的发挥。另一方面，沥青路面本身具有表面平整、耐磨、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等优点，加之我国在沥青路面施工设备、施工技术研究方面投入很大，沥青路面优点发挥较好。这两方面的原因，使得沥青混凝土路面在我国高等级公路里程中所占比例不断增大，进而使高等级公路中水泥混凝土路面所占里程降低。2003年以来，随着国际

13、石油价格的持续攀升，带动了道路沥青价格大幅上涨，对我国近1/4依靠进口沥青铺筑的的高等级公路建设带来了极为不利的影响。同时，由于受优质石料资源的制约，沥青路面道路建设和养护成本大幅增加。而我国有丰富的石灰石资源，水泥产量非常丰富，价格低廉，无需进口。根据中国建筑材料科学研究院的统计，我国目前拥有11000多家水泥厂，己连续十多年产量位居世界第一，2008年的产量更达创记录的14.77亿t。目前市场上，C50的平均价格仅约380元/t，完全可以满足国内水泥路面的需求。因此，道路沥青价格飞涨的客观情况和丰富、便宜的水泥资源，为水泥混凝土路面发展提供了有利条件和竞争优势，使得水泥混凝土路面在我国面临

14、一个新的发展时期。在这种形势下，研究和解决水泥混凝土路面的不足，将有利于混凝土路面的尽快发展。现代交通日益呈现高速度、大流量、重轴载的特点。在高频率车辆荷载作用下，水泥混凝土路面不断受到冲击、挤压、路面上坚硬物质的磨损和面层的磨光，使得混凝土路面表面层抗滑性能快速衰减，道路行驶安全系数降低，引发交通事故大量发生。目前，频繁发生的交通事故己引起道路管理者和使用者的极大关注，行车安全已被列为道路最基本的功能要求。1.1.1路面防滑能力与交通事故增长率的关系汽车与交通运输的发展，推动了社会经济的进步，随之而来的交通事故也成为社会的重大公害之一。据世界银行和世界卫生组织(WTO)的统计资料显示，全世界

15、每年死于交通事故的人数高达120万，受伤者多达5000万，即每天有3000多人死于道路交通伤害，故有人称其为“世界第一公害”、“和平时代的战争”。20世纪60年代，由于汽车生产的拥有量急剧增长，工业发达国家的每公里公路平均汽车密度逐渐趋于饱和，使得交通拥堵现象严重，交通事故与日俱增。日本和美国经济高速发展时期，都出现了交通事故高速增长现象。日本从1952年到1970年间的18年是历史上经济发展最快的时期，全国交通事故迅猛上升，交通事故死亡人数由4696人增至16765人，增长25.70%，年均增长率为7.7%。美国从1952年至1972年的21年间，是二战后美国经济发展较快的时期，其交通事故死

16、亡人数由37794人增加到56278人，增长49%，年均增长率为2.30k。近年来，随着发达国家的汽车保有量、汽车密度接近饱和，再加上道路修筑技术、养护水平及管理水平的不断提高，交通事故率逐渐下降并趋于稳定。与发达国家道路交通安全状况相比，我国的要差得多，由于道路抗滑力不足引起交通事故所造成的损失也比较高。我国的机动车拥有量只占世界汽车总量的3%，而每年死于交通事故的人数约占全球每年死于交通事故人数的15%20%。2004-2007年间我国交通事故死亡率为17.2%27.3%，而同期美国、日本仅为1.3%2%。一组组触目惊心的数据，表明围绕我国道路安全还有很多工作要做。通过对交通事故次数、经济

17、损失、受伤和死亡人数等四项统计指标的调查发现，图中各个指标呈现的规律基本相同，可按年限分为三个阶段，即1990年1998年为第一阶段，属于平缓上升阶段;1999年2003年为第二阶段，属于骤然突变阶段;2004年2008年为第三阶段，属于逐渐递减阶段。因为交通运输事业关系到国家整体经济的发展，此在分析道路交通安全的同时，应适当考虑国家的道路发展状况和中国的国情，这样才能寻找到道路发展的状况与交通事故为何增大的原因。1990年1998年，我国的高等级公路很少，车速也较低，车辆能及时刹住车;随着经济发展，交通量缓慢增加，致使产生的交通事故逐渐增加。1999年2003年，中国改革开放的步伐放大，以经

18、济为主导，加大基础设施投资力度，高速公路建设里程不断创新高，交通量迅速增大，致使交通事故率骤然上升;如200l年2003年间，交通事故死亡人数均在万人以上，居世界第一，并频频被国外媒体所报道。鉴于这种情况，在2004年2008年，国家加大对交通运输的投资力度，并推出一系列交通安全的管制措施，建立了更为广泛的道路网络，以减缓由于交通量骤然增大引发的交通事故，尤其是对高速公路超限超载治理有所成效，使得交通事故发生率较前几年有所下降。大量交通事故的调查分析表明，引发交通事故的原因是多方面的，但主要可分为人、车、路和环境四个方面的综合作用。这四种因素中，人、车和环境因素是随机出现，不易短期得到解决，只

19、能通过长期普及交通安全知识等手段来加以限制。然而，在道路因素上，却可通过改善道路使用性能，降低交通事故发生率。在道路的使用性能中，引发交通事故发生的主要因素是路表抗滑性能不足。研究资料表明伙湿路面事故(雨天事故)的严重性与路面的抗滑能力密切相关。因此，路面在使用过程中保持一定的抗滑性能，对减少因滑溜而产生的事故是十分重要的。分析抗滑力对交通事故的影响主要路面表面特性，以及道路的最不利状态一表面积水对抗滑性的影响有关。水的润滑作用降低了粗糙表面的摩擦系数，当水膜达到一定的厚度时，高速滚动的轮胎和水膜之间会由于真空吸力而产生一种悬浮力，使得轮胎脱离与面层材料的接触状态，如同在水垫上行驶一般。此时，

20、制动和转向操作几乎失灵，极容易诱发交通事故。下降率%速度/ km h-1图1.1 刻槽路面路龄14年路面路龄与摩擦系数下降率关系速度/ km h-1下降率/ %图1.2 刻槽路面路龄710年路面路龄与摩擦系数下降率关系上图中的下降率为动态摩擦系数值(DF)从速度 20km/h增加到80km/h时下降的百分率。从图中可以看出，刻槽14年后，路面的DF值年均下降率随速度增加迅速降低，既高速行驶受路龄影响更大。这是因为在路面使用初期，车辆首先磨损粗构造，而粗构造对高速行车的影响大于低速行车。710年后，刻槽路表的DF值年均下降率也随速度增加而降低。这是因为，随着使用年限增加，细观构造和宏观构造都处于

21、一个稳定的磨耗状态，故摩擦系数变化较平稳。由上述分析可知，路面抗滑性能随着车轮对路面的磨损作用而呈现逐渐降低的趋势。当磨损到一定时间后，路面的抗滑性会降低到一种无法满足安全行驶的要求，将会使行驶车辆转向不灵，制动距离加大，极易引发交通事故。因此，应采取措施，避免水泥混凝土路表构造衰减过快，则问题又演变成采用何种方法评价不同技术措施的改善效果。所以，对水泥混凝土路表拉槽防滑进行研究，是有重要的工程意义和社会意义。截止目前，通过对国内外研究资料的调查发现，涉及水泥混凝土路面抗滑性能衰减规律的相关研究较少，而沥青混凝土路面在抗滑衰减规律研究方面内容较多。国内外研究机构对于路面抗滑构造衰减规律的研究方

22、法主要有两种:一是现场调查统计法，二是室内模拟法，两种方法各有优劣。现场调查统计法是通过对试验路段(含环道试验)或路网抗滑性能指标进行长期、连续地观测，来获得路面抗滑性能衰减的一般性规律。这种方法出现较早，最初可能来自于路段(网)抗滑性能的定期检测，以及相关路段的事故率统计。研究人员在对数据分析的过程中发现，路面的使用寿命不同，其发生交通事故的概率水平也不相同，抗滑性能检测数据具有不同的分布水平:通过分析连续数年累计的路面抗滑性能检测资料，在一定程度上，可以获知路面抗滑性能的变化规律，并且可以为养护决策服务提供参考。后来，由于路网调查路面管理系统数据库日益完善，为抗滑性能衰减研究提供了便利。抗

23、滑性能衰减方面的研究，以英国运输和道路研究所(TRRL)的研究起步最早，并且最具有代表性。在利用自制设备连续多年的抗滑性能检测的基础上，TRRL早在1973年就以国家道路网抗滑标准指南LR51o的形式，按照路段的抗滑困睡情况，根据由难至易的次序规定了4种不同路段的抗滑标准建议值；英国运输部1976年公布的技术备忘录H16/76中，又根据公路设计类型、交通流量的不同，对新建公路的骨料性质和构造深度提出了要求:考虑到一年当中抗滑性能的变化高达25%，因此TRRL采用夏季平均SCRIM系数法(即MASSC法，在限定的试验季节59月份获得至三个SCRIM系数平均值)作为不同季节路面抗滑能力比较的基础。

24、目前，国外对水泥路面的抗滑衰减规律研究主要是以现场调查统计法为主，如美国华盛顿州交通部(WSDOT)，在1998年8月对该区十三段道路进行路面磨损、轮迹带和表面构造关系进行了评价。这十三段道路均在1995年9月开通使用，且都满足1994年WSDOT标准规范要求(规范要求槽深大约0.015英尺=4.572mm，槽间距0.5英寸=12.7mm)，按抗折强度分为三种:抗折强度 550psi，水灰比:0.46；抗折强度650psi，水灰比:0.36；抗折强度 900psi，水灰比：0.29。经实际监测发现，在1998年2001年间，抗折强度为900Psi的混凝土路面在经过3个冬季后，车轮磨损程度很小，

25、而抗折强度为550psi和650psi的混凝土路面的表面纹理已经开始出现一定程度的破损。我国在公路发展前期对路面抗滑能力研究的重点，主要是集中在抗滑石料的选择、混合料的配合比设计以及施工环节监控，而在路面使用状态下抗滑性能的衰减方面进行的研究工作相对较少，主要原因是衰减历时较长、实际行车条件难以准确模拟、试验方式及结果的差异性等。交通部路面石料抗滑性能研究攻关组在进行路面抗滑标准的研究时，采用与路面同种材料、同种工艺制成的规格为220xll0x25mm的路面试块，并埋设于行车道上，每季度测定一次试块的摆值，观察其抗滑性能的衰变。经观测发现，在路面使用初期，摩擦系数下降很快，在1年左右时间达到稳

26、定状态，之后下降缓慢。因此，仅以路面竣工时验收的摩擦系数表征路面抗滑性能不合理。因为，即使是最差的石灰岩，这时也能达到要求，但其在通车后，会快速被磨损，造成抗滑性能急剧降低。1.1.2课题研究的意义为提供足够的行车附着力，新铺筑的水泥混凝土路面需要进行糙化，方法有拉毛、拉槽等。拉毛是在水泥混凝土路面刚刚铺筑完毕时，用粗糙的织物在表面拖出粗糙纹理，达到防滑目的；但在我国更常见的是拉制防滑槽，就是用专用工具在刚铺筑完的未完全凝结的水泥混凝土路面上刻划出23mm深、510mm宽、均匀分布的浅槽。拉槽方向通常有垂直于道路方向（横向拉槽）和平行于道路方向（纵向拉槽）两种，分别在道路纵向和横向提供较大的摩

27、擦力，而以垂直于道路方向的拉槽即横拉槽较常见。拉槽方法一般是以类似多齿耙子的工具进行手工拉槽，全凭操作人员感觉控制拉槽质量，不仅效率低，而且工艺和质量不稳定；实际工作中迫切需要采用机械拉槽。1998年长江特大洪水后，为贯彻党中央、国务院灾后重建工作要“运用先进技术，坚持质量第一”的指示精神，长江水利委员会综合勘测局研制了LC-2型全自动监控式拉槽机。该机为机电、液压、电脑监控一体化设计，在工程中得到广泛应用。本机具有成槽连续、不分叉、槽形规则完整、成槽效率高、结构紧凑、操作简单、自动化程度高、使用方便等特点；具有电脑监控、调整、显示和打印等功能，全机为自动化控制。该机结构示意图如下：进给油缸电

28、机减速器进给滑架机身刀架刀头架滑块连杆偏心盘图1-3 LC-2型全自动监控式拉槽机机头结构示意图据了解，关于非直线拉槽的研究很少。国外有采用圆筒形刀具在经过长期使用已经磨光的水泥砼路面上磨制圆环防滑槽的试验，由于效率低、刀具耗损大，难以大面积使用。1998年，黑龙江省交通科学研究所研制出在水泥砼路面铺筑过程中能够压制折线形防滑槽的辊子，并在哈同公路方正支线铺筑了1.2km试验路；但压槽辊加工复杂，费用昂贵，而且难以适应路面起伏，同时仍然是手工操作。1.2 设计的主要内容与意义本设计的主要内容是设计一种能够在新铺筑的水泥混凝土路面上拉制折线形状防滑槽的拉槽机械的关键部件刀架和刀具，在实际路面有微

29、小起伏的情况下仍然能够拉制出需要的防滑槽，而且能够实现预定的曲线槽型。与常用的横拉槽相比，折线形状的拉槽能够产生多向防滑性能，在车辆转弯或行驶意外失控时，能够提供更大的侧向防滑力。折线防滑槽由于线形复杂，相邻作业面间槽形需要匹配，单纯手工操作难以实现；采用机械拉槽既能减轻劳动强度，提高劳动效率，又能可靠地实现复杂槽型，提高拉槽质量，是水泥混凝土路面防滑槽作业的发展趋势，但在技术上有一定难度。第2章 水泥混凝土路面特点分析和施工工艺概述根据我国的资源环境，因地制宜、积极推广和发展水泥混凝土路面，有利于合理利用我国的水泥资源，带动相关行业发展，同时，可降低对进口沥青资源的依赖， 提高国家在公路建设

30、中投入资金的使用率。2.1 水泥混凝土路面概念水泥混凝土路面包括素混凝土、钢筋混凝土、纤维混凝土和混凝土小块铺砌等面层板和基层所组成的路面。目前采用最广泛的就是素混凝土路面，简称混凝土路面，即除接缝区和局部范围边缘和角隅外不能配筋的混凝土路面。在我国，水泥混凝土路面主要有以下几种。2.1.1 常规混凝土路面我国于20 世纪80 年代末从国外引进，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，有利于延长路面使用寿命、减小路面截面厚度。2.1.2 碾压混凝土路面我国于20世纪80年代末从国外引进，收效较大，目前主要用于低速和重荷载道路、重型汽车停放场等的铺筑。2.1.3 钢纤维混凝土路面钢纤维能提高路面

31、强度和韧性，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，有利于延长路面使用寿命、减小路面截面厚度。2.1.4 接缝钢筋混凝土路面该种路面的横向接缝的间距较常规混凝土路面大，可大大减少接缝数量，但造价较高。2.2 水泥混凝土路面结构特征水泥混凝土路面具有良好的使用特性，具体说明如下：水泥混凝土具有较高的抗压、抗弯、抗拉和抗磨等力学强度。混凝土路面的抗弯强度达4.0MPa5.5MPa，抗压力强度达30MPa40MPa，具有较高的承载力和扩散荷载能力。2.2.1 稳定性好水泥混凝土路面的水稳定性好、热稳定性好，特别是其强度能随时间而增长，因而，水泥混凝土路面用于气倏条件急剧变化地区时，不易出现沥青路面的

32、某些稳定性不足的损坏。2.2.2 耐久性好由于水泥混凝土路面的强度和稳定性好，无需很多的养护和维修，使用耐久。2.2.3抗侵蚀能力强水泥混凝土对油和大多化学物质不敏感，具有较强的抗侵蚀能力。2.2.4养护费用少在正常设计和施工养护的条件小，水泥混凝土路面的养护工作量和养护费用仅约为沥青路面的1/31/4。当然，水泥混凝土路面也存在一些不足之处，具体说明如下：筑初期投资大；水泥和水的用量大；水泥混凝土路面接缝是水泥混凝土路面的薄弱点，一方面增加了施工的复杂性，另一方面在施工和养护不当时易于导致错台和断裂等操作的出现，影响路面平整度；修筑时养生时间长（1421 天）；修补困难。水泥混凝土路面的不足

33、之处需要通过良好的施工工艺、合理的管理措施以及高效的资金利用率来逐步解决， 而其具有的显著特点，能适应现代汽车运输载重量大、速度高且密度大的要求，决定了水泥混凝土路面具有良好的应用前景。2.3水泥混凝土路面的施工工艺水泥混凝土路面施工工序为：施工前期准备安装模板或轨模筑作接缝和安装钢筋制备和运送水泥混凝土水泥混凝土的摊铺与捣实水泥混凝土层的修整与光面拉毛防滑槽拆模与养生添缝与开通。完成上述工序，应视机械化强度、机械的类型和施工方法来决定。2.4 传统的水泥混凝土路面施工方法为减少大型设备的购置，传统的水泥混凝土路面施工均在不同程度上采用了人工和机械施工相结合的施工工艺，比如水泥混凝土的拌和、运

34、输借助机械工具完成，而摊铺、振捣、压入杆件、切缝、整平和拉毛等工序全部由人工完成。为提高施工效率，保证施工质量，结合工程实践经验，又出现了“4222”法，即在人工进行水泥混凝土路面浇筑过程中，根据现有机具的使用性能，如何能使混凝土路面的平整度、密实度、强度都能达到设计要求的各种机具的最佳组合方式，即4 根插入式振动棒、2 块平板振动器、2 根振动梁、2 根提浆滚筒、2 把刮尺，取得了一定的效果，但传统的施工方法越来越难于适应我国水泥混凝土路面里程增长的需要，近几年，一些现代化的施工方法不断从国外引进，得到推广应用。2.4.1 水泥混凝土路面滑模施工水泥混凝土路面滑模施工以滑模摊铺机为核心，是国

35、际上建设高质量水泥混凝土路面的现代化机械施工技术，适用于新建、加铺水泥混凝土路面、连续桥面，尤其是新建高等级路面，一级路、高速路等的连续施工， 可同时完成23 车道路面及道牙施工， 最佳摊铺速度为1m/min2m/min。水泥混凝土路面滑模施工工艺流程为： 混凝土搅拌混凝土运输混凝土布料滑模摊铺抗滑构造制作后置缝制作路面养护。滑模摊铺机行走在平整稳定的基层上，布料机铺料松铺系数应根据具体的坍落度选择。为保证路面的平整度，一般摊铺机都设置有超铺角，带超铺角的摊铺机超高按坍落度的1/4 设置超铺高度， 但不宜超过8mm。路面纵缝拉杆靠滑模摊铺机配备的拉杆插入装置自动插入；横向施工缝、胀缝的传力杆一

36、般采用带固定支架的传力杆预先固定。抗滑处理采用软拖或人工制作微观构造，保证横向抗滑，纵向抗滑可采用人工拉槽或硬刻槽方式制作，路面养生采用喷洒养生剂或覆盖保湿的方式进行。2.4.2 碾压水泥混凝土路面施工碾压混凝土路面施工技术是19 世纪80 年代发展起来的一种水泥混凝土路面施工新技术，由相应设施设备完成搅拌摊铺碾压成型的施工过程，具有施工机械通用性好、施工速度快、早期强度高、接缝少等优点。碾压水泥混凝土路面施工工艺的基本流程是：混凝土搅拌混凝土运输混凝土摊铺混凝土碾压抗滑构造制作后置缝制作路面养护。碾压混凝土路面施工要求基层平整稳定，平整度应满足规范要求，而如何保证路面基层的平整度是制约碾压混

37、凝土路面发展的主要障碍。碾压混凝土路面接缝设计及施工具有特殊性，对全厚式碾压混凝土路面，路面缩缝间距为6m8m，路面纵缝拉杆采用拉杆设置装置完成，横向施工缝、胀缝采用带支架的可固定传力杆预先固定。碾压混凝土路面抗滑采用带支架的可固定力杆预先固定。碾压混凝土路面抗滑采用缓凝裸露法和硬性刻槽法使竣工时路面构造浓度达到规定要求。碾压混凝土路面养生，宜采用喷洒养生剂或覆盖保温的方式进行。2.4.3 对比分析传统施工方法需要的大型施工设备较少，而现代施工方法较多地采用了集成化的施工机械装置，一次完成整个路面的铺筑成型，施工效率和施工质量得到了明显提高，而且具有良好的施工经济性。但采用现代施工方法，由于摊

38、铺速度快，满足其连续施工要求的混凝土供应量很大，需要强大的原材料供应，自动搅拌和边疆运输队伍与之相配合，必须建立较大规模的混凝土搅拌站，施工投资远远高于传统施工方法。现代化施工方式，需要的人工少，劳动强度相对较小，但对工人的素质要求较高。而传统的人工施工方法则相反，劳动力用量大，素质要求底，但工程施工中传统施工方法的人工费用比现代化施工方法要高得多。传统的人工施工方法需专门支模，而现代化施工方法则不必。如果工程量一定，两种施工方式所用的混凝土材料费用差别较小。采用现代化施工方法摊铺混凝土路面强度高、匀质性好，使用寿命长，后期维护费用低。2.5本章小结水泥混凝土路面具有抗压、抗变拉、抗磨耗、高稳

39、定性等诸多优越的性能，而且我国的水泥产量高，优质沥青依赖进口，使得我国的高等级公路中水泥混凝土路面逐渐增多。本文明确了水泥混凝土路面的结构特点和性能优缺点，重点对传统的人工施工方法和现代施工方法进行了分析和对比，为满足水泥混凝土路面里程增加的要求，保障施工质量，现代化的水泥混凝土路面施工方法正逐渐得以推广应用。第3章 水泥混凝土路面抗滑性能研究3.1影响水泥混凝土路面抗滑能力的主要因素就路面结构本身而言,抗滑路面必须满足对微观构造、宏观构造的要求。路面的微观构造是指路面集料表面水平方向0 0. 5mm,垂直方向00.2mm的微小构造,它既影响低速行车时路面的抗滑能力,也影响高速行车时的路面抗滑

40、能力,微观构造可以用电子显微镜直接测定。路面的宏观构造是指路面集料间的空隙或排水能力, 水平方向为0. 5 50mm,垂直方向为0. 2 10mm。宏观构造主要影响高速行车时的抗滑能力, 可以用摊砂法或激光构造深度仪进行直接测定,也可用透水仪法或路面排水能力法间接测定 2 。影响水泥混凝土路面微观构造和宏观构造的因素有细集料、粗集料、表面整饰工艺等。水泥混凝土的一个重要特点是表面构造一经形成就很难改变。从另一方面来讲,一旦构造丧失,恢复亦是相当困难。正是由于这种特性,很多国家非常重视混凝土路面修建时初始构造的形成,并多从材料特性和施工工艺这两方面来进行研究。3. 1.1 材料的影响1 、细集料

41、微观构造是由细集料和砂浆形成的,这是因为混凝土路面施工中要通过振捣梁把粗骨料振下去,再提浆作业,因而表面大都是砂浆,砂浆的强度直接影响混凝土路面的耐磨和抗滑性,同时细集料的抗磨光能力对路面的微观构造也有着直接的影响,不同品质的细集料, 其影响幅度不尽相同,为此近年的施工中特别强调了细集料的质量问题:1)水泥砂浆的磨光值作为检验微观构造的一个指标2)砂的细度对抗滑值有一定影响,砂越细,磨光值越大;3)砂浆含砂率对抗滑能力有一定的影响,含砂率越低,磨光值越小4)砂浆的抗压强度对抗滑能力有着决定性的影响,实验表明,强度越高,耐磨性越强。路面抗磨耗能力越强,越能控制路表宏观构造的衰减幅度。因此,在施工

42、中,可以通过提高原材料的质量、加强施工管理、严格级配、控制砂子的细度模数和含泥量、严格控制水灰比、加强初期养护等措施来提高路面的表面质量 3 。2、粗集料在混凝土路面上,只有当粗集料裸露出来之后才能发挥其抗滑耐磨性能,这是由于混凝土路面表面一般为砂浆,在路面投入使用的初期,粗集料对混凝土路面的抗滑耐磨能力影响相对较小,但当路面表面砂浆层被磨掉之后,粗集料的种类、性质、形状对路面抗滑耐磨性就会有很大影响。其中,碱性集料虽然吸附性好,路面建成初期摩擦系数较高,但强度往往较低,耐磨性差;酸性集料吸附力差,但大多强度高、耐磨。所以为提高路面的耐磨抗滑性,粗集料一般选用质地坚硬、强度高、颗粒近立方体的多

43、棱角、最大粒径不超过40mm 的酸性碎石,其针片状颗粒含量小于15% ,硫化物及硫酸盐含量(折算为SO3)小于1%。3. 1.2 路面湿度的影响干燥的情况下,水泥路面的摩擦系数较大,具有很好的抗滑性,但在潮湿的情况下,水泥路面的摩擦系数则较小,尤其是雨天,车在行驶中会出现有打滑现象。交警的调查结果表明,行车安全问题,大多发生在下雨和潮湿的时候。因此可以定性认为,湿度和摩擦系数成反比关系。3. 1.3 表面整饰工艺的影响当一条公路路网至规划实施时,实际上也就确定了要使用当地的建筑材料。为此,要达到足够的抗滑性能,关键还在于表面整饰工艺。通过我国大量水泥混凝土路面的修筑实际表明,在硬结混凝土上刻槽

44、效果最好,拉槽次之,而裸露式及嵌屑式效果不太理想。3. 2 提高路面材料的耐磨性能路面耐磨性是防滑性能能否持久的重要保证。水泥混凝土路面抗滑耐磨能力很大程度上取决于水泥的质量。普通硅酸盐水泥的强度高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性能好,其耐磨性及早期强度较矿渣水泥好,因此应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。另外,提高路面材料磨光值的方法有以下几种。3.2.1选择合适的水灰比影响混凝土路面抗滑耐磨能力的一个重要因素是混凝土的强度,水灰比越大,强度越低。降低水灰比,可以提高混凝土的强度,但水灰比过低,混凝土混合料的和易性降低,影响振捣的密实程度,反而使强度下降,因而存在一个最佳水灰比。最佳水灰比取决于振

45、捣能力、混合料组成、集料的类型和比例,通常通过多次试验确定 4 。3. 2.2 用真空脱水工艺真空脱水工艺是降低路面材料水灰比的有效方法,是将流动性混凝土成型后变成干硬性混凝土路面的廉价措施,能降低混凝土表面的水灰比、提高水泥砂浆面层的界面粘力和改善砂浆孔结构、提高混凝土表面的强度和抗滑耐磨性能。3. 2.3 推广振动压实提浆工艺组成路面材料的水泥砂浆称为粗骨料保护层,其厚度为5 10mm。水泥砂浆层厚度不足时,交通流量较大的路面薄砂浆层很快遭到腐蚀,路面会产生“露骨”现象,耐久性明显降低。因此,将混凝土拌和物的粗骨料振压下去,同时把水泥砂浆提吊上来,不但是粗骨料保护层的要求,而且是路面平整和

46、饰纹的需要。3.3 优化施工工艺在工程中,主要采用扫毛法、滚槽法、露骨(石)法、刻槽法等施工工艺来提高水泥混凝土路面的防滑性能 5 。3. 3. 1 扫毛法扫毛法是提高路面防滑性能的传统施工方法,其具体操作方法是:混凝土浇筑密实最后一次抹面结束后,在泥板加压抹面出现水光时,采用硬度适中的芦花扫帚或长臂棕刷, 人工顺横坡方向进行拉扫,均匀扫出路表面纹理,以提高路面的粗糙度,这种方法操作简单、成本低,但其纹理浅,行车磨耗0.5 1a,基本磨光,抗滑性能差,使用寿命极短,对一些等级比较低的公路适用。3. 3. 2 滚槽法滚槽法是用钢制的滚槽器对塑性混凝土进行人工推拉滚压,使混凝土路面出现一定规则、一

47、定深度的沟槽,其纹理较扫毛法深。混凝土表面无泌水时是滚槽的最佳时机,滚槽要均匀、慢速进行。采用滚槽工艺施工的混凝土路面,一般行车磨耗24a后抗滑能力( 粗糙度值)会大为降低,使用寿命相对较短。3. 3. 3 露石( 骨) 法露石(骨)法是通过优化水泥混凝土配合比,在混凝土路面未硬化时,通过表面刷浆(1mm左右),使粗骨料裸露,从而提高路面粗糙度。采用这种施工工艺路面的使用寿命可达7 8a。该施工方法节省了人工抹面、收光工序,但由于其构造深度最大,平整度不理想, 均匀性较差,难以保证行车平稳和舒适性,施工工艺还有待改进。3. 3. 4 刻槽法拉毛和滚槽等常规的水泥混凝土路面施工工艺和方法很难达到

48、公路工程质量检验评定标准中对路面抗滑构造的深度要求。采用硬性刻槽工艺的路面,很容易达到检测要求。从表3-1可知,应用刻槽施工工艺的水泥混凝土路面优越于其它几种施工工艺的路面,混凝土表面纹理深度均匀一致,并能持久保持路面的防滑性能。根据槽的方向,压槽分横向、纵向和斜向;根据槽的间隙,又分等距槽和不等距槽。使用较为普遍的是横向等距压槽。近年来许多学者推荐使用不等距压槽 6 。1) 刻槽形状和结构参数选择刻槽的形状影响槽的排水能力和抗滑能力,一般分为矩形、梯形和非标准形。大量试验证明,压槽时梯形槽对路表面的扰动比矩形槽小,且梯形槽改成非标准梯形更有利于排水,但梯形槽的施工难度相对比较大。刻槽结构参数包括槽宽、槽深、槽间距和槽走向4 个要素。针对目前国内外研究状况及已有研