混凝土护栏滑模施工试验研究

摘　要：本文通过对混凝土护栏进行滑模施工的试验研究，探讨如何利用简易型的滑模施工设备进行护栏施工作业，试验中着重对混凝土配合比和滑模施工工艺进行了探索，积累了一定的施工经验。
关键词：混凝土护栏　滑模施工　配合比　施工工艺

　　利用滑模进行公路混凝土护栏施工，是国外普遍采用的一种施工方法，并大多采用滑模式混凝土摊铺机进行水泥护栏、挡墙、路缘石等的铺筑。
　　 对于利用“滑模式混凝土摊铺机”进行路面施工，国内已进行了专门的研究。而对于混凝土护栏的滑模施工，国内研究较少，尚未形成具有参考价值的技术规范或施工指南等。由于护栏的高度尺寸要比路面的厚度尺寸大得多，因此，单纯从对混凝土的工作性要求（即滑模铺筑时已成型的混凝土既不出现塌边又不出现麻面）来讲，铺筑混凝土护栏的难度要比铺筑混凝土路面大得多。为此，利用我院自行开发的一种简易型“滑模式护栏铺筑机”，重点对滑模铺筑护栏混凝土的配合比要求及施工工艺进行试验。

1　滑模护栏施工混凝土用原材料

1.1　骨料
1.1.1　粗骨料
　　粗骨料应采用质地坚硬、强度高、耐磨耗、洁净的轧制碎石或卵石，卵石不如碎石，粗骨料的粒径为30mm、20mm，分两种级配，粗骨料颗粒级配要求应符合JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量及检验方法》的要求，粗骨料的超径含量不得大于5%。粗骨料的技术要求应符合GBJ97-87《水泥混凝土路面施工及验收规范》的规定。
1.1.2　细骨料
　　细骨料应采用质地坚硬、洁净、级配曲线在Ⅰ区、Ⅱ区，细度模数在2.3～3.5之间的中粗砂，天然砂、河砂、碎石砂和配制砂均可采用。细骨料的技术要求应符合JBJ52-92《普通混凝土用砂质量标准和检验方法》和水泥混凝土路面设计规范的规定，泥土含量≤3%，硫化物含量≤1%，有机物和杂质含量符合要求，注意砂的含量不应超标。
1.2　胶凝材料
1.2.1　水泥
　　水泥应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于425。水泥的化学成份、物理力学性能应符合GB1344-92《矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥》的规定。选用的水泥必须经过实验室检验，确定是否可用，水泥的有效期不得超过三个月。
1.2.2　粉煤灰
　　粉煤灰在滑模摊铺水泥混凝土路面中是属于推荐使用的一种胶凝材料，粉煤灰应符合《粉煤灰混凝土应用技术规范》Ⅰ、Ⅱ级的粉煤灰各项技术要求，粉煤灰进货要有检验报告。Ⅲ级粉煤灰要有技术指标合格的实验论证报告方可使用。宜采用散装粉煤灰。
1.3　外加剂
　　外加剂应符合GB8076-87《混凝土外加剂》中合格品或一等品的各项技术要求。外加剂的应用应符合GBJ199-88《混凝土外加剂应用技术规范》的规定。

2　滑模施工用混凝土配合比设计

2.1　配合比设计基本要求
　　 混凝土配合比设计应当满足强度、工作性、耐久性和经济性四项基本要求。由于是专门为滑模铺筑护栏设计的配合比，上述四项基本要求中，满足和保证滑模式护栏铺筑机高质量摊铺施工和新拌混凝土工作性是首要目标，这是滑模铺筑护栏配合比设计独具的特点。
2.1.1　强度要求
　　对于高等级公路桥梁护栏和公路挡墙用混凝土，其抗压强度应不小于30MPa，抗折强度应不小于5.0MPa。
2.1.2　工作性要求
　　滑模铺筑护栏时新拦混凝土工作性的要求有两项：
　　 (1)护栏混凝土应振动密实，禁止出现蜂窝麻面，对新拌混凝土有一个振动粘度系数和最小坍落度的要求。
　　 (2)混凝土护栏滑模式铺筑后应不塌边流角，表面应平整良好，对新拌混凝土有一个最小振动粘度系数和坍落度的要求。
　　进行混凝土护栏铺筑时的工作性和施工允许工作性范围：参考《滑模摊铺混凝土路面施工指南》的有关要求，初定工作性范围，坍落度为0～7cm，振动粘度系数100～1000N·s/m2，铺筑速度0～5m/min。
2.1.3　耐久性要求
　　参考GBJ97-87的规定，满足护栏混凝土耐久性要求的水灰比应不大于0.46。　　在满足上述三项技术要求的前提下，滑模铺筑护栏混凝土的配合比应贯彻尽可能经济合理的原则。水泥用量一般不应超过400kg/m3。
2.2　确定配合比计算参数
　　 (1)已知滑模铺筑护栏混凝土的试配抗折强度R，其灰水比可依据水泥胶砂的抗折强度Rs、粗集料类型按公式（1）进行初步估算：
　　碎石混凝土

R=-1.0079+0.3485Rs+1.5684(c/w)　(1)

式中c/w为灰水比。
　　 (2)滑模铺筑护栏混凝土的水泥用量：采用525#普通硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥宜控制在300～350kg/m3范围内，此时最小水泥用量应不小于300kg/m3；采用425#普通硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥宜控制在340～400kg/m3范围内。
　　 (3)滑模铺筑护栏混凝土的砂率，为了满足工作性和表面平整光滑的要求，较人工施工的混凝土的砂率一般大2%～3%，砂率在32%～40%范围内选取。
　　 (4)滑模铺筑护栏混凝土的单位用水量WO可先按公式（2）进行初步估算：
　　碎石混凝土
　　 WO=104.97+3.09h+11.27(c/w)
　　　　 +0.61Sp(2)
　　式中　h为坍落度，cm；Sp为砂率，%。
2.3　配合比调整
2.3.1　配合比的试配调整来源:考试大网
　　由公式计算得到的水灰比和单位用水量仅为估算值，最终水灰比和单位用水量应以满足试配各项技术要求为准。滑模铺筑护栏混凝土的单位用水量（粉煤灰掺量）、砂率、粗集料级配和数量、外加剂掺量，应根据混凝土强度、砂的细度模数、粗集料的粒形，通过配制新拌混凝土达到工作性和试配强度试验确定。在采用假定混凝土容重法计算时，应根据实测容重调整单位立方混凝土粗集用量和用砂量。
2.3.2　配合比在施工中的调整
　　试配调整后的配合比在施工中，除了单位用水量和外加剂掺量，其它参数一般不能随意变更。应根据施工现场砂、石集料的含水量变化，在搅拌时及时调整单位用水量，另外随施工期间气温的高低及从混凝土搅拌出机到铺筑的间隔时间不同，适当调整单位用水量及减水剂的种类或剂量。