CN112458840A

CN112458840A - 超高性能混凝土一体化施工工艺

Info

Publication number: CN112458840A
Application number: CN202011273394.XA
Authority: CN
Inventors: 马梦然; 李伟林; 贾慧君
Original assignee: Tangshan Xingdou Road & Bridge Machinery Co ltd
Current assignee: Tangshan Xingdou Road & Bridge Machinery Co ltd
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2040-11-13
Also published as: CN112458840B

Abstract

本发明涉及一种超高性能混凝土一体化施工工艺，属于混凝土路面施工技术领域。超高性能混凝土一体化施工工艺，首先使用混凝土铺装一体机进行布料、整平以及覆膜，在混凝土初凝后将养护膜揭掉，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生。本发明是适用于超高性能混凝土的一体化施工工艺，其中使用了混凝土铺装一体机和收面覆膜一体机，能够实现一体化施工，提高施工效率以及施工质量，从而充分发挥超高性能混凝土的特点。

Description

超高性能混凝土一体化施工工艺

技术领域

本发明涉及一种超高性能混凝土一体化施工工艺，属于混凝土路面施工技术领域。

背景技术

“智能混凝土”又名“超高性能混凝土”(UHPC)，它比其它形式的混凝土能抵抗更大的压迫，也比传统混凝土更柔韧和耐用。UHPC具有高流动性和良好的抗离析泌水能力，能够仅依靠自身重力而无需施加振捣就能均匀密实填充成型，能够很好满足现代结构复杂和配筋密集的工程混凝土成型要求。

UHPC堪称耐久性最好的工程材料，适当配筋的UHPC力学性能接近钢结构，同时UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构(军事工程、银行金库等)和薄壁结构，以及用在高磨蚀、高腐蚀环境。目前，UHPC已经在一些实际工程中应用，如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁等等。可以预计，还会有越来越多的应用。

现有的施工设备和工艺多是针对与传统的混凝土，如果使用传统的施工设备和工艺则不能充分发挥超高性能混凝土的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高性能混凝土一体化施工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超高性能混凝土一体化施工工艺，首先使用混凝土铺装一体机进行布料、整平以及覆膜，在混凝土初凝后将养护膜揭掉，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生；

混凝土铺装一体机包括下料速度可调的布料机、对混凝土料进依次进行熨平和整平的整平机、覆膜机以及纵向行走机构；布料机、整平机和覆膜机沿纵向依次设置并且使用同一套纵向行走机构；

布料机设置有布料仓，在布料仓底部设有下料口，放料口由下料板控制放料口开口大小；布料工艺如下，混凝土料运送至布料机处，下放至布料仓接料口处，布料仓对料进行缓存；通过对布料仓的放料口开口大小进行调节控制下料量；完成一个横向摊铺后，放料口关闭，纵向行走机构行走；此时整平机开始工作，在纵向行走达到设定距离，整平机工作停止；横向行走机构继续准备进行下一个工作面的摊铺，如此往返进行摊铺；

整平工艺如下，整平机对摊铺后的路面分别进行一次初整平以及二次精整平；整平机为整幅进行铺装；

覆膜机包括连接机架、若干个用于安装保养膜的保养膜横杆、连接横杆、以及可进行高度调节的压辊；保养膜横杆沿连接机架长度方向设置；压辊设置在保养膜的后侧下方，保养膜下行穿过压辊；

覆膜工艺如下，覆膜机采用纵向整幅覆盖模式；覆膜机设置用于安装保养膜的保养膜横杆以及可调节高度的压辊；保养膜下行穿过压辊，调节压辊高度，待调节稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜平滑的贴附于混凝土平面上；在覆膜同时，对保养膜的前后均进行喷水。

收面覆膜一体机包括收面部分和采用纵向覆膜方式的覆膜部分；

所述收面部分包括主框架、设置在主框架两端的纵向行走机构以及设置在主框架下端的抹光收面机构；纵向行走机构与主框架之间使用升降机构连接，抹光收面机构由直线移动机构带动沿主框架横向移动；通过抹光收面机构的横向往复移动实现抹光收面；

收面覆膜一体机的覆膜部分与覆膜机结构一致，覆膜工艺一致。

本发明技术方案的进一步改进为：收面覆膜一体机进行覆膜时采用保养膜或者土工布。

本发明技术方案的进一步改进为：布料机的布料仓横向行走速度为0～10m/min，并且变频可调；混凝土铺装一体机纵向行走速度为0～10m/min，并且变频可调。

本发明技术方案的进一步改进为：布料机设置有布料仓，所述布料仓内设有扇叶搅拌机构；在布料仓底部设有下料口，下料口由下料板控制放料口开闭及开口大小；下料板由液压系统控制，并且液压系统设置有电磁比例阀。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明是适用于超高性能混凝土的一体化施工工艺，通过使用混凝土铺装一体机和收面覆膜一体机，实现了一体化施工，提高施工效率以及施工质量，从而充分发挥超高性能混凝土的特点。

本发明的施工工艺首先进行布料、整平并对整平后的混凝土路面进行覆膜使其能够充分初凝，在初凝后将膜揭掉再进行收面覆膜的一体化施工。该工艺过程能够使超高性能混凝土得到充分的振捣以及养护，从而提高路面成型质量。

本发明的施工工艺在第一阶段布料、整平以及覆膜无间隔进行，第二阶段的收面和覆膜也是无间隔进行，不仅提高了施工效率，还能够确保超高性能混凝土得到充分的性能发挥。

附图说明

图1是本发明工作状态立体示意图；

图2是本发明立体示意图；

图3是本发明UHPC整平机和UHPC覆膜机部分立体示意图；

图4是本发明UHPC整平机和UHPC覆膜机部分侧视图；

图5是本发明UHPC布料机的布料仓部分示意图；

图6是本发明UHPC布料机的布料仓部分俯视图；

图7是本发明UHPC布料机下料口示意图；

图8是本发明收面覆膜一体机立体示意图；

图9是本发明收面覆膜一体机另一个方向立体示意图；

图10是本发明收面覆膜一体机侧视图；

图11是本发明收面覆膜一体机收面机构安装示意图；

图12是本发明收面覆膜一体机抹光收面机构示意图；

其中，1、布料机，11、横向行走机构，12、下料板，13、布料仓；

2、整平机，21、机架部分，22、升降部分，23、熨平板，24、高强整平板，25、整平机平台；

3、覆膜机，31、连接机架，32、保养膜横杆，33、连接横杆，34、压辊，35、保养膜；

4、纵向行走机构。

5、收面部分，51、主框架，52、收面纵向行走机构，53、抹光盘，54、站立工作台，55、抹光轨道，56、收面机移动架，57、抹光移动滚轮。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开的是一种超高性能混凝土一体化施工工艺，主要针对的是超高性能混凝土(UHCP)的施工。主要工艺如下：首先使用混凝土铺装一体机进行布料、整平以及覆膜的一体化施工，在混凝土初凝后将养护膜揭掉，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生。通常在第一次覆膜后使混凝土初凝，当混凝土初凝后将保养膜揭掉。在此，揭膜的判断依据是需要保证混凝土初凝，由施工人员进行判断。

该施工工艺中用到的是混凝土铺装一体机以及收面覆膜一体机，该施工工艺大致上分为两个阶段，通过将混凝土铺装一体机以及收面覆膜一体机分别用到两个阶段上，能够实现两个阶段内施工的一体化进行。混凝土铺装一体机我公司已经申请了专利，以下对用到的两种机器进行简要描述。

如图1、图2所示，混凝土铺装一体机包括下料速度可调的布料机、对混凝土料进依次进行熨平和整平的整平机、覆膜机以及纵向行走机构；布料机、整平机和覆膜机沿纵向依次设置并且使用同一套纵向行走机构。

布料机1、整平机2以及覆膜机3沿纵向依次设置并均同纵向行走机构4固定安装。布料机1、整平机2以及覆膜机3使用一套纵向行走机构4，实现一体化施工作业。纵向行走机构4包括具有行走轮能够行走的基座，还包括动力机，例如电机。纵向行走机构4起到的是类似于行走小车的作用。本文中的纵向指的是路面的铺设的长度方向，横向指的是路面铺设的宽度方向。在具体的实施中，纵向行走机构4的行走轮为钢轮，此时，纵向行走机构设置在钢轨上。或者，纵向行走机构4的行走轮为橡胶轮或履带，此时，纵向行走机构在地面上或钢筋网上行走。

布料仓13对料进行一次缓存，以保证摊铺的连贯性。在布料仓13内设有扇叶搅拌机构，在工作的时候不断的转动，可保证混凝土料的活性。扇叶搅拌机构对布料仓13内的混凝土料进行无间断、全方位的搅拌，扇叶对对布料仓13的内壁进行触壁式搅拌刮料，使布料仓13的内壁无料。在布料仓13底部设有下料口，下料板12覆盖下料口，下料口由下料板12控制开闭及开口大小。具体的，下料板12由液压系统控制，液压系统的伸缩杆驱动下料板直线移动，下料板12覆盖下料口的大小实现对开口大小的控制。液压系统设置有电磁比例阀，能够实现下料量的精准控制，保证摊铺厚度的均匀。在液压系统的控制下配合以扇叶搅拌机构，能够使混凝土料从下料口下落时成稳定的瀑布式下落。下料板在完成一个横向的摊铺后，布料仓门关闭。具体结构如图7所示。布料工艺如下，混凝土料运送至布料机处，下放至布料仓接料口处，布料仓对料进行缓存；通过对布料仓的放料口开口大小进行调节控制下料量；完成一个横向摊铺后，放料口关闭，纵向行走机构行走；此时整平机开始工作，在纵向行走达到设定距离，整平机工作停止；横向行走机构11继续准备进行下一个工作面的摊铺，如此往返进行摊铺。具体如图5、图6、图7所示。混凝土料实现瀑布式下落摊铺，能够保证摊铺均匀，有利于混凝土料后续整平振捣，充分发挥超高性能混凝土的特性。

整平机2包括机架部分21、升降部分22、熨平部分、整平部分。其中，升降部分22固定于纵向行走机构4上端，升降部分22的上端固定安装机架部分21。进一步的，在整平机2的机架部分21的两端设置摆臂，并在摆臂上设置配套使用的熨平部分和整平部分，该设置能够适用于渐变桥路面的铺装。在遇到桥面逐渐变宽时，摆臂带动熨平部分和整平部分逐渐打开角度，实现对于渐变部分的整平。

如图3、4所示，熨平部分和整平部分固定设置在机架部分21的下端，熨平部分在前，整平部分在后。先进行熨平，再进行整平。具体的是，熨平部分由高频振动电机驱动熨平板23进行一次初整平，保证混凝土料的密实度。整平部分进行二次精整平，整平部分包括整平高速电机、由整平高速电机驱动转动的偏心辊以及由偏心辊驱动振动的高强整平板24，保证摊铺面的平整度。整平机为整幅进行铺装，一次成型，铺装厚度由升降机构来进行调整，升降部分高程控制采用行程限位开关发送反馈讯号，升降部分根据信号确定动作要求控制整机的升降，动作可靠平稳，达到更好的整平厚度、平整度。此外，整平机也可以采用超声波感应信号控制的方式，来控制高程，保证高程控制的精确度。

整平工艺如下，整平机对摊铺后的路面分别进行一次初整平以及二次精整平；整平机为整幅进行铺装。在具体的实施中，熨平板23振动频率为3000次/分；高强整平板24振动频率为3510次/分。熨平部分和整平部分可以采用该领域通用的熨平组件和整平组件。完成一个横向的摊铺后，布料仓门关闭，纵向行走机构进行纵向行走，此时UHPC整平机开始工作，在纵向行走达到设定距离，整平机工作停止；横向机构继续准备进行下一个工作面的摊铺，如此往返进行摊铺。

覆膜机3包括连接机架31、若干个用于安装保养膜35的保养膜横杆32、连接横杆33、以及可进行高度调节的压辊34。覆膜机3部分可以通过连接机架31直接与纵向行走机构4固定连接，从而能够随一体机同进退。也可以通过连接机架31与整平机2后方固定设置的整平机平台25连接，从而能够随一体机同进退。整平机平台25还可以供工人站立，从而便于观察施工情况。

如图3、图4所示，连接机架31为覆膜机3部分的主体支架，连接机架31设置两个位于横向的两端，在两个连接机架31之间设置保养膜横杆32。而保养膜横杆32安装在连接横杆33上，且沿连接机架31长度方向固定设置。压辊34设置在保养膜35的后侧下方。压辊34可进行高度调节。

覆膜工艺如下，覆膜机采用纵向整幅覆盖模式，保养膜35下行穿过压辊34。所述压辊34可进行高度调节，待调节其高度稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜35平滑的贴附于混凝土平面上，由于整平机刚刚进行完整平，水分保持比较高，这时进行覆膜可使混凝土得到更好的养护。优先地，在覆膜前后均设置有自动喷水装置。在覆膜同时，前喷水装置进行喷水，保证在覆膜前达到技术要求的湿度，在覆膜后，后喷水装置在养护膜上层再次进行喷水压盖。采用纵向整幅覆膜的方式，与传统的横向覆膜的方式相比，施工更加简单，无需换向，操作便捷，并且覆膜效果更好。

铺装一体机施工的工艺过程如下：

布料工艺如下，混凝土料运送至布料机1处，下放至布料仓13接料口处，由布料仓13对料进行一次缓存。在布料仓13底部的下料口通过对料仓开关以及放料口开口大小进行调节，控制下料量，实现下料量的精准控制，保证摊铺厚度的均匀。在完成一个横向的摊铺后，布料仓门关闭，纵向行走机构4进行纵向行走，此时整平机2开始工作，在纵向行走达到设定距离，整平机2工作停止；横向行走机构11继续准备进行下一个工作面的摊铺，如此往返进行摊铺。

整平工艺如下，整平机2对摊铺后的路面分别进行一次初整平以及二次精整平；熨平部分由高频振动熨平板进行一次初整平，保证混凝土料的密实度；整平部分进行二次精整平，保证摊铺面的平整度。高频振动熨平板振动频率控制为3000次/分，高速整平板振动频率控制为3510次/分。整平机2为整幅进行铺装。在整平完成后进行覆膜。

覆膜工艺如下，覆膜机3对整平后的路面进行覆膜，覆膜机3采用纵向整幅覆盖模式；保养膜横杆32设置在两侧的连接机架31中间，由各个连接横杆33进行固定，保养膜35下行穿过压辊34，调节压辊34高度，待调节稍高于整平完成后的平面后，带动保养膜平滑的贴附于混凝土平面上；在覆膜同时，前喷水装置进行喷水，保证在覆膜前达到技术要求的湿度，在覆膜后，后喷水装置在养护膜上层再次进行喷水压盖。覆膜机3随着一体机向前运行实现覆膜。

在工作过程中，布料仓13横向行走速度为0～10m/min，并且变频可调；整机纵向行走速度为0～10m/min，并且变频可调。

覆膜后等待一段时间，等混凝土初凝后进行抹光收面。

使用收面覆膜一体机对混凝土路面进行抹光收面以及覆膜。抹光工艺是使用收面覆膜一体机的抹光部分对混凝土路面进行抹光收面，至达到技术要求。抹光覆膜工艺与混凝土铺装一体机的覆膜工艺一致。

如图8-12所示，收面部分和覆膜部分使用同一套纵向行走机构。所述收面部分包括主框架51、设置在主框架51两端的收面纵向行走机构52以及设置在主框架1下端的抹光收面机构。主框架1与收面纵向行走机构52之间使用升降机构连接安装，即，在纵向行走机构上设置升降机构，在升降机构的能够上下移动的顶端同主框架51的端部连接。

抹光部分的抹光收面机构由直线移动机构带动沿主框架51横向移动，从而实现对于路面的整幅抹光。通常，抹光收面机构设置若干个。所述抹光收面机构使用同一个直线移动机构驱动进行横向的直线移动。

如图11、图12所示，在具体的实施中，抹光收面机构主要包括收面机移动架56、安装在收面机移动架56上的电机以及安装在电机输出轴上的抹光盘53。抹光收面机构的电机驱动抹光盘53进行转动，对混凝土路面进行抹光收面。在主框架51内部设置有抹光收面机构横向移动的抹光轨道55，在收面机移动架56的端部位置设置有抹光移动滚轮57。

抹光部分在主框架下端能够进行横向移动，抹光收面机构是由直线移动机构驱动进行横向移动的。

通常在主框架1后方下端固定设置站立工作台8，施工人员站立在站立工作台8上对收面部分和覆膜部分的工作情况进行监控。收面覆膜一体机的覆膜部分与覆膜机结构一致，覆膜工艺一致。收面覆膜一体机进行覆膜时可以采用保养膜或者土工布。

在该工艺的具体实施中，布料机的布料仓横向行走速度为0～10m/min，并且变频可调；混凝土铺装一体机纵向行走速度为0～10m/min，并且变频可调。

本发明是适用于超高性能混凝土(UHPC)的一体化施工工艺，其中使用了混凝土铺装一体机和收面覆膜一体机，能够实现一体化施工，提高施工效率以及施工质量，从而充分发挥超高性能混凝土的特点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种超高性能混凝土一体化施工工艺，其特征在于：首先使用混凝土铺装一体机进行布料、整平以及覆膜，在混凝土初凝后将养护膜揭掉，然后使用收面覆膜一体机进行抹光收面以及覆膜养生；

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土一体化施工工艺，其特征在于：收面覆膜一体机进行覆膜时采用保养膜或者土工布。

3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土一体化施工工艺，其特征在于：布料机的布料仓横向行走速度为0～10m/min，并且变频可调；混凝土铺装一体机纵向行走速度为0～10m/min，并且变频可调。

4.根据权利要求1～3任一项所述的超高性能混凝土一体化施工工艺，其特征在于：布料机设置有布料仓，所述布料仓内设有扇叶搅拌机构；在布料仓底部设有下料口，下料口由下料板控制放料口开闭及开口大小；下料板由液压系统控制，并且液压系统设置有电磁比例阀。