三轴整平机技术在水泥砼路面
施工中的应用及施工中平整度的控制

三轴整平机是水泥砼路面施工的中档机械，经过多年的实践不断改善施工工艺和配套机具，使施工质量达到高速公路施工技术要求。是一种简单实用，经济性较好的混凝土路面施工主导机械，适合于在种种高等级水泥砼路面工程中推广运用。
20世纪90年代初期，国内部分企业从美国引进的三轴整平机，开始在国内各种水泥砼路面施工中试用，并经国内部分生产厂家进行了改进，开发出适合国内各种水泥砼路面施工的系列普及型产品，使机械成本明显下降。经近几年施工实践证明，其适应性强，施工质量能达到包括高速要求。三轴整平机施工工艺的推广普及，使其逐渐发展成仅次于滑模摊铺机的水泥砼路面施工主导设备，受到公路建设行业研究机构的广泛关注。三轴整平机施工的主要特点是：设备结构简单，造价低，能适应大范围内路面宽度连变化要求，施工工艺易掌握，宜于操作等。下面谈如何用三轴整平机施工技术有知问题。
1、三轴整平机的结构原理地（见图1、图2）及基本技术参数
1.1结构主要由机架、振动辊、驱动辊，动力传动装置和电器设备组成（国产三轴整平机动装置为电动机，进口原装机动力装置为内燃机）。
基本技术参数：
① 轴距：400mm（前中）900mm（中后）
② 辊轴长度：3000～9600mm
③ 辊轴直径：150～260mm
④ 行走速度：9.1m/min
⑤ 总重量：2～4t
⑥ 总功率：13～20kw
⑦ 振动辊转速：300r/min







图1  三轴整平机的主体结构图


振动辊旋向


图2  三轴整平机的摊铺原理
1.2三轴整平机整平，振动作用工作原理
在三轴整平机前进过程中，前振动辊逆时针方向高速转动，由于振动辊的偏心布置，使与振动辊接触的砼料受到打击，使砼料表面的骨料下沉，砂浆上浮，起到提浆作用，另一方面，振动辊由后向前转动和三轴整平机向前行走的复合运动，使砼料表面受到向前的剪切切削作用，将振动辊前方高出的砼洋向前推移，行进过程中填平低洼地段，起到整平作用。后退时停止振动，实静滚压，消除振动辊击打砼料时留下的条痕。通过振动辊前行振动，振动力通过砼料将振动能传递到砼料内部，使砼料内部进一步密实，从而达到整平振实目的，由于三轴整平机振动辊振动频率较低，一般振动深度为15～18cm左右，其施工工振动实质量主要靠配套机具排式振捣器来保证。为达到理想平整效果，三轴整平机需要3～4遍往返作业，人工配合整修填补铲刮，可满足施工质量的要求。
2、三轴整平机施工的作业能力及配套机械设备机具
2.1三轴整平机的施工能力，理论为：Q＝KBHV/N，各参数为：Q为摊铺生产率（m3/h），K为时间利用系数，B为摊铺宽度，H为板厚（m），V为行走速度（m/min）；N（取4～6遍）为单向振动和静滚的总遍数。根据技术参数并取时间利用系数为0.5，如摊铺宽度为8.75m，板厚为24cm，得出三轴整平机的理论摊铺能力为113m3，即每h可铺54m。根据施工的实际经验，三轴整平机施工速度20～30m/h为佳，一般不宜超过35m/h，即实际摊铺能力为40～70m3/h，施工速度过快，人工铺助整平抹平光速度跟不上，造成砼路面质量问题。
2.2配套设备如下
（1）拌和楼：型号应以满足三轴整平机最佳作业能力配备，拌和设备的配套，选用HSZ100砼拌和设备（每次拌和2m3，设计产量60～100m3/h，实际产量50～70m3/h），是比较适宜的。
（2）洒水车：用于基层洒水湿润，养护及切缝。
（3）运输车辆：应根据运距和现场施工能力配备，运输车应选载重量为10t左右为佳，便于人工布料作业。
（4）发电机组：根据现场施工机械和照明灯具的功率进行配备。60kw和30kw各一台发电机组较为适宜。
（5）模板：根据施工厚度，采用型钢制作，一般选用小于砼厚度1～2cm槽钢制作，以便安装，一般长度为3～4m为宜，为保证联结可靠，端头应采用螺栓连接。
3、三轴整平机砼路面施工的工艺流程
由于三轴整平机本身的局限性，不能象滑模摊铺机那样一次性完成砼路面摊铺成型作业，需要配合人员和辅助机具较多，开工前必须进行大量的各项准备工作，对参与施工的各项生产要素（包括工料机，技术安全保障措施等），进行检查，确保各项质量保证措施到位。
模板的支立是三轴整平机施工前的首要工作，是保证路面标，平面位置、成型面板厚度，宽度和路面平整度的关键，必须支立牢固，定位精确，成型顺直，避免漏浆。通过验模，对模板安装质量进行确认。
开工前，试验人员要对砂石等原材料的含水量进行检测，确定具体施工配合比，施工现场各项准备工作充分落实后，就右以开始砼料和并迅速将砼料运抵施工现场，现场试验人员应立即测试坍落度，检验和易性，以确定现场施工工艺性能，采取适当方法进行施工，同时迅速交将测试情况通知拌和场，进行适当调整，以满足现场施工工艺，三轴整平机施工对坍落度的要求范围较小，一般为2.5～4cm为佳，具体情况视气温、风速、运距等情况而定。砼料的供应速度力求稳定连续，以免影响砼料的均匀性，使砼料因水化速度不一致，产生不均匀变形和复杂的内应力，导致砼路面平整度和内在质量下降。
人工布料，必须确定适当松铺厚度，松铺厚度确定，一般根据施工经验确定，随现场砼料坝落度变化而有所差别。对于坍落度较大，易密实，一般松铺厚度较小，对于坍落度小的砼料，因内部骨料支立作用，造成空隙较大同，一般桦铺厚度应偏大些，一般松铺系数取1.1左右。对于横坡度大的路段，由于砼料流动性，高侧应比低侧有更大的松铺厚度，高侧松铺系数为1.2左右，在施工中松铺系数一般根据试验确定。
为了保主砼试件能正确反映砼路面的性能，试件应在布料现场进行制作，试验结果作为砼路面质量评定资料，同量根据试验结果，对施工配合比的优化提供指导依据。
排式振的捣器是保证砼料充分密实的关键工序，三轴整平机的振动辊只能对砼路面的表层起振捣作用。振动棒距模板的距离为20cm为宜，振动棒不得距模板太近，以免与模板产生共振，产生漏浆现象，使侧面砼出现蜂窝，排式振捣器的工作过程采取连续行走方式，其行走速度必须满足砼料振动排气时间要求，对于坍落度为2～5cm的砼料，在振动有效范围内，振动时间不得低于15s，因为砼料坍落度的变化，振动排气时间是变化的，这就要求排式振捣器的行平速度可以进行调节。行走装置可采用调速电机或变速箱进行调速，此种方式，行走装置较复杂，但由于连续行走，振动力传递均匀，减少了振动器频繁插入，提升对砼料的扰动，振动后，砼料密实均匀性好，且不易出现漏浆或过振现象。经试验排式振捣器行驶速度采用1.6m/min，振动密实情况完全满足施工规范要求。
对于间隙式插入振动方式，其行走距离和振动时间是通过操作员直接控制的，现场操作中，根据砼料的变化，采取相应的振动量间和行走距离，以满足砼料充分密实的要求现场采用50cm插入振动1次，振动时间15s左右，振动密实效果同样满足施工规范要求。
拉杆的埋设，过去常采用人工插入式振动器进行，其作业效率低，劳动强度大，且定位不精确，难以满足高等级公路的质量要求。现采用自行设计制造 的自行式钢筋拉杆压埋机进行埋设拉杆作业，定位精度高，避免了人工布料拉杆对振后砼踩踏，造成砼面局部凹陷，影响平整度。
三轴整平机作业完成后，应根据砼面表面泌水情况，适时量进行刮平作业，将表面泌水稀浆刮除，对于整平机无法整平的局部微时突起部位，经过刮尺刮除后，基本保证了平整 度要求，对特殊情况，出现砼料过高的部位，可采用人工铲除，但人员不得直接踩踏成型砼面，需借助踏板进行。每次作业时需重叠二分之一，以保证不出现漏刮部位。对于刮尺刮除对发现局部低凹部位，应立即用砼砂浆补平，再回刮尺刮除多余砂浆。注意：刮平作业时间至关重要，进行过早，由于砼面强度低，无法承受刮尺的重力，刮尺下陷，无法刮平。进行过晚，则无法刮除突起部位，且对低凹处填补砂浆时，难以结合，造成分层南象，留下质量隐患，刮尺的作业后，即采用抹刀磨光，进行一步消除局部不平现象，同量消除由于刮尺过后，砼面进一步失水收缩，造成变形，抹刀作业后，表面平整度基本达到要求。此时，砼面泌水情况已经消失，接初凝状态，采用检尺对砼面的每断面进行检查，每一断面检尺数，以保证不出现漏检查的原则。检查时，纵断面每次重叠尺度的二分之一到三分之一，以保证纵断面连接面连续，平整度达到合格要求。对发现不合格部位再次采用抹刀抹面，消除检尺痕迹和表面砂眼麻面现象，并使表面磨耗层的强度进一步增强。
刮尺和抹尺直线度是保证精平的关键，对于刮尺和抹尺的使用，应当经常进行检查校正，特别是每班开工前必须进行此项工作，以免发生变形，影响平整度。对于高速公路规范的要求，3m直尺检查平整度，误差不得超过2.5mm。对无法校正的刮尺和抹尺应予以更换。
4、三轴整平机施工常见病害及预防措施
4.1表面砂眼，麻面的产生原困及防治
砼面出现砂眼、麻面一般为布料过高，三轴整增机整度时，将表面浆层推走，砼面多余骨料由于相互嵌锁着，无法推走，行走三轴整平机无法整平的突起部位，在使用刮尺刮除时，使表面更加粗糙，难以抹平，以至最终收面时，对微小孔隙不能消除。对于此种情况，应在刮尺刮除后，立即将粗糙骨料部位补原砂浆，再用抹尺进行抹平，最终收面量，用小抹刀细心操作，一般可消除。
4.2表面裂纹
表面微裂纹多因成型砼路面表面稀浆过多，风速及气候较高时，水分散失过快所致，特别是对于局部低凹点采用砂浆填补，砂浆层较厚，失水收缩较大，而砂浆的早期强度低，无法克服较大的收缩应力，而使砼面产生裂纹。主要要注意施工过程中应严格控制水灰比，对施工中尽可能将表层稀浆刮除废弃。收面后尽快喷洒养护液，控制水份散发速度，能起到良好的控制裂纹的作用。
4.3侧面蜂窝
由于三轴整平机施工工艺，支立模板不牢固，下部未充分垫实，造成漏浆现象，或振捣不密实等原因，使用砼路面边侧面出现孔洞现象，形如蜂窝。应重点加强支立模工作和调整振捣器位置，达到消除目的。