摘要：本文阐述了在机场道面干硬性混凝土施工中，以滑模摊铺机为主线的机械化施工。通过与传统的人工作业为主的机场道面混凝土施工对比，以顺应时代需要，采取一种更为先进、施工效率更高、更环保的道面混凝土机械化施工方式，从而在工程质量确保的前提下效率更高、效益更好地完成施工任务。
关键词：机场；道面；干硬性混凝土；滑模摊铺机；机械化施工
1.引言
水泥混凝土摊铺设备在公路工程中的应用在国内已有近30年历史，相关要求也已经写入交通部的施工规范，但在国内的机场道面施工还处在传统的以人工作业为主的阶段。目前国家大力发展民航空中交通，国内机场建设此起彼伏，航空机场建设正处于高速发展时期。干硬性水泥混凝土结构道面以其强度高、耐久性好、抗滑性好、维护费用低而被广泛用于机场的停机坪、滑行道、跑道等道面工程。
目前以传统的人工作业为主的干硬性水泥混凝土道面施工，效率低、工人作业强度高、作业环境恶劣、质量通病时有发生以及国内劳动力越来越紧张、环保绿色施工要求越来越高等种种弊端促使施工方法急需改善。而采用以滑模摊铺机施工为主辅以机械机械化施工，一方面能更好满足对水泥混凝土道面强度、平整度、裂缝、抗滑性、耐久性等关键质量的控制要求，提高生产效率，降低工人作业强度，改善工人作业环境，减少人工作业产生的质量通病；另一方面还能提升企业形象，提高企业竞争力，提升经济效益和社会效益。
通过使用水泥混凝土摊铺机，将干硬性水泥混凝土布料整平、振捣、压实提浆精平、揉浆抹面等工序整合，实现了机械化施工，提高了施工效率，在机场干硬性水泥混凝土道面施工中处于领先水平。
2.机械化施工特点
本文阐述在干硬性水泥混凝土施工环节采用维特根SP500摊铺机或高马科GP2400摊铺机进行全自动机械化施工，提高了生产效率，减少了质量通病，降低了工人作业强度，改善了工人作业环境，降低了水灰比及水泥用量，利于环境保护。
分料整平：采用摊铺机自带布料犁进行布料整平，全自动机械化且效果良好。
振捣：摊铺机配有16根液压驱动式超高频振捣棒（可根据需求进行增减），频率为7500～12500r/min可调，高频振捣一次成型。
压实、提浆、精平：摊铺机装配一个振捣钢梁，沿混凝土横断面通长布置，上下震动，低振幅高频率，起到进一步振捣压实、提浆、精平的作用，面层砂浆厚度均匀、平整。
揉浆抹面：摊铺机后方配有超级抹平器，反复（8～12遍）对混凝土表面进行揉压抹面，使乳浆均匀分布在表面，稠度一致，厚度一致，使混凝土表面更加平整。
3.适用范围
机场道面干硬性混凝土机械化施工适用于机场跑道、滑行道、联络道和各种停机坪、站坪的水泥混凝土结构面层，也适用于城市高等级水泥混凝土道路和大型水泥混凝土停车场面层等作业。
4.施工原理
通过水泥混凝土摊铺机的使用，把水泥混凝土面层施工的“布料整平、松方控制、高频振捣、压实提浆、揉浆抹面”五项主要工序整合到一起，通过基线控制，进行全自动机械化施工，能够一遍摊铺出密实度高、动态平整度优良、外观几何形状准确的水泥混凝土。优化了施工工艺，提高施工效率及施工质量，大量节省了人工用量；同时，机械作业自动化程度高，标准化高，可有效减少或消除人为因素造成的质量通病。
水泥混凝土摊铺机动力大，振捣棒频率高，为进一步改良水泥混凝土的配合比提供了空间，可适当降低水灰比，减小水泥用量，提高干硬性混凝土的密实度和强度，从而减少或消除混凝土裂缝；改善工人作业环境，减少工人露天作业；缩短工序时间间隔，提前完成做面，减小不良天气影响。
5.施工流程及操作要点
（1）施工工艺流程
机场道面干硬性混凝土机械化施工工艺流程图
摊铺机施工主要步骤：摊铺机布料犁布料整平→摊铺机振捣棒振捣→摊铺机振捣梁压实、提浆、精平→摊铺机超级抹平器揉浆抹面。
（2）操作要点
1）施工准备
道面水泥混凝土施工前，必须铺筑试验段，以确定适宜的施工方案，通过试验段确定材料供应需求、混凝土搅拌时间、外加剂掺量、混凝土配合比、混凝土虚铺厚度、摊铺机行驶速度、摊铺机振捣频率、人员及机械配置、施工工艺参数、施工工序节点完成时间等是否适宜，试验段完成后形成总结报告，经监理工程师批准后正式施工。
2）测量放线
测量放线前，对测量控制点及需使用的加密控制点进行复测，确认无误后在验收合格后的基层（一般为水泥稳定碎石层）上，使用全站仪，采用极坐标法根据道面分块尺寸测定出各分块交点的位置，并用墨斗在实地弹线连接作为模板平面位置的依据，模板的高程使用水准仪按三等水准进行全过程控制。
3）模板制作、安装
采用特制的冲压成型的定型钢板+角钢+竖向加筋连接钢板型钢模板系统（已申请实用新型专利，专利号：[ZL 2015 2 0837307.7]），根据混凝土厚度采用相应的槽钢作为模板，支好后的模板平面位置（最大允许偏差≤5毫米）、高程（最大允许偏差≤2毫米）、直线性（用20米直线检查，最大偏差≤5毫米）。
立模采用“支一行、空一行”的支模形式；模板支撑系统采用钢钎通过套管与两根拉杆螺母连接，对应的拉杆另一端与钢模连接钢板预留洞处连接固定，形成三角支撑系统，构造简单，确保模板及支撑系统的安装和拆除方便快捷。模板用钢钎固定，钢钎用电锤钻孔后将钢钎打入水泥稳定碎石基层中；模板支撑采用可调式φ18螺栓拉杆；连接处采用密封条或油毡条封堵，防止混凝土振捣时漏浆，模板下部缝隙采用M7.5或M10水泥砂浆勾缝；模板安装高程依据道面板块高程逐一进行调整。固定模板支立固定牢固后，应对模板四周进行清理，将模板仓内的杂物、浮土清理干净，并报请监理工程师进行模板验收。模板制作及安装应满足《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（GB5006-2015）的相关要求。
钢模安装及封堵示意图：
钢模板支撑
钢模板接缝及底部封堵
4）混凝土搅拌和运输
①混凝土搅拌
混凝土混合料采用2台JS3000（HZS180）双卧轴强制式搅拌机搅拌，为确保拌和物搅拌均匀，根据《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（GB5006-2015）要求，道面混凝土连续搅拌时间不得少于60s，施工中常用搅拌时间为60～75s，具体搅拌时间通过试验段施工确定。
拌制混凝土时，严格按批复的混凝土配合比校正通知单进行配料，严禁擅自更改。混凝土混合料按重量配合比，根据《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（GB5006-2015）要求，其允许误差为：水泥、粉煤灰、水、外加剂±1%，集料±2%。
混凝土搅拌楼生产工艺流程
搅拌机投料顺序：大碎石、小碎石、水泥、砂，进料后边搅拌边均匀加水（外加剂溶液在1/3用水量投入后开始投料）。
搅拌过程中试验室及时测定砂石的含水率，根据天气情况、施工情况等实时调整混凝土施工配合比。
②混凝土运输
混凝土运输采用自卸汽车以最短的时间运到铺筑地段。混合料从搅拌机出料到卸放在铺筑现场的时间最长不超过30min，现场运输距离不超过2.0Km，已保证混合料水分，混合料运输过程必须覆盖。
运输道路要经常修整，确保道路平坦、畅通，以免因道路不平造成汽车行车颠簸，造成混凝土离析。
5）混凝土卸料、布料及摊铺
布料方式采取正向方式，自卸汽车正向倒退驶入摊铺道，直接卸入仓面。采用人工配合小型挖掘机（一般为70小挖掘机）摊铺的方式布料，摊铺时一定要先由人工采取扣锹的方式将模板边铺满，然后再用挖掘机将混合料摊铺、整平。每段摊铺长度不宜超过150m。摊铺高度按照试验段确定的虚铺厚度平整。（一般虚铺厚度为混凝土板厚的15～20%）。
6）混凝土机械施工
①现场准备
基层表面应保持密实、平整、湿润，高程符合设计要求。
模板的平面位置、高程、牢固性及涂刷的脱模剂应符合要求。
浇筑填仓混凝土板时，检查两侧混凝土板边的直线性，同时检查邻板侧壁沥青隔离层的涂刷情况。
准备35米防晒防雨棚及足量的混凝土养护用土工布。
②布料整平
采用摊铺机自带布料犁进行布料整平，全自动机械化且效果良好。可根据粗平程度调整布料梨的运动速度，以确保混凝土平整和均匀性。
布料器布料
③振捣
摊铺机配有16根液压驱动式超高频振捣棒，频率为7500-12500r/min可调（国内一般高频机械振捣频率仅为7000-8000r/min），对混凝土进行振捣。摊铺机的行驶速度根据试验段确定，机场场道干硬性水泥混凝土施工，行驶速度控制在0.9～1.0m/min。
振捣棒振捣
④压实、提浆、精平
经摊铺机振捣棒振捣密实的混凝土表面还有微小气泡，水泥浆膜也不均匀，表面平整度还不达标，为此需要对混凝土进一步压实、提浆、精平。此装置为一个振捣钢梁，沿混凝土横断面通长布置，上下震动，低振幅高频率，起到进一步浅表层振实、提浆、精平的作用。
压实、提浆、精平
经过进一步压实、提浆、精平，确保了水泥混凝土面层的平整度、表面水泥砂浆均匀性，厚度均匀地控制在3～5mm。
⑤揉浆抹面
混凝土经过上述压实、提浆、精平后进入抹面环节，摊铺机后方配有一套超级抹平器，反复（8～12遍）对混凝土表面进行揉压搓平，使乳浆均匀分布在表面，稠度一致，厚度一致，使混凝土表面更加平整；超级抹平器完成后，立即跟着进行一道人工木抹子修边、塑料抹子修面、铁抹子压光，目的是消除机械抹痕，使混凝土表面更光滑。
抹平器揉浆、抹面
在进行铁抹子抹面时，应把粘在模板或两边混凝土板上的乳浆清理干净，抹面时严禁在混凝土表面上洒水或洒干水泥。抹面完成后混凝土表面应平整、密实，无砂眼、抹痕、气泡、龟裂等现象。
混凝土施工满足《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》MH5006-2015的要求。
6）拉毛
抹面工序完成后，按设计对道面表面平均纹理深度的要求，适时对混凝土表面拉毛，以满足道面粗糙度要求。拉毛的纹理应垂直飞机滑行的方向。
拉毛使用专用拉毛刷。毛刷采用φ2.5mm或3mm塑料棒制作，分上下两层，长120mm。间距2mm-3mm，一般停机坪道面表面平均纹理深度0.4mm，使用φ2.5mm毛刷即可，滑行道道面表面平均纹理深度0.6mm，使用φ3mm毛刷。
拉毛纹理顺直控制：在垂直于纵缝方向放一铝合金靠尺，毛刷紧贴靠尺匀速拉行，用力一致，使整幅板的纹理均匀顺直、深浅一致，防止拉毛的纹理与横缝斜交；为避免出现褶痕，拉毛时中途不得停止或颤动，每次拉毛完成后立即清洗毛刷上粘附的水泥浆。
掌握拉毛时机：若拉毛太早，则容易产生露石露砂现象，影响表面美观；若拉毛太迟，则达不到要求的纹理深度。拉毛时间的确定与气温、风力、混凝土的坍落度等因素有关，根据施工经验，拉毛时以手指按压混凝土表面起痕但不粘浆时为宜，此时拉毛，能保证表面纹理均匀、纹理深度以及美观等要求。
在大风和炎热季节拉毛，要及时用防晒棚遮盖，避免混凝土道面产生龟裂。
8）混凝土养护
混凝土养护是控制道面早期裂缝的关键工序之一，应引起高度重视。在混凝土表面开始终凝结时（用手指轻压无明显压痕），及时覆盖保水性能良好的土工布（400g/m2）。当土工布下混凝土表面变成灰色时，便可洒水养护，并使土工布保持潮湿状态，养护期不少于14d。养护期间防止混凝土表面露白，禁止一切车辆上道面。
拆模时间应根据气温和混凝土强度增长情况确定，拆模时混凝土抗压强度应大于10MPa。拆模时不准损坏混凝土板的边角和凸企口。拆模时间满足《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（MH5006-2015）的要求。
拆模后，板侧面应按设计要求及时均匀涂刷沥青隔离层，隔离层不得露白。
6.质量控制
（1）主要执行的标准、规范
主要执行的标准、规范
标准、规范名称标准、规范代号
《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》MH5006—2015
《民用机场飞行区场道工程质量检验评定标准》MH5007—2017
《民用机场飞行区技术标准》MH5001—2013
《工程测量规范》GB50026—2007
（2）水泥混凝土面层实测项目及质量要求
水泥混凝土面层实测项目及质量要求
序号项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率
跑道、滑行道、机坪道肩、防吹坪
1保
证
项目混凝土弯拉强度设计要求《民用机场飞行区场道工程质量检验评定标准》MH5007—2017附录C
2抗冻等级设计要求按MH5006-2015的规定方法执行：每20000㎡留1组试件，每标段不少于3组
3板厚度
（mm）规定值-5拆模后尺量：分块总数10%
弯拉强度钻心试件：每个试件
极值-6
4平整度（mm）规定值≤3（合格率≥90%）≤4（合格率≥85%）3m直尺，每块板纵、横、斜各1尺取最大值：分块总数的20%
极值≤5≤6
5一般项目表面平均
纹理深度设计要求（合格率≥90%）设计要求（合格率≥85%）铺砂法：总分块数的10%，每块3处，布置在板中和对角线两端附近
6刻槽
（mm）槽深-1，＋2—用游标卡尺及尺量：每5000㎡测一处
槽宽-1，＋2
相邻槽中线间距-1，＋2
槽直线性≤10
7相邻板高差
（mm）固定值≤2≤3塞尺量：分块总数的20%
极值≤4≤5
8纵、横缝直线性（mm）≤1020m拉线：抽查接缝总长度的10%
9高程
（mm）规定值±5±10水准仪：不大于10m测1个断面，保证测点间距不大于两块板宽
极值±8±15
10长度（%）±1/7000—按一级导线测量规定精度检查：中线全长
11宽度（%）±1/2000±1/1000钢尺自中线向两侧量：每100m测量1处
12预埋件预留孔中心偏差（mm）≤10钢尺量：抽查20%
（3）关键质量控制措施
1）细集料、粗集料、水泥、粉煤灰、外加剂、水、钢筋、隔离层材料、预埋件、养生材料等均须满足设计图纸及《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（GB5006-2015）的要求。
2）道面水泥混凝土施工前，必须铺筑试验段，通过试验段验证摊铺机行驶速度控制、摊铺机振捣棒振捣频率控制、混凝土配合比、人员配备、机械配备、材料供应、工艺参数、施工工序完成时间等是否适宜，并编制实验段总结。
3）摊铺混凝土厚度及坡度由摊铺机自身高度传感器及坡度传感器根据引导高程控制，因此，应多次进行高程复核，以确保引导高程的钢丝绳高程准确无误。
4）摊铺机摊铺速度为0～4m/min，可根据现场施工情况进行调整，机场场道干硬性水泥混凝土摊铺速度建议控制在0.8～1m/min。摊铺机振捣棒振动频率7500～12500r/min，可根据现场施工情况进行调整。
5）摊铺机每台班结束后，必须采用高压水枪对混凝土接触部位进行冲洗干净，尤其确保振捣棒及超级抹平器干净无杂物。
（4）达到工程质量目标的管理方法
1）组织小组措施：成立以项目经理为组长、项目技术负责人、质量负责人为副组长、各主要部门负责人及工长为成员的质量组织小组，对工程全过程进行质量监督、指导。
2）制度措施：根据道面工程施工计划落实制定的项目岗位质量责任制。
3）技术措施：编制施工组织设计、施工方案、质量计划，落实技术交底制度，严格按照施工要求、技术规程进行施工，确保工程实体质量。
4）材料措施：严格进行材料进场检验，严格执行混凝土配合比，按要求控制水泥、砂、石中的含水率以及碱活性含量。
5）设备措施：使用先进的、计量准确的施工设备，加强对施工设备维护、保养，确保设备运行良好，确保混凝土连续施工。
7.效益分析
（1）经济效益
1）节约水泥用量，降低工程造价
机械化施工，通过优化混凝土施工配合比设计，降低水灰比，既提高了混凝土强度，控制了裂缝，又节约了水泥用量。节约6～11元/m³。
2）提高工作效率，降低施工成本
按传统工艺施工，每台班可完成510m³，而使用摊铺机，每台班可完成1010m³。使用摊铺机可比传统工艺每台班多摊铺500m³混凝土，如每方混凝土施工按80元计算，则每个台班可节约工效40000元。
3）减少人工用量，降低人工费
采用传统工艺施工，每个班组需要作业人员50人，而使用摊铺机施工，每个班组作业人员降至18人，以人工费每人每天平均200元计算，每个台班可节省人工费6400元。（29*200=6400）
4）综合经济效益
可节省人工费6元/m³，施工效率提升，降低成本39.6元/m³，摊铺机使用费20元/m³，综合效益可节约19.6元/m³。理论上，以每台机械设备购置价格650万元计算，根据以上相关数据运转141天即可收回成本。（650/（4+0.64）=140.08）
（2）社会效益显著
1）提高行业整体施工质量
因为机械作业，动力大，标准化高，明显增大了混凝土的抗折强度；大大减少了人工因素的质量通病，混凝土耐久性的提高，可以降低道面使用维护费用。
2）改善工人作业环境，降低工人作业强度
因为机械施工可更大的降低水灰比和混凝土坍落度，缩短工序间隔，工人可在防晒棚中完成大部分作业，避免长时间露天施工，大大改善了工人作业环境，降低工人作业强度。
3）提升企业形象
现今国内整个机场道面施工仍已人工作业为主，机械化施工相对较少，采用机械化施工能提升企业采用先进技术、标准化程度提高，有利于企业形象的传播。
4）利于环境保护
采用机械化施工，降低水泥用量，可以减少水泥生产和运输过程中所消耗的能源，节约资源，利于环境保护。
8.结束语
目前国内机场的干硬性水泥混凝土道面施工仍以传统的人工作业为主，效率低下，工人作业强度高，作业环境恶劣，经济效益不高，质量通病时有发生；同时国内劳动力越来越紧张，环保绿色施工要求也越来越高。采用以摊铺机施工为主辅以机械搅拌，汽车运输，挖掘机初平等机械化施工，传统的作业方法将在时代发展中逐步转型，一方面能更好满足对水泥混凝土道面强度、平整度、裂缝、抗滑性、耐久性等关键质量的控制要求，提高生产效率，降低工人作业强度，改善工人作业环境，减少人工作业产生的质量通病；另一方面还能提升企业形象，提高企业竞争力，提升经济效益和社会效益。
参考文献：
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[2]中国民用航空局.MH5007-2017 民用机场飞行区场道工程质量检验评定标准.北京：中国民航出版社，2017
[3]中国民用航空局.MH5001-2013 民用机场飞行区技术标准.北京：中国民航出版社，2013
[4]中华人民共和国建设部.GB50026-2007 工程测量规范.北京：中国建筑工业出版社，2007
[5]傅智.水泥混凝土路面滑模施工技术[M].北京：人民交通出版社，2000.
[6]姚勐，孟繁宇.隧道水泥混凝土路面滑模摊铺的施工要点[J].黑龙江科技信息，2010（35）：288
论文作者:吴宣伟,周纪梦,江妙根
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：混凝土论文; 水泥论文; 作业论文; 摊铺机论文; 面层论文; 机场论文; 表面论文; 《基层建设》2019年第2期论文;