汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》是中鐵四局集團有限公司完成的建築類施工工法；主要完成人分別是關永藩、熊選愛、楊家林、王道義、胡典全；該工法的適用範圍是各種汽車試驗場的剛性路面施工，也適用於高等級公路、機場跑道、各種賽車場、汽車停車場及市政道路工程中的剛性路面施工。

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》主要工法特點是傳力桿定位器技術用於該工法中，使傳力桿安放位置準確，避免板塊在縮縫附近發生開裂，這在同類工程施工中屬首創。

2008年1月31日，《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法
• 工法編號：YJGF13-98
• 完成單位：中鐵四局集團有限公司
• 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）
• 主要完成人：關永藩、熊選愛、楊家林、王道義、胡典全
• 審批單位：中鐵四局集團有限公司

形成原因

總後定遠汽車試驗場是中國國內第一個現代化汽車試驗場，當時，亞洲建成試驗場的國家只有日本，且施工工藝和施工技術是保密的，沒有經驗可供借鑑，汽車試驗場工程對於所有中國國內企業來講都是一個新的施工技術領域。汽車試驗場高速環形跑道和高坡大陡度曲面混凝土路面的施工是該工程的難點，中鐵四局集團在施工中組織技術攻關，聘請專家諮詢，採用“三線交會精度測量、自製邊坡振動壓實機及傳力桿定位器的技術，從根本上解決了高環路面關鍵性技術難題。工程施工中，以試驗段為引路，熟練地掌握了水泥混凝土路面的高水平施工技術，同時經過改進完善，逐步規範了勞動組織、機具配備、施工工藝、質量控制及管理制度等環節，形成《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》。該工法先後在通縣汽車試驗場、上海大眾試車場施工中推廣套用，工程質量優良。

工法特點

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的工法特點是：

1.傳力桿定位器技術用於該工法中，使傳力桿安放位置準確，避免板塊在縮縫附近發生開裂，這在同類工程施工中屬首創。

2.自製高精度曲面混凝土組合鋼模及蓋板，並用於曲面混凝土施工的成形技術，實現了工程的低造價、高精度，節約了工程成本。

操作原理

適用範圍

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》適用於各種汽車試驗場的剛性路面施工，高等級公路、機場跑道、各種賽車場、汽車停車場及市政道路工程中的剛性路面施工。

工藝原理

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的工藝原理如下：

曲面混凝土的成形主要靠混凝土板塊的側模和蓋板，在搬運和支立方便的前提下應力爭每條模組的塊數量最少（接頭最少）。模板作用邊的製作精度應力爭要求高，與設計弧線之差應不大於0.5毫米，蓋板的作用是限制混凝土在振搗時往下塌落，因此，蓋板要與側模連線，在填倉板施工時在蓋板上要加重物施壓。為防止模板在斜坡上向下移動，應先施工橫坡較小的低、中速道，在混凝土澆築過程中除側模不致發生移動外，澆築完的路面還可給上部高速道和安全帶支立時提供穩固的支撐。由於多塊模板的接頭是以螺栓連線的，在支立時一般準確控制模板接頭處的平面位置和高程便可。施工時跟蹤測控亦如此。由於平面位置和高程是互相影響的，所以必須精確就位。全斷面7塊模板的控制點為設計線點、各接頭點及上、下緣點等共9處。高精度的組合模板與精確的控制方法結合，使曲面混凝土路面完全與設計的線形一致。

施工工藝

工藝流程

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的施工工藝流程（見圖1）。

圖1 曲線段混凝土路面施工工藝流程

操作要點

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的操作要點如下：

高速環道和性能試驗路的混凝土路面分直線段和曲線段，環道圓曲線橫斷面（見圖2）。

高環直線段按先高、低速道再中速道的程式。性能試驗路加寬段按車道施工跳倉施工加速段按先左後右的程式施工。自緩和曲線中段起，基面層的結構按一次立模兩次澆築的程式施工（見圖3）。

圖2 定遠汽車試驗場環道圓曲線橫斷面

圖3 次立模兩次澆築工序

一、直線段混凝土路面施工

直線段混凝土路面施工分立模、準備下承層、運送混凝土、攤鋪、振搗、滾槓滾揉表面、電動抹光、抹平、拉毛、養護、切割、立模等13個工序。在縮縫處的混凝土攤鋪前，要將傳力桿定位器準確地安放在縮縫位置上，並要逐個放好傳力桿。其他各工序的操作與一般道路施工相同。

二、曲線段混凝土路面施工

1.立模

曲線段基層為C13貧混凝土，面層為24厘米厚C33鋼筋混凝土，鋼筋網在表面下5厘米處，基層和面層採用一次立模分別澆築的施工方法，模板用鋼板和扁鋼製做。緩和曲線的曲線半徑由變為設計的圓曲線半徑，徑向的曲率也是隨里程位置而變化。緩和曲線每塊板的板縫處曲率各不相同的。模板在製做完後要按站點及徑向的連結順序編號，以便有序安裝不致混亂。

立模工作要沿徑向自下而上地進行，支立時可先按地面上的標誌引導模板的方向和高程，兩道模板的頂面可用特製的拉桿固定，這種拉桿在兩端設有調整螺栓，以便準確調整兩道模板間的寬度。

2.準備下承層

清掃、塗脫模劑、安裝（扶正）傳力桿、封堵模板底與底層間的間隙及傳力桿孔洞等。

3.澆築混凝土

基層貧混凝土的澆築工作自下而上的進行，攤鋪後用插入式或浮著式振搗器振搗，並要用靠尺檢查混凝土頂面至模板頂的高度。低、中速道面層混凝土的攤鋪，應在基層混凝土的強度達到1.2兆帕以上進行澆築，在澆築時亦自下而上的進行，在攤鋪後用插入式振動器振搗，隨後由人工做面，做面時應先用木抹找平並用靠尺反覆檢查，使平整度達到要求，然後用鋼抹精平壓光，待自然收水後拉毛、養護。

設計有鋼筋的面層混凝土，要以鋼筋網為界分上下兩層，下層厚度19厘米在攤鋪前要用靠尺檢查基層面，並調整攤鋪厚度，攤鋪後要平整混凝土面，在放置鋼筋網，並與支架鋼筋固定。上層混凝土厚5厘米，攤鋪方法與下層混凝土相同，但振搗前要先加蓋板，蓋板端部要用卡環與模板頂面固定。蓋板可用寬24厘米寬重型槽鋼製做。

三、勞力組織（見表1）。

材料設備

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》所用的材料及設備明細如下：

該工法所使用的材料主要為：基層為C13貧混凝土，面層為C33剛勁混凝土，自製組合鋼膜板使用3毫米鋼板做面，用50毫米×4毫米扁鋼作肋，重量輕、便於搬運和支立製做精度高。採用的機具設備（見表2）。

表2 機具設備表

序號	設備名稱	設備型號	單位	數量	用途
1	混凝土拌合機	800升	台	2	混凝土拌合
2	混凝土拌合機	400升	台	1	混凝土拌合
3	自動計量設備	/	套	2	計量
4	裝載機	3.0立方米	台	2	拌合設備上料
5	發電機	50千瓦	台	2	發電
6	自卸汽車	3.5噸	台	5	瀝青混合料運輸
7	灑水車	8000升	輛	1	灑水
8	吊車	120千牛	台	2	吊裝模板等
9	切割機	QFJ-2	台	2	接縫處理

質量控制

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的質量控制要求如下：

工程質量控制標準汽車試驗場的高速環道和性能試驗路，是規範性道路工程，其混凝土路面的平整度、中線高程、縱縫順直、橫縫順直及鄰板高差等主要指標的要求標準（見表3）。

表3 汽車試驗場路面質量標準表

序號	項目	允許偏差	檢查方法
1	直線段平整度	3毫米	每50米一處沿設計線相鄰兩板中點用3米直尺靠量
2	曲線段平整度	+2毫米， +4毫米	每50米一處沿設計線相鄰兩板中點用3米直尺靠量
3	橫向曲度	0，2毫米	每25米在2條車道用曲尺靠量
4	相鄰板高差	2毫米	水準儀檢查縱縫、脹縫，直線段每50米一處，曲線段每25米一斷面，每條車道測1點
5	板寬	≥設計值	/
6	板厚	+5毫米，0	根據上下層測量紀錄
7	縱斷高程	+5毫米，0	每50米每條車道測1點，用水準儀測量
8	路拱	+5‰，0	每50米一處，用水準儀測量
9	縱橫縫順直	5毫米	20米長線拉線檢查

一、質量保證措

施路基的質量直接影響著路面的質量，路基完工後要進行填土密實度、平整度、頂面高程、橫坡、彎沉值等項的檢測，合格後方可進行路面的施工。路面施工進行以下主要項目的控制。

1.平面位置的測量控制

（1）直線段控制依據控制點坐標實地放樣出縱向控制點，每隔50米加設一個，以此控制縱向里程與方向，並在5米處設定伸縮縫位置。

（2）曲線段控制依據控制點採用三線交會法測定各站點的點位，每隔5米設定一個，再在環道的內外緣按站點編號定出徑向縮縫位置。

2.高程控制

（1）在直線路段施工中每5米作一高程控制點，模板頂較設計標高高出1~2毫米作混凝土灌注過程中的沉落和凝固過程中的收縮。

（2）曲線段的高程控制較複雜一些，針對曲線段路面上下緣高差較大的特點，採用以下措施進行控制：

1）在低、中、高速車道上分別設3個不同高程的臨時基點。

2）統一使用1.8米單節塔尺或3.0米無接頭水準尺進行觀測，以消除接頭誤差。

3.模板安裝質量的控制

直線段混凝土路面的模板應以高度等於或略低於路面厚度的新槽鋼加工而成，腰部按設計位置打拉桿孔。曲線段混凝土路面的模板採用3毫米鋼板和50毫米×4毫米扁鋼製做，高度略低於基、面層混凝土厚度之和，腰部按設計打傳力桿孔。模板安裝要用經緯儀和水準儀聯合跟蹤測控，準確調整板邊方向和頂面高程，使三維坐標符合設計要求。直線段模板的中線偏位要<5毫米，頂面高程誤差≤2毫米。曲線段的模板在安裝後，要求任一點高程誤差均要<2毫米，每板塊相鄰的兩條模板的弦長、對角線、內緣線、外緣線長實測值與計算值之差要<3毫米。

4.鄰板高差的控制

在直線段由於連續澆築，縮縫採用切割機切割，所以縫兩側的高差一般不須要檢查。填倉板是在兩邊均已澆築完成的混凝土板間進行澆築，單邊立模板是在一側已經繞築的情況下進行的，作面前應認真將鄰板導航的混凝用鋼絲刷清理乾淨脹縫是在已經澆築完成的混凝土板側面放置脹縫板再澆築另一端混凝土而形成寬度為20毫米的橫縫，脹縫板的放置應稍低於已澆築板的板邊上新進行新澆築板的做面工作。在新澆築板的混凝土強度達到設計強度的25%以上時，再沿新澆板的板邊用切割機切割一次，使脹縫整齊、順直。

5.平整度的控制

直線段槽鋼模板的上邊，要經常清理剷除乾淨，不僅可減小梁式振搗器和滾槓在其上邊滑動的阻力，而且可控制平整度。為滿足平整度用3米靠尺檢驗間隙不大於3毫米的要求，在電動抹光後套用6米靠尺對角交叉靠量，根據靠尺的壓痕引導抹平，直至滿足要求為止在曲面上由於蓋板的作用，在取下蓋板後已基本平整，再經木抹和鋼抹的抹平，平整度均能達到要求。但在澆築填空板時，由於蓋板無法與側模連結固定，只能採用在蓋板上加重的方法，在振搗時可能會發生蓋板上浮現象，所以抹平做面時要刮掉超高部分的混凝土6.混凝土強度的控制路面混凝土上應以抗折強度為主要控制指標同時也要兼顧抗壓強度。為提高混凝土的強度和不增加在陡坡上澆築路面混凝土的難度，混凝土的水灰比要嚴格控制在0.5以內，拌合料的坍落度宜在0~2厘米範圍內。

安全措施

採用《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.建立完善的施工安全保證體系，認真落實各項安全生產崗位責任制，明確職責，分清責任，所有施工人員嚴格按照安全技術操作規程施工，嚴禁違章作業。

2.施工現場按符合防火、防風、防雷、防洪、防觸電等安全規定及安全施工進行布置，並完善布置各種安全標識。

3.運送混凝土的汽車要按指定線路行駛，在向攤鋪工作面倒車時要有專人指揮，卸料時攤鋪人員要停止攤鋪作業，並要遠離卸料車的尾部。

4.吊車作業時要有專人指揮，起重臂下和吊斗旋轉半徑內嚴禁站人，開啟吊斗門和摘掛鋼絲繩應由2人在吊斗停穩後進行。

5.要做好安全用電，電力線路架設要符合要求，工地移動電力線路，要使用絕緣好的電纜，每天上班前要進行檢查，如有破皮、漏電要及時更換。

6.配電箱要加鎖，使用的振搗器、抹光機、切縫機等用電設備都要按規定連線，並要做好絕緣和接零，避免外殼帶電現象。

7.施工作業人員不準穿拖鞋，在陡坡上作業要配有工作梯。

環保措施

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的環保措施如下：

1.成立對應的施工環境衛生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、廢渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規章制度、做好交通環境疏導。

2.將施工場地和作業控制在工程建設允許的範圍內，合理布置，做好工地文明施工。

3.對施工場地道路進行硬化，並在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。

4.做好棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按照環境衛生指標進行處理達標外，並按當地環保要求的制定地點排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設制定的地點和方案進行合理對方和處治。

效益分析

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的效益分析是：

一、經濟效益分析

1.套用該工法在總後定遠汽車試驗場施工中嚴格管理，控制材耗，節約鋼材13噸，木材46.5立方米，水泥246噸高速環道造價39.54萬元/千米，綜合性能路316.32萬元/千米，低於高等級公路造價。

2.傳力桿定位器的使用，每平方千米路面可節省安放傳力桿的支架鋼筋約150千克，而且使傳力桿安裝的位置準確，可避免因傳力桿安放不妥或位移而引起斷板。

3.在高環曲面混凝土施工中，採用該工法依靠自己的裝備技術實現的低造價、高精度，所達到的質量標準不亞於當代中國以外的施工水平，節約了從中國以外引進曲面混凝土攤鋪設備的投資幾百萬美元。

二、社會效益

1.該工法施工的總後定遠汽車試驗場是我軍及我國華東地區惟一的汽車試驗場，它的建成對我軍及華東沿海地區汽車工業的發展起到了巨大的推動作用。

2.隨著我國市場經濟的發展，帶來了交通運輸業的興旺，市政道路、高速公路、機場跑道等的建設加快，該工法在這些較高等級的道路工程建設中具有較強的競爭力本施工的定遠汽車試驗場，由於質量優良，為後來中標交通部通縣綜合試驗場工程及上海大眾試車場打下堅實的基礎。

3.採用該工法施工的道路的平整度，在任意處任何方向上用3米直尺靠量，其間隙均能在3毫米之內。如此平整度可大大提高汽車的運行速度，提高汽車駕駛員及乘客的舒適度。同時可降低油耗，減輕輪胎的磨損，社會效益顯著。

註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》的套用實例如下：

實例一

1.定遠汽車試驗場總後定遠汽車試驗場高速環道直線段2米×1250米低、中、高速道3米×4.0米寬，厚24厘米的C33水泥混凝土路面3萬平方米，曲線段2米×750米，厚18厘米的C13級基層1.94萬平方米，厚24厘米的C33水泥混凝土面層2.44萬平方米綜合性能試驗路全長2.212千米，厚24厘米的C33級水泥混凝土路面4.43萬平方米。採用該工法解決了汽車試驗場高速環形跑道和高坡大陡度曲面混凝土路面施工的難題。該工程1986年10月31日開工，1989年12月15日竣工，經總後車船部竣工驗收，優良率100%，評為優良工程。

實例二

2.通縣汽車試驗場交通部通縣公路交通工程綜合試驗場的高速環道設計中心線長5505.34米（東西直線各長1080米，南北曲線各長1672.67米）。直線段厚24厘米的C33水泥混凝土路面2.586萬平方米，曲線段15厘米的C13混凝土基層4.7705萬平方米，厚24厘米的C33水泥混凝土面層5.607萬平方米不同摩擦係數試驗路（B），全長2337.25米，厚24厘米的C33水泥混凝土路面4.842萬平方米該試驗場的高速環道和不同摩擦係數試驗路的水泥混凝土路面工程全部採用該工法施工，1991年7月開工，1995年8月竣工，經交通部驗收評為優良，並得到了北京市質檢站、市建行、交通部等有關部門的認可。

實例三

上海大眾試車場上海大眾試車場由5大類特殊道路組成：SBA高速環道、EVP強化測試道、EWP耐久性測試道、FDF動態試驗區、BPS制動測試道高速環道是試驗場的核心設施，供汽車進行連續高速行駛試驗（試驗時速200千米/小時，極限250千米/小時），平面形狀呈橢圓形，總長4.722千米。曲線段呈盆腔形，圓曲線半徑360米，緩和曲線長度為330米，最大橫向超高傾角47.067°。路面根據不同的試驗路段採用不同的路面結構形式，其基本形式為4厘米瀝青混凝土面層，8厘米瀝青混凝土連線層，12厘米瀝青混凝土承重層，36厘米級配碎石，以及各種特殊形式的路面結構。1998年5月開工，2002年6月竣工。

榮譽表彰

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《汽車試驗場水泥混凝土路面施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。