斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面技術(shù)及施工工藝

李 鳳 艷

(山西省晉中市和順縣交通運(yùn)輸局，山西 晉中 032700)

?

·道路·鐵路·

斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面技術(shù)及施工工藝

李 鳳 艷

(山西省晉中市和順縣交通運(yùn)輸局，山西 晉中 032700)

基于普通水泥路面的缺陷，提出了一種斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面，并從立模、設(shè)置滑動(dòng)層、預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋下料等方面，闡述了該路面的施工技術(shù)，指出斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面具有耐久性、安全性等優(yōu)勢(shì)。

水泥路面，預(yù)應(yīng)力，混凝土，施工工藝

0 引言

在我國(guó)公路建設(shè)中，水泥路面是一種主要的路面結(jié)構(gòu)形式，得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。近年來(lái)，由于行駛的車(chē)輛增加及嚴(yán)重的超載情況的影響，我省(山西)很多水泥混凝土路面，特別是重載水泥混凝土路面(運(yùn)煤干線)，在開(kāi)放交通的不長(zhǎng)時(shí)間，一般為3年～5年，路面損壞就十分嚴(yán)重，出現(xiàn)如破碎、斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害，這些都對(duì)路面的行車(chē)舒適度產(chǎn)生了較大影響，有的甚至對(duì)行車(chē)安全產(chǎn)生了不利影響。

為有效提高水泥路面的耐久性和解決行車(chē)安全難題，在西安公路研究院進(jìn)行斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面研究，研究表明，進(jìn)行該技術(shù)的推廣和應(yīng)用，可將普通水泥路面接縫產(chǎn)生的損害問(wèn)題有效解決，使得水泥路面接縫多、行駛舒適性差的狀況得到明顯改善，將路面使用壽命顯著延長(zhǎng)。

斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面作為一種路面結(jié)構(gòu)新技術(shù)，具有廣泛的適用性，在各等級(jí)公路路面及復(fù)合式路面基層中均可使用。交通運(yùn)輸部于2013年10月通過(guò)了該技術(shù)的驗(yàn)收，被評(píng)定為國(guó)際領(lǐng)先水平。使用該技術(shù)在陜西、河北、內(nèi)蒙古等地進(jìn)行了多條試驗(yàn)路段鋪筑的結(jié)果表明，該路面的使用效果良好，在我國(guó)進(jìn)行推廣具有良好的應(yīng)用前景。

1 普通水泥路面缺陷

與瀝青路面相比，水泥路面的成本低廉、節(jié)能環(huán)保且耐久性能優(yōu)越。但在我國(guó)高速公路建設(shè)中，采用水泥混凝土路面的不足10%，其中一個(gè)非常主要的原因就是水泥路面伸縮縫對(duì)路面使用性能的影響。

普通水泥混凝土路面接縫多，橫向接縫常引起的錯(cuò)臺(tái)、唧泥、擠碎、拱起等病害(見(jiàn)圖1，圖2)，使得路面行車(chē)噪聲增大，行車(chē)舒適度降低，對(duì)路面行車(chē)質(zhì)量極為不利?？梢钥闯觯炜s縫已成為進(jìn)行水泥路面推廣的致命短板，導(dǎo)致水泥路面在我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中逐漸被邊緣化，使得其具有的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)難以發(fā)揮。

在水泥路面施工中，常用的是連續(xù)鋼筋混凝土路面和縱向預(yù)應(yīng)力混凝土路面兩種技術(shù)，在完全解決伸縮縫難題上效果均不顯著。連續(xù)鋼筋混凝土路面中不用設(shè)置伸縮縫，而是將大量網(wǎng)狀鋼筋配置在路面結(jié)構(gòu)中。隨著路面使用年限的增多，當(dāng)路面板的裂紋寬度發(fā)展到一定程度時(shí)，就不可避免的出現(xiàn)破碎、錯(cuò)臺(tái)等病害。縱向預(yù)應(yīng)力混凝土路面是將預(yù)應(yīng)力筋縱向布置，之后進(jìn)行的張拉作業(yè)需在施工中預(yù)留后澆帶，使得施工無(wú)法連續(xù)進(jìn)行，且在行車(chē)荷載和溫度作用下后澆帶極易出現(xiàn)損壞。

2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面技術(shù)不用設(shè)置伸縮縫，使其成為高等級(jí)公路路面施工的新選擇。該技術(shù)原理是將雙斜向預(yù)應(yīng)力筋配置在水泥混凝土路面中，在路面長(zhǎng)度和寬度方向上均具備足夠的預(yù)應(yīng)力，保證在較長(zhǎng)范圍內(nèi)的路面均無(wú)需設(shè)置伸縮縫，達(dá)到將伸縮縫導(dǎo)致的路面損害徹底解決的目的，實(shí)現(xiàn)水泥土路面使用壽命和質(zhì)量的有效延長(zhǎng)。

斜張法雙向預(yù)應(yīng)力混凝土路面具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1)路面噪聲低，耐久性好，適用性強(qiáng)。該類(lèi)型路面無(wú)伸縮縫，徹底解決了普通水泥路面因伸縮縫產(chǎn)生的病害；斜向預(yù)應(yīng)力可顯著提升路面的抗裂縫能力，可作為舊水泥路面的表面加鋪層，解決反射裂縫問(wèn)題；將其用于重載交通路面利于發(fā)揮其承載能力強(qiáng)的特性，可將重載交通作用下的路面壽命顯著延長(zhǎng)；作為高等級(jí)公路的基層使用，有效避免水泥穩(wěn)定層反射裂縫的發(fā)生。無(wú)縫水泥混凝土路面見(jiàn)圖3。

2)連續(xù)施工，工藝簡(jiǎn)單。在水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋呈交叉狀分布(見(jiàn)圖4)。在陜西省延志吳高速施工中，采用了水泥混凝土布料攤鋪機(jī)解決硬質(zhì)混凝土難以澆筑的問(wèn)題，提高了攤鋪效率。隨著滑模施工工藝在水泥混凝土路面施工中的推廣，路面平整度、噪聲等也會(huì)得到極大改善。

3)使用周期長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，投資效益高。雙向預(yù)應(yīng)力混凝土路面具有優(yōu)越的承載性能，能在長(zhǎng)壽命期內(nèi)保證具有較高的服務(wù)能力，且養(yǎng)護(hù)工作量小，能有效減少對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間的影響及延誤費(fèi)。

4)經(jīng)濟(jì)節(jié)約、節(jié)能環(huán)保。水泥混凝土路面在我國(guó)有著明顯的資源優(yōu)勢(shì)，水泥的價(jià)格相較于瀝青便宜很多，水泥路面造價(jià)是瀝青路面的60%左右。在施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響很小，能耗低，產(chǎn)生的廢棄物也可重復(fù)利用，是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)綠色、低碳環(huán)保的重要途徑。

斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面分別在我國(guó)一、二、三級(jí)公路和高速公路路面及超限檢測(cè)站等重載交通路面中均成功進(jìn)行了應(yīng)用，還用于某高速公路復(fù)合路面的基層，均取得了顯著效果。

3 施工工藝

在斜向預(yù)應(yīng)力混凝土路面施工中，施工工藝主要有鋼筋布設(shè)、水泥澆筑、拆模養(yǎng)護(hù)、張拉預(yù)應(yīng)力筋等工序，本文僅介紹各工序的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)。

1)立模?；鶎邮┕ね戤吅笃秸麩o(wú)坑凹，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求后進(jìn)行鋼模模板搭設(shè)。搭設(shè)完畢后的模板底面應(yīng)緊貼基層頂面，再對(duì)模板內(nèi)側(cè)錯(cuò)位進(jìn)行調(diào)平，還應(yīng)檢查模板接頭處高差是否控制在3 mm以?xún)?nèi)。

2)設(shè)置滑動(dòng)層。在基層頂面上鋪設(shè)厚度為5 mm～10 mm的砂層。為確保整平效果和實(shí)現(xiàn)較小的基層摩阻，還應(yīng)在砂層上再鋪設(shè)一層聚乙烯薄膜層，再采用透明膠帶將其搭接處粘合成一個(gè)整體。

3)預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋下料。應(yīng)采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋，其護(hù)套應(yīng)完整，對(duì)出現(xiàn)的局部破損可采用防水膠帶緊密纏繞，使用機(jī)械進(jìn)行切割。預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)應(yīng)順直，按設(shè)計(jì)要求與路面縱向成一定角度，高度偏差控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

4)布設(shè)構(gòu)造鋼筋與補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。構(gòu)造鋼筋設(shè)置與普通水泥混凝土路面相同，沿路面邊緣按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布置。使用鋼筋網(wǎng)對(duì)無(wú)斜向預(yù)應(yīng)力筋的三角區(qū)域部位進(jìn)行加強(qiáng)。

5)安裝固定端錨具。固定端使用擠壓式錨具，擠壓簧塞入錨環(huán)的長(zhǎng)度不得少于錨環(huán)長(zhǎng)度的2/3。張拉端使用夾片式錨具，錨具墊板應(yīng)與模板接觸牢靠，不得留有縫隙。有些工程中使用預(yù)應(yīng)力鋼絲時(shí)，固定端使用鐓頭錨進(jìn)行錨固。

6)預(yù)應(yīng)力筋的布置與校直。按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋布置，根據(jù)需要確定是否在交叉部位設(shè)置支撐架。布置好的預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行校直后，使用扎絲將交叉點(diǎn)位間隔綁扎緊固。

7)涂刷緩凝膠粘材料。在進(jìn)行混凝土澆筑前，應(yīng)將緩凝膠粘材料均勻涂抹在每根預(yù)應(yīng)力筋表面，應(yīng)確保交叉及綁扎點(diǎn)位不得漏涂。

8)混凝土澆筑。按照設(shè)計(jì)段長(zhǎng)度一次攤鋪完成?；炷猎跐仓^(guò)程中，須嚴(yán)格禁止踩踏預(yù)應(yīng)力筋，不得采用泵送混凝土方式。在振搗作業(yè)中，要注意振搗密實(shí)路面兩側(cè)混凝土，同時(shí)要防止模板移動(dòng)。

9)養(yǎng)生。為減少路面早期收縮開(kāi)裂現(xiàn)象，澆筑完成的混凝土面板用浸濕的草袋覆蓋養(yǎng)生12 d～16 d。為確保草袋處于潮濕狀態(tài)，應(yīng)每天進(jìn)行均勻?yàn)⑺?/p>

10)預(yù)應(yīng)力筋張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉分為兩次張拉，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%時(shí)進(jìn)行初次張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)進(jìn)行二次張拉。在施工中，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫、混凝土強(qiáng)度等因素進(jìn)行合理調(diào)整。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的縱向預(yù)應(yīng)力混凝土路面相比，斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面無(wú)需切縫，路面裂縫大幅減少，常見(jiàn)的接縫損壞如唧泥、錯(cuò)臺(tái)等病害得到明顯消除。同時(shí)，設(shè)計(jì)中采用斜向預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)方式，使得路面受力狀況有效改善。在路面兩側(cè)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉，無(wú)需留設(shè)后澆帶，可有效保證施工連續(xù)性，對(duì)大面積推廣應(yīng)用十分有利。

斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面可顯著提升路面性能，延長(zhǎng)使用壽命。在我國(guó)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高速公路路面的“黑白并舉”指日可待。

[1] 張東省.斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面技術(shù)研究[Z].2013.

[2] 王 龍,李博成.斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面施工工序研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2013(11)：56-58.

[3] 賈德生，徐希娟，韓微微.斜向預(yù)應(yīng)力水泥混凝土路面施工技術(shù)研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2012(9)：87-88.

[4] 李岳琦，韓微微，李 娜.斜向預(yù)應(yīng)力無(wú)縫水泥混凝土路面研究[J].山西建筑，2011，37(13)：155-156.

Inclined prestressed cement concrete pavement and its construction technology

Li Fengyan

(ShanxiJinzhongHeshunTrafficTransportationBureau,Jinzhong032700，China)

Based on common cement pavement defects,the paper puts forward a kind of inclined prestressed cement concrete pavement,describes its construction technologies from aspects of standing mould,setting sliding layer,prestressed reinforcement and general steel incised,and points out advantages of inclined prestressed cement concrete pavement,such as durability and safety and so on.

cement pavement,prestress,concrete,construction technology

1009-6825(2016)29-0124-02

2016-08-03

李鳳艷(1973- )，女，工程師

U416.216

A