無切縫水泥混凝土路面設(shè)計與施工研究

李曉峰

（佳木斯市公路管理處， 黑龍江 佳木斯 154003）

采用水泥混凝土路面工程，具有典型的優(yōu)勢，比如壽命較長，養(yǎng)護費用較低，工作量不大，施工便利等。也因此，在國內(nèi)外的公路工程中，都采用水泥混凝土路面設(shè)計。有數(shù)據(jù)顯示，在歐美國家，超過 50%以上的公路都是采用水泥混凝土路面設(shè)計施工建設(shè)的。而在我國的公路工程項目建設(shè)中，與瀝青公路面比較，混凝土路面所占的比例相對還處于較低水平。這與以往水泥混凝土路面施工中的伸縮縫降低了行車舒適體驗有關(guān)。無切縫水泥混凝土路面設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)，很好的彌補了這一點。對此，本文就無切縫水泥混凝土路面設(shè)計與施工展開了研究。

1 無切縫混凝土路面的設(shè)計

1.1 工作原理

在無切縫混凝土路面設(shè)計施工中，通過設(shè)計建設(shè)高延性纖維強化了單純的水泥與復合材料形成的路面結(jié)構(gòu)，從而取代了傳統(tǒng)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)中的切縫，提升了路面行車的舒適性與安全性。在無切縫水泥混凝土路面中，其延展段與兩側(cè)的土板具有良好的鏈接，因而可以促使結(jié)構(gòu)的變形集中在延展段區(qū)域，避免了發(fā)生在非界面處，導致路面裂紋。隨著當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化以及建筑材料性能的提升，對于以往混凝土路面出現(xiàn)的收縮、變形等都可以在延性水泥基上通過產(chǎn)生多條細密的裂紋予以補償。其中，單條裂紋的寬度在100um以下，因而不會對結(jié)構(gòu)的耐久性帶來任何不利影響。而且，通過延伸段的設(shè)計施工，完善了混凝土路面施工設(shè)計，從而使得路面行車更加舒適。

1.2 延伸段長度設(shè)計

對于延伸段的長度設(shè)計，其合理性與否直接影響無切縫混凝土路面的施工質(zhì)量，甚至也影響了施工成本。所以，提升無切縫水泥混凝土路面的延伸段施工設(shè)計合理性，對于提升工程整體質(zhì)量具有十分重要的作用。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，影響公路混凝土施工的因素包括延性材料的性能、晝夜溫差變化等多個方面。對此，在無切縫水泥混凝土施工過程中，施工人員要結(jié)合具體的施工環(huán)境與條件，對路面的延伸段的伸長長度進行計算設(shè)計，從而獲得延伸段最適合的長度。在水泥基復合材料選擇上，可根據(jù)計算的長度及施工環(huán)境，選擇不同類型的極限拉伸長度纖維，并計算在單軸拉伸狀態(tài)下獲得的最大應(yīng)變長度。就一般情況而言，延伸段的長度越大，則表明無切縫混凝土路面的變形能力也越強，公路就具有越長的使用壽命。不過由于多方面的因素影響，在工程設(shè)計施工中還需要考慮工程的實用性、施工成本等因素，延伸段的設(shè)計長度應(yīng)變?yōu)?00-450mm。

1.3 鋼筋錨參數(shù)設(shè)計

表面錨固能力是影響無切縫水凝混凝土路面施工的重要因素。因此必須要高度重視。在混凝土路面的設(shè)計過程中，可通過增加額外的水平鋼筋，提高分界面的錨固能力。在確定鋼筋錨參數(shù)時，由于鋼筋錨會直接固定在混凝土的連接板上，因此必須要保證兩者之間的參數(shù)一致，以避免在使用過程中混凝土路面出現(xiàn)裂縫。對于鋼筋錨的混您土設(shè)計主要包括兩個方面：一是要計算水平鋼筋的軸向力，避免軸向力過大或者過小，影響延性材料的性能；二是對錨固長度進行分析，以便于確定鋼筋的直徑、間距等，進而確定錨固長度。

2 無切縫混凝土路面的施工

2.1 模具設(shè)計

在無切縫水泥混凝土路面設(shè)計施工中，由于不同的混凝土公路寬度、厚度等要求不相同，因而設(shè)計模具時要綜合具體的施工規(guī)劃與要求進行設(shè)計。一般，應(yīng)用較多的模具主要有鋼板、伸縮桿、支架等。在實際應(yīng)用中，鋼模板會放置在公路兩側(cè)，保證混凝土成型；同時，鋼模板上增加錨固鋼筋卡槽，寬度設(shè)定為15cm，深度可根據(jù)實際施工需求，設(shè)定為25cm，35cm，50cm不同的檔次。

2.2 模具安裝

模具的安裝示意圖如圖1所示。在模具安裝過程中，主要使用的工具包括 L形鋁板，伸拉桿、鋼筋等。應(yīng)用 L型鋁板的作用是在施工過程中預留誘導縫，具體先將鋁板平放于公路地基上，每間隔1.0m用鋼釘進行固定，在施工過程中要確保鋁板的頂端位于地基水平面之上，一般應(yīng)不超過30cm。此外，要在延性段的中線上設(shè)置多條傳力桿，安裝模板時可直接參照安裝?？稍诨炷羶蓚?cè)放置擋板，并進行固定，連接部位也可以設(shè)置一些神拉桿，并根據(jù)工程需求對擋板距離進行調(diào)整。

2.3 混凝土澆筑施工

對于混凝土工程的澆筑施工，在施工前要先向公路的路基灑一些水，保持路基的濕潤，當然也要控制灑水量，避免路基上存有積水。隨后，使用攤鋪設(shè)備對混凝土進行攤鋪、振搗、磨平等操作流程，進行澆筑。如果當天澆筑沒有全部完成，必須要在中斷的位置設(shè)置施工縫，便于次日澆筑時完全對接。完成振搗后，還應(yīng)該觀察路面的混凝土中是否存在不平整，并對于不憑證的地方進行修復，保持路面的平滑；對于路面的邊角，在澆筑完成后要立即清除邊角的殘留泥漿，以免凝固、板結(jié)，而對于已經(jīng)發(fā)生凝固、板結(jié)的混凝土，可通過小型切割設(shè)備進行切割后清理，保持路面邊角的的整齊。完成上述工作后，還要注意對混凝土的路面進行養(yǎng)護，比如在路面上鋪層塑料薄膜，便于混凝土中的各種拌和材料完善的水解，提高澆筑質(zhì)量，以免后期由于干縮速度太快導致路面出現(xiàn)裂縫。

2.4 水泥基復合材料澆筑

對于高延性低干縮纖維增強水泥基復合材料（LSECC）的澆筑，是保證無切縫水泥混凝土路面澆筑質(zhì)量的重要因素。對此，在澆筑過程中完成澆筑后使其自然干燥，并在24h后有專業(yè)檢查人員對混凝土的強度達標情況進行檢查，若達標，則可直接拆模。在這一過程中，先將混凝土路面兩側(cè)的伸縮桿全部松開，然后緩慢移動擋板，使擋板與混凝土慢慢分離，之后提升模具，將其移動到路面的西側(cè)。要注意，移動過程中應(yīng)當細心，以免碰撞到混凝土的路面，對路面造成損壞。模具拆除后，要注意混凝土的養(yǎng)護工作及時跟進，應(yīng)當在拆模后 5天左右，進行高延性低干縮纖維增強水泥基復合材料澆筑。在澆筑過程中，一是要揭開路面澆筑材料的塑料薄膜，并在路面上設(shè)置滑移帶，提高路面黏結(jié)性。對于各項澆筑物料，都提前準備，并嚴格對其質(zhì)量進行檢查，保證中充分攪拌。倒入預留槽后，采用機械抹平。抹平后，由于混凝土路面具有較好的和易性，因而可直接連接為一個整體，但要避免切割等操作造成的錯臺等現(xiàn)象，降低澆筑效果。

3 結(jié)語

本文結(jié)合當前現(xiàn)狀，對無切縫水泥混凝土路面的設(shè)計與施工進行了全面分析，指出LSECC的澆筑質(zhì)量對于整個路面的質(zhì)量具有決定性影響，因而在配置各項材料時，要對各項材料質(zhì)量、配制比例嚴格按照相關(guān)規(guī)范操作，以保證無切縫水泥混凝土工程施工質(zhì)量。從其機構(gòu)上來看，位于普通混凝土之上的延性段，能夠通過自身的變形釋放路面車輛負載對公路帶來的壓力，因而保護混凝土路面不會出現(xiàn)裂縫。