斜向預應力混凝土路面施工技術的應用

邱啟光

（海南省地產（集團）有限公司，海南　海口 570203）

0　引言

普通混凝土路面接縫處易發生擠碎、拱起、錯臺、唧泥等病害，從而影響路面的行車質量，難以滿足高等級公路長期使用的要求。目前減少路面接縫的主要途徑是修筑預應力混凝土路面。

1　斜向配筋預應力水泥混凝土路面概述

所謂斜向配筋預應力水泥混凝土路面就是指預應力筋的布置與路面縱向有一定的夾角，一般為15°～ 45°，并在路面兩側同時施加預應力，對混凝土進行雙向約束，使混凝土路面接縫數量減少，解決混凝土路面由于接縫產生的損害問題。示意圖如圖1所示。

圖1　斜向預應力布筋示意圖

2　斜向預應力混凝土路面的特點和優勢

通過對斜向預應力混凝土路面的研究得知，其最明顯的特點就是在路面的兩側添加了適當的雙斜向預應力，從而達到克服路面不同方向、形式力作用的目的，最終使路面在不進行切縫的前提下有效控制裂縫現象的發生，運用先進的技術手段完成延長道路使用壽命的根本目的。斜向預應力混凝土路面主要具有三方面優勢：其一，該路面選取后張法作為主要的施工方法，運用此方法可針對路面的實際情況和設計方案的要求形成縱向和橫向的預應力，對混凝土可能發生的變形現象起到一定的約束作用，與傳統意義上方向單一的預應力相比，更適合在受力狀況較為復雜的路面中使用，且效果顯著，可大幅提高路面的實際耐用性；其二，預應力筋是斜向預應力混凝土路面的重要組成部分，在對其進行張拉的過程中，具體的位置具有很高的靈活性，不僅可在一側進行，也可在兩側同時進行，加快了路面建設的施工進度；最后，在安放斜向預應力混凝土路面的預應力筋時，通常選用斜向對稱法，使整個路面保持均勻的受力情況，充分發揮出預應力筋的各項優勢，提高了材料的利用率[1]。

3　斜向預應力混凝土面層施工技術

3.1　施工準備

材料進場應按相關規范進行進場驗收，預應力混凝土面板施工前應檢查儲存材料的儲量、性能，確保所有材料的數量和質量。

3.2　立模

側模板采用鋼模板，模板底面與基層頂面緊貼，局部低洼處（空隙）事先用水泥砂漿鋪平。模板安裝完畢后檢查接頭處的高差和模板內側是否有錯位。模板要求穩固牢靠，不能有松動，接頭處的高差控制在3 mm以內。

3.3　滑動層鋪設

滑動層設置在基層頂面，基層應平整無凹坑，先將基層表面清掃干凈。砂層鋪撒厚度為5～10 mm，其上鋪設聚乙烯塑料薄膜，聚乙烯塑料薄膜的搭接處用透明膠帶黏合成整體以防止滲水及滑動層材料散失。

3.4　鋼筋加工及安裝

根據圖紙要求加工拉桿、傳力桿和預應力鋼筋、構造鋼筋，經檢測合格后運輸至現場安裝，位置必須符合設計要求。

（1）檢查預應力鋼筋、構造鋼筋的規格尺寸和數量。預應力鋼絲及構造鋼筋下料應使用機械切割，嚴禁使用電焊或者氣割下料。預應力筋下料盡量保持直度，彎曲度過大的應剔除。

（2）縱向構造鋼筋采用直徑8 mm的光圓鋼筋，分兩層布置，每層兩根，在縱向鋼筋外間隔25 cm布置箍筋。縱向構造鋼筋與箍筋的布置位置按設計圖紙要求布置。縱向構造鋼筋定位后，箍筋用細鐵絲綁扎在縱向構造鋼筋上。

（3）路面板端無斜向預應力筋的區域用間距為30 cm×30 cm的8鋼筋網加強，布置位置及尺寸按設計圖紙要求進行。

（4）按照圖紙雙向交叉布置高強鋼絲，將預應力筋按45°方向穿過三角塑料盒進行布設，并在交叉位置上間隔放置支撐鋼筋架。

（5）預應力高強鋼絲布置好后應進行校直，以保證高強鋼絲與路面縱向的夾角。并將校直好的高強鋼絲的交叉點位置間隔用扎絲綁扎緊固。

（6）在進行完預應力筋的布置、固定等所有工序后，給每根高強鋼絲涂抹無黏結材料，要求涂抹均勻，尤其是交叉部位與綁扎部位要特別注意涂抹到位。

3.5　混凝土拌合

（1）水泥混凝土拌合與運輸設置一臺能滿足攤鋪能力要求的能自動計量的H Z50混凝土拌合樓。施工前，備足經檢測合格的原材料，在保證混凝土具有良好施工和易性的條件下，按經批準后的優化配合比設計。保證原材料計量誤差符合規范要求范圍，混凝土現場施工坍落度符合設計配合比的要求，保證混凝土攪拌均勻、不離析。

（2）攪拌樓在投入生產前，必須進行標定和試拌。在標定有效期滿或攪拌樓搬遷安裝后，均應重新標定。施工中應每15 d校驗一次攪拌樓計量精確度。攪拌樓配料計量偏差不得超過規定。

3.6　混凝土運輸

混凝土采用混凝土運輸車運輸，混凝土運輸過程中應防止漏漿、漏料和污染路面，途中不得隨意耽擱。自卸車運輸應減小顛簸，防止拌合物離析。車輛起步和停車應平穩。在運輸過程中車載混凝土罐應低速轉動，以有效減少混凝土離析。

3.7　混凝土攤鋪

（1）工藝流程。布料→密集排振→拉桿安裝→人工補料→三輥軸整平→精平飾面→刻槽→切縫→養生→填縫。

（2）設備選擇與配套

a.三輥軸整平機選用直徑為219 mm的輥軸。軸長比路面寬度長出600～1 200 mm。振動軸的轉速不宜大于380 r/min。

b.三輥軸機配備一臺安裝插入式振搗棒組的排式振搗機，振搗棒的直徑宜為50 mm，間距不應大于其有效工作半徑的1.5倍，并不大于500 mm。插入式振搗棒組的振動頻率可在50～200 H z選擇，排式振搗機具備自動行走功能。

（3）攤鋪前應對基層表面進行灑水潤濕，但不能有積水。混凝土入模前，先檢查坍落度，控制在配合比要求坍落度±1 cm范圍內，現場取樣制作混凝土檢測抗壓抗折強度的試件。

（4）應有專人指揮車輛均勻卸料。布料應與攤鋪速度相適應，不適應時應配備適當的布料機械。坍落度為10～40 mm的拌合物，松鋪系數為1.12～1.25。坍落度大時取低值，坍落度小時取高值。超高路段，橫坡高側取高值，橫坡低側取低值。

（5）混凝土拌合物布料長度大于10 m時，可開始振搗作業。密排振搗棒組間歇插入振實時，每次移動距離不宜超過振搗棒有效作用半徑的1.5倍，并不得大于500 mm，振搗時間宜為15～30 s。排式振搗機連續拖行振實時，作業速度宜控制在4 m/min以內。具體作業速度視振實效果，可由下式計算[2]：

式中：V為排式振搗機作業速度，m/s；t為振搗密實所需的時間，s，一般為15～30 s；R為振搗棒的有效作用半徑，m。

排式振搗機應勻速緩慢、連續不斷地振搗行進。其作業速度以拌合物表面不露粗集料、液化表面不再冒氣泡并泛出水泥漿為準。面板振實后，安裝縱縫拉桿和橫縫傳力桿。單車道攤鋪的混凝土路面在側（端）模預留孔中應按設計要求插入拉（傳力）桿；一次攤鋪雙車道路面時，還應在中間縱（橫）縫部位使用插入機在1/2板厚處插入拉（傳力）桿，插入機移動步距應與拉（傳力）桿間距相同。傳力桿1/2涂瀝青。

（6）三輥軸整平機作業

a.三輥軸整平機按作業單元分段整平，作業單元長度控制在20～30 m，振搗機振實與三輥軸整平兩道工序之間的時間間隔不宜超過15 min。

b.三輥軸滾壓振實料位高差宜高于模板頂面5～20 mm，過高時應鏟除，過低時應及時補料。

c.三輥軸整平機在一個作業單元長度內，采用前進振動、后退靜滾的方式作業，宜分別2～3遍。最佳滾壓遍數應經過試鋪確定。

d.在三輥軸整平機作業時，設專人處理軸前料位的高低情況，過高時，應輔以人工鏟除，軸下有間隙時，應使用混凝土找補。

e.滾壓完成后，將振動輥軸抬離模板，用整平軸前后靜滾整平，直到平整度符合要求，表面砂漿厚度均勻為止。

f.表面砂漿厚度宜控制在（4±1）mm，三輥軸整平機前方表面過厚、過稀的砂漿必須刮除丟棄。

g.在三輥軸整平后，在縱、橫兩個方向用人工配合駕駛型抹光機進行精平飾面，每個方向不少于兩遍，在邊角部位重點人工用抹子進行精平。

3.8　養護

在混凝土終凝后，即可進行養護，養護采用土工布覆蓋灑水形式，水車從路基一側用噴水管向作業面霧化噴水，必須保證前7 d之內24 h保證混凝土表面濕潤，養護期不低于14 d。同時作業段兩端封閉交通，禁止車輛和行人從其上通行。

3.9　張拉預應力筋

分兩次張拉預應力筋，將一定預應力施加到長預應力路面板后，即可避免裂縫的產生。如混凝土具有較高強度在錨具下可避免超限應力的出現，因此需將初始預應力盡可能早地施加給混凝土，有利于防止路面板收縮過程中因摩擦約束出現的拉應力。1 395 MPa為張拉控制應力，混凝土試件抗壓強度試驗需在第一次張拉前進行。17 MPa為平均抗壓強度，應超過設計強度30%。279 MPa為張拉控制應力值，混凝土試塊抗壓強度在第二次張拉前測量為35.5 MPa，超過設計強度75%，即可實施第二次張拉。為降低預應力分次張拉出現的預應力消耗，可選取超張拉法進行施工，1 465 MPa為張拉控制應力值，持荷2 min，卸荷后即可進行錨固施工。

選取單幅進行試驗路施工，應在路肩一側進行預應力張拉施工，全幅施工，可將夾片錨設置到路面兩側，且在路面兩側路肩張拉預應力筋。

4　結語

對于常規的水泥混凝土而言，經常出現裂縫等危害，會對人們的交通運輸造成不同程度的影響。為此，斜向預應力混凝土路面的出現很好地解決了此類問題，通過采用斜向預應力筋，實現了預期的無縫水泥混凝土路面，改善了路面的質量，提高了人們交通運輸的舒適度。目前，我國對斜向預應力混凝土路面技術的研究還處在初級階段，仍需要得到社會各界的廣泛關注，從而得到更為廣泛的應用和健康穩定的發展。