超寬橋面現澆混凝土平整度施工工藝

徐桂興，曹紅運，陳 明，樊振通，李清華

（1.天津市政工程設計研究總院有限公司，天津市300392；2.長安大學 公路學院，陜西 西安710064；3.天津中交津石高速公路建設發展有限公司，天津市31600）

0 引言

隨著國民經濟的不斷增長，道路交通需求愈來愈大。為保障道路行車暢通，丹本高速、石黃高速及石首長江大橋、官渡黃河大橋、滹沱河特大橋等相繼進行了加寬改進[1-3]。加寬道路和超寬（大于10m）橋面除了滿足使用性能要求外，還要與原路面或原橋面保持相應的平整性。作為橋面鋪裝質量驗收重要指標之一，現澆混凝土平整度關系著橋面鋪裝層使用性能、行車舒適度、行車安全及橋梁使用壽命[4-7]。橋面鋪裝現澆混凝土的不平整不僅會降低橋面行車的服務水平，還會引起車輛的隨機振動，導致橋面在車輛荷載作用下產生附加荷載[8]，從而影響其耐久性能。根據調查數據發現，路面平整度基本能夠滿足路面技術要求，但橋面鋪裝平整度普遍較差[9-11]。由于橋面鋪裝平整度影響因素眾多，其已然是橋面鋪裝的施工難點[7，12]。

基于此，本文就橋面鋪裝現澆混凝土平整度的施工工藝、相關技術規范以及工程實例、研究動態進行調查，對比了振動梁整平機、三輥軸整平機、懸架式整平機配合抹面設備和四機聯動等4種超寬橋面現澆混凝土平整度施工效果。

1 現澆混凝土平整度施工工藝

1.1 現澆混凝土平整度施工工藝流程

重點施工工序決定著施工質量的優劣，嚴格把控施工工序的正確性與合理性，才能保證超寬橋面現澆混凝土平整度滿足規范要求。為此建議嚴格控制施工工藝流程中6項重點工序，尤其是整平施工和抹面施工，具體施工工藝流程見圖1。

圖1 超寬橋面現澆混凝土平整度施工工藝流程

1.2 常見現澆混凝土平整度施工工藝

現澆混凝土橋面鋪裝的平整度，主要取決于其施工工藝及施工設備組合。目前，國內超寬橋面現澆混凝土平整度施工工藝主要有以下4類。

1.2.1 振動梁整平機配合抹面設備

振動梁整平機又稱為振搗梁、振搗軌道梁等。在進行橋面整平施工時，具體工序是混凝土攤鋪、振動梁整平、提漿、鋁合金直尺刮平、抹面設備精平、拉毛。橋面混凝土澆注前，先將橋面沖洗干凈。攤鋪高度要略高于角鋼高度，振動棒與平板振動器同步攤鋪整平混凝土。先采用振動梁振搗密實并初平，滾筒順橋向滾壓混凝土面，后用鋁合金直尺沿橫橋向勻速拉動混凝土面，同時采用手扶式抹面設備精平及檢查混凝土表面質量。待混凝土稍硬，順橫橋向往返拉毛，拉毛深度控制在1～2mm，最后用土工布覆蓋灑水，養護不少于10d。振動梁整平機施工效果如圖2所示。

振動梁整平機配合抹面設備施工工藝可一次性完成橋面全寬鋪裝，無接縫且整體性良好，可提高橋面鋪裝路用性能，有助于延長橋梁使用壽命。但振動梁因自重出現梁體下垂，易在鋪裝中部形成凹槽；攤鋪布料寬度、重力及橋面橫坡容易導致混凝土產生離析現象；人工拉毛導致鋪裝層表面紋理不美觀，浮漿難以清除；同時控制人員操作抹面設備施工過程中易在混凝土表面踩踏腳印并難以抹平，影響橋面鋪裝平整度。

圖2 振動梁施工效果

1.2.2 三輥軸整平機配合抹面設備

三輥軸整平機又稱為三軸儀、三軸提漿整面機、三軸提漿整平機等。目前又發展出一種懸掛式三輥軸整平機，較傳統三輥軸整平機性能更好。在進行橋面整平施工時，就是利用三輥軸整平機具有高頻激振提漿、自行滾動碾壓整平振動密實的功能，先將混凝土攤鋪均勻，并高出模板2mm，邊角處用振搗棒振實。然后開動該機，振動輥為逆時針旋轉，向前振實并攤料前進，將混凝土碾平，如此往返，直至鋪裝混凝土密實平整。對有輕微不平之處，在混凝土泌水基本結束但尚未初凝時配合抹面設備抹平，并立即用3m直尺進行平整度檢查，直至達到設計要求的高程和平整度。三輥軸施工效果如圖3所示。

圖3 三輥軸施工效果

三輥軸整平機配合抹面設備的攤鋪寬度為4～6m，可有效解決凹槽、布料高度和混凝土離析等問題。但分幅攤鋪導致施工過程中出現縱向施工縫，難以抹平，破壞了橋面整體性，降低了橋面鋪裝的使用性能，進而影響橋梁使用壽命，嚴重影響行車舒適性；同時人工抹平不能有效控制橋面鋪裝平整度。

1.2.3 懸架式整平機配合抹面設備

懸架式整平機又稱為桁架式整平機、框架式整平機、懸架行走型整平機等。該設備依靠整平機輥軸振動將混凝土振動密實，作業循環長度5m，往返振動3次。混凝土初凝前，使用座駕式抹面設備抹面，高效率的機械化施工解決了人工操作踩踏腳印問題。軌道溝、鋪裝兩側模板、端頭位置及軌道痕跡采用人工鋼抹子抹平。該工藝可一次性鋪裝橋面全寬，保障了橋面鋪裝的整體效果與平整度。懸架式整平機的絎架結構具有較強抗變形能力，可有效避免因撓度過大而影響橋面平整度等問題。

1.2.4 “四機聯動”施工工藝

“四機聯動”施工工藝采用鋼筋標高控制水泥混凝土鋪裝層設計高程，先采用振動梁將混凝土振搗密實，然后采用全自動三輥軸攤鋪機反復碾壓水泥混凝土，整平后采用駕駛型抹光機二次旋轉壓實、精平混凝土，最后利用手推式銑刨機銑刀橫縱向反復銑刨，以清除表面浮漿。手推式銑刨機施工效果見圖4。

圖4 手推式銑刨機施工效果

2 現澆混凝土平整度施工相關規范

（1）《公路水泥混凝土路面施工技術細則》（JTG/TF30—2014）。《公路水泥混凝土路面施工技術細則》中對于水泥混凝土橋面鋪裝層的質量要求，除抗壓強度外，其質量標準及檢查項目、頻率和方法應符合表1的規定。

表1 水泥混凝土橋面鋪裝層質量標準及檢查項目、頻率和方法

（2）《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2017）。《公路工程質量檢驗評定標準》中對于水泥混凝土橋面的基本要求同水泥混凝土路面，其實測項目見表2。另外，復合橋面的水泥混凝土鋪裝實測項目見表3，其中平整度也必須作為關鍵檢查項目，用3m直尺檢查。

表2 水泥混凝土橋面鋪裝實測項目

表3 復合橋面水泥混凝土鋪裝實測項目

（3）《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50—2011）。《公路橋涵施工技術規范》中對于混凝土橋面的基本要求見表4。

表4 混凝土橋面鋪裝施工允許偏差

分析表1~表4可知，《公路水泥混凝土路面施工技術細則》、《公路工程質量檢驗評定標準》與《公路橋涵施工技術規范》對橋面鋪裝平整度施工控制指標有一定的差異，其中《公路工程質量檢驗評定標準》和《公路橋涵施工技術規范》對強度或壓實度、橋面鋪裝橫坡及抗滑構造深度作出了規定。

對于動態平整度和國際平整度指數，《公路水泥混凝土路面施工技術細則》可選擇其中1項進行評定，其余2個規范對這2項指標均需要評定；同時《公路水泥混凝土路面施工技術細則》和《公路工程質量檢驗評定標準》均對平整度的檢測方法和頻率做出了要求。

對于最大間隙，《公路水泥混凝土路面施工技術細則》、《公路工程質量檢驗評定標準》與《公路橋涵施工技術規范》均做出了規定，但是對于檢測方法與頻率，《公路水泥混凝土路面施工技術細則》要求每100m測2處，《公路工程質量檢驗評定標準》要求每100m檢查3處。

3 超寬橋面現澆混凝土平整度施工工藝調查

系統梳理國內超寬橋面現澆混凝土平整度施工的質量控制措施、整平設備及實際應用效果，具體結果見表5，不同超寬橋面現澆混凝土平整度施工工藝及其效果見表6。

結合表5、表6可知，懸架式整平機的工程應用占42.3%，其應用效果較好，合格率均在90%以上；同時懸架式整平機配合座駕式抹面設備大大簡化了表面抹平的工序。對于設備特點，三輥軸整平機施工行走速度高于懸架式整平機，三輥軸整平機的推進速度可達17.5m/min，懸架式整平機行進速度均不超過3m/min；振動梁整平機可改變作業寬度，實現分幅和全幅初平。

4 結語

懸架式整平機配合座駕式抹面設備這一超寬橋面現澆混凝凝土平整度施工工藝效果較好。另外，四機聯動施工工藝是近年來針對超寬橋面現澆混凝凝土平整度施工過程中存在問題而提出的機械化連續施工方式，降低了施工勞動強度和人為因素對橋面鋪裝品質的影響，提高了橋面施工效率，保障了水泥混凝土橋面鋪裝層的平整度、密實效果以及結構層厚度均勻性。基于此，針對超寬橋面現澆混凝凝土平整度施工工藝，推薦采用懸架式整平機配合座駕式抹面設備或四機聯動施工方式。

表5 超寬橋面現澆混凝土平整度處治措施

續表5

表6 不同超寬橋面現澆混凝土平整度施工工藝及其效果