摘要 介紹了舊水泥混凝土路面上連續(xù)配筋混凝土加鋪層的結構型式、端部錨固結構以及施工技術, 以為連續(xù)配筋混凝土路面在舊水泥混凝土路面加鋪中的應用提供參考。
關鍵詞 連續(xù)配筋混凝土 加鋪層 結構型式 端部錨固結構 施工技術
中圖分類號 U416.216.2 文獻標識碼 A
1 引言
連續(xù)配筋混凝土路面( Continuously ReinforcedConcrete Pavement, 簡稱CRCP) 是在面層內(nèi)配置縱向連續(xù)配筋和橫向鋼筋, 橫向不設縮縫的水泥混凝土路面。CRCP 適用于重交通高等級道路, 與普通水泥混凝土路面加鋪層相比, CRCP 加鋪層消除了橫向接縫, 極大地提高了混凝土路面的平整度, 改善了行車舒適性; 提高了裂縫處的傳荷能力, 新加鋪的連續(xù)配筋混凝土路面通過縱向鋼筋及裂縫兩側不平整接觸面的嚙合作用傳遞車輛荷載, 大大減小了舊水泥混凝土板接縫處的彎沉差, 改善了板角與板邊的工作狀態(tài), 減少了交通荷載振動沖擊對板的破壞作用, 增加了路面的整體性, 因而具有更高的承載能力; 減少了雨水( 雪水) 滲入基層及路基, 避免基層的沖刷而引起的唧泥、脫空及路基的浸潤濕軟, 接縫類病害比普通混凝土路面大大減少, 且無需灌縫處理, 因此后期的養(yǎng)護維修費用較低。
2 連續(xù)配筋混凝土加鋪層的結構型式
連續(xù)配筋混凝土路面加鋪型式主要有以下三種:
( 1) 分離式連續(xù)配筋混凝土加鋪層
當舊混凝土路面的損壞狀況和傳荷能力評定等級為中或次, 或路拱橫坡不一致時, 采用分離式連續(xù)配筋混凝土路面加鋪層。
( 2) 結合式連續(xù)配筋混凝土加鋪層
當舊混凝土路面的損壞狀況和傳荷能力評定等級為優(yōu)或良時, 可使用結合式連續(xù)配筋混凝土路面加鋪層。但結合式加鋪層限制了連續(xù)配筋混凝土路面的均勻變形, 使連續(xù)配筋混凝土加鋪層裂縫間距過大, 導致裂縫寬度過寬, 因此在經(jīng)濟條件許可的情況下, 最好能采用分離式加鋪層。
( 3) 設半剛性補強層連續(xù)配筋混凝土加鋪層
當舊水泥混凝土斷板率過高, 或原舊路面整體強度過低, 采用換板、對脫空板灌漿處理或對基礎進行補強等方式比對舊板破碎穩(wěn)定再加鋪半剛性層造價更高時, 可采用此結構。
3 連續(xù)配筋混凝土加鋪層端部錨固結構
CRCP 加鋪層不設脹縮縫, 路面受溫度變化影響會產(chǎn)生較大的變形, 尤其是在路面端部, 年溫度變化條件下的端部自由位移有可能超過10cm, 從而對CRCP 端部附近的其他構造物或路面結構形成推擠。因此, 在橋頭或CRCP 加鋪層與其它類型路面相接處, 要采取設錨固端等結構措施以限制其變形。目前CRCP 端部結構主要采用凸形錨固地梁,構造如圖4 所示。凸形錨固地梁數(shù)目一般3~5 個。錨固設施一般無法完全限制CRCP 的端部變形, 所以在與CRCP 連接的路面一定范圍內(nèi), 還需設置幾條脹縫以消除殘余變形。
4 連續(xù)配筋混凝土加鋪層施工技術
4.1 施工準備工作
( 1) 施工場地布置
連續(xù)配筋混凝土路面( CRCP) 施工時除需具有水泥混凝土拌合與原材料堆放等場地外, 還應布置好鋼筋制作場地。鋼筋制作場應布置在距路面施工路段較近處, 以便將預制加工好的鋼筋運至工地。場地應利于排水, 同時需有充足的電源保證鋼筋制作所需電力。采購的鋼筋必須按不同品種、牌號分別驗收堆存, 以免混雜。鋼筋在運輸、儲存過程中應避免銹蝕和污染, 宜存放在倉庫( 柵) 內(nèi), 露天堆置時, 應墊高并遮蓋。
( 2) 原材料的準備與檢驗
CRCP 的原材料主要有鋼筋、水泥、粗集料、細集料、水和混凝土外摻劑等。在采集前均應按規(guī)定進行質量檢驗或試驗, 合格后方可購買或采集。原材料除要求出廠合格證書外, 還應重點檢測以下項目: 鋼筋的抗拉強度; 水泥的標號和安定性試驗; 粗集料( 碎石) 的母巖強度( 應為混凝土設計抗壓強度的2.5 倍以上) ; 最大碎石粒徑和碎石級配;細集料的含泥量( 應在3%以下) ; 水要求純凈、無污染及雜物。
( 3) 混凝土配合比設計
水泥混凝土應做配合比設計試驗, 并檢測混凝土的抗彎拉強度、抗壓強度及級配要求, 強度不宜超出過多, 同時注意骨料類型及水泥的選擇等, 使混凝土的線膨脹系數(shù)較小。
( 4) 施工放樣及模板安裝
根據(jù)設計圖紙定出路面邊緣線、縱縫和脹縫位置, 并檢查模板頂面標高( 即路面頂高) 、路拱橫坡、平整度和模板平順性。安裝模板時內(nèi)外用鋼釬錨固, 檢查模板安裝的牢固性, 保證振動時模板不變形、不移動、不下沉。模板安裝工序按幾何尺寸準確、施工中不變形( 剛性要求) 和穩(wěn)定性三個方面檢測驗收。CRCP 通常以橫向鋼筋代替拉桿, 在模板上打孔時應嚴格按照設計位置。
4.2 鋼筋設置
( 1) 鋼筋制作
鋼筋在施工中還要進行抽驗, 試驗和抽驗數(shù)據(jù)必須符合設計要求。鋼筋表面應潔凈無雜物, 由于鋼筋的銹蝕狀況對鋼筋與混凝土的粘結強度有影響, 施工中應對重銹鋼筋進行除銹處理。鋼筋應平直, 無局部彎折, 成盤的鋼筋和彎曲的鋼筋均應調直。采用冷拉法時, Ⅰ 級鋼筋冷拉率不宜大于2%, Ⅱ級鋼筋冷拉彎不宜大于1%, 鋼筋的彎制和末端彎鉤尖符合設計要求。
縱向鋼筋接頭應采用電弧雙面搭接焊的方法,鋼筋的交叉連接采用點焊或綁扎?？v向鋼筋單面焊接長度不小于20 cm, 雙面焊接長度不小于10 cm,焊接位置相互錯開, 不應在一個斷面上重疊。橫向鋼筋單面焊接長度不小于16 cm, 雙面焊接長度不小于8 cm。焊接前須根據(jù)施工條件進行試焊, 施焊場地應有遮蔽設施, 溫度低于- 20 ℃時不能進行焊接。鋼筋電弧焊所采用的焊條應符合《低鋼筋低合金鋼電焊條標準》的有關規(guī)定, 其牌號如設計注明時應按設計要求。若設計未規(guī)定時可參考表1 選用。
端部矩形錨固地梁鋼筋網(wǎng)可在鋼筋制作場地加工成鋼筋骨架片, 在工地就位后進行焊接成型?？v向鋼筋可根據(jù)運輸條件在鋼筋制作場把2～3 根焊接成18～27 m 的長度, 以減少工地現(xiàn)場的焊接工作量, 從而加快施工進度。
( 2) 鋼筋安裝
舊水泥混凝土路面檢驗合格、模板安裝完成后, 可進行鋼筋的安裝。安裝時首先將橫向鋼筋按設計尺寸布置于底層, 然后再布置縱向鋼筋。鋼筋在板厚方向的定位可采用兩種方法:
①混凝土塊墊支法: 在鋼筋網(wǎng)下墊支預制的混凝土塊, 混凝土塊的高度應嚴格按照縱向鋼筋的設置位置確定, 以防止定位不準。
?、阡摻钪Ъ軌|支法: 在縱向鋼筋網(wǎng)下用鋼筋支架支墊。鋼筋支架的布設密度應能保證準確固定鋼筋位置, 其與鋼筋網(wǎng)的連接可采用點焊或綁扎( 推薦用焊接方式) , 鋼筋支架會消耗一定數(shù)量的鋼筋。
鋼筋的制作與安裝工序須檢測以下項目: 鋼筋接頭焊接點抗拉強度; 焊接質量( 漏洞、不密實和焊接長度不足等) ; 同一截面的縱筋焊接面積; 鋼筋的縱橫向間距、高度和綁扎情況。鋼筋位置的偏差滿足表2 規(guī)定。
4.3 混凝土的施工
鋼筋安裝就位后, 可進行混凝土的澆筑。為加快施工速度, 布設鋼筋和澆筑混凝土工序時應采用流水作業(yè)法順序實施。CRCP 混凝土施工方法與普通水泥混凝土路面施工基本相同, 須注意的有以下幾點:
( 1) 混凝土的攪拌和運輸
混凝土應采用強制式拌合機拌制。進入拌合機的各種原材料必須按施工配合比準確計算。每班開工前應實測砂、石料的含水量, 并以設計配合比為基礎調整確定施工配合比。拌和機的進料順序為砂、碎石、水泥, 邊攪邊加水?；炷恋臄嚢钑r間應根據(jù)拌合機性能與拌合物的和易性確定, 一般少于3 min。
混凝土采用自卸機動車運輸, 運輸時間一般不大于10 min。運距較遠時, 可采用攪拌運輸車運輸。混凝土裝運時不得漏漿, 并防止離析。低溫條件施工時采用溫水拌和等保溫措施。出料和鋪筑時的卸料高度不應超過1.5 m。
( 2) 混凝土攤鋪
攤鋪水泥混凝土可用專用攤鋪機或小型機具施工。自卸汽車卸料采用側面卸料法, 或采用手推車通過橫板頂架板進料。攤鋪作業(yè)人員須在橫板頂架板上進行攤鋪, 以保證安裝好的鋼筋不受碾踩。
( 3) 混凝土振搗與表面收漿
為了保證混凝土的強度和平整度, 采用“三振、一拖滾、二拌、一拉毛”成面法進行施工。振搗時應輔以人工找平。隨時檢查模板, 如有下沉、變形或松動, 應及時糾正。整平時必須保證模板頂面的整潔, 并應保證接縫處板面平整。做面前應做好清邊整修, 清除泥漿, 修補掉邊、缺角, 嚴禁在面板上灑水或撒水泥粉。
首先用插入式振搗器振搗, 在模板邊緣和角隅處順序插振一次, 然后進行全面插振。振搗時振搗在同一位置停留不小于20 s, 但也不能過振, 應以拌和物停止下沉、不再冒氣泡并泛出水泥漿為準。移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5 倍, 且應盡量避免碰撞模板和鋼筋。然后用平板振搗拖振,注意重疊10～20 cm。當水灰比小于0.45 時, 同一位置振搗時間不宜少于30 s; 水灰比大于0.45 時,時間不宜小于15 s。不采用真空吸水工藝時, 宜采用2.2 kW或1.1 kW平板振搗器。最后用振動梁和滾桿或三軸式整平機進行整平提漿, 應使表面泛漿,并趕出氣泡, 對有不平之處, 應及時進行挖填補平。混合料的攤鋪、振搗時間一般不大于30 min。
( 4) 抹面、壓紋和拆模養(yǎng)生
采用人工收面時, 用木模多次抹面至表面泌水為止, 修整時要與上次抹過痕跡重疊一半, 在板面低洼處要補填混凝土, 并用3 m 直尺檢查平整度。抹面結束后, 可用毛刷拉毛或用刻紋機使表面達到設計要求的紋理深度。
混凝土達到一定強度方可拆模, 一般是根據(jù)氣溫條件按小時數(shù)控制。拆模防止損壞板的邊角。養(yǎng)生是CRCP 施工中不可缺少的重要環(huán)節(jié), 目的是防止氣溫過低和溫度的驟變。在拉毛2～3 h 后,根據(jù)面層的情況用塑料薄膜覆蓋新鮮混凝土表面。到薄膜內(nèi)沒有熱水珠時, 改用浸透含水的麥秸、麻袋等覆蓋混凝土表面, 養(yǎng)生應使混凝土表面始終呈潮濕狀態(tài)。養(yǎng)生時間一般不少于14 d,混凝土達到設計強度的80%以上, 可清除覆蓋物, 開放交通。
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