摘要 介绍了旧水泥混凝土路面上连续配筋混凝土加铺层的结构型式、端部锚固结构以及施工技术, 以为连续配筋混凝土路面在旧水泥混凝土路面加铺中的应用提供参考。
关键词 连续配筋混凝土 加铺层 结构型式 端部锚固结构 施工技术
中图分类号 U416.216.2 文献标识码 A
1 引言
连续配筋混凝土路面( Continuously ReinforcedConcrete Pavement, 简称CRCP) 是在面层内配置纵向连续配筋和横向钢筋, 横向不设缩缝的水泥混凝土路面。CRCP 适用于重交通高等级道路, 与普通水泥混凝土路面加铺层相比, CRCP 加铺层消除了横向接缝, 极大地提高了混凝土路面的平整度, 改善了行车舒适性; 提高了裂缝处的传荷能力, 新加铺的连续配筋混凝土路面通过纵向钢筋及裂缝两侧不平整接触面的啮合作用传递车辆荷载, 大大减小了旧水泥混凝土板接缝处的弯沉差, 改善了板角与板边的工作状态, 减少了交通荷载振动冲击对板的破坏作用, 增加了路面的整体性, 因而具有更高的承载能力; 减少了雨水( 雪水) 渗入基层及路基, 避免基层的冲刷而引起的唧泥、脱空及路基的浸润湿软, 接缝类病害比普通混凝土路面大大减少, 且无需灌缝处理, 因此后期的养护维修费用较低。
2 连续配筋混凝土加铺层的结构型式
连续配筋混凝土路面加铺型式主要有以下三种:
( 1) 分离式连续配筋混凝土加铺层
当旧混凝土路面的损坏状况和传荷能力评定等级为中或次, 或路拱横坡不一致时, 采用分离式连续配筋混凝土路面加铺层。
( 2) 结合式连续配筋混凝土加铺层
当旧混凝土路面的损坏状况和传荷能力评定等级为优或良时, 可使用结合式连续配筋混凝土路面加铺层。但结合式加铺层限制了连续配筋混凝土路面的均匀变形, 使连续配筋混凝土加铺层裂缝间距过大, 导致裂缝宽度过宽, 因此在经济条件许可的情况下, 最好能采用分离式加铺层。
( 3) 设半刚性补强层连续配筋混凝土加铺层
当旧水泥混凝土断板率过高, 或原旧路面整体强度过低, 采用换板、对脱空板灌浆处理或对基础进行补强等方式比对旧板破碎稳定再加铺半刚性层造价更高时, 可采用此结构。
3 连续配筋混凝土加铺层端部锚固结构
CRCP 加铺层不设胀缩缝, 路面受温度变化影响会产生较大的变形, 尤其是在路面端部, 年温度变化条件下的端部自由位移有可能超过10cm, 从而对CRCP 端部附近的其他构造物或路面结构形成推挤。因此, 在桥头或CRCP 加铺层与其它类型路面相接处, 要采取设锚固端等结构措施以限制其变形。目前CRCP 端部结构主要采用凸形锚固地梁,构造如图4 所示。凸形锚固地梁数目一般3~5 个。锚固设施一般无法完全限制CRCP 的端部变形, 所以在与CRCP 连接的路面一定范围内, 还需设置几条胀缝以消除残余变形。
4 连续配筋混凝土加铺层施工技术
4.1 施工准备工作
( 1) 施工场地布置
连续配筋混凝土路面( CRCP) 施工时除需具有水泥混凝土拌合与原材料堆放等场地外, 还应布置好钢筋制作场地。钢筋制作场应布置在距路面施工路段较近处, 以便将预制加工好的钢筋运至工地。场地应利于排水, 同时需有充足的电源保证钢筋制作所需电力。采购的钢筋必须按不同品种、牌号分别验收堆存, 以免混杂。钢筋在运输、储存过程中应避免锈蚀和污染, 宜存放在仓库( 栅) 内, 露天堆置时, 应垫高并遮盖。
( 2) 原材料的准备与检验
CRCP 的原材料主要有钢筋、水泥、粗集料、细集料、水和混凝土外掺剂等。在采集前均应按规定进行质量检验或试验, 合格后方可购买或采集。原材料除要求出厂合格证书外, 还应重点检测以下项目: 钢筋的抗拉强度; 水泥的标号和安定性试验; 粗集料( 碎石) 的母岩强度( 应为混凝土设计抗压强度的2.5 倍以上) ; 最大碎石粒径和碎石级配;细集料的含泥量( 应在3%以下) ; 水要求纯净、无污染及杂物。
( 3) 混凝土配合比设计
水泥混凝土应做配合比设计试验, 并检测混凝土的抗弯拉强度、抗压强度及级配要求, 强度不宜超出过多, 同时注意骨料类型及水泥的选择等, 使混凝土的线膨胀系数较小。
( 4) 施工放样及模板安装
根据设计图纸定出路面边缘线、纵缝和胀缝位置, 并检查模板顶面标高( 即路面顶高) 、路拱横坡、平整度和模板平顺性。安装模板时内外用钢钎锚固, 检查模板安装的牢固性, 保证振动时模板不变形、不移动、不下沉。模板安装工序按几何尺寸准确、施工中不变形( 刚性要求) 和稳定性三个方面检测验收。CRCP 通常以横向钢筋代替拉杆, 在模板上打孔时应严格按照设计位置。
4.2 钢筋设置
( 1) 钢筋制作
钢筋在施工中还要进行抽验, 试验和抽验数据必须符合设计要求。钢筋表面应洁净无杂物, 由于钢筋的锈蚀状况对钢筋与混凝土的粘结强度有影响, 施工中应对重锈钢筋进行除锈处理。钢筋应平直, 无局部弯折, 成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。采用冷拉法时, Ⅰ 级钢筋冷拉率不宜大于2%, Ⅱ级钢筋冷拉弯不宜大于1%, 钢筋的弯制和末端弯钩尖符合设计要求。
纵向钢筋接头应采用电弧双面搭接焊的方法,钢筋的交叉连接采用点焊或绑扎。纵向钢筋单面焊接长度不小于20 cm, 双面焊接长度不小于10 cm,焊接位置相互错开, 不应在一个断面上重叠。横向钢筋单面焊接长度不小于16 cm, 双面焊接长度不小于8 cm。焊接前须根据施工条件进行试焊, 施焊场地应有遮蔽设施, 温度低于- 20 ℃时不能进行焊接。钢筋电弧焊所采用的焊条应符合《低钢筋低合金钢电焊条标准》的有关规定, 其牌号如设计注明时应按设计要求。若设计未规定时可参考表1 选用。
端部矩形锚固地梁钢筋网可在钢筋制作场地加工成钢筋骨架片, 在工地就位后进行焊接成型。纵向钢筋可根据运输条件在钢筋制作场把2～3 根焊接成18～27 m 的长度, 以减少工地现场的焊接工作量, 从而加快施工进度。
( 2) 钢筋安装
旧水泥混凝土路面检验合格、模板安装完成后, 可进行钢筋的安装。安装时首先将横向钢筋按设计尺寸布置于底层, 然后再布置纵向钢筋。钢筋在板厚方向的定位可采用两种方法:
①混凝土块垫支法: 在钢筋网下垫支预制的混凝土块, 混凝土块的高度应严格按照纵向钢筋的设置位置确定, 以防止定位不准。
②钢筋支架垫支法: 在纵向钢筋网下用钢筋支架支垫。钢筋支架的布设密度应能保证准确固定钢筋位置, 其与钢筋网的连接可采用点焊或绑扎( 推荐用焊接方式) , 钢筋支架会消耗一定数量的钢筋。
钢筋的制作与安装工序须检测以下项目: 钢筋接头焊接点抗拉强度; 焊接质量( 漏洞、不密实和焊接长度不足等) ; 同一截面的纵筋焊接面积; 钢筋的纵横向间距、高度和绑扎情况。钢筋位置的偏差满足表2 规定。
4.3 混凝土的施工
钢筋安装就位后, 可进行混凝土的浇筑。为加快施工速度, 布设钢筋和浇筑混凝土工序时应采用流水作业法顺序实施。CRCP 混凝土施工方法与普通水泥混凝土路面施工基本相同, 须注意的有以下几点:
( 1) 混凝土的搅拌和运输
混凝土应采用强制式拌合机拌制。进入拌合机的各种原材料必须按施工配合比准确计算。每班开工前应实测砂、石料的含水量, 并以设计配合比为基础调整确定施工配合比。拌和机的进料顺序为砂、碎石、水泥, 边搅边加水。混凝土的搅拌时间应根据拌合机性能与拌合物的和易性确定, 一般少于3 min。
混凝土采用自卸机动车运输, 运输时间一般不大于10 min。运距较远时, 可采用搅拌运输车运输。混凝土装运时不得漏浆, 并防止离析。低温条件施工时采用温水拌和等保温措施。出料和铺筑时的卸料高度不应超过1.5 m。
( 2) 混凝土摊铺
摊铺水泥混凝土可用专用摊铺机或小型机具施工。自卸汽车卸料采用侧面卸料法, 或采用手推车通过横板顶架板进料。摊铺作业人员须在横板顶架板上进行摊铺, 以保证安装好的钢筋不受碾踩。
( 3) 混凝土振捣与表面收浆
为了保证混凝土的强度和平整度, 采用“三振、一拖滚、二拌、一拉毛”成面法进行施工。振捣时应辅以人工找平。随时检查模板, 如有下沉、变形或松动, 应及时纠正。整平时必须保证模板顶面的整洁, 并应保证接缝处板面平整。做面前应做好清边整修, 清除泥浆, 修补掉边、缺角, 严禁在面板上洒水或撒水泥粉。
首先用插入式振捣器振捣, 在模板边缘和角隅处顺序插振一次, 然后进行全面插振。振捣时振捣在同一位置停留不小于20 s, 但也不能过振, 应以拌和物停止下沉、不再冒气泡并泛出水泥浆为准。移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5 倍, 且应尽量避免碰撞模板和钢筋。然后用平板振捣拖振,注意重叠10～20 cm。当水灰比小于0.45 时, 同一位置振捣时间不宜少于30 s; 水灰比大于0.45 时,时间不宜小于15 s。不采用真空吸水工艺时, 宜采用2.2 kW或1.1 kW平板振捣器。最后用振动梁和滚杆或三轴式整平机进行整平提浆, 应使表面泛浆,并赶出气泡, 对有不平之处, 应及时进行挖填补平。混合料的摊铺、振捣时间一般不大于30 min。
( 4) 抹面、压纹和拆模养生
采用人工收面时, 用木模多次抹面至表面泌水为止, 修整时要与上次抹过痕迹重叠一半, 在板面低洼处要补填混凝土, 并用3 m 直尺检查平整度。抹面结束后, 可用毛刷拉毛或用刻纹机使表面达到设计要求的纹理深度。
混凝土达到一定强度方可拆模, 一般是根据气温条件按小时数控制。拆模防止损坏板的边角。养生是CRCP 施工中不可缺少的重要环节, 目的是防止气温过低和温度的骤变。在拉毛2～3 h 后,根据面层的情况用塑料薄膜覆盖新鲜混凝土表面。到薄膜内没有热水珠时, 改用浸透含水的麦秸、麻袋等覆盖混凝土表面, 养生应使混凝土表面始终呈潮湿状态。养生时间一般不少于14 d,混凝土达到设计强度的80%以上, 可清除覆盖物, 开放交通。
参考文献
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