摘要:针对我省水泥混凝土路面滑模施工技术的应用情况,总结出贫混凝土基层滑模施工、特大桥面连续滑模施工、隧道路面滑模施工等几项技术成果,同时对已铺筑路面所出现的病害情况进行了分析,并提出相关建议。
关键词:水泥;混凝土;路面;滑模;施工;应用;实践
1 贫混凝土基层滑模施工技术
贫混凝土基层是目前耐久性最好、最耐冲刷的基层类型。在得大高速公路施工中,开展了大掺量粉煤灰贫混凝土基层试验研究,并应用滑模施工技术摊铺贫混凝土基层。
2 高弯拉强度水泥混凝土路面滑模施工技术
京大高速公路是国内第一条特重轴载高弯拉度(设计弯拉强度5.5 MPa)双向六车道水泥混凝土路面高速公路,路线全长58.8 km。路面工程于1999年开工,2000年10月竣工通车。作为我省重要的晋煤外运通道之一,在建设之前,京大高速公路指挥部组织国内水泥混凝土路面结构设计、研究和施工的专家召开了技术论证研讨会,专家结合京大高速公路所处地域的气候环境、交通量、交通组成以及轴载提出路面采用轻重车道分别设计,路面混凝土设计弯拉强度5.5 MPa(国内设计弯拉强度最路面滑模施工工艺铺筑。通过课题组与参建单位共同努力,项目顺利完工,首次在国内采用“双掺”工艺配制高弯拉强度粉煤灰道路高性能混凝土,并采用滑模施工工艺铺筑成功。
3 路面平整度保证技术
为了能大幅度提高滑模施工水泥混凝土路面平整度,进一步完善滑模施工技术,项目研究人员结合我省现有滑模施工技术装备,对影响滑模施工平整度的各因素进行系统分析研究,提出影响路面平整度的7个主要方面,并提出改进或提高措施。在大新高速公路施工中通过技术改进和攻关,路面总体平整度有了很大提高,六车道路面平整度σ值平均值为1.09 mm,最好6 km路段σ值平均值为0.84 mm,处于国内领先水平。
4 桥涵连续滑模施工技术
我省所建高速公路通过地区由于人口密度较大,桥涵通道等构造物较多,平均300 m~500 m一
道,大量构造物存在制约了路面连续滑模施工,如采用三辊轴施工桥面,不但增加大量接缝影响路面动态平整度,而且所铺筑的混凝土质量较差,容易产生早期病害。为了搞好桥涵连续滑模施工,课题组对桥涵连续滑模施工的混凝土布料方式、钢筋网片设置、摊铺机履带行走等进行一系列探索研究,已具备连续滑模施工作业的技术。
5 桥面连续滑模施工技术
滑模施工技术经过了大量的应用推广,路面摊铺技术日益完善,但在特大桥面层施工中技术尚不成熟,在得大高速公路施工中,我省首次开展特大桥梁桥面滑模施工技术(开发区高架桥长度2 295 m和铁路高架桥995 m)。为搞好桥面铺装层混凝土滑模施工技术,对混凝土原材料技术指标和混合料配合比进行调整,材料方面选择最大粒径为26.5 mm的洁净石灰岩碎石,并采用高效缓凝减水剂以延长混凝土初凝时间(大于等于8 h),确保一联20 m桥面混凝土在混凝土初凝前完成铺筑工作。混凝土布料方式采用挖掘机+料斗联合作业方式,为减少摊铺机行走对摊铺混凝土引起颤动,严格要求施工过程中单车运输、单机作业,连续均匀滑模摊铺。工程竣工后,对开发区高架桥桥面进行平整度检测,最小1 km平整度σ值0.5 mm,全桥σ平均0.62 mm。
6 隧道路面滑模施工技术
隧道路面滑模施工技术已经在国内辽宁丹本高速公路、广东京珠北高速公路应用,我省于2005年得大高速公路亮马台隧道实施该项技术。从工程实践来看,能否顺利实施隧道滑模施工的关键在于摊铺机侧模板下深能否满足设计要求。
7 存在问题
建成通车的京大、夏汾、大新高速公路在运营几年后均存在一定问题,典型问题为京大路施工过程中大量断板、开裂以及桥面铺装层的破坏,夏汾路平整度差和运营3 a后开始出现大量断板、开裂,大新路部分路段早期表面脱皮。综合分析发现造成以上情况的原因有以下几条。
7.1 造成京大路早期开裂断板原因
a)混凝土强度过高,施工中切缝不及时造成横向断裂;b)由于采用向基层打入钢钎方法来固定传力杆支架,制约了混凝土板与基层之间的滑动,造成应力集中产生断板;c)对当地最大冻深调查不充分,造成设计路面结构厚度不足产生冻胀破坏。
7.2 造成夏汾路早期断板原因
a)路面结构设计偏于薄弱,不能满足大交通量重轴载交通需求;b)设计时交通量预测与实际通车运营交通量差异大且大量超载运输车辆运行造成对混凝土路面破坏;c)路基稳定性差,在湿陷性地段产生不均匀沉降造成混凝土断板;d)路面出现病害后养护工作不及时,大量接缝裂缝渗水造成混凝土板底脱空引起断板;e)对混凝土板角等薄弱部位未设计角隅钢筋,造成运营中大量角隅断裂。造成夏汾路平整度差的原因是在路面施工前已完成桥面铺装层施工,结果在桥涵构造物、跨线桥下产生大量施工接头造成路面平整度差。
7.3 大新路部分路段早期表面脱皮的原因
为砂石原材料含泥量或石粉含量大,增加了混凝土用水量,降低了混凝土材料内部界面结构强度,使混凝土路表面强度降低,在车辆冲击作用下出现脱皮。
8 几点建议
a)高速公路水泥混凝土路面设计需开展翔实的交通经济等调查,以作好交通预测,避免由于设计结构薄弱造成路面病害。
b)设计中应对路线途经地区的最大冻深进行详细调查,确保设计厚度满足要求。
c)加强路基施工控制,对于高填方路段、填挖交界段、软弱地基路段应根据情况采取合理技术处治方法,应注意三背部位填料选择和填筑压实方法。
d)采用更耐冲刷的基层,避免动水压对基层冲刷造成脱空。
e)路面结构设计不应通篇一律,应根据不同路段状况进行结构设计,同时在特殊部位、角隅部位设计时应配置相应钢筋。
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