摘要:重点阐述水泥混凝土路面滑模施工中缩缝、胀缝、施工缝需要特殊处理的原因和相
应的施工工艺,提出了提高路面质量和耐久性的措施。
关键词:水泥;混凝土;路面;滑模;施工;接缝;工艺
1 概述
在水泥混凝土路面中,缩缝、胀缝、施工缝等各种接缝将砼板面分割成相对独立而又相互关联的单元。混凝土路面采用滑模摊铺机施工成型时,其机械化程度高,施工速度快,但是对有较多接缝的水泥混凝土路面来说,接缝处因材料的突变,使之成为制约混凝土路面质量的关键因素之一,接缝处的施工工艺也随之成为整个施工工艺中重要的一环。
2 缩缝
国内施工大多采用前置支架法施工缩缝传力杆,《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》对传力杆的设置精度要求为:水平倾斜容许偏差1.0 cm;竖向倾斜容许偏差1.0 cm;竖向位移容许偏差2.0 cm;纵向位移容许偏差3.0 cm。当传力杆的设置精度超过这个范围时,接缝处的混凝土会因承受过大的剪应力而使破坏的机率增大。当传力杆支架的端部固定有角隅钢筋时,由于传力杆支架和角隅钢筋对混凝土的阻力增大,传力杆的最大位移发生在端部。在施工中,防止传力杆支架发生位移和倾斜的主要方式有钢钎支挡和钢筋锚固两种。钢钎支挡是采用15 cm~20 cm长φ10~φ16的螺纹钢筋,用冲击钻在基层上钻孔后在传力杆支架沿摊铺机前进方向一侧进行支挡,然后用装载机或挖掘机装混凝土进行预压。钢钉锚固则是用成品钢钉直接
打入基层或用冲击钻钻孔后打入基层,从4个角对传力杆支架进行锚固,然后用辅助布料的装载机或挖掘机装混凝土预压,锚固用的钢钉不宜过细,也可用φ8的光圆钢筋一端加工成钉尖,另一端留2 cm~3 cm左右弯成直角即可。对于这两种锚固方式从效果看,钢钎锚固对控制传力杆支架的纵向位移还可以,但对控制整个支架在混凝土推力的作用下绕传力杆支架锚固边旋转的效果不理想。所以,用4颗钢钉锚固的施工方式比较理想。在缩缝处施工的另一个重要问题是路面的平整度问题,在实际观测中发现,该问题与摊铺机的机型有关。对比美国产gomaco ghp2800和德国产wirtgen sp850型两种摊铺机施工后的路面发现,wirtgen sp850型摊铺机施工后的路面在缩缝处平整度超过3 mm的统计次数超过路面的其他地方,缩缝处、施工中的临时停机处和施工缝处成为平整度不合格集中的地方,实测记录中有80 %左右的不合
格记录出现在这些地方,比较而言,gomacoghp2800型摊铺机则在缩缝处不存在这种问题。究
其原因,二者在机器结构上不同, gomacoghp2800型摊铺机对成型模板成型后的路面只用超级抹平器抹平,而wirtgen sp850型摊铺机在成型模板后和超级抹平器之前加上了搓平梁这样一个装置对路面进行修整。搓平梁修整路面时,为加强其修整的效果,将搓平梁调至有一个很小的倾角,前端(摊铺机前进方向)比后端到基层同一水平面上的高度高大约10 mm,这样在施工中,搓平梁前端将成型模板挤压成型的路面表层超过标高的那部分砂浆刮去,形成在搓平梁前滚动的砂浆卷,然后长约40 cm的搓平梁底面形成一个倾斜的挤压面,通过往复的挤压作用使路面更加密实。这样对修复dbi插入传力杆后或tbi插入中央拉杆后留下的表面坑槽比较有利。但传力杆采用前置支架法施工时,传力杆支架的刚度远远大于振捣后新拌混凝土的刚度,当搓平梁对缩缝处的路面进行挤压时,由于该处材料的突变,传力杆支架上面的混凝土在搓平梁挤压作用下与周围混凝土发生不同的变形,承受相同压力时,该处在水平方向上和竖直方向上的变形较相邻振捣后的混凝土大,从而形成了传力杆支架处路面下陷,两侧路面升高的波浪形表面结构,如果搓平梁后的抹平板没有足够的压力将该处抹平,缩缝处的路面就会成为影响平整度的关键部位之一。对于此类现象,应该调节搓平梁,使其底面尽量在同一平面上,同时在使路面不出现w形砂浆棱的前提下尽量增加抹平板的压力,通过压力和提出足够的砂浆来消
除搓平梁在缩缝处形成的波浪形路面,提高路面的平整度。
3 胀缝
胀缝在混凝土路面上较少,但从多年使用的经验来看,水泥混凝土路面的破坏却主要集中在胀缝处,所以胀缝的耐久性成为胀缝施工工艺的主导。在设计合理的前提下胀缝处路面发生破坏的原因主要有两种,一是胀缝板和传力杆放置时精度不合要求造成的,另外一种是胀缝本身的功能失效,导致混凝土面板在该处发生挤压破坏。对前一种情况产生的原因是胀缝的预制支架没能固定好,在施工中发生了位移,致使在使用过程中传力杆或不规则混凝土断裂面产生过大的剪应力导致胀缝处的路面发生破坏。在实际施工中,胀缝的施工工序应为:先对放置好的胀缝支架进行锚固,对4 m长的支架宜在两端和中间用6颗钢钉锚固,然后用足以埋没整个支架
的混凝土进行预压,再用手提振捣棒将预压的混凝土振实,这样可以有效地防止整个预制支架的移位。对于胀缝支架设置的精度,通过实践,有关专家提出其中传力杆的设置精度同缩缝处传力杆的设置精度,对胀缝板要求上下板边倾斜小于2 cm,板中线位移小于5 mm,这样才能有效地保证胀缝的施工质量。胀缝本身的功能失效是其不能按设计的要求起到伸缩作用而导致的。胀缝的表面虽镶有胀缝条,但其内部难免有水分进入,如果胀缝板没有很好的防腐和抗变形能力,胀缝板腐烂后胀缝条就会在车轮荷载的作用下下沉,胀缝表面的石子或其他硬物便
可嵌入胀缝中,随时间的增长嵌入的硬物越来越多,导致胀缝失效。对于胀缝板的性能见《公路水泥混凝土路面填缝材料》(jt/t203-95)有关规定。在实际施工中却发现,有的胀缝板用的是人工制成的刨花板等不合格的板材,并且没有用沥青进行防腐处理,这给今后的使用埋下了隐患。在施工中胀缝板的质量并没有像检验其他原材料那样进行检验,而使用中胀缝的破坏率非常高,所以应该像检验其他原材料一样对预制的胀缝进行检验,把它纳入质量监控工作的一部分,防微杜渐。
4 施工缝
施工缝分为横向施工缝和纵向施工缝,横向施工缝用φ30左右的光圆钢筋与下一次施工的面板连接,纵向施工缝用φ16的螺纹钢筋与下一次施工的面板连接。施工缝处的主要问题是平整度和与下一次面板相连接的问题。对于纵向平整度问题主要存在于横向施工缝处,在进行横向施工缝的施工时,应先支好端模板,有条件时用水准仪校正端模板的标高,在处理端模板处人工振捣的路面时,应借助6 m长的方铝管,施工时,让人持方铝管站在端模板处和工作桥上来回推拉,其作用类似于wirtgen sp850型摊铺机的搓平梁,刮去较高的混凝土混合料,填平
较低的混凝土混合料。当下一次施工时,仍让人持方铝管站在工作桥和上次施工路面的端部,用同样的方法处理新铺的路面,以保证横向施工缝处路面的平整度。对于纵向施工缝其长度较横向施工缝长得多,相应的与下一次施工面板连接成为了主要问题。纵向施工缝间面板的连接是通过80 cm长φ16的螺纹钢筋进行的,螺纹钢筋以侧拉杆的方式用摊铺机的stbi(side tie-bar inserter)装置打入,但是,常规的设计方案是把侧拉杆采用55 cm等间距布置,
当stbi装置在路面板端部即缩缝处传力杆支架和角隅钢筋处时,stbi打入的侧拉杆经常碰上传力杆或角隅钢筋,侧拉杆或者打不进去,拔出来再打;或者打入的侧拉杆使传力杆支架或角隅钢筋移位,翘起的角隅钢筋如果挂在摊铺机的振捣棒或成型模板上,会使角隅钢筋变形后露出路面,破坏正常的施工,严重的还会损坏机器。另一种侧拉杆的布置方式为集中布置,面板长为5 m时,从离板端1.1 m的地方开始打入侧拉杆,每根侧拉杆间的间隔为35 cm,每块板同样打入9根侧拉杆,这样有效地避免了侧拉杆与传力杆和角隅钢筋的冲突,较等间距的侧拉
杆布置方式更适合滑模摊铺机的施工。对于没有超铺角的摊铺机如wirtgen sp850型摊铺机,从其尾模板出来的路面边缘还会有一定自然的塌落,如不加以修整,在相同的施工条件下与下一次施工的路面相连接时,将在整个纵向施工缝处出现一个带状凹形槽,降雨时该槽内的水无法正常排除形成积水带,会对高速公路上行车的安全构成威胁。所以对没有超铺角的摊铺机而言,应对纵向施工缝进行修整,修整时在纵向施工缝处支起方铝管,然后在路面上垂直于纵向施工缝的方向上放上3 m左右的另一方铝管,依据3 m方铝管标定的高度对路面进行修补,
以消除因新拌混凝土在成型过程中自然塌落而形成的路面积水带。
5 结论
a)缩缝处传力杆支架宜用钢钉锚固。对wirtgen sp850型滑模摊铺机应在允许的范围内增
加超级抹平板的压力,以消除搓平梁在缩缝处形成的波浪形路面;
b)胀缝处胀缝支架的设置应符合有关要求,施工时应严格监控,并加强对胀缝板材料的检验,以确保胀缝使用的耐久性;
c)横向施工缝在每一次施工的始末均应用方铝管进行修整,以确保该处路面的平整度;混凝土路面滑模施工中,侧拉杆应采用集中的布置方式,不宜采用均匀分布的布置方式;对无超铺角的摊铺机,应对其纵向施工缝进行修补,防止降雨时该处形成积水带,降低横向摩擦系数并可能影响高速行车安全。
the construction technology of slipform pavingcement concrete pavement jointhan ai-guo(shanxi provincial construction engineering supervision company ofcommunications,taiyuan,shanxi 030012,china)abstract:the paper discussed the construction technology of cement concrete pavement slipformconstruction,proposed some measures of improving pavement quality and durability.key words:cement;concrete;pavement;slipform;construction;joint;technology
压实工艺通过试验的验证由12 t双钢轮压路机振压1遍,随后由16 t胶轮压路机碾压3遍~4遍,最后由双钢轮压路机静压2遍即可达到预定压实度。由于开始对碾压的重视以及试验路段路况较好,第一次碾压就起振,较大提高了压实度,并且最后对路面平整度没有产生影响。
3 总结
这是我省第一次正式铺筑superpave沥青混凝土路面,其新型的级配、不同的成型方式、高要求的技术指标给我们留下了深刻的印象。superpave采用的s型曲线对于提高路面的抗滑性能有明显的效果,同时带来的碾压难的问题,在提高料温及加强碾压的情况下可以得到良好的解决。
the appliction of sp pavement to daxin test road
guo dian-jun
(shanxi provincial research institute of communications,taiyuan,shanxi 030006,china)
abstract:superpave mixture is a new kind of asphalt mixture,which uses the evaluate index of
advanced asphalt and asphalt mixture to direct asphalt pavement construction, and obtains better effect.
the paper mainly introduced the application of superpave to daxin expressway.
key words:superpave;mixture ratio;design;construction
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