董麗華
(山西路橋建設集團有限公司,山西 太原 030006)
水泥路面的快速養(yǎng)護問題一直是管養(yǎng)部門關注的焦點,采用普通水泥按照現(xiàn)澆的方式進行整體修補,一般需要14~28 d才能正常開放交通,超長時間的養(yǎng)護作業(yè)方式給予該路段很大通行壓力。快硬水泥、早強水泥雖能滿足快速養(yǎng)護的要求,但一般都是在工程搶險救援或低溫下應急施工,規(guī)模應用較小,且成本相對較高[1]。為了解決常規(guī)方法不易解決的混凝土路面快速養(yǎng)護問題,完成混凝土破碎斷板的根本性養(yǎng)護,借鑒橋梁預制梁施工應用的經驗,將預制混凝土面板,即裝配式路面修復技術引入混凝土路面的快速養(yǎng)護中,主要特點包括:
a)快速養(yǎng)護,擠占交通時間短。裝配式路面修復技術的面板成型是在預制場,在確定面板施工尺寸后即可在混凝土面板預制場集中制備,在需要安裝的路段按照要求分別安裝。單一面板的安裝時間通常在夜間施工后白天即可放行交通,整個現(xiàn)場修復的時間可不大于2 h,規(guī)模性裝配式路面板修復速率更高。
b)環(huán)保,廢棄物較少。與傳統(tǒng)現(xiàn)場拌合修復方式相比,裝配式路面修復技術在現(xiàn)場無需產生廢渣、廢水,因混凝土面板切割、破損而產生的少量殘渣在換填面板之前已經清理回收干凈,過程中對空氣的污染可降至最低。
c)不受氣候的影響。降雨、低溫等極端天氣對施工影響較小,預制板無需看天氣安裝。
d)成本低[2]。裝配式路面修復技術制備的混凝土面板所采用的原材料為普通水泥和鋼筋,與快速修復用各種早強水泥相比,價格更低。且板塊的重復利用率更高,一般可重復利用2~3次,經濟價值顯著。
裝配式路面施工方法主要包括兩部分內容,包括預制板前期制作和預制板現(xiàn)場安裝。
預制板制作主要包括前期測量和批量制作兩大塊工作,應根據板塊施工應用路段的基本情況進行統(tǒng)一測量,統(tǒng)一設計,兼顧預制板批量制作和個別預制板特殊制作的方式集中預制成型。
相較預制板制作,預制板現(xiàn)場安裝更為復雜,過程控制要點較多。主要流程包括:
a)測繪施工區(qū)域,破碎舊面板,移除石塊等雜物。
b)整平基層,如基層強度和高度不達標,需現(xiàn)場添加穩(wěn)定土,強夯處置。
c)根據預制板傳力桿孔安裝位置在周邊舊面板上打眼留孔。
d)安裝傳力桿。
e)預制板安裝,運輸、吊裝預制板至指定位置,周邊預留10~20 mm的接縫,面板底部凹槽位置預留砂漿流動槽。
f)灌漿,灌封新舊面板之間的接縫。
g)檢測灌漿強度,達標后開放交通。
預制板的制作過程中必須保證模板的穩(wěn)定性和精確性,避免養(yǎng)護成型過程中脹模情況的出現(xiàn),同時處理好模板間的接頭,提高預制板的精度。在成型過程中,應嚴格控制水灰比、振搗時間和養(yǎng)護時間,注意底面、側面的平整度,控制高度變化和模板的局部變形[3],在實踐中模板精度控制可參照表1。
表1 裝配式模板精度控制偏差范圍 mm
混凝土原面板破損很大一部分原因是基層出現(xiàn)病害,常常伴隨裂縫、脫空等問題,需在處置好以上病害后重新基層找平??捎酶砂枭皾{對基層進行表面修復,在實踐中,干拌砂漿易刮抹,并可隨壓實成型逐漸硬化,為裝配式預制板與原路面之間提供有力支撐,砂漿層厚度需嚴格控制在20 mm以內,超出此范圍砂漿層易出現(xiàn)應力集中,影響后期面板的耐久性。
裝配式預制板之間的調平處理相較預制板與原有路面之間的調平處理較為簡單,通過統(tǒng)一調平底基層,調整傳力桿的搭接即可實現(xiàn)面板之間的平整。而對于預制板與原路面之間的調平,預制板下基層經過填埋砂漿、調整傳力桿后還不能調平的,需要采用輔助調平構件進行輔助調平。通常根據相鄰板錯臺量,調整預制板4個板角的調平構件,擰動調平螺栓用以實現(xiàn)板塊與原路面的平整,之后再用早強水泥在面板對應位置進行灌漿處理,實現(xiàn)板塊的最終固定,調平示意圖見圖1。
圖1 裝配式路面調平示意圖
面板之間的接縫涉及到面板間載荷的傳遞,根據預制板類型的不同通常分為兩種。一種是帶企口的預制板順序搭接,見圖2,該方法通常用于預制板的連續(xù)搭接,需在預制成型階段預留企口,現(xiàn)場榫接,最后用聚氨酯灌封膠進行填縫防水處理。該方法的優(yōu)點是面板間的拼接效果較好,路面平整度高,板間傳荷能力強,實測傳荷系數(shù)普遍在80%以上,具體見表2。但在應用過程中,由于該種預制板精細化要求較高,現(xiàn)場容錯率較低,推廣應用程度一般。
表2 企口搭接面板傳荷數(shù)據表
圖2 預制板企口榫接
另一種是不帶企口的常規(guī)拼接,圖3。該方法只需現(xiàn)場調整板塊之間的位置,板塊之間預留10~20 mm的接縫即可。在處理接縫方面,有集料嵌鎖法、早強水泥灌漿法、碎石環(huán)氧灌縫法以及TST改性瀝青灌入法供現(xiàn)場選擇[4]。出于傳荷效果、成本和實際應用的考慮,工程上應用TST改性瀝青灌入法更為普遍。
圖3 不帶企口的常規(guī)裝配式路面拼接
TST改性瀝青灌入法是集料嵌鎖法的改良升級,在灌封施工時為了保證板塊之間的傳荷效果應盡量選用和縫隙同尺寸粒徑的碎石,插搗穩(wěn)固后灌入熔融狀態(tài)的TST改性瀝青,按照該方法分2~3次分層施工至面板平齊,保證面板頂面以下10~20 mm的接縫表層為TST改性瀝青,以保證封水的效果。在工程應用中,對預制板間的載荷進行測試,發(fā)現(xiàn)傳荷效果在70%以上,數(shù)據見表3。雖較企口搭接法傳荷效果有所下降,但施工迅速,養(yǎng)護時間短,滿足快速養(yǎng)護的實際需求。
表3 非企口搭接面板灌入TST改性瀝青傳荷數(shù)據表
裝配式路面因其快速養(yǎng)護,環(huán)保污染物少,可冬季施工的特點越來越多地被用到道路快速養(yǎng)護、短期工程路面硬化工程中。在施工過程中應嚴格控制預制板前期制作和預制板現(xiàn)場安裝,在預制板制作階段,必須保證模板的穩(wěn)定性和精確性,嚴格控制預制板的平整度和局部變形?;鶎犹幚響捎靡坠文ǖ母砂枭皾{,砂漿層厚度不得大于20 mm。在接縫處理方面,帶企口的預制板搭接法傳荷效果達80%以上,不帶企口的搭接面板配合灌入TST改性瀝青法的傳荷效果達70%以上,雖較企口搭接法傳荷效果有所下降,但施工迅速,滿足快速養(yǎng)護的根本需求。