羅金平
湖南常德公路工程總公司,湖南長沙 415000
水泥混凝土路面是一種剛性比較強的高級路面,具有穩(wěn)定性好、耐久性好、抗滑、強度高、適應性好、養(yǎng)護費用低的特點,因此,該路面被廣泛用于高等級的公路。隨著水泥混凝土路面修筑量的增加,各種問題隨之暴露,特別是接縫技術,是路面設計、施工中的重點及難點。在水泥混凝土路面接縫施工期間,若施工工藝技術不當,將嚴重損害路面,降低行車安全性,增加維護成本。本文將從幾點探討水泥混凝土路面接縫技術要求。
混凝土面層多是混凝土面板,常隨著外界溫度變化而變化,混凝土板也會隨之收縮和膨脹。白天溫度升高時,混凝土板頂面溫度高于底面,導致面板中間突起。而夜間溫度降低時,混凝土板頂面溫度低于底面,造成面板四周翹起。這些變形會受到基礎面板間的粘結力、摩阻力和荷載的約束,增加板內應力,導致面板斷裂。因此,水泥混凝土路面施工期間,多在縱橫方面設置裂縫,將所有路面劃為多個板塊,預防上述現(xiàn)象的發(fā)生[1]。
一般來講,接縫多分為橫縫、縱縫2種,其中,縱縫是平行于路面中線的接縫,而橫縫則是垂直于路面中線的接縫。在實際施工中,無論使用哪種施工技術,接縫方式、技術都無明顯差異。而且,接縫效果也會受路面使用時間、性能等因素影響,接縫處理不當會使路面出現(xiàn)滲水、斷板等現(xiàn)象,對行車安全十分不利,所以對接縫進行處理非常重要。
脹縫設置的主要目標是為混凝土板膨脹提供足夠空間,減輕熱壓應力。通常情況下,脹縫要貫穿至底,與縫壁垂直。在傳力桿上涂抹瀝青,并加設10cm左右的套子,套底和傳力桿間預留一定的縫隙。于下端設置接縫板,上端3~4cm左右填充縫料。與結構物連接的脹縫,若無法設置傳力桿,可使用邊緣鋼筋進行設定,以免影響施工。由于施工過程中傳力桿設置不當,或封縫不良,導致脹縫處面板碎裂[2]。不設或少設脹縫,雖然為施工提供了便利,但是也約束了面板的位移。減少接縫縫隙,增加傳荷能力,預防碎裂、錯臺等現(xiàn)象的發(fā)生。因此,脹縫只能設置在以下場合:和柔性路面相接處、鄰近橋梁處、隧道口、板厚改變處。除上述位置外,其余的脹縫盡量不設或少設,并根據施工溫度、集料膨脹性等明確間距。
拉桿是為了預防板塊位移而設置在縱縫上的鋼筋,多使用螺紋鋼,設置在板厚中間,并在拉桿中間10cm左右做防銹處理。傳力桿是為了保證接縫傳荷能力以及路面平整度,預防錯臺現(xiàn)象發(fā)生,多用于橫向接縫,常為光圓鋼筋。由于其在縮縫、脹縫作用不同,尺寸上也存在巨大差異。對于設置在縮縫處的傳力桿,需要在長度的一半加設5cm,并涂抹瀝青,使用傳力桿的平縫形式,如圖1所示。對于脹縫處的傳力桿,需要在涂抹瀝青的一端設置套子,預留3cm左右的間隙,填充泡沫塑料。難度大需要設在縮縫間時,可使用拉桿的企口縫形式,如圖2所示。
圖1 設傳力桿的平口縫
圖2 設傳力桿的企口縫
橫向縮縫的目標是降低混凝土收縮應力,常使用假縫形式,不設置傳力桿。但是在特殊的公路上,由于荷載反復作用,加快接縫傳荷能力的下降速度,導致錯臺現(xiàn)象頻發(fā),所以需要加設傳力桿[3]。在其他的公路上,自由端縮縫或鄰近脹縫,縫隙都會隨著混凝土面板的伸縮打開,為保證接縫的傳荷能力,需要在相鄰脹縫處設置傳力桿。
如果機械的鋪筑寬度多于2個車道,可設置縱向縮縫,多為假縮縫形式??v向縮縫可借助機械自動插入拉桿,并經由切縫法將假縱縫切斷。當鋪筑寬度多于4.5m時,可使用假縫拉桿型縱縫,其位置參照車道寬度,攤鋪過程中使用專用拉桿裝置將拉桿插入。一般而言,拉桿多使用螺紋鋼筋,并將其放于板厚中央,于中端100mm左右防銹處理。施工布設期間,結合橫向接縫位置調整拉桿間距,保證最外端拉桿、橫峰距離在100mm以上??v向縮縫使用假縫方式,深度多于槽口深度。粒料基層使用過程中,槽口厚度是板厚的1/3;半剛性基層使用期間,槽口深度則是板厚的2/5。
鋪筑寬度小于路面時,設置縱向施工縫,使用拉桿平縫方式[4]。在縫的上段切槽口,深度處于30~40mm,寬度處于3~8mm,于槽內填塞縫料。固定模板施工形式使用過程中,通過側模保留孔插入拉桿。在另一路面澆筑中,在凹槽壁安裝縫板,隨后再攤鋪混凝土。模板拆除時,避免影響混凝土板企口,特別是上端混凝土。涉及到橫向施工縫的時候,需要在已經凝固的板壁上涂抹瀝青,將其嵌入到壓縫板中,做好澆筑。
灌縫時要保證縫內潔凈,滿足增加填筑、排除異物的需求。由于使用材料的不同,常出現(xiàn)加熱灌縫、常溫灌縫的現(xiàn)象。同時,還要保證填縫均勻、飽滿、厚薄一致,禁止出現(xiàn)斷裂、填料缺失等現(xiàn)象。填縫結束后,結合溫差采用合適的養(yǎng)護措施,養(yǎng)護期間禁止通車。
近年來,切縫技術發(fā)展快速,切縫機樣式豐富,切縫方式包括軟切縫、硬切縫、軟硬結合切縫,通過溫差變化、材料溫縮系數選擇切縫方式。對于分幅鋪筑的路面,要在鋪筑結束后預留標記,為后續(xù)施工奠定基礎。對于存在拉桿的位置,為預防斷板現(xiàn)象的出現(xiàn),需要預先使用軟切縫處理。同時,還要保證切割深度不超過板厚的1/3,最淺處也要在70mm以上。為預防拉桿插入處混凝土斷裂,應適當增加切縫深度。切縫寬度越小越好,通常為7mm,只有這樣才能預防異物進入,增強防護效果[5]。
水泥混凝土路面接縫施工期間,無論使用的是熱接縫技術,還是冷接縫技術,都要保證攤鋪帶邊緣平整,為滿足該需求,需要機械行駛時始終保持正確的位置,可在攤鋪帶一側設置導向線,并在機械上安裝懸桿,讓駕駛員對準到導向線行駛即可。接縫施工要盡量避開下面層、結構物接縫,保證碾壓不受任何阻擋。接縫處要整齊切割,禁止用清水沖洗,或立即涂抹粘層油,預防粘連成整體。路面攤鋪前需要提前預熱攤鋪機,速度不能過快或過慢,以免影響結構厚度。攤鋪機和振搗器要同步進行,禁止停在接縫處不動,預防混合料密度不均衡現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外,攤鋪前還要及時清除表面殘渣,及時整平路面,保證碾壓結果。攤鋪層施工結束后,用直尺對平整度進行檢查[6]。對于不符合要求的情況,應在混合料未冷卻前處理,保證接縫路面平整。
除此之外,選用性能高的機械碾壓,碾壓速度要慢,時刻保持轉向、換向平穩(wěn),不可操之過急。在老路面錯輪后,再用相同的方式處理,直到整個接縫斷面都壓完整,再恢復正常的碾壓速度,保證接縫質量。
綜上所述,在水泥混凝土路面施工中,多會出現(xiàn)忽視接縫施工的現(xiàn)象。接縫作為混凝土路面施工的薄弱環(huán)節(jié),若接縫施工技術不合理,將嚴重影響施工質量,增加后期的養(yǎng)護成本,減少使用壽命。因此,需要結合施工條件、混合料特性、路面寬度等選擇接縫技術,嚴格按設計圖紙和相應規(guī)范施工,保障接縫質量,提升行車安全,延長使用壽命。