摘要 介紹了舊水泥混凝土路面上連續(xù)配筋混凝土加鋪層的結(jié)構(gòu)型式、端部錨固結(jié)構(gòu)以及施工技術(shù), 以為連續(xù)配筋混凝土路面在舊水泥混凝土路面加鋪中的應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞 連續(xù)配筋混凝土 加鋪層 結(jié)構(gòu)型式 端部錨固結(jié)構(gòu) 施工技術(shù)
中圖分類號(hào) U416.216.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
1 引言
連續(xù)配筋混凝土路面( Continuously ReinforcedConcrete Pavement, 簡(jiǎn)稱CRCP) 是在面層內(nèi)配置縱向連續(xù)配筋和橫向鋼筋, 橫向不設(shè)縮縫的水泥混凝土路面。CRCP 適用于重交通高等級(jí)道路, 與普通水泥混凝土路面加鋪層相比, CRCP 加鋪層消除了橫向接縫, 極大地提高了混凝土路面的平整度, 改善了行車舒適性; 提高了裂縫處的傳荷能力, 新加鋪的連續(xù)配筋混凝土路面通過(guò)縱向鋼筋及裂縫兩側(cè)不平整接觸面的嚙合作用傳遞車輛荷載, 大大減小了舊水泥混凝土板接縫處的彎沉差, 改善了板角與板邊的工作狀態(tài), 減少了交通荷載振動(dòng)沖擊對(duì)板的破壞作用, 增加了路面的整體性, 因而具有更高的承載能力; 減少了雨水( 雪水) 滲入基層及路基, 避免基層的沖刷而引起的唧泥、脫空及路基的浸潤(rùn)濕軟, 接縫類病害比普通混凝土路面大大減少, 且無(wú)需灌縫處理, 因此后期的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用較低。
2 連續(xù)配筋混凝土加鋪層的結(jié)構(gòu)型式
連續(xù)配筋混凝土路面加鋪型式主要有以下三種:
( 1) 分離式連續(xù)配筋混凝土加鋪層
當(dāng)舊混凝土路面的損壞狀況和傳荷能力評(píng)定等級(jí)為中或次, 或路拱橫坡不一致時(shí), 采用分離式連續(xù)配筋混凝土路面加鋪層。
( 2) 結(jié)合式連續(xù)配筋混凝土加鋪層
當(dāng)舊混凝土路面的損壞狀況和傳荷能力評(píng)定等級(jí)為優(yōu)或良時(shí), 可使用結(jié)合式連續(xù)配筋混凝土路面加鋪層。但結(jié)合式加鋪層限制了連續(xù)配筋混凝土路面的均勻變形, 使連續(xù)配筋混凝土加鋪層裂縫間距過(guò)大, 導(dǎo)致裂縫寬度過(guò)寬, 因此在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下, 最好能采用分離式加鋪層。
( 3) 設(shè)半剛性補(bǔ)強(qiáng)層連續(xù)配筋混凝土加鋪層
當(dāng)舊水泥混凝土斷板率過(guò)高, 或原舊路面整體強(qiáng)度過(guò)低, 采用換板、對(duì)脫空板灌漿處理或?qū)A(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)等方式比對(duì)舊板破碎穩(wěn)定再加鋪半剛性層造價(jià)更高時(shí), 可采用此結(jié)構(gòu)。
3 連續(xù)配筋混凝土加鋪層端部錨固結(jié)構(gòu)
CRCP 加鋪層不設(shè)脹縮縫, 路面受溫度變化影響會(huì)產(chǎn)生較大的變形, 尤其是在路面端部, 年溫度變化條件下的端部自由位移有可能超過(guò)10cm, 從而對(duì)CRCP 端部附近的其他構(gòu)造物或路面結(jié)構(gòu)形成推擠。因此, 在橋頭或CRCP 加鋪層與其它類型路面相接處, 要采取設(shè)錨固端等結(jié)構(gòu)措施以限制其變形。目前CRCP 端部結(jié)構(gòu)主要采用凸形錨固地梁,構(gòu)造如圖4 所示。凸形錨固地梁數(shù)目一般3~5 個(gè)。錨固設(shè)施一般無(wú)法完全限制CRCP 的端部變形, 所以在與CRCP 連接的路面一定范圍內(nèi), 還需設(shè)置幾條脹縫以消除殘余變形。
4 連續(xù)配筋混凝土加鋪層施工技術(shù)
4.1 施工準(zhǔn)備工作
( 1) 施工場(chǎng)地布置
連續(xù)配筋混凝土路面( CRCP) 施工時(shí)除需具有水泥混凝土拌合與原材料堆放等場(chǎng)地外, 還應(yīng)布置好鋼筋制作場(chǎng)地。鋼筋制作場(chǎng)應(yīng)布置在距路面施工路段較近處, 以便將預(yù)制加工好的鋼筋運(yùn)至工地。場(chǎng)地應(yīng)利于排水, 同時(shí)需有充足的電源保證鋼筋制作所需電力。采購(gòu)的鋼筋必須按不同品種、牌號(hào)分別驗(yàn)收堆存, 以免混雜。鋼筋在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中應(yīng)避免銹蝕和污染, 宜存放在倉(cāng)庫(kù)( 柵) 內(nèi), 露天堆置時(shí), 應(yīng)墊高并遮蓋。
( 2) 原材料的準(zhǔn)備與檢驗(yàn)
CRCP 的原材料主要有鋼筋、水泥、粗集料、細(xì)集料、水和混凝土外摻劑等。在采集前均應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)或試驗(yàn), 合格后方可購(gòu)買或采集。原材料除要求出廠合格證書外, 還應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)以下項(xiàng)目: 鋼筋的抗拉強(qiáng)度; 水泥的標(biāo)號(hào)和安定性試驗(yàn); 粗集料( 碎石) 的母巖強(qiáng)度( 應(yīng)為混凝土設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度的2.5 倍以上) ; 最大碎石粒徑和碎石級(jí)配;細(xì)集料的含泥量( 應(yīng)在3%以下) ; 水要求純凈、無(wú)污染及雜物。
( 3) 混凝土配合比設(shè)計(jì)
水泥混凝土應(yīng)做配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn), 并檢測(cè)混凝土的抗彎拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及級(jí)配要求, 強(qiáng)度不宜超出過(guò)多, 同時(shí)注意骨料類型及水泥的選擇等, 使混凝土的線膨脹系數(shù)較小。
( 4) 施工放樣及模板安裝
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙定出路面邊緣線、縱縫和脹縫位置, 并檢查模板頂面標(biāo)高( 即路面頂高) 、路拱橫坡、平整度和模板平順性。安裝模板時(shí)內(nèi)外用鋼釬錨固, 檢查模板安裝的牢固性, 保證振動(dòng)時(shí)模板不變形、不移動(dòng)、不下沉。模板安裝工序按幾何尺寸準(zhǔn)確、施工中不變形( 剛性要求) 和穩(wěn)定性三個(gè)方面檢測(cè)驗(yàn)收。CRCP 通常以橫向鋼筋代替拉桿, 在模板上打孔時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置。
4.2 鋼筋設(shè)置
( 1) 鋼筋制作
鋼筋在施工中還要進(jìn)行抽驗(yàn), 試驗(yàn)和抽驗(yàn)數(shù)據(jù)必須符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋表面應(yīng)潔凈無(wú)雜物, 由于鋼筋的銹蝕狀況對(duì)鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度有影響, 施工中應(yīng)對(duì)重銹鋼筋進(jìn)行除銹處理。鋼筋應(yīng)平直, 無(wú)局部彎折, 成盤的鋼筋和彎曲的鋼筋均應(yīng)調(diào)直。采用冷拉法時(shí), Ⅰ 級(jí)鋼筋冷拉率不宜大于2%, Ⅱ級(jí)鋼筋冷拉彎不宜大于1%, 鋼筋的彎制和末端彎鉤尖符合設(shè)計(jì)要求。
縱向鋼筋接頭應(yīng)采用電弧雙面搭接焊的方法,鋼筋的交叉連接采用點(diǎn)焊或綁扎?？v向鋼筋單面焊接長(zhǎng)度不小于20 cm, 雙面焊接長(zhǎng)度不小于10 cm,焊接位置相互錯(cuò)開(kāi), 不應(yīng)在一個(gè)斷面上重疊。橫向鋼筋單面焊接長(zhǎng)度不小于16 cm, 雙面焊接長(zhǎng)度不小于8 cm。焊接前須根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊, 施焊場(chǎng)地應(yīng)有遮蔽設(shè)施, 溫度低于- 20 ℃時(shí)不能進(jìn)行焊接。鋼筋電弧焊所采用的焊條應(yīng)符合《低鋼筋低合金鋼電焊條標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定, 其牌號(hào)如設(shè)計(jì)注明時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求。若設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)可參考表1 選用。
端部矩形錨固地梁鋼筋網(wǎng)可在鋼筋制作場(chǎng)地加工成鋼筋骨架片, 在工地就位后進(jìn)行焊接成型。縱向鋼筋可根據(jù)運(yùn)輸條件在鋼筋制作場(chǎng)把2～3 根焊接成18～27 m 的長(zhǎng)度, 以減少工地現(xiàn)場(chǎng)的焊接工作量, 從而加快施工進(jìn)度。
( 2) 鋼筋安裝
舊水泥混凝土路面檢驗(yàn)合格、模板安裝完成后, 可進(jìn)行鋼筋的安裝。安裝時(shí)首先將橫向鋼筋按設(shè)計(jì)尺寸布置于底層, 然后再布置縱向鋼筋。鋼筋在板厚方向的定位可采用兩種方法:
①混凝土塊墊支法: 在鋼筋網(wǎng)下墊支預(yù)制的混凝土塊, 混凝土塊的高度應(yīng)嚴(yán)格按照縱向鋼筋的設(shè)置位置確定, 以防止定位不準(zhǔn)。
②鋼筋支架墊支法: 在縱向鋼筋網(wǎng)下用鋼筋支架支墊。鋼筋支架的布設(shè)密度應(yīng)能保證準(zhǔn)確固定鋼筋位置, 其與鋼筋網(wǎng)的連接可采用點(diǎn)焊或綁扎( 推薦用焊接方式) , 鋼筋支架會(huì)消耗一定數(shù)量的鋼筋。
鋼筋的制作與安裝工序須檢測(cè)以下項(xiàng)目: 鋼筋接頭焊接點(diǎn)抗拉強(qiáng)度; 焊接質(zhì)量( 漏洞、不密實(shí)和焊接長(zhǎng)度不足等) ; 同一截面的縱筋焊接面積; 鋼筋的縱橫向間距、高度和綁扎情況。鋼筋位置的偏差滿足表2 規(guī)定。
4.3 混凝土的施工
鋼筋安裝就位后, 可進(jìn)行混凝土的澆筑。為加快施工速度, 布設(shè)鋼筋和澆筑混凝土工序時(shí)應(yīng)采用流水作業(yè)法順序?qū)嵤?。CRCP 混凝土施工方法與普通水泥混凝土路面施工基本相同, 須注意的有以下幾點(diǎn):
( 1) 混凝土的攪拌和運(yùn)輸
混凝土應(yīng)采用強(qiáng)制式拌合機(jī)拌制。進(jìn)入拌合機(jī)的各種原材料必須按施工配合比準(zhǔn)確計(jì)算。每班開(kāi)工前應(yīng)實(shí)測(cè)砂、石料的含水量, 并以設(shè)計(jì)配合比為基礎(chǔ)調(diào)整確定施工配合比。拌和機(jī)的進(jìn)料順序?yàn)樯啊⑺槭?、水? 邊攪邊加水。混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)根據(jù)拌合機(jī)性能與拌合物的和易性確定, 一般少于3 min。
混凝土采用自卸機(jī)動(dòng)車運(yùn)輸, 運(yùn)輸時(shí)間一般不大于10 min。運(yùn)距較遠(yuǎn)時(shí), 可采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸?；炷裂b運(yùn)時(shí)不得漏漿, 并防止離析。低溫條件施工時(shí)采用溫水拌和等保溫措施。出料和鋪筑時(shí)的卸料高度不應(yīng)超過(guò)1.5 m。
( 2) 混凝土攤鋪
攤鋪水泥混凝土可用專用攤鋪機(jī)或小型機(jī)具施工。自卸汽車卸料采用側(cè)面卸料法, 或采用手推車通過(guò)橫板頂架板進(jìn)料。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)人員須在橫板頂架板上進(jìn)行攤鋪, 以保證安裝好的鋼筋不受碾踩。
( 3) 混凝土振搗與表面收漿
為了保證混凝土的強(qiáng)度和平整度, 采用“三振、一拖滾、二拌、一拉毛”成面法進(jìn)行施工。振搗時(shí)應(yīng)輔以人工找平。隨時(shí)檢查模板, 如有下沉、變形或松動(dòng), 應(yīng)及時(shí)糾正。整平時(shí)必須保證模板頂面的整潔, 并應(yīng)保證接縫處板面平整。做面前應(yīng)做好清邊整修, 清除泥漿, 修補(bǔ)掉邊、缺角, 嚴(yán)禁在面板上灑水或撒水泥粉。
首先用插入式振搗器振搗, 在模板邊緣和角隅處順序插振一次, 然后進(jìn)行全面插振。振搗時(shí)振搗在同一位置停留不小于20 s, 但也不能過(guò)振, 應(yīng)以拌和物停止下沉、不再冒氣泡并泛出水泥漿為準(zhǔn)。移動(dòng)間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5 倍, 且應(yīng)盡量避免碰撞模板和鋼筋。然后用平板振搗拖振,注意重疊10～20 cm。當(dāng)水灰比小于0.45 時(shí), 同一位置振搗時(shí)間不宜少于30 s; 水灰比大于0.45 時(shí),時(shí)間不宜小于15 s。不采用真空吸水工藝時(shí), 宜采用2.2 kW或1.1 kW平板振搗器。最后用振動(dòng)梁和滾桿或三軸式整平機(jī)進(jìn)行整平提漿, 應(yīng)使表面泛漿,并趕出氣泡, 對(duì)有不平之處, 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行挖填補(bǔ)平?；旌狭系臄備?、振搗時(shí)間一般不大于30 min。
( 4) 抹面、壓紋和拆模養(yǎng)生
采用人工收面時(shí), 用木模多次抹面至表面泌水為止, 修整時(shí)要與上次抹過(guò)痕跡重疊一半, 在板面低洼處要補(bǔ)填混凝土, 并用3 m 直尺檢查平整度。抹面結(jié)束后, 可用毛刷拉毛或用刻紋機(jī)使表面達(dá)到設(shè)計(jì)要求的紋理深度。
混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度方可拆模, 一般是根據(jù)氣溫條件按小時(shí)數(shù)控制。拆模防止損壞板的邊角。養(yǎng)生是CRCP 施工中不可缺少的重要環(huán)節(jié), 目的是防止氣溫過(guò)低和溫度的驟變。在拉毛2～3 h 后,根據(jù)面層的情況用塑料薄膜覆蓋新鮮混凝土表面。到薄膜內(nèi)沒(méi)有熱水珠時(shí), 改用浸透含水的麥秸、麻袋等覆蓋混凝土表面, 養(yǎng)生應(yīng)使混凝土表面始終呈潮濕狀態(tài)。養(yǎng)生時(shí)間一般不少于14 d,混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上, 可清除覆蓋物, 開(kāi)放交通。
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