李 凤 艳
(山西省晋中市和顺县交通运输局，山西 晋中 032700)
·道路·铁路·
斜向预应力水泥混凝土路面技术及施工工艺
李 凤 艳
(山西省晋中市和顺县交通运输局，山西 晋中 032700)
基于普通水泥路面的缺陷，提出了一种斜向预应力水泥混凝土路面，并从立模、设置滑动层、预应力筋及普通钢筋下料等方面，阐述了该路面的施工技术，指出斜向预应力水泥混凝土路面具有耐久性、安全性等优势。
水泥路面，预应力，混凝土，施工工艺
0 引言
在我国公路建设中，水泥路面是一种主要的路面结构形式，得到了广泛的推广和应用。近年来，由于行驶的车辆增加及严重的超载情况的影响，我省(山西)很多水泥混凝土路面，特别是重载水泥混凝土路面(运煤干线)，在开放交通的不长时间，一般为3年～5年，路面损坏就十分严重，出现如破碎、断裂、错台等病害，这些都对路面的行车舒适度产生了较大影响，有的甚至对行车安全产生了不利影响。
为有效提高水泥路面的耐久性和解决行车安全难题，在西安公路研究院进行斜向预应力水泥混凝土路面研究，研究表明，进行该技术的推广和应用，可将普通水泥路面接缝产生的损害问题有效解决，使得水泥路面接缝多、行驶舒适性差的状况得到明显改善，将路面使用寿命显著延长。
斜向预应力水泥混凝土路面作为一种路面结构新技术，具有广泛的适用性，在各等级公路路面及复合式路面基层中均可使用。交通运输部于2013年10月通过了该技术的验收，被评定为国际领先水平。使用该技术在陕西、河北、内蒙古等地进行了多条试验路段铺筑的结果表明，该路面的使用效果良好，在我国进行推广具有良好的应用前景。
1 普通水泥路面缺陷
与沥青路面相比，水泥路面的成本低廉、节能环保且耐久性能优越。但在我国高速公路建设中，采用水泥混凝土路面的不足10%，其中一个非常主要的原因就是水泥路面伸缩缝对路面使用性能的影响。
普通水泥混凝土路面接缝多，横向接缝常引起的错台、唧泥、挤碎、拱起等病害(见图1，图2)，使得路面行车噪声增大，行车舒适度降低，对路面行车质量极为不利。可以看出，伸缩缝已成为进行水泥路面推广的致命短板，导致水泥路面在我国高等级公路建设中逐渐被边缘化，使得其具有的技术优点难以发挥。
在水泥路面施工中，常用的是连续钢筋混凝土路面和纵向预应力混凝土路面两种技术，在完全解决伸缩缝难题上效果均不显著。连续钢筋混凝土路面中不用设置伸缩缝，而是将大量网状钢筋配置在路面结构中。随着路面使用年限的增多，当路面板的裂纹宽度发展到一定程度时，就不可避免的出现破碎、错台等病害。纵向预应力混凝土路面是将预应力筋纵向布置，之后进行的张拉作业需在施工中预留后浇带，使得施工无法连续进行，且在行车荷载和温度作用下后浇带极易出现损坏。
2 技术优势
斜向预应力水泥混凝土路面技术不用设置伸缩缝，使其成为高等级公路路面施工的新选择。该技术原理是将双斜向预应力筋配置在水泥混凝土路面中，在路面长度和宽度方向上均具备足够的预应力，保证在较长范围内的路面均无需设置伸缩缝，达到将伸缩缝导致的路面损害彻底解决的目的，实现水泥土路面使用寿命和质量的有效延长。
斜张法双向预应力混凝土路面具有显著的技术优势：
1)路面噪声低，耐久性好，适用性强。该类型路面无伸缩缝，彻底解决了普通水泥路面因伸缩缝产生的病害；斜向预应力可显著提升路面的抗裂缝能力，可作为旧水泥路面的表面加铺层，解决反射裂缝问题；将其用于重载交通路面利于发挥其承载能力强的特性，可将重载交通作用下的路面寿命显著延长；作为高等级公路的基层使用，有效避免水泥稳定层反射裂缝的发生。无缝水泥混凝土路面见图3。
2)连续施工，工艺简单。在水泥混凝土路面结构中，预应力筋呈交叉状分布(见图4)。在陕西省延志吴高速施工中，采用了水泥混凝土布料摊铺机解决硬质混凝土难以浇筑的问题，提高了摊铺效率。随着滑模施工工艺在水泥混凝土路面施工中的推广，路面平整度、噪声等也会得到极大改善。
3)使用周期长，养护费用低，投资效益高。双向预应力混凝土路面具有优越的承载性能，能在长寿命期内保证具有较高的服务能力，且养护工作量小，能有效减少对运营时间的影响及延误费。
4)经济节约、节能环保。水泥混凝土路面在我国有着明显的资源优势，水泥的价格相较于沥青便宜很多，水泥路面造价是沥青路面的60%左右。在施工过程中对环境产生的影响很小，能耗低，产生的废弃物也可重复利用，是实现工程建设绿色、低碳环保的重要途径。
斜向预应力混凝土路面分别在我国一、二、三级公路和高速公路路面及超限检测站等重载交通路面中均成功进行了应用，还用于某高速公路复合路面的基层，均取得了显著效果。
3 施工工艺
在斜向预应力混凝土路面施工中，施工工艺主要有钢筋布设、水泥浇筑、拆模养护、张拉预应力筋等工序，本文仅介绍各工序的质量控制关键点。
1)立模。基层施工完毕后平整无坑凹，各项指标应符合规范要求后进行钢模模板搭设。搭设完毕后的模板底面应紧贴基层顶面，再对模板内侧错位进行调平，还应检查模板接头处高差是否控制在3 mm以内。
2)设置滑动层。在基层顶面上铺设厚度为5 mm～10 mm的砂层。为确保整平效果和实现较小的基层摩阻，还应在砂层上再铺设一层聚乙烯薄膜层，再采用透明胶带将其搭接处粘合成一个整体。
3)预应力筋及普通钢筋下料。应采用无粘结预应力钢绞线作为预应力筋，其护套应完整，对出现的局部破损可采用防水胶带紧密缠绕，使用机械进行切割。预应力筋铺设应顺直，按设计要求与路面纵向成一定角度，高度偏差控制在设计范围内。
4)布设构造钢筋与补强钢筋。构造钢筋设置与普通水泥混凝土路面相同，沿路面边缘按设计要求进行布置。使用钢筋网对无斜向预应力筋的三角区域部位进行加强。
5)安装固定端锚具。固定端使用挤压式锚具，挤压簧塞入锚环的长度不得少于锚环长度的2/3。张拉端使用夹片式锚具，锚具垫板应与模板接触牢靠，不得留有缝隙。有些工程中使用预应力钢丝时，固定端使用镦头锚进行锚固。
6)预应力筋的布置与校直。按照设计要求进行预应力筋布置，根据需要确定是否在交叉部位设置支撑架。布置好的预应力筋进行校直后，使用扎丝将交叉点位间隔绑扎紧固。
7)涂刷缓凝胶粘材料。在进行混凝土浇筑前，应将缓凝胶粘材料均匀涂抹在每根预应力筋表面，应确保交叉及绑扎点位不得漏涂。
8)混凝土浇筑。按照设计段长度一次摊铺完成。混凝土在浇筑过程中，须严格禁止踩踏预应力筋，不得采用泵送混凝土方式。在振捣作业中，要注意振捣密实路面两侧混凝土，同时要防止模板移动。
9)养生。为减少路面早期收缩开裂现象，浇筑完成的混凝土面板用浸湿的草袋覆盖养生12 d～16 d。为确保草袋处于潮湿状态，应每天进行均匀洒水。
10)预应力筋张拉。预应力筋张拉分为两次张拉，混凝土达到设计强度的30%时进行初次张拉，达到设计强度的75%时进行二次张拉。在施工中，可根据施工现场气温、混凝土强度等因素进行合理调整。
4 结语
与传统的纵向预应力混凝土路面相比，斜向预应力水泥混凝土路面无需切缝，路面裂缝大幅减少，常见的接缝损坏如唧泥、错台等病害得到明显消除。同时，设计中采用斜向预应力筋布设方式，使得路面受力状况有效改善。在路面两侧进行预应力筋张拉，无需留设后浇带，可有效保证施工连续性，对大面积推广应用十分有利。
斜向预应力水泥混凝土路面可显著提升路面性能，延长使用寿命。在我国进行推广和应用，实现高速公路路面的“黑白并举”指日可待。
[1] 张东省.斜向预应力水泥混凝土路面技术研究[Z].2013.
[2] 王 龙,李博成.斜向预应力水泥混凝土路面施工工序研究[J].公路交通科技(应用技术版)，2013(11)：56-58.
[3] 贾德生，徐希娟，韩微微.斜向预应力水泥混凝土路面施工技术研究[J].公路交通科技(应用技术版)，2012(9)：87-88.
[4] 李岳琦，韩微微，李 娜.斜向预应力无缝水泥混凝土路面研究[J].山西建筑，2011，37(13)：155-156.
Inclined prestressed cement concrete pavement and its construction technology
Li Fengyan
(ShanxiJinzhongHeshunTrafficTransportationBureau,Jinzhong032700，China)
Based on common cement pavement defects,the paper puts forward a kind of inclined prestressed cement concrete pavement,describes its construction technologies from aspects of standing mould,setting sliding layer,prestressed reinforcement and general steel incised,and points out advantages of inclined prestressed cement concrete pavement,such as durability and safety and so on.
cement pavement,prestress,concrete,construction technology
1009-6825(2016)29-0124-02
2016-08-03
李凤艳(1973- )，女，工程师
U416.216
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