摘 要：在我國城市道路與各級公路中，混凝土路面屬于重要結(jié)構(gòu)形式之一，但這類路面很容易在使用中出現(xiàn)問題。基于此，本文將對公路工程中裝配式混凝土路面的施工技術(shù)進(jìn)行分析，簡要介紹其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用過程，同時(shí)融合實(shí)例探討該技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，借此希望此研究內(nèi)容能夠予以相關(guān)從業(yè)者更多參考。
關(guān)鍵詞：公路工程;裝配式混凝土路面;效益
裝配式施工技術(shù)近年來在我國快速發(fā)展，這類技術(shù)具備經(jīng)濟(jì)、便利等優(yōu)勢，在路面工程施工中同樣具有較高應(yīng)用價(jià)值。但結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段在路面工程中應(yīng)用裝配式施工技術(shù)的情況相對較少，為改變這一現(xiàn)狀，正是本文研究的目標(biāo)所在。
1 技術(shù)特點(diǎn)
裝配式混凝土路面施工技術(shù)具備多方面特點(diǎn)，可概括為：第一，提高施工效率。通過在工廠內(nèi)提前完成混凝土板塊的預(yù)制生產(chǎn)并進(jìn)行集中養(yǎng)生，施工過程受到的外部環(huán)境、天氣環(huán)境、工作面移交等因素能夠降到最低，施工周期縮短和施工效率提升均可順利實(shí)現(xiàn);第二，施工質(zhì)量高。通過在工廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化制作預(yù)制混凝土板塊，在高質(zhì)量的振搗和養(yǎng)生支持下，可得到質(zhì)量更高的預(yù)制混凝土板塊，該預(yù)制混凝土板塊具備較高承載力和穩(wěn)定性，能夠提升路面使用壽命[1];第三，施工快速，減少道路封閉時(shí)間。在裝配式混凝土路面施工技術(shù)支持下，路面施工及維修能夠快速完成，小規(guī)模工程甚至可以做到當(dāng)天施工當(dāng)天開放，道路正常通行受到的影響可由此降到最低;第四，可周轉(zhuǎn)使用，規(guī)避資源浪費(fèi)問題。在臨時(shí)道路建設(shè)中，裝配式混凝土路面施工技術(shù)應(yīng)用的預(yù)制混凝土板塊可以重復(fù)利用，所以，可以高效降低建筑垃圾的產(chǎn)生，以規(guī)避發(fā)生資源浪費(fèi)的問題[2]。
2 技術(shù)應(yīng)用流程
2.1 基本流程
裝配式混凝土路面施工技術(shù)在公路工程建設(shè)及維修中均具備較高實(shí)用性，如在公路工程建設(shè)中，應(yīng)該著重關(guān)注預(yù)制裝配式路面板塊、路面接縫處理及傳荷、裝配后結(jié)構(gòu)層間處理的相關(guān)設(shè)計(jì)等方面，具體施工要點(diǎn)把握也極為關(guān)鍵。而在公路工程維修中，“調(diào)查現(xiàn)場情況→修復(fù)方案制定→準(zhǔn)備施工→預(yù)制板塊→交通管制→破損路面板鑿除→基層處理→安裝板塊→工后檢測→交通開放”就是其基本流程，通過進(jìn)行深入對比可知，在公路工程建設(shè)及維修中，裝配式混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用差異不大，二者均需要結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用，但維修處理會多出處理原有路面的環(huán)節(jié)。
2.2 設(shè)計(jì)方法
以公路工程建設(shè)中的裝配式混凝土路面施工技術(shù)應(yīng)用為例，這一過程需要做好設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于預(yù)制裝配式路面板塊的尺寸、數(shù)量，板塊配筋、板塊接口處理，以及安裝時(shí)的板塊連接問題。具體需要結(jié)合原有道路線形設(shè)計(jì)，參照道路縱、平、橫斷面平順要求，分析不同位置板塊的具體尺寸，保證設(shè)計(jì)要求能夠通過板塊拼裝滿足 。為保證預(yù)制裝配式路面板塊便于吊裝、運(yùn)輸、安裝、使用及維修，建議其寬度、長度分別控制在 3m、5m 內(nèi);在預(yù)制板塊配筋設(shè)計(jì)中，需保證運(yùn)輸、起吊、施工過程中安全且順利完成，同時(shí)使用過程中的耐久性也需要得到考慮。
具體設(shè)計(jì)可選擇單層雙向鋼筋網(wǎng)格，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行鋼筋布置和配筋量設(shè)計(jì)。配筋設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于控制開裂，因此需要結(jié)合吊點(diǎn)位置對最大的運(yùn)輸起吊過程拉應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)的重力荷載需要關(guān)注沖擊系數(shù)。如果使用螺紋鋼筋，那么其最小直徑應(yīng)為 12mm，橫向鋼筋最大間不應(yīng)超過 600mm、縱向鋼筋的最大間距不應(yīng)高于 350mm，采用光圓鋼筋則需要分別控制為 8mm、300mm、150mm。在起吊環(huán)節(jié)的板底拉應(yīng)力計(jì)算中，計(jì)算需要基于彈性薄板理論進(jìn)行，需設(shè)法集中最大拉應(yīng)力于板中并針對性控制，因此可以在距板頂 1/3 厚度處設(shè)置單層雙向鋼筋網(wǎng)格作為配筋。
在設(shè)計(jì)預(yù)埋構(gòu)件環(huán)節(jié)，需聚焦其調(diào)平和吊裝作用，因此需要全面考慮預(yù)制混凝土板塊吊裝的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，具體需要設(shè)置調(diào)平裝置及吊環(huán)于混凝土板塊四角處[3]。吊環(huán)在道路上的外露部分需要進(jìn)行防銹處理。在設(shè)計(jì)校平裝置時(shí)，應(yīng)該注意校平螺栓的內(nèi)部預(yù)留長度，以確保更好地滿足校平要求。一般情況下，每塊預(yù)制板可設(shè)置 2 個(gè)注漿分倉，運(yùn)用密封條隔開分倉，保證密封條的厚度為2cm，壓實(shí)后的厚度保持在 0.5cm，釋放孔及注漿孔應(yīng)該分開設(shè)置在各倉的兩端，盡量保持板底整體處于水平，中間可預(yù)留導(dǎo)流槽，基于實(shí)際情況控制長度[3]。
2.3 施工方法
在公路建設(shè)工程中，施工過程中裝配式混凝土路面施工技術(shù)應(yīng)用需要關(guān)注以下幾方面要點(diǎn)：
第一，模具制作。需基于施工圖制作混凝土面板成型模具，同時(shí)加工和安裝鋼筋、預(yù)埋件;第二，混凝土生產(chǎn)。生產(chǎn)需基于設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行，通過向預(yù)制場運(yùn)送混凝土，完成預(yù)制面板的澆筑、養(yǎng)生及堆放，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，應(yīng)該使混凝土維持在 C40 以上強(qiáng)度等級，同時(shí)保持不低于 4.5MPa 的抗彎拉度，滿足吊裝、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)需要;第三，施工前處理。當(dāng)做好下承層準(zhǔn)備之時(shí)，應(yīng)該對不平整的局部位置進(jìn)行處理，從而保證橫坡、標(biāo)高和平整度符合設(shè)計(jì)規(guī)范;第四，運(yùn)輸及安裝?；炷撩姘逶陴B(yǎng)護(hù)完成后需要運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，具體由平板運(yùn)輸車負(fù)責(zé)。在進(jìn)行裝配時(shí)，應(yīng)該保證面板接口的連接準(zhǔn)確性，運(yùn)用預(yù)埋調(diào)平裝置將面板的精確調(diào)節(jié)好，保證平整度符合規(guī)范;第五，灌漿。裝配調(diào)平后，同時(shí)當(dāng)面板檢查符合要求時(shí)，需要開展灌漿施工，基于預(yù)留孔道將漿液注入，促進(jìn)下承層及裝配式路面板聯(lián)結(jié)更加充分、緊密，從而更好地調(diào)控其耐久性和實(shí)用性。在公路工程維修施工中，裝配式混凝土路面施工技術(shù)應(yīng)用則需要關(guān)注以下幾方面要點(diǎn)：
第一，制定方案。需圍繞原有路面的破損情況開展全面調(diào)查、檢查，進(jìn)而制定修復(fù)方案。通過分析裝配式水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)可以看出，其大部分涵蓋了原有基層、裝配式路面板、板底功能層、接縫連接結(jié)構(gòu)，考慮到基層處置不需要較大程度變動原基層，因此需要針對性選擇材料。第二，施工準(zhǔn)備。為保證技術(shù)應(yīng)用取得預(yù)期效果，方案制定環(huán)節(jié)極為關(guān)鍵，具體需要做好施工人員和機(jī)械配備，并結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃和工程規(guī)模進(jìn)行人員調(diào)配，機(jī)械在開工前的調(diào)試、保養(yǎng)也不容忽視，同時(shí)還需要按時(shí)完成材料檢測及備料工作;第三，安裝施工。在鑿除破損路面后，需要對基層進(jìn)行處理，同時(shí)布設(shè)功能層，經(jīng)過人工與吊機(jī)互相配合完成吊裝，施工時(shí)可以在板底設(shè)置監(jiān)測系統(tǒng)，用于檢測注漿飽滿情況。
3 實(shí)例分析
3.1 工程概況
為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，以某高速公路工程收費(fèi)站入口路段作為研究對象，該路段使用裝配式混凝土路面施工技術(shù)，預(yù)制板厚度為 30cm，總面積為 1515.81m2，采用雙層鋼筋網(wǎng)設(shè)計(jì)的裝配式路面，強(qiáng)度等級、配筋率分別為 C40、1.12%。
3.2 材料選擇
案例工程選擇的水泥規(guī)格為 P.II52.5，該水泥的收縮性、強(qiáng)度、初終凝時(shí)間等指標(biāo)均能夠滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求;選用的鋼筋規(guī)格為 HRB335 12mm，吊環(huán)鋼筋、傳力桿均選擇圓鋼，規(guī)格分別為 Ø18mm 圓鋼、Ø32mm;選用碎石分為三個(gè)規(guī)格，包括 4.75～9.5mm、9.5～16mm、16～26.5mm，需要通過水洗進(jìn)行碎石處理，保證不存在雜質(zhì)、風(fēng)化并做好顆粒級配篩分，同時(shí)選擇Ⅱ中作為集料;使用用水為自來水，外加劑選擇 CNF- 3 型號的聚羧酸引氣緩凝高效減水劑，灌漿材料選擇上述規(guī)格的水泥漿。3.3 配比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)采用 C40 混凝土進(jìn)行，小石：中石：大石：砂：水泥：水：外加劑的比例為 123：738：369：723：350：147：5.25，砂率、水灰比、設(shè)計(jì)坍落度分別為 37%、0.420、45mm。
3.4 具體施工
基于案例工程實(shí)際情況，由水泥混凝土拌合站負(fù)責(zé)出料，HZS120Q 是其實(shí)際型號，在運(yùn)輸時(shí)，使用水泥混凝土攪拌運(yùn)輸車，規(guī)格為 10m3，鋼筋和模板安裝由叉車完成，吊裝使用規(guī)格為 20t 的吊車。運(yùn)用水泥泵機(jī)和壓漿料攪拌設(shè)備進(jìn)行板底灌漿，依據(jù) 65s 以合理規(guī)劃攪拌混凝土?xí)r間，施工過程需要隨澆隨振，振搗需要均勻進(jìn)行，拆模需要以超過 8.0MPa 的抗壓強(qiáng)度為依據(jù)，之后進(jìn)行灑水養(yǎng)生，具體時(shí)間控制為 14d。吊裝預(yù)制裝配式路面板塊前需要修正基層平整度以及不符合標(biāo)高要求的區(qū)域，使用掛線控制拼裝板塊頂面標(biāo)高。在安裝環(huán)節(jié)將板體預(yù)留傳力桿槽位進(jìn)行對齊，以方便隨后進(jìn)行緊固連接。在吊裝環(huán)節(jié)，板的四角需要基于實(shí)際吊裝情況進(jìn)行位置調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一次就位的安裝，盡可能規(guī)避位置偏差問題。吊裝過程需要在調(diào)平螺桿下方基層處設(shè)置鋼墊板，避免調(diào)平螺桿直接陷入基層。在安裝并調(diào)平后開展板底灌漿施工，施工結(jié)束后需要封孔、刻紋、灌縫，交通必須在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)結(jié)束后開放。
3.5 施工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合案例工程中裝配式混凝土路面施工技術(shù)的具體應(yīng)用可以了解到，為保證技術(shù)應(yīng)用取得預(yù)期效果，應(yīng)聚焦以下幾方面經(jīng)驗(yàn)：
第一，材料質(zhì)量控制。材料直接影響技術(shù)應(yīng)用效果，因此外加劑選用需要充分結(jié)合水泥等材料特性，以此實(shí)現(xiàn)對混凝土泌水離析的控制，改善混凝土和易性，具體的混凝土生產(chǎn)需要優(yōu)選使用中砂。第二，平整度控制。為保證技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮，裝配式混凝土路面的平整度必須嚴(yán)格控制。路面拼裝施工存在較高的基層平整度要求，因此基層施工必須嚴(yán)格控制平整度、橫坡及標(biāo)高并在必要時(shí)開展修整處理，保證平整度滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。第三，灌漿質(zhì)量控制。板底灌漿屬于裝配式混凝土路面施工技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)，在安裝調(diào)平混凝土預(yù)制板后，灌漿處理過程需要做好板邊封堵處理，避免漿液流失等問題出現(xiàn)。第四，質(zhì)量控制。為保證技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，具體施工參數(shù)需基于首件工程確定，完成各工序后的細(xì)致檢查和驗(yàn)收也不容忽略，保證質(zhì)量問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
3.6 應(yīng)用效益結(jié)合案例工程實(shí)際施工可以確定，裝配式混凝土路面施工技術(shù)在應(yīng)用中能夠保證路面指標(biāo)滿足要求，應(yīng)用該技術(shù)的具體面積為 3000m2，對應(yīng)存在 13 萬元的成本增加，但在壽命周期內(nèi)，技術(shù)應(yīng)用范圍能夠分別實(shí)現(xiàn) 10萬元的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用節(jié)約和 150 萬元的封閉匝道收費(fèi)損失減少，裝配式混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用效益可見一斑。綜上所述，裝配式混凝土路面施工技術(shù)能夠較好用于公路工程建設(shè)。在此基礎(chǔ)上，涉及的基本流程、設(shè)計(jì)方法、施工方法、材料選擇、配比設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用效益等內(nèi)容，則直觀展示了技術(shù)的具體應(yīng)用路徑。為更好服務(wù)于公路工程建設(shè)，裝配式混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用還需要關(guān)注設(shè)計(jì)優(yōu)化、新材料優(yōu)選、嚴(yán)格技術(shù)交底等方面。
參考文獻(xiàn)
[1]張立乾,陳紅,閆晶.一種新型裝配式預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土路面技術(shù)[J].特種結(jié)構(gòu),2021,38(04):50-54+101.
[2]蘇凱.裝配式路面技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].建筑施工,2021,43(05):905-907.
[3]孫遜.裝配式基層瀝青路面力學(xué)響應(yīng)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D].長春：吉林大學(xué),2021.
作者：唐 楠
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