淺析高速公路更換水泥砼路面破碎板施工

陳 俏

（廣西柳桂高速公路運營有限責任公司 廣西 柳州 545005）

0 引言

桂柳高速公路1997年5月1日建成通車，路面采用24cm厚水泥混凝土面層。隨著水泥混凝土路面使用年限的增長，加之道路交通量日益長，路面板塊破碎嚴重。公司對此采用更換水泥混凝土路面破碎板的施工方案，此方案既增強了路面的使用性能，又迅速恢復了交通。本文依托更換水泥混凝土路面破碎板在桂柳高速公路上的運用，對水泥混凝土板塊破碎原因及更換水泥混凝土路面破碎板施工工藝進行總結，為今后類似工程提供參考。

1 板塊破碎原因分析

由于水泥混凝土路面設計期限為30年，而桂柳高速在2000年就出現了路面板塊破碎，建成通車剛3年，不屬于水泥混凝土路面疲勞損壞問題。水泥混凝土路面在建成通車幾年內出現板塊破碎，歸結起來有如下兩個原因:

1.1 路面結構層設計不合理

桂柳高速水泥混凝土路面采用“18～22cm級配碎石底基層+18～20cm粉煤灰石灰二灰基層+24cm混凝土面層”路面結構，整體結構層偏薄。二灰基層抗沖刷能力差，水穩性差，桂林、柳州一帶多雨水，每年雨季來臨時，一些沒能及時排除的雨水滲入基層，造成基層軟化，導致部分路段路基下沉，造成混凝土板底脫空，在超重車輛的沖擊荷載作用下，路面板塊斷裂破碎。

1.2 超載車輛加劇板塊破碎

從2009年5月實施計重收費以來，據路政支隊治超數據不完全統計，超載貨車約占9%。按照《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTGD40－2002）3.0.4條，100kN 的單軸—雙輪組標準軸載的作用次數與單軸—單輪、單軸—雙輪組、雙軸—雙輪組或三軸—雙輪組軸型i級軸載的總重的16次方成正比，可知超載貨車加速了水泥混凝土路面破碎。

2 施工工藝流程

合理、先進的施工工藝是保證施工質量的前提條件。更換水泥混凝土路面破碎板施工工藝流程為:交通管制→破碎板清除→基層檢查處治→瀝青封層→鋼筋安裝→模板安裝→砼澆筑→養生→脹縮縫施工→鋼性刻槽→標線補劃→開放交通。

3 施工工藝要點

3.1 舊板的鑿除

舊板鑿除包括舊板的切割、舊板的破碎、舊板的清運，鑿除過程應注意對相鄰板塊的影響，盡可能保留原有拉桿。

3.1.1 舊板的切割

破碎板的切割采用兩刀切板法，即在切板時，先沿板邊四周縮縫切割，此后，再次對板塊四周距板邊縮縫10～15cm處進行二次切割，切割必須保證直線，切割深度要達基層,至少24cm（明涵頂及橋面除外，須按現場管理人員要求）。

3.1.2 舊板的破碎

破碎宜采用液壓鎬鑿除破碎混凝土板，其履帶必須墊放膠墊，防止履帶對路面的損傷；其作業不得影響過往車輛；當破碎板位于橋面或明涵頂時不得使用機械破碎，必須使用人工破碎。

3.1.3 舊板的清運

當一個基坑破碎完畢后，應及時將該基坑砼廢板進行裝運。清運過程應注意:砼廢板裝運不得損傷相鄰不更換的板塊，裝運不得滿堆裝車，防止砼廢板運輸中灑落路面影響行車。在裝運過程中，如發現二灰基層松散，應將二灰墊層挖起裝運，如級配碎石基層松散也應挖起裝運。

3.2 基坑的處治

基坑處治包括對損壞基層的修復、傳力桿及拉桿設置及模板的安裝。

3.2.1 基層處理

對損壞的基層應予清除，并將基層整平、壓實。

處理原則為:基層破損深度在2cm以內，用瀝青砂填平并用小型機械壓實成型；基層破損深度在2cm～12cm時，用不低于C15砼填平并用振搗機械振搗密實；基層破損深度大于12cm時，將破損處鑿除至底基層，用不低于C15砼填平并用振搗機械振搗密實。

3.2.2 傳力桿及拉桿布設

傳力桿采用Φ30mm光面圓鋼，長為45cm，間距為30cm，誤差不大于30mm。傳力桿加工應鋸斷，不得擠壓切斷，斷口垂直、光圓，用砂輪打磨掉毛刺，并加工成2～3mm的圓倒角。

超高路段的所有縱向接縫均必須設置拉桿，拉桿采用Φ14螺紋鋼筋，長為70cm，間距70cm。拉桿設在板厚中央，并應對拉桿中部10cm范圍內進行防銹處理。拉桿孔鉆取深度為35cm，鉆取孔徑應根據鋼筋直徑而定，以大于鋼筋直徑2～4mm為宜。

3.2.3 模板的安裝

當施工點為行車道時，必須將瀝青路肩切割整齊，架設鋼模進行混凝土澆筑。立模要牢固，模板不沉陷、不變位、不傾斜，接頭要平順，標高及模坡、超高要符合要求。為避免模板接頭，模板與基層縫隙漏漿而產生板邊蜂窩，應采用水泥紙墊塞。

3.3 混凝土澆筑

采用小型機具鋪筑混凝土，其性能應穩定可靠，操作簡易，維修方便，機具配套應與工程規模、施工進度相適應。

3.3.1 混凝土攤鋪

混凝土攤鋪前，應對模板的位置及支撐穩固情況，傳力桿、拉桿的安設，基層修復情況等進行全面檢查，符合要求后方可進行攤鋪。

澆筑布料應均勻無離析，人工補料應用鐵鍬反扣，嚴禁拋擲和耬耙。人工攤鋪混凝土拌和物的坍落度應控制在5～20mm之間，拌和物松鋪系數宜控制在K=1.10～1.25之間，料偏干，取較高值；反之，取較低值。

3.3.2 混凝土振實

混凝土振搗充分、均勻、到位。振搗棒在每一處的持續時間，應以拌合物全面振動液化，表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限，不宜過振，也不宜少于30s。振搗棒的移動間距不宜大于50cm，至模板邊緣的距離不宜大于20cm，應避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿。振搗棒應輕插慢提，不得猛插快拔，嚴禁在拌合物中推行和拖拉振搗棒振搗。

在振搗棒已完成振實的部位，可開始振動板縱橫交錯兩遍全面提漿振實，振動板移位時，應重疊10～20cm，振動板在一個位置的持續振搗時間不應少于15s。振動板須由兩人提拉振搗和移位，不得自由放置或長時間持續振動。移位控制以振動板底部和邊緣泛漿厚度3±1mm為限。

之后，用振動梁垂直路面中線沿縱向拖行，往返2～3遍，使表面泛漿均勻平整。在振動梁拖振整平過程中，缺料處應使用混凝土拌合物填補，不得用純砂漿填補；料多的部位應鏟除。

3.3.3 整平飾面

振動梁振實后，用滾杠往返2～3遍提漿整平。第一遍應短距離緩慢推滾或拖滾，以后應較長距離勻速拖滾，并將水泥漿始終趕在滾杠前方。多余水泥漿應鏟除。拖滾后的表面宜采用3m刮尺，縱橫各1遍整平飾面。

在刮尺整平飾面作業后，應清邊整縫，清除粘漿，修補缺邊、掉角，應使用抹刀將刮尺留下的痕跡抹平，精平飾面后的面板表面應無抹面印痕，致密均勻，無露骨，平整度應達到規定要求。

3.4 面層接縫、抗滑與養生

3.4.1 接縫施工

由于增加了早強劑，混凝土澆筑完畢后12h左右開始縮縫切割，縱向及橫向縮縫切割寬度控制在4～6mm，切深不小于7cm。填縫槽利用6～8mm厚鋸片或疊合鋸片進行擴寬，填縫槽深度宜為25～30mm，寬度宜為7～10mm。

混凝土板養生期滿后，應及時灌縫。灌縫前應先清除接縫中的塵土及其他污染物，縫壁檢驗以擦不出灰塵為灌縫標準。灌縫深度宜為15～20mm，灌縫必須飽滿、均勻、厚度一致并連續貫通，填縫料不得缺失、開裂、滲水。填縫料的養生期，低溫天宜為24h，高溫天宜為12h。在灌縫料養生期間應封閉交通。

3.4.2 抗滑構造施工

由于桂柳高速屬重載交通，一般采用硬刻槽。刻槽深度應為3～5mm，槽寬3mm，槽間距12～24mm。硬刻槽機重量宜重不宜輕，一次刻槽最小寬度不應小于50cm，硬刻槽時不應掉邊角，亦不得中途抬起或改變方向，并保證硬刻槽到面板邊緣。刻槽施工完成后，隨即將路面沖洗干凈，并立即恢復路面的養生。

3.4.3 養生

混凝土澆筑完畢后應及時覆蓋麻袋淋水養生，現場必須安排專人保持麻袋覆蓋整齊且保持混凝土表面始終處于潮濕狀態。由于加入了早強劑，養生時間一般為7天，養生期內禁止車輛通行。

4 加強施工安全管理

發揮施工單位的核心作用、現場管理單位的監督保障作用、項目業主的主導作用.實施安全生產的全過程檢查和控制。

4.1 減少施工時間

更換砼路面破碎板一般采取封閉單個 車道施工，交通管制方式要兼顧流水作業的需要，盡量減少占道時間，采用在混凝土拌和物中添加早強劑，以達到盡早開放交通減少安全隱患的目的。

4.2 加強安全管理措施

更換砼路面破碎板工程交通安全技術措施，主要為:

4.2.1 實行路上施工設點審批、進場復查、限時完工、違章處罰制度；有計劃地每兩公里分段錯向錯時錯車道進行，每段之間預留2km緊急通道的距離，便于應急交通轉換。

4.2.2 標志牌的擺放和維護按照 《公路養護安全作業規程》嚴格執行，增設施工區前方反光水馬，加強施工區域防撞安全防護。

4.2.3 安全員的設置:每個施工點至少設立一名專職安全員，夜間不撤場的施工點，安排值班安全員的人數不少于白天，隨時疏導交通，出現異常情況及時報告。

5 結論

通過對桂柳高速鹿寨段2011年更換的51898.92m2共2732塊破碎板施工后的跟蹤分析檢測，鹿寨段新更換的砼路面板塊再次斷板89塊，再次斷板率僅為3.23%，大大節省了每年用于路面養護的開支；鹿寨段路面使用性能指數（PQI）由2010年底的73.95提高到74.65，提高了車輛行駛的舒適度。故，在高速公路上采用更換砼路面破碎板施工工藝能取得較好的經濟和社會效益，是一種值得推廣的施工工藝。

［1］陳素生，劉明.水泥混凝土路面換板施工淺見[J].公路，2000（8）.

［2］鄒曉明.永福路段水泥混凝土路面換板施工要點[J].廣西交通科技，2002（4）.