預應力水泥混凝土路面技術研究

摘 要：對于不同類型預應力水泥混凝土路面，施工方法在應用時存在一定差異，針對這些差異，文章對后張法和斜張法進行對比分析，指出在施工中應該注意的事項，以提高施工質量。通過對比，也為預應力水泥混凝土路面施工的技術人員提供可借鑒的資料，以達到互相借鑒學習的目的。

關鍵詞：預應力；施工；水泥混凝土；鋼筋

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0165-02

路面類型中主要以瀝青混凝土路面居多，但在一些地方水泥混凝土路面也具有它的優勢。它具有較強的抗磨耗性、良好的穩定性、較高的抗壓和抗拉強度、較好的耐久性、利于夜間行車和較高的承載力等，為公路建設發揮著巨大的作用。隨著應用的推廣，水泥混凝土路面也表現出了一些自身的缺陷。主要有施工中設置的各種接縫產生的病害，如板邊拱起、擠碎、斷裂、板板間錯臺、唧泥和剝落等，增加了養護的難度。上世紀40 a的出現的預應力水泥混凝土路面，在很大程度上改變了這種現狀。它可以利用較少的橫向接縫，以獲得平整表面和消除板塊開裂。

1 預應力水泥混凝土路面類型

預應力水泥混凝土路面主要分為兩大類：①“單獨型”板路面；② “連續型”板路面。

1.1 “單獨型”板路面

“單獨型”板路面是從房屋、橋梁的做法上發展出來的，采用的施工方式也相似，主要在面板的抗壓區分別配置一定數量的預應力鋼筋，根據預應力鋼筋的張拉先后順序分為先張法和后張法兩種。路面結構就是采用配置一定數量的預應力鋼筋，增加膨脹縫間隔距離，形成較長的路面。先張法是在先張拉鋼筋至規定程度在澆筑混凝土，待混凝土達到要求強度后切斷鋼筋；后張法是在澆筑混凝土中成型孔洞，內部可以留有鋼筋或后穿鋼筋，待混凝土達到要求強度后，對鋼筋施加預應力，最后錨固在混凝土上，給混凝土規定的預應力。

1.2 “連續型”板路面

“連續型”板路面是采用無筋加力方式，形成無膨脹縫的路面。根據施加預應力的方式不同，將連續型分為千斤頂加力和自加應力兩種。千斤頂加力是設置留有空隙放置加力千斤頂的固定錨固端，在其間澆筑混凝土，待混凝土達到要求強度后，利用放置好的千斤頂加力達到規定壓力后，封閉兩端空隙。自應力路面是選用膨脹水泥，利用混凝土硬化時體積增大原理，在澆筑兩端設置固定端，使混凝土自動產生內壓應力，路面路面可以做得很長。

目前“單獨型”板路面應用較多，“連續型”板路面還處于研究、試驗階段，實際應用不多。分析認為，預應力在單獨型板中幾乎不變，而在連續型板中，受外界溫度、濕度變化影響，且板板很長，不能自由膨脹，所以很難對所需的預應力進行估計。

2 后張法和斜張法施工差異分析

兩種方法在材料和施工步驟上基本相同，主要是在布筋上存在差異。

2.1 材料性能要求

使用材料及要求：①水泥。為滿足應力和后期荷載要求，一般采用525普通硅酸鹽水泥或者道路硅酸鹽水泥；②鋼材或鋼絞線。要求鋼筋應順直，不得有裂縫、斷傷、表面油污與銹蝕，鋼絞線表面潔凈，沒有光滑劑等各種污漬，沒有大的銹跡，不能有銹蝕的坑洞。以保證路面在正常使用階段承受各種惡劣的條件；③砂石。滿足JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技術規范的各項指標要求。④錨具。后張法和斜張法都是采用無粘結筋承受長期的振動荷載及疲勞荷載，所以錨具要長期承受較大的拉應力，因此必須采用Ⅰ類錨具。錨夾具進場時應分批進行外觀檢查和力學試驗，外觀不得有銹蝕、裂紋、傷痕、尺寸偏差在允許范圍內，力學試驗滿足力學指標要求。

混凝土要求：①采用強度高的混凝土。標號為C40。這樣高強混凝土配合高強度鋼筋或鋼絞線，可以有效降低路面自重和減小路面厚度的同時提高路面在抗拉、抗剪、抗壓強度，不易發生收縮裂縫。②快硬、早強。可以較快進行鋼筋張拉，提高各種周轉材料和器具使用效率。③溫度變形、徐變小。以減少變形和徐變導致的預應力筋的應力損失。

2.2 后張法和斜張法施工

2.2.1 后張法預應力混凝土路面施工

控制要點包括：鋪設滑動層、鋼筋及鋼鉸線布置、預應力鋼鉸線張拉、伸縮縫施工控制等。

①鋪設滑動層控制。滑動層可使用油毛氈、土工織布、聚乙烯薄膜或者細粒狀材料。細粒材料可以是均勻粒徑的細砂或石屑。采用細粒材料時厚度應小于2 cm，并應在上部做防水層。可以采用均勻鋪設1 cm厚單一粒徑的砂層，并在砂層上鋪一層土工布或聚乙烯薄膜。

②安放縱、橫向鋼筋及鋼鉸線布置。利用鋼筋小馬凳支撐鋼筋至要求位置，以控制誤差在設計范圍。對小馬凳與橫向鋼筋進行固定，防止在后面施工過程中跑位。鋼鉸線的布置嚴格控制在1/2板高以下1.25 cm處，增加板底所受的預應力值，防止板端出現向翹曲。

③預應力鋼鉸線張拉。當采用預留施工槽時，全部預應力都施加完畢后，不應及早澆筑預留槽，以保證留有板身混凝土干燥和徐變產生自由收縮的時間，這樣可以減小施工縫在混凝土鋪筑和硬化以后的脹縫寬度。張拉應采用多次張拉。一方面，以減小鋼筋應力松弛影響；另一方面，以防止因混凝土干縮和由于溫度變化混凝土出現早期橫向裂縫，在預應力鋪筑后，盡早地張拉一部分預應力，以后根據要求分次張拉到要求值。

④伸縮縫施工控制。必須注意保證使傳力桿與主要的位移方向保持平行，并保證填縫隙料不被擠出或壓緊，使變形縫能自由開合。

2.2.2 斜張法預應力混凝土路面施工

斜張法預應力混凝土路面施工同后張法區別不大，差異地方主要是預應力筋的布置方式。施工過程嚴格執行標準施工，施工質量一般均可保證。

施工主要注意達到以下要求：①鋪設滑動層時應注意砂層厚度要均勻，且達到厚度要求，太薄不能達到減小面板同基層摩擦力，砂層太厚，在車輛荷載作用下局部變形大，容易使板底產生裂縫，因此要嚴格控制滑動層厚度；②用張拉器張拉時應注意，張拉端插入錨環長度至少達到錨環長度的三分之二，長度不足，容易導致預應力筋滑絲；③固定端的錨具同墊板或U形板之間要接觸良好且垂直，不得留有縫隙或歪斜。④固定端錨具要包裹彈性材料，避免定端偏移使混凝土破碎；⑤澆筑混凝土時應對預應力筋進行固定，防止澆注混凝土時預應力筋跑位；⑥充分振搗，防止鋼筋密集地方出現蜂窩，尤其是路面兩側構造鋼筋，影響混凝土強度；⑦預應力筋張拉時要據情況分次張拉，每次張拉力大小和加力速度要嚴格控制；⑧混凝土養護，應注意保濕控溫。

3 結 論

①預應力水泥混凝土路面主要分為兩大類：其一，“單獨型”板路面，單獨型有先張法和后張法兩種；其二，“連續型”板路面連續型有千斤頂加力和自加應力兩種。

②預應力混凝土對水泥、鋼筋或鋼絞線、砂石、錨具等有具體要求。

③后張法施工控制要點包括：鋪設滑動層、鋼筋及鋼鉸線布置、預應力鋼鉸線張拉、伸縮縫施工控制等。

④斜張法預應力混凝土路面施工同后張法區別不大，但應達到各方面要求。

由于預應力混凝土路面具有路面平整、強度高、耐久性好等特點，隨著施工技術的發展，在將來必將迎來良好的發展前景。

參考文獻：

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