浅析高速公路更换水泥砼路面破碎板施工

陈 俏

（广西柳桂高速公路运营有限责任公司 广西 柳州 545005）

0 引言

桂柳高速公路1997年5月1日建成通车，路面采用24cm厚水泥混凝土面层。随着水泥混凝土路面使用年限的增长，加之道路交通量日益长，路面板块破碎严重。公司对此采用更换水泥混凝土路面破碎板的施工方案，此方案既增强了路面的使用性能，又迅速恢复了交通。本文依托更换水泥混凝土路面破碎板在桂柳高速公路上的运用，对水泥混凝土板块破碎原因及更换水泥混凝土路面破碎板施工工艺进行总结，为今后类似工程提供参考。

1 板块破碎原因分析

由于水泥混凝土路面设计期限为30年，而桂柳高速在2000年就出现了路面板块破碎，建成通车刚3年，不属于水泥混凝土路面疲劳损坏问题。水泥混凝土路面在建成通车几年内出现板块破碎，归结起来有如下两个原因:

1.1 路面结构层设计不合理

桂柳高速水泥混凝土路面采用“18～22cm级配碎石底基层+18～20cm粉煤灰石灰二灰基层+24cm混凝土面层”路面结构，整体结构层偏薄。二灰基层抗冲刷能力差，水稳性差，桂林、柳州一带多雨水，每年雨季来临时，一些没能及时排除的雨水渗入基层，造成基层软化，导致部分路段路基下沉，造成混凝土板底脱空，在超重车辆的冲击荷载作用下，路面板块断裂破碎。

1.2 超载车辆加剧板块破碎

从2009年5月实施计重收费以来，据路政支队治超数据不完全统计，超载货车约占9%。按照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40－2002）3.0.4条，100kN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数与单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i级轴载的总重的16次方成正比，可知超载货车加速了水泥混凝土路面破碎。

2 施工工艺流程

合理、先进的施工工艺是保证施工质量的前提条件。更换水泥混凝土路面破碎板施工工艺流程为:交通管制→破碎板清除→基层检查处治→沥青封层→钢筋安装→模板安装→砼浇筑→养生→胀缩缝施工→钢性刻槽→标线补划→开放交通。

3 施工工艺要点

3.1 旧板的凿除

旧板凿除包括旧板的切割、旧板的破碎、旧板的清运，凿除过程应注意对相邻板块的影响，尽可能保留原有拉杆。

3.1.1 旧板的切割

破碎板的切割采用两刀切板法，即在切板时，先沿板边四周缩缝切割，此后，再次对板块四周距板边缩缝10～15cm处进行二次切割，切割必须保证直线，切割深度要达基层,至少24cm（明涵顶及桥面除外，须按现场管理人员要求）。

3.1.2 旧板的破碎

破碎宜采用液压镐凿除破碎混凝土板，其履带必须垫放胶垫，防止履带对路面的损伤；其作业不得影响过往车辆；当破碎板位于桥面或明涵顶时不得使用机械破碎，必须使用人工破碎。

3.1.3 旧板的清运

当一个基坑破碎完毕后，应及时将该基坑砼废板进行装运。清运过程应注意:砼废板装运不得损伤相邻不更换的板块，装运不得满堆装车，防止砼废板运输中洒落路面影响行车。在装运过程中，如发现二灰基层松散，应将二灰垫层挖起装运，如级配碎石基层松散也应挖起装运。

3.2 基坑的处治

基坑处治包括对损坏基层的修复、传力杆及拉杆设置及模板的安装。

3.2.1 基层处理

对损坏的基层应予清除，并将基层整平、压实。

处理原则为:基层破损深度在2cm以内，用沥青砂填平并用小型机械压实成型；基层破损深度在2cm～12cm时，用不低于C15砼填平并用振捣机械振捣密实；基层破损深度大于12cm时，将破损处凿除至底基层，用不低于C15砼填平并用振捣机械振捣密实。

3.2.2 传力杆及拉杆布设

传力杆采用Φ30mm光面圆钢，长为45cm，间距为30cm，误差不大于30mm。传力杆加工应锯断，不得挤压切断，断口垂直、光圆，用砂轮打磨掉毛刺，并加工成2～3mm的圆倒角。

超高路段的所有纵向接缝均必须设置拉杆，拉杆采用Φ14螺纹钢筋，长为70cm，间距70cm。拉杆设在板厚中央，并应对拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。拉杆孔钻取深度为35cm，钻取孔径应根据钢筋直径而定，以大于钢筋直径2～4mm为宜。

3.2.3 模板的安装

当施工点为行车道时，必须将沥青路肩切割整齐，架设钢模进行混凝土浇筑。立模要牢固，模板不沉陷、不变位、不倾斜，接头要平顺，标高及模坡、超高要符合要求。为避免模板接头，模板与基层缝隙漏浆而产生板边蜂窝，应采用水泥纸垫塞。

3.3 混凝土浇筑

采用小型机具铺筑混凝土，其性能应稳定可靠，操作简易，维修方便，机具配套应与工程规模、施工进度相适应。

3.3.1 混凝土摊铺

混凝土摊铺前，应对模板的位置及支撑稳固情况，传力杆、拉杆的安设，基层修复情况等进行全面检查，符合要求后方可进行摊铺。

浇筑布料应均匀无离析，人工补料应用铁锹反扣，严禁抛掷和耧耙。人工摊铺混凝土拌和物的坍落度应控制在5～20mm之间，拌和物松铺系数宜控制在K=1.10～1.25之间，料偏干，取较高值；反之，取较低值。

3.3.2 混凝土振实

混凝土振捣充分、均匀、到位。振捣棒在每一处的持续时间，应以拌合物全面振动液化，表面不再冒气泡和泛水泥浆为限，不宜过振，也不宜少于30s。振捣棒的移动间距不宜大于50cm，至模板边缘的距离不宜大于20cm，应避免碰撞模板、钢筋、传力杆和拉杆。振捣棒应轻插慢提，不得猛插快拔，严禁在拌合物中推行和拖拉振捣棒振捣。

在振捣棒已完成振实的部位，可开始振动板纵横交错两遍全面提浆振实，振动板移位时，应重叠10～20cm，振动板在一个位置的持续振捣时间不应少于15s。振动板须由两人提拉振捣和移位，不得自由放置或长时间持续振动。移位控制以振动板底部和边缘泛浆厚度3±1mm为限。

之后，用振动梁垂直路面中线沿纵向拖行，往返2～3遍，使表面泛浆均匀平整。在振动梁拖振整平过程中，缺料处应使用混凝土拌合物填补，不得用纯砂浆填补；料多的部位应铲除。

3.3.3 整平饰面

振动梁振实后，用滚杠往返2～3遍提浆整平。第一遍应短距离缓慢推滚或拖滚，以后应较长距离匀速拖滚，并将水泥浆始终赶在滚杠前方。多余水泥浆应铲除。拖滚后的表面宜采用3m刮尺，纵横各1遍整平饰面。

在刮尺整平饰面作业后，应清边整缝，清除粘浆，修补缺边、掉角，应使用抹刀将刮尺留下的痕迹抹平，精平饰面后的面板表面应无抹面印痕，致密均匀，无露骨，平整度应达到规定要求。

3.4 面层接缝、抗滑与养生

3.4.1 接缝施工

由于增加了早强剂，混凝土浇筑完毕后12h左右开始缩缝切割，纵向及横向缩缝切割宽度控制在4～6mm，切深不小于7cm。填缝槽利用6～8mm厚锯片或叠合锯片进行扩宽，填缝槽深度宜为25～30mm，宽度宜为7～10mm。

混凝土板养生期满后，应及时灌缝。灌缝前应先清除接缝中的尘土及其他污染物，缝壁检验以擦不出灰尘为灌缝标准。灌缝深度宜为15～20mm，灌缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续贯通，填缝料不得缺失、开裂、渗水。填缝料的养生期，低温天宜为24h，高温天宜为12h。在灌缝料养生期间应封闭交通。

3.4.2 抗滑构造施工

由于桂柳高速属重载交通，一般采用硬刻槽。刻槽深度应为3～5mm，槽宽3mm，槽间距12～24mm。硬刻槽机重量宜重不宜轻，一次刻槽最小宽度不应小于50cm，硬刻槽时不应掉边角，亦不得中途抬起或改变方向，并保证硬刻槽到面板边缘。刻槽施工完成后，随即将路面冲洗干净，并立即恢复路面的养生。

3.4.3 养生

混凝土浇筑完毕后应及时覆盖麻袋淋水养生，现场必须安排专人保持麻袋覆盖整齐且保持混凝土表面始终处于潮湿状态。由于加入了早强剂，养生时间一般为7天，养生期内禁止车辆通行。

4 加强施工安全管理

发挥施工单位的核心作用、现场管理单位的监督保障作用、项目业主的主导作用.实施安全生产的全过程检查和控制。

4.1 减少施工时间

更换砼路面破碎板一般采取封闭单个 车道施工，交通管制方式要兼顾流水作业的需要，尽量减少占道时间，采用在混凝土拌和物中添加早强剂，以达到尽早开放交通减少安全隐患的目的。

4.2 加强安全管理措施

更换砼路面破碎板工程交通安全技术措施，主要为:

4.2.1 实行路上施工设点审批、进场复查、限时完工、违章处罚制度；有计划地每两公里分段错向错时错车道进行，每段之间预留2km紧急通道的距离，便于应急交通转换。

4.2.2 标志牌的摆放和维护按照 《公路养护安全作业规程》严格执行，增设施工区前方反光水马，加强施工区域防撞安全防护。

4.2.3 安全员的设置:每个施工点至少设立一名专职安全员，夜间不撤场的施工点，安排值班安全员的人数不少于白天，随时疏导交通，出现异常情况及时报告。

5 结论

通过对桂柳高速鹿寨段2011年更换的51898.92m2共2732块破碎板施工后的跟踪分析检测，鹿寨段新更换的砼路面板块再次断板89块，再次断板率仅为3.23%，大大节省了每年用于路面养护的开支；鹿寨段路面使用性能指数（PQI）由2010年底的73.95提高到74.65，提高了车辆行驶的舒适度。故，在高速公路上采用更换砼路面破碎板施工工艺能取得较好的经济和社会效益，是一种值得推广的施工工艺。

［1］陈素生，刘明.水泥混凝土路面换板施工浅见[J].公路，2000（8）.

［2］邹晓明.永福路段水泥混凝土路面换板施工要点[J].广西交通科技，2002（4）.