装配式路面修复技术在混凝土路面快速养护中的应用

董丽华

（山西路桥建设集团有限公司，山西 太原 030006）

1 概述

水泥路面的快速养护问题一直是管养部门关注的焦点，采用普通水泥按照现浇的方式进行整体修补，一般需要14～28 d才能正常开放交通，超长时间的养护作业方式给予该路段很大通行压力。快硬水泥、早强水泥虽能满足快速养护的要求，但一般都是在工程抢险救援或低温下应急施工，规模应用较小，且成本相对较高[1]。为了解决常规方法不易解决的混凝土路面快速养护问题，完成混凝土破碎断板的根本性养护，借鉴桥梁预制梁施工应用的经验，将预制混凝土面板，即装配式路面修复技术引入混凝土路面的快速养护中，主要特点包括：

a）快速养护，挤占交通时间短。装配式路面修复技术的面板成型是在预制场，在确定面板施工尺寸后即可在混凝土面板预制场集中制备，在需要安装的路段按照要求分别安装。单一面板的安装时间通常在夜间施工后白天即可放行交通，整个现场修复的时间可不大于2 h，规模性装配式路面板修复速率更高。

b）环保，废弃物较少。与传统现场拌合修复方式相比，装配式路面修复技术在现场无需产生废渣、废水，因混凝土面板切割、破损而产生的少量残渣在换填面板之前已经清理回收干净，过程中对空气的污染可降至最低。

c）不受气候的影响。降雨、低温等极端天气对施工影响较小，预制板无需看天气安装。

d）成本低[2]。装配式路面修复技术制备的混凝土面板所采用的原材料为普通水泥和钢筋，与快速修复用各种早强水泥相比，价格更低。且板块的重复利用率更高，一般可重复利用2～3次，经济价值显著。

2 装配式路面施工流程

装配式路面施工方法主要包括两部分内容，包括预制板前期制作和预制板现场安装。

预制板制作主要包括前期测量和批量制作两大块工作，应根据板块施工应用路段的基本情况进行统一测量，统一设计，兼顾预制板批量制作和个别预制板特殊制作的方式集中预制成型。

相较预制板制作，预制板现场安装更为复杂，过程控制要点较多。主要流程包括：

a）测绘施工区域，破碎旧面板，移除石块等杂物。

b）整平基层，如基层强度和高度不达标，需现场添加稳定土，强夯处置。

c）根据预制板传力杆孔安装位置在周边旧面板上打眼留孔。

d）安装传力杆。

e）预制板安装，运输、吊装预制板至指定位置，周边预留10～20 mm的接缝，面板底部凹槽位置预留砂浆流动槽。

f）灌浆，灌封新旧面板之间的接缝。

g）检测灌浆强度，达标后开放交通。

3 施工过程控制要点

3.1 预制板制作

预制板的制作过程中必须保证模板的稳定性和精确性，避免养护成型过程中胀模情况的出现，同时处理好模板间的接头，提高预制板的精度。在成型过程中，应严格控制水灰比、振捣时间和养护时间，注意底面、侧面的平整度，控制高度变化和模板的局部变形[3]，在实践中模板精度控制可参照表1。

表1 装配式模板精度控制偏差范围 mm

3.2 基层处理

混凝土原面板破损很大一部分原因是基层出现病害，常常伴随裂缝、脱空等问题，需在处置好以上病害后重新基层找平。可用干拌砂浆对基层进行表面修复，在实践中，干拌砂浆易刮抹，并可随压实成型逐渐硬化，为装配式预制板与原路面之间提供有力支撑，砂浆层厚度需严格控制在20 mm以内，超出此范围砂浆层易出现应力集中，影响后期面板的耐久性。

3.3 预制板调平

装配式预制板之间的调平处理相较预制板与原有路面之间的调平处理较为简单，通过统一调平底基层，调整传力杆的搭接即可实现面板之间的平整。而对于预制板与原路面之间的调平，预制板下基层经过填埋砂浆、调整传力杆后还不能调平的，需要采用辅助调平构件进行辅助调平。通常根据相邻板错台量，调整预制板4个板角的调平构件，拧动调平螺栓用以实现板块与原路面的平整，之后再用早强水泥在面板对应位置进行灌浆处理，实现板块的最终固定，调平示意图见图1。

图1 装配式路面调平示意图

3.4 拼接及接缝的处理

面板之间的接缝涉及到面板间载荷的传递，根据预制板类型的不同通常分为两种。一种是带企口的预制板顺序搭接，见图2，该方法通常用于预制板的连续搭接，需在预制成型阶段预留企口，现场榫接，最后用聚氨酯灌封胶进行填缝防水处理。该方法的优点是面板间的拼接效果较好，路面平整度高，板间传荷能力强，实测传荷系数普遍在80%以上，具体见表2。但在应用过程中，由于该种预制板精细化要求较高，现场容错率较低，推广应用程度一般。

表2 企口搭接面板传荷数据表

图2 预制板企口榫接

另一种是不带企口的常规拼接，图3。该方法只需现场调整板块之间的位置，板块之间预留10～20 mm的接缝即可。在处理接缝方面，有集料嵌锁法、早强水泥灌浆法、碎石环氧灌缝法以及TST改性沥青灌入法供现场选择[4]。出于传荷效果、成本和实际应用的考虑，工程上应用TST改性沥青灌入法更为普遍。

图3 不带企口的常规装配式路面拼接

TST改性沥青灌入法是集料嵌锁法的改良升级，在灌封施工时为了保证板块之间的传荷效果应尽量选用和缝隙同尺寸粒径的碎石，插捣稳固后灌入熔融状态的TST改性沥青，按照该方法分2～3次分层施工至面板平齐，保证面板顶面以下10～20 mm的接缝表层为TST改性沥青，以保证封水的效果。在工程应用中，对预制板间的载荷进行测试，发现传荷效果在70%以上，数据见表3。虽较企口搭接法传荷效果有所下降，但施工迅速，养护时间短，满足快速养护的实际需求。

表3 非企口搭接面板灌入TST改性沥青传荷数据表

4 结论

装配式路面因其快速养护，环保污染物少，可冬季施工的特点越来越多地被用到道路快速养护、短期工程路面硬化工程中。在施工过程中应严格控制预制板前期制作和预制板现场安装，在预制板制作阶段，必须保证模板的稳定性和精确性，严格控制预制板的平整度和局部变形。基层处理应采用易刮抹的干拌砂浆，砂浆层厚度不得大于20 mm。在接缝处理方面，带企口的预制板搭接法传荷效果达80%以上，不带企口的搭接面板配合灌入TST改性沥青法的传荷效果达70%以上，虽较企口搭接法传荷效果有所下降，但施工迅速，满足快速养护的根本需求。