可循环装配式水泥混凝土路面应用技术

王自强

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

装配式水泥混凝土路面是指将预制完成的水泥混凝土面板直接装配在基层表面形成的路面。相较于现场铺筑，该路面对场地、设备的要求较低，且效率更快，质量更容易控制。

1 工程概况

某施工路段处于交叉口处，地势相对低洼，由于排水较差导致路面损坏比较严重，已经对正常行车构成影响。对此，先在旧路基表面按照10～18cm的厚度铺设一层水稳碎石，将其作为调整层，然后在其上方按照28cm的厚度再铺设一层水稳石屑，将其作为基层，最后采用素混凝土预制板作为基层，其厚度为18cm。为给基层提供良好的保护，并避免施工长时间断行，施工中在基层表面按照1cm的厚度铺设沥青表处封层。此外，为保证路面完工后的平整度，还在面层的下方铺设一层厚度为1cm的垫层，垫层材料采用水泥砂浆。混凝土预制板的形状为正六边形，采用以下两种规格：第一种规格的边距为99cm，第二种规格的边距为49.5cm。

2 施工技术

2.1 基层处理

基层处理是装配式水泥混凝土路面施工的重要环节。基层应达到密实和均匀，且强度充足，现在我国常见的半刚性基层均可使用。按照就地取材的原则，将基层材料确定为水稳石屑。其中，水泥采用强度标号为42.5的普硅水泥，石屑为当地出产的粒径不超过40mm的石灰质碎石。将水泥剂量确定为5%，混合料7d龄期抗压强度需达到2.6MPa以上[1]。

基层的总厚度为28cm，铺筑需分为两层进行，即每次铺筑14cm，分两次完成整个基层的铺筑。具体的铺筑顺序为：首先按照横纵向高程与松铺厚度摊铺石屑，再按照预先布设的方格网在石屑表面撒布水泥，一般每个方格使用1袋水泥，然后由人工连续干拌两遍，达到均匀后按照最佳含水量进行翻拌，利用路拱板将混合料初步刮平后，由压路机将其碾压密实，最后做好洒水养生。从开始加水翻拌到碾压成型经历的时间应控制在2h以内。基层混合料龄期达到7d后检测其弯沉值，以确定当量回弹模量能否达到要求。在基层施工中应随时利用水平仪做好高程控制，严格按照现场挂线进行拌和料摊铺，确保基层横坡及平整度达到要求，为排水及之后的路面装配施工奠定良好基础[2]。

2.2 封层施工

在基层施工完成并成型后，采用层铺法进行沥青表处施工，将其作为封层，层厚按1cm控制，单位面积沥青用量为1.2～1.4kg，完成碾压后方可开放交通。因施工不能断行，所以基层与封层的施工都采用半幅施工半幅封闭的方法进行。

2.3 面板预制

（1）面板类型与数量

根据施工段的长度确定面板类型与数量，该施工段的长度为300m，因此用第一种规格的预制板施工250m，用第二种规格的预制板施工50m，所有预制板均为正六边形。

（2）模板制作

为使预制板达到预期的精度要求，模板制作必须准确且安装牢固。施工中采用宽度为18cm的槽钢分别加工大、小模板。其中，大模板共加工12套，小模板共加工10套。整体模板成型后，在其内部设置隔板，以此分为两个完全一致的模板[3]。

（3）预制场地

在施工段附近选择一个合适的场地作为预制场地，将场地平整并初步碾压后，在其表面摊铺一层厚度为10cm的标号相对较低的混凝土，以此在场地表面硬化的同时作为底模使用。场地面积约1700m2，单日加工量为100～150块。

（4）材料与配比

水泥采用标号为42.5的普硅水泥，集料采用中砂和石灰质碎石。其中，中砂的细度模数为2.68，碎石的压碎值为15%。相关规范要求，混凝土28d龄期对应的抗折强度应达到4.5MPa以上。基于此，通过严格的配比试验，将混凝土重量比确定如下：当在气温较高的夏季进行施工时，混凝土配比（重量比）为：水泥∶砂∶碎石∶水=343∶617∶1374∶168，按照该配比生产的混凝土，其28d龄期对应的抗折强度为5.52MPa，满足规范要求；当在气温较低的冬季进行施工时，混凝土配比（重量比）为：水泥∶砂∶碎石∶水=360∶511.2∶1454.4∶144，按照该配比生产的混凝土，其28d龄期对应的抗折强度为4.95MPa，满足规范要求[4]。

（5）混凝土拌和与浇筑

混凝土拌和借助强制式拌和机完成，必须做到每盘过磅，以免配比失准。浇筑开始前，应先在模板四周与底板均匀涂刷一层隔离剂，使成型的预制板达到完整与光洁，然后用铁丝制作预埋起吊环。在浇筑过程中还需做好振捣，振捣方式包括插入式振捣与平板附着振动振捣，将提浆严格控制在3～5mm范围内；浇捣完成的混凝土需使用电泥抹将其抹平，并按照要求印上花纹，随即检查表面平整度与尺寸精度，及时发现并消除所有外观质量缺陷；混凝土脱模不可太早，否则可能使边角处被破坏；浇筑完成的混凝土需做好养护，并注意防冻，满足所有混凝土强度增长基本要求。此外，在制作面板时还应制作小梁试件，完成制作后按照设计要求进行严格检查。在没有特殊要求的情况下都使用以上第一种配比，只有在气温急剧降低时才会用到第二种。相较于第一种配比，第二种不仅水灰比减少了0.4，而且还按照水泥重量0.6%添加了减水剂，若已经进入冬季，还需按照水泥重量0.01%添加防冻剂[5]。

2.4 面板起吊与运输

因单块面板的重量并不大，大板的重量为380kg左右，而且预制场和工地之间的距离较近，所以面板起吊与运输均采用起吊运输车完成。但对面板进行起吊与运输的过程中应注意保护好边角处，以免损坏。

2.5 垫层与装配

垫层的作用是使面板与基层之间良好结合，对荷载应力正常传递与扩散都有很大帮助。垫层材料主要有两种，分别为沥青砂与水泥砂浆。由于此次装配施工是在气温较低的情况下进行的，所以将垫层材料确定为水泥砂浆。经实践可知，垫层施工是保证面层铺设后平整度的关键所在，必须引起相关人员的高度重视。

在面板装配开始前，应先对成型的基层与封层实施全面检查及清理，处理发现的所有病害，并根据现场实际情况绘制相应的装配图，为现场施工提供指导，确保装配施工顺利完成。由于施工不能断行，所以先在南半幅进行装配。在装配过程中应做好放线，包括中线与边线。操作过程中通过挂线和随时使用3m直尺进行检验来确保与邻板之间的高差、平整度及横坡。将垫层摊铺完成后，使面板在一定高度落下，这样能防止面板的装配对垫层平整度与密实度造成影响，完成检查并确认合格后，将起吊绳取下。垫层材料应做到随用随拌，避免凝固导致浪费。在拌制砂浆的过程中用水量不能太多，以呈松散状为宜，以便装配时使用。将面板装配好后，暂时不去除吊环，通过一段时间的行车碾压，在路面保持稳定无须进行调整时，方可去除吊环。

弯道处的面板装配可使用以下两种方法：第一种方法为以弯道的半径为依据，制作新模板，但由于弯道半径不同，模板制作过于繁琐，所以基本不采用该方法；第二种方法为按照路面的中线，通过加大外侧缝距与增加内侧宽度进行调整。装配过程中应高度重视路面横坡控制，中线附近面板应适当减小横坡，沿路肩方向不断增大，保证横坡顺适，使排水达到流畅。

小面板装配和大面板基本一致，只是小面板要按照路面的总宽每0.5m进行一次装配。虽然小面板的重量很小，施工方便且灵活，容易调整，但缝隙数量多，与邻板之间的高差与平整度控制难度往往较大。

2.6 填缝

装配式路面必须重视填缝施工，因为其质量会对路面质量造成直接影响。填缝材料为热拌沥青砂，由沥青与中砂通过拌制形成，并在高温条件下使用漏斗填入，然后用钢筋插入振捣至密实状态。对于弯道外侧宽度较大的接缝，还需要在填缝材料中添加适量的碎石骨料。在填缝的上口应预留3～5mm，填缝完成后用热沥青灌注，在防止地面水渗入的同时，保证路面板的稳定性。

2.7 路肩

路肩施工时首先要注意路面排水，其次要使路面横向始终保持稳定。由于该施工段的排水问题一直比较突出，所以施工中在路肩的下部按照5m的间隔距离开挖盲沟。此外，为使路面横向始终保持稳定，还在路肩上浇筑了宽度为0.5m的水泥混凝土。

3 结语

综上所述，装配式水泥混凝土路面板可实现循环使用，施工所需设备简单，能大幅减少设备采购方面的费用。面板的预制加工可实现工厂化，成本低，且质量容易控制。预制面板的厚度小，且无须设置传力杆与拉杆，能大量减少建筑材料的使用。面板预制和路基施工可同步进行，也可提前预制，对工期控制十分有利。施工受气候条件的影响较小，可实现常年施工。后期养护维修容易，对保证路面完好率具有重要作用。