聊城市公路管理局东昌府公路管理局 山东 聊城 252000
摘要：预应力混凝土路面在路桥施工中的应用，可有效提升路面承载力、耐久性，将大大提升车辆运行安全性、舒适度。本文首先说明了预应力混凝土路面的优缺点，然后阐述了预应力混凝土路面施工设计，最后详细阐述了预应力混凝土路面在路桥施工中的应用。
关键词：预应力；混凝土；路面；模板；张拉
一、预应力混凝土路面的优缺点
（一）预应力混凝土路面优点
路面板厚度只需传统混凝土路面板厚的40%~60%，就能提供很高的承载力和较高的抗变形能力。预应力混凝土路面由于板较长接缝数量可大大减少，改善了行车的平稳性。预应力的好处表现在它可以有效的提高路面板整体性，降低边角软弱部位的不良影响，这样便使得路面横向开裂的可能性变小，使得路面更加的耐久。另一个优点就是预应力的混凝土路面所需要的筋量较少，通过对国外一些已经投入使用的预应力路面情况来看，它的使用寿命非常的长，基本上三十年内不需要大修，养护的工作量也比较少。影响使用寿命的因素主要在于路面的磨耗，而预应力混凝路面明显其抗磨能力较强，养护费用也不需要很多。
（二）预应力混凝土路面缺点
从经济观点来看，虽减薄了路面板的厚度，但需大量的预应力筋腱，施工工艺较复杂，手工操作的工作量大，难以实现机械化、自动化，施工初期投资较大。预应力的一个显著特点就是它的路面板较长，这样做提高了路面的平稳效果，但同时也存在着一些弊端，因为路面板越长可能造成的位移量就会越大，同时提高了施工难度以及设计要求，尤其是横向接缝的设计。由于这种路面的施工工艺较为复杂，所以施工人员的素质水平要求很高。
二、预应力混凝土路面施工设计
（一）预应力路面的结构构造和组合设计
与传统路面的差异在于预应力混凝土路面因路面板较长，为防止过度预应力损失和板底的不利约束，就要对基层顶面加铺滑动层减少摩擦系数。
1、临界荷位
目前认为产生最大综合损坏的临界荷位应在路板的纵缝边缘中部。
2、常用的设计程序
因预应力路面的板厚和板端预应力值是未知数，需要一个定量才能求得，以下是常用的设计程序：
（1）收集当地的交通资料
在设计车道使用年限内的标准轴载累计作用次数 Ne、基层顶面的综合回弹模量 Es、地基反应模置 K 及基层顶面的摩擦系数 μ、混凝土设计强度 fcm和混凝土面板最大温度梯度计算值 Tg时，可依据传统混凝土路面设计参数的确定方法。
（2）根据当地的环境条件，选择适合的预应力路面板长
一般预应力路面采用矩形，板长范围在 90~210m 之间。一般的公路预应力面板厚度可略大于相应普通混凝土路面的0.65倍；机场则低一些，约为 0.6 倍。
但就我国而言，因运输繁忙且超载现象普遍存在，建议预应力路面的板厚应为普通混凝土路面板厚的 0.7~0.75 倍。
（二）预应力路面的接缝设计
预应力混凝土路面的接缝设计须遵循七个原则：一是必须能容许板端发生位移，且位移时不被压坏；二是不会应交通荷载产生过大的挠度应力；三是使用的材料要耐磨、抗疲劳和防腐；四是应密封防水以及防止杂物进入；五是应方便进行损坏修补；六是施工程序应与预应力的张拉法相协调；七是建造费应尽量低。在实际处理接缝时，一般在板端接缝下设置钢筋混凝土枕梁，使得接缝处形成较强的地基与路面的连续性。预应力路面的接缝处设计要求是相当高的，其具体形式可参照桥梁中的伸缩缝处理。
（三）预应力路面板端部的锚固区设计
在工程中，要求板端部的锚固区一方面要保证在张拉钢筋时，混凝土不发生开裂及过大的变形，另一方面也要求锚具下所配置的间接钢筋能满足局部受压承载力。不同钢筋，具有不同的张拉控制应力允许值，具体如下表所示，在设计锚固区时参考使用。
表 张拉控制应力允许值 σcon
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三、预应力混凝土路面在路桥施工中的应用
（一）施工准备
在预应力混凝土路面施工前期，应确保具备完整的设计文件、图纸与资料。要求基层及以下各结构层工程质量必须与我国施工技术标准相符，根据有关规定材料进场前需做好材料验收工作，且对所需材料的数量、质量等进行详细检查，确保其满足施工要求。
（二）安装模板
安装模板前，选取磨光机把模板表面锈迹清理干净，并将一层浅色脱模剂涂刷到模板表面，在钢筋附近互相错开相同位置强度一致的混凝土小垫块，布设时1㎡需进行4块以上设置，绑扎需具有稳固性，且根据施工规定进行垫块厚度大小控制。选取墩身钢模板拼接组合承台模板，接缝选取海绵条封堵，接缝位置可选取封箱胶带进行封堵，避免浆液遗漏，通过圆钢、承台底作为拉杆，焊接承台中部与承台顶部，以此形成整体，选取双螺帽作为拉杆，选取钢管支撑为模板外侧。
（三）浇筑混凝土
覆盖、遮挡混凝土选取的原材料，防止暴晒，为达到温度降低的作用也可通过洒水施工。混凝土通过冷却水进行搅拌施工，以此将入模温度有效降低，特殊情况下，混凝土搅拌可选取冰水。通过棉布进行混凝土运输车进行覆盖，将冷却水管设置到承台内部，利用循环水对混凝土内部温度有效降低。选取塑料薄膜、麻袋进行混凝土表面进行养护保温施工，以此将混凝土内外温度差异进行有效减短。
浇筑混凝土前，其高程可选取水平仪测定，浇筑混凝土时控制标高可选取承台顶层进行小钢筋头焊接，复测墩身预埋钢筋时可选取的仪器为全站仪，随后承台底表面可通过清水将泥土除去，且做好保湿工作。施工方式以台阶法为主，在下层混凝土初凝前，覆盖作业不得间断，30cm为各层覆盖厚度，避免混凝土分层现象出现。混凝土可选取插入式振捣器施工，一般振捣作业需分层进行，振捣混凝土间隔距离为30cm，振捣施工中上一层向下一层插入8到10cm。测温元件、预埋件及钢筋等材料不得于振捣棒相接触。浇筑混凝土的时间一般为2到3天，浇筑承台混凝土时，冷却管需层层覆盖，以此对完成浇筑混凝土的水化热进行有效降低，进而达到混凝土内部温度下降的作用。
（四）养护
在完成混凝土浇筑后，必须在做好交通管制的基础，在浇筑后的12小时内必须安排专人进行浇水或覆盖养护，严禁发生混凝土严重脱水问题。在进行混凝土养护时，必须密切关注当时的自然温度。
（五）张拉预应力筋
分2次张拉预应力筋，将一定预应力施加到长预应力路面板后，即可避免裂缝的产生，如混凝土具有较高强度在锚具下可避免超限应力的出现，因此需将初始预应力尽可能早地施加给混凝土，有利于防止路面板收缩过程中因摩擦约束出现的拉应力。1395Mpa为张拉控制应力，混凝土试件抗压强度试验需在第一次张拉前进行，17Mpa为平均抗压强度，应超过设计强度30%，279Mpa为张拉控制应力值，混凝土试块抗压强度在第二次张拉前测量为35.5Mpa，超过设计强度75%,即可实施第二次张拉，为降低预应力分次张拉出现的预应力消耗，可选取超张拉法进行施工，1465Mpa张拉控制应力值，持荷2分钟，卸荷后即可进行锚固施工。选取单幅进行试验路施工，应在路肩一侧进行预应力张拉施工，全幅施工，可将夹片锚设置到路面2侧，且在路面2侧路肩张拉预应力筋。
（六）混凝土封锚与伸缩缝施工
结束预应力筋张拉工作后，需将过长预应力筋切除，一般选取机械施工进行，要求切断钢绞线后需在夹片锚具外露出相应长度。混凝土路面张拉端封锚，浇筑时可选取C35之上混凝土进行施工。
结语
综上，随着预应力混凝土路面的理论体系的成熟和施工技术的发展，预应力混凝土路面将会有良好的发展前景。
参考文献
[1]郝建民.对预应力混凝土路面设计方法研究[J]. 中小企业管理与科技(上半月). 2008(04)
[2]刘伟.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J]. 价值工程. 2010(21)
论文作者:桑伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/11/8
标签：预应力论文; 混凝土论文; 路面论文; 应力论文; 钢筋论文; 锚固论文; 温度论文; 《基层建设》2016年20期论文;