浅谈预应力混凝土路面在路桥施工中的应用

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土 、 应 力 混凝 土 、 预 钢钎 雏混 凝 土 路 面发 展 ， 高速 公 路路 面 发展 的 必 由之 路 ， 用预 应 力 混 凝 土路 面 是 最 为合 理 的 。 是 采 关键词： 预应 力 ； 混凝 土 路 面 ； 用 应
１预应力混凝土路 面的优缺点 胀缝路面 中几乎保持常量 ， 而在“ 连续型 ” 中， 用 纵 向钢 索 或 纵 横 向都 配 置 筋 时 ，一 般 在 板 许 多研究工作表明 ， 预应力混凝土路 面有 板 不能 自由膨胀 ， 且又很长 ， 从而使其应力 随外 ０ ３ ２ ７ Ｐ ； ． — ． Ｍ ａ 机场上平均值可达 ３１Ｍ ａ ； ６ ８ ． Ｐ 当 ５ 以下几方面的优点 ： 路 面板厚度只需传统混 界 温度 、 湿度变化很大 ， 很难对所需的预应力进 采用斜向钢索来产生纵向预应力时 ，平均值约 凝 土路面板 厚的 ４ ％－ ０ 就能提供很高 的承 行估计 。 ０ ６ ％， 因此 ， 工程上多采用“ 单独型” 路面 。连 为 １ ３ Ｐ 。当板 宽不超 过 ３ ｍ时 ， “ ．Ｍａ ９ － ６ 可不设 横 载力和较 高的抗变形能力 ，对减薄机场道 面的 续 型” 路面还处于研究 、 试验 阶段 ， 实际应用不 向预应力 。 厚度 非常有利。ｂ预应力混凝土路面 由于板较 多 。 ． ５路基约束 长 ，接缝 数量可大 大减少 ，改善了行车 的平稳 ３材料要求 在 任何 混凝土板 和其 下的基层 间都存 在 性。 ． ｃ 预应力 的存在使路面板体性较强， 边角软 预应 力混凝土 路面需要 高质量的混 凝土 摩 阻约束 ， 该约束阻止板随温度、 湿度的变化而 弱部分得 以改善 ，大大减少了横向开裂 的可能 （ 高强度 、低收缩和低徐变 ） 。水灰 比应尽可能 移动 。 在预应 力混凝土路面中 ， 尽量减小该摩擦 性， 提高了路 面的耐久性 。 ． ｄ 预应力混凝土路面 小 ，以避免 由于收缩和徐变引起过大 的预应力 力是非 常重要的 ，因为它是引起 预应力 损失的 的用筋量少 于除混凝土外其他路面。据 国外研 损 失 。 国 外 有 报 道 ，８ ２ ｄ的 抗 压 强 度 为 主要 因素 ， 同时它也决定着板的长度 。 尽管国外 究指出 ，用 于正 常预应力设计所需的钢筋量约 ２ — ６ ａ 变拉 模最 为 ２１ － ．５ Ｐ ， １ ５ ＭＰ ， ．ｏ ５２ Ｍ ａ 一些 实 在这方 面已做 了不少工作 ，但摩 擦系数 的大小 为 ２ １５ ｍ ｍ这远少 于连续配筋路 面（ ． ２ｋ ／ ７ 在一些 例 中还使用矾土水泥，但其记载除 了早期 的一 仍难 以确定 。有些部门建议摩擦 的砂或 石屑所 情 况下可达 ｌ 的用量 ） 从国外 已建路面的 些室 内试验外 ，很少有使用促凝剂或增加混凝 组 成的滑动层 中也 发现其值为 １ ５２ 。许 多 ， ５ 。ｔ ．—． ２ ０ 使 用状况来看， 预应力混凝土路面几乎 ３ 年不 土 和易 性 的外 加 剂 。 Ｏ 室 内试验所确定 的摩擦系数都 比现 场的小 ， 这 需 大修， 养护需求也较少 。 对于较长使用年 限的 ４设计方法 是 因为室 内未能 真实反 映现场 的状况 条件所 主要问题 就是来 自 面的磨耗 ，但预应力混凝 路 目前 ， 世界各 国对预应力混凝土路面 的设 致 。 为了减小摩擦 ， 通常采用一层砂土覆盖防水 土路面要 比传统混凝土路较来看 ， 初期投资 ， 但 计仍然没有—个统一 的方法体系，而且在某种 纸 、 砂和油毛毡或砂 和聚乙烯薄膜。 在这方 面进 养护面的磨耗要小 。就其费用与传 统混凝 土路 程度上都是经验性 的，一般施工加足够的纵向 行 了许多尝试 ， 还有使用沥青材料作滑动层 的， 面的 比费用几乎为零 ，并且减少了由于养护所 预应力来防止横向收缩开裂。 一般认为 ： 板收缩 但未见有成功报道 ，许多研究表 明采用一 薄层 延误的时间等因素 。 时， 温度翘曲约束应力使板底受压 ， 这有助于预 的同一粒 径的球形颗粒（ 、 砂 石屑等 ） 于减小 对 其主要缺点 在于： 从经 济观点来看 ， 虽减 应力抵消 由荷载和收缩引起的张拉应力 ；板膨 摩擦效果很好 ， 其作用如同滚珠轴承。 ６未来展 望与进一步的研 究 薄了路面板的厚度 ， 但需大量的预应力筋腱 ， 施 胀 时。由荷载和白天翘曲约束应力所抵消 。因 工工艺较 复杂 ， 工操作的工作量大 ， 以实现 此 ， 施 加 的预 应 力 主要 由Ａ 交通 荷 载 ；。 手 难 所 ｂ由温 就 耳前而言 ， 仍然缺少 对预应力混凝土路 机械化 、 自动化施工 ， 初期投资较大 。ｂ ． 虽然预 度 和湿度所 引起 的翘 曲约束 ； 板收缩期间的 面各方面的认识。作者认为预应力混凝土路面 应力混凝 土路面板 可以做得较长 ，但随长度 的 板底摩擦约束三个因素所决定： 的设计理论和施工方法的发展将主要 围绕 以下 增加 ，由路基约束所弓 起 的张拉应力也随之增 Ｉ 基本 的设计方程式为 ：＋ｐ ＋Ｆ ｌ． ｆ ｆｆＴ ｆ＋ ｔ Ⅱ 几个方面 ： 对各种板长所需的恰当的预应力 。 式中： 一由预应力引起 的混凝土 中的压 ｂ 大， 另外 ， 板的位移量也会增 大 ， 这对横向接缝 ． 板的膨胀 、 收缩和翘 曲特性。 板的承载特性 ， 的设计要求很严 ，同时对路基摩擦约束要尽可 应 力； 其 中包括 研究预应力对板的承载能力 的影 响 ， 能小 。 对 施工队伍人员素质要求较高 ， ｃ 并需进 ｆ ｔ 一混凝土 的容许弯 曲应力（ 混凝土 以及对板疲劳特性等的影响。 在确定预应力 时， 弯析模量 ， 安全系数） ； 不仅要防止在最不利的情况下开裂 ，而且还需 行严格的质量控 制。 ２预应力混凝土路面类型 ｆ 一 由温度差引起 的应力 ； Ｔ 考 虑混凝 土的疲 劳特性 。ｄ ． 板与地基的摩擦特 据现有资料 ， 国外做法大致可将预应力路 由路 基 摩 阻 引 起 的应 力 ； 性及处理方法 ， 或经济 的方法。 面分 为两 大类 ：单独型 ” 的路面和“ “ 板 连续型 ” ｆ－由荷载引起的弯曲应力。 Ｌ 已建 的绝大多 数预应力 混凝 土路 面都属 温度应力 ： 于“ 单独 型” 但该类路面不能做得很 长（ 的， 一般 板 的路面 。“ 单独型” 面就是配置一定 数量的 路 ２ｒ 。 ｅ 并且 预应力钢筋 ，由间隔较长 的膨胀缝相隔离的路 如果假设温度梯度沿线性变化 ， 那么就有 可达 １Ｏ ） 如果路基的摩擦 问题解决了， ＡＴ （ ｃｃ ２ ／（一， 对“ 连续型” 的路面有 了一定认识 ， 那么修建长 面组成 。按施加预应力 的先后次序又可分为先 ｆ ＝ Ｅ ａＡＴ ） １、） ０ ｍ或更长的路面是可能的。 我们可从 “ 单 张法和后张法两种 。 这与房屋 、 桥梁上的做法相 其 中， ｃａ 、 Ｅ 、 Ｖ分别为混凝土弹性模量 、 ｃ 温 达 ３０ 独型” 连续型” 和“ 路面的一些特性中看 出： 将这 同， 一般多采用后张法。连续 型” “ 路面就是无筋 度膨胀系数 和泊松 比。 路基摩阻 引起的应力 两类路面联合使用会更有利 ，连续型”路面可 “ 路 面， 因无膨胀缝而得名 ， 这种路 面可以做得很 Ｉ ＝ × Ｐ × Ｘ Ｆ 用于路基状况好的直路上 ，单独型”路 面用于 “ 长， 按照施加预应力的方法可发为千斤顶加力 其 中， 为路基摩 阻系数 ， 为混凝 土的 路基情况稍差和曲线路 上。随着预应力 混凝土 Ｐ 和 自加应力 。千斤顶加力是一般在两个固定的 预 锚 固端间浇筑混凝土 ，并留有空隙放置加力千 密度 ， 为距千斤顶 的距离。当 ｘ＝ 为板 路面的理论体 系的成熟 和施工 技术 的发展 ， Ｘ Ｉ ， 取 应力混凝 土路面将会有 良好的发展前景 。 斤顶 ， 待混凝土硬化达到规定强度后 ， 用千斤顶 长 １ 达 到最 大 。在 确定 预应 力大 小 时 ， × Ｐ ×Ｉｔ 。 ． ． ２ 参考文献 从 两端加力 ，达到规定压力时，将两端空隙封 【 常江． １ 】 浅析预 应力混凝路 面在路桥 施工 中的 闭。 自应力路 面不用千斤顶加力， 而是选用膨胀 荷 载应 力 ： 荷 载应 力计 算 目前 都基 于 Ｗｅｔ －ａｒ 应 用． ｓｅ ｇａｄ ｖ 水泥 ， 混凝 土硬 化 ， 体积增大 ， 由于两端 受有约 在设计 中， 板厚一般是根据预应力筋或套 Ｉ１ ２郝建 民． 对预应力混凝土路 面设 计方 法研 究 束而使混凝土 自动产生内压应力。一般认 为 ， 公式。 ｊ 中小企业管理与科技，０ ８１ １ ２０ ， “ 单独型” 的路面要 好于“ 板 连续型 ” 的路 面。 管所必须的覆盖层厚度来确定 的，而非根据承 ｌ． 板 责 任 编 辑 ： 义 宋 主要原因一是扣除路基摩阻后 的预应力在有膨 载应力计算设计 。 预应力数值如下 ： 公路上仅使
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工 程科 技 ｌ Ｉ Ｉ
姚 辉
浅谈预应力混凝土路面在路桥施工中的应用
（ 黑龙江省长力建设有限公司， 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ０
摘 要： 预应 力混凝土路 面具有很多传统的混凝土路面无法比拟的优点， 加之近代预应力技 术有 了新的发展 。为改善传统路 面的不足 。 交 适应 通运输的发展 ， 必要 开展特殊混凝土路 面的研究工作。 有 预应力混凝土路面是种预 先加入预 应力增加受拉 强度的路 面。 它的长期使 用性能明显比其 它的混凝土路面好 ， 并且 ， 因为板 长长 ， 接缝 少， 改善 了行车温馨性。随着公路等级 的不 断提 高 ， 高速公路、 一级公路路面逐步从 沥青混凝 土向混凝