科 工ｌ程Ｉ科Ｉ技 姚辉国 浅谈预应力混凝土路面在路桥施工中的应用 （黑龙江力建设有限公司，黑龙江哈尔滨１５００００） 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。适应交 通运输的发展，有必要开展特殊混凝土路面的研究工作。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 土、预应力混凝土、钢钎雏混凝土路面发展，是高速公路路面发展的必由之路，采用预应力混凝土路面是最为合理的。 关键词：预应力；混凝土路面；应用 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”板中， 用纵向钢索或纵横向都配置筋时，一般在 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 ０．６３—２．８７ＭＰａ；机场上平均值可达３．１５ＭＰａ；当 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４０％－６０％，就能提供很高的承 行估计。因此，工程上多采用“单独型”路面。“连 为１．９３ＭＰａ。当板宽不超过３－６ｍ时，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，２８ｄ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 ２１—５６ＭＰａ，变拉模最为２．１ｏ－５．２５ＭＰａ，一些实 在这方面已做了不少工作，但摩擦系数的大小 为２．７１２５ｋｍ／ｍ这远少于连续配筋路面（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，５的用量）。ｔ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１．２５—２．０。许多 使用状况来看，预应力混凝土路面几乎３Ｏ年不 土和易性的外加剂。 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 主要问题就是来自路面的磨耗，但预应力混凝 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）对于减小 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。 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 ６未来展望与进一步的研究 工工艺较复杂，手工操作的工作量大，难以实现 此，所施加的预应力主要由Ａ交通荷载；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Ｉ起的张拉应力也随之增 基本的设计方程式为：ｆｔ＋ｆｐｆ Ｔ＋ｆＦ＋ｌⅡ． 几个方面： 对各种板长所需的恰当的预应力。 大，另外，板的位移量也会增大，这对横向接缝 式中： 一由预应力引起的混凝土中的压 ｂ．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。ｃ对施工队伍人员素质要求较高，并需进 ｆｔ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， 行严格的质量控制。 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 ２预应力混凝土路面类型 ｆ Ｔ一由温度差引起的应力； 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 一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”板的路面和“连续型” ｆＬ－由荷载引起的弯曲应力。 已建的绝大多数预应力混凝土路面都属 板的路面。“单独型”路面就是配置一定数量的 温度应力： 于“单独型”的，但该类路面不能做得很长（一般 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１２Ｏｒｅ）。如果路基的摩擦问题解决了，并且 面组成。按施加预应力的先后次序又可分为先 ｆＡＴ＝（ＥｃａｃＡＴ２）／（１一、，） 对“连续型”的路面有了一定认识，那么修建长 张法和后张法两种。这与房屋、桥梁上的做法相 其中，Ｅｃ、ａｃ、Ｖ分别为混凝土弹性模量、温 达３００ｍ或更长的路面是可能的。我们可从“单 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。 独型”和“连续型”路面的一些特性中看出：将这 路面，因无膨胀缝而得名，这种路面可以做得很 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 长，按照施加预应力的方法可发为千斤顶加力 ＩＦ＝ ×Ｐ×Ｘ 用于路基状况好的直路上，“单独型”路面用于 和自加应力。千斤顶加力是一般在两个固定的 其中， 为路基摩阻系数，Ｐ为混凝土的 路基情况稍差和曲线路上。随着预应力混凝土 锚固端间浇筑混凝土，并留有空隙放置加力千 密度，Ｘ为距千斤顶的距离。当ｘ＝Ｉ 为板 路面的理论体系的成熟和施工技术的发展，预 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，取 应力混凝土路面将会有良好的发展前景。 从两端加力，达到规定压力时，将两端空隙封 ×Ｐ×Ｉ．．ｔ２。 参考文献 闭。自应力路面不用千斤顶加力，而是选用膨胀 荷载应力： 【１】常江．浅析预应力混凝路面在路桥施工中的 水泥，混凝土硬化，体积增大，由于两端受有约 荷载应力计算目前都基于Ｗｅｓｔｅｖ－ｇａａｒｄ 应用． 束而使混凝土自动产生内压应力。一般认为， 公式。在设计中，板厚一般是根据预应力筋或套 Ｉ２１郝建民．对预应力混凝土路面设计方法研究 “单独型”板的路面要好于“连续型”板的路面。 管所必须的覆盖层厚度来确定的，而非根据承 ｌｊ１．中小企业管理与科技，２００８，１ 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 责任编辑：宋义 一２２６＿Ｉ
