戴銀所 楊慶恒 王在暉 丁建黨 任睿

[摘 要] 接縫施工對機場混凝土道路的使用性能有重要的影響。本文具體介紹了縮縫、脹縫、施工縫、企口縫等幾種接縫形式的作用，構(gòu)造和施工方法；針對機場混凝土道面特點，重點介紹了切縫施工工藝中切縫時間、位置、深度等參數(shù)的選擇，以及傳力桿、填縫料等接縫材料的選擇。

[關(guān)鍵詞] 機場混凝土道面；接縫形式；接縫料；施工工藝

Joints methods and construction technology of airport cement concrete road

DAI Yinsuo， YANG Qingheng， WANG Zaihui， DING Jiandang， REN Rui

（ College of Defense Engineering， P.L.A University of Science and Technology， Nanjing 210007 China）

Abstract： Joints construction has important influence on the use of airport cement concrete road. This paper introduced the function， structure and construction technology of expansion and contraction joints， keyed joint and construction joints etc； specifically analyzed the technology of cutting-seam such as the choice of cutting-seam time， location and depth and the filling-seam technology such as tension bar and other joints materials.

Keyword： airport cement concrete road； joints methods； joints materials； construction technology

0 引言

水泥混凝土路面具有強度高、水穩(wěn)性、熱穩(wěn)性較好，耐久性好等優(yōu)點，相應(yīng)養(yǎng)護費用少，一般能使用20-40年；但是，由于為了滿足施工和使用的要求，一般混凝土路面要設(shè)置多種形式接縫。接縫是水泥混凝土路面的薄弱點，受各種因素影響較大，如處理不當(dāng)，將導(dǎo)致路面的破壞。首先要從設(shè)計抓起，留縫位置要合理，分格不要過大，填充料要可靠；施工時控制好切縫時間和深度，防止斷板；開裂縫要及時修補，這樣，水泥混凝土路面病害就解決了一大半[1]。

1 接縫形式及其特點

混凝土路面的接縫類型根據(jù)接縫的位置可以分為：縱縫、橫縫、施工縫等[2]，按其構(gòu)造形式和作業(yè)特點可分為：縮縫、脹縫、傳力桿縫、拉桿縫、企口縫、平縫、假縫等多種類型。

1.1 橫向接縫

1）縮縫

縮縫是水泥混凝土路面上供路面板受冷收縮時而設(shè)置的縫隙，以避免不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生或縫隙擴大。

橫向縮縫：雖然混凝土的熱脹冷縮系數(shù)較小，但由于路面一般比較長，這樣總的收縮量仍然會相當(dāng)可觀。對于重要的交通公路，宜加設(shè)傳力桿，一般道路只需在接近脹縫板或自由端設(shè)置傳力桿[3]。

縱向縮縫：當(dāng)?shù)缆芬淮涡詽沧挾却笥?.5米時需設(shè)置縱向縮縫，而且要設(shè)置拉桿。

縮縫一般采用假縫的形式。當(dāng)混凝土混合料做面后，立即用振動壓縫刀壓縫，壓至規(guī)定深度時，提出壓縫刀，用原漿修平縫槽，嚴(yán)禁另外調(diào)漿，然后放入鐵制或木制嵌條，再次修平縫槽，待混凝土初凝前，取出嵌條，形成縫槽。但由于壓縫刀的效果沒有切縫好，施工時一般采取切縫方法。

傳力桿縮縫施工時，將傳力桿臨時安設(shè)于傳力桿支架上，待混凝土攤鋪并振實至厚度的一半時，放好支架，在傳力桿上繼續(xù)攤鋪，振搗密實后，剪斷鋼絲，提出支架，以后切縫斷開后即為傳力桿縮縫。

2）脹縫

脹縫是水泥混凝土路面上供路面板受熱膨脹伸長或外力擠壓而設(shè)置的縫隙。其目的是為了防止板體膨脹受到約束使板內(nèi)產(chǎn)生過大的壓應(yīng)力所設(shè)置的。脹縫主要為橫向脹縫，特別是在縱向變坡處必須設(shè)置。在與其他道路連接，或在固定建筑物臨近處均應(yīng)設(shè)置，需設(shè)置傳力桿。傳力桿的固定采用頂頭木模固定方法，即只要將傳力桿長度的一半穿過端頭擋板，固定于外側(cè)定位模板之中即可澆筑混凝土，邊澆筑邊觀察校正傳力桿的位置。當(dāng)澆筑鄰板時應(yīng)拆除頂頭木模，并應(yīng)設(shè)置好脹縫板、木制嵌條和傳力桿套管?；蛘呦葘髁U按要求穿入脹縫板，再臨時固定于傳力桿支架上，將傳力桿刷瀝青的一端套上裝好襯料的套管或套筒，將傳力桿、脹縫板的支架安放于脹縫位置即可。脹縫施工時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求的幾何尺寸安裝端頭擋板與外側(cè)定位橫板，縫隙必須與路面軸線垂直，寬度均勻一致，縫壁也須垂直，嚴(yán)禁縫隙連漿。

1.2 縱向接縫

縱縫是平行于道路行車方向的接縫。當(dāng)雙車道路面按全幅寬度施工時，縱縫可以做成假縫，并在板厚中央設(shè)置拉桿；如果按一個車道進行施工時可以做成平頭縱縫。

所謂的假縫就是指混凝土路面不貫通板厚的縫，通常設(shè)置于道面縱向連續(xù)鋪筑的橫向接縫，以其上部切縫和下部自由斷裂而形成。待混凝土達(dá)到一定強度并且在板中不至產(chǎn)生不均勻收縮裂縫前，在設(shè)計的接縫位置上，用切縫機在混凝土表面上切割規(guī)定尺寸的縫，下面混凝土自然斷裂而形成不規(guī)則斷裂面、相互嚙合的假縫。假縫的形式可分為傳力桿縮縫、無傳力桿縮縫和施工縫等。

縱縫既可以做成平縫，也可以做成企口縫。

企口縫通常以企口模板鋪筑成型，通過一側(cè)的榫頭和另一側(cè)的隼槽吻接來傳遞荷載。

企口縫用插入式振搗器將企口部位的混凝土混合料振搗密實，不允許出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象，并防止插入式振搗器損壞已澆筑的企口縫。一般插入式振搗器距模板5-10 cm，振搗時間控制在20-30秒，拆模時保護好企口的完整性。企口接縫按是否設(shè)置拉桿分為設(shè)拉桿和未設(shè)拉桿兩種。對于加拉桿企口縫，拉桿穿入孔位要準(zhǔn)確，外長度40 cm，振搗后保持水平。振搗前應(yīng)填塞孔眼空隙，以防止漏漿影響拆模。在鋪筑、振搗過程中，應(yīng)隨時注意調(diào)整拉桿位置。

由于接縫縫隙一旦形成，企口縫的傳遞荷載能力則會隨著接縫縫隙的變寬而急劇下降，直至為零，并且荷載作用下會在槽口上側(cè)內(nèi)角點產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，導(dǎo)致槽口上側(cè)的楔形掉塊碎裂損壞。因此，在水泥混凝土道面中不設(shè)拉桿的企口縫不宜設(shè)置。在設(shè)置拉桿時應(yīng)將拉桿準(zhǔn)確定位。振搗前應(yīng)填塞孔眼空隙，以防止漏漿影響拆模。在鋪筑、振搗過程中，應(yīng)隨時注意調(diào)整拉桿位置。交接平縮縫：以不帶企口的模板鋪筑成型。拆模后縫壁應(yīng)平直，在其上涂刷一層1～1.5 mm瀝青?；炷翉姸冗_(dá)到設(shè)計要求后方能鋪筑相鄰板的混凝土混合料。

1.3 施工縫

由于混凝土不能夠連續(xù)澆筑而需要設(shè)置的縫。施工縫應(yīng)采用平縫或企口縫的構(gòu)造形式。

橫向施工縫：一次性澆注結(jié)束，或由于其他因素而中斷澆注時必須設(shè)置施工縫，一般宜設(shè)置于脹縫或縮縫處，多車道時應(yīng)避免設(shè)置在同一橫斷面上。設(shè)置于脹縫處，做法與脹縫相同。設(shè)置于縮縫處，采用平縫加傳力桿形式。

縱向施工縫：一次性澆注的寬度小于路面總寬度時設(shè)置。一般采用平縫或企口縫，并設(shè)置拉桿。

2 機場道路接縫施工

2.1 切縫施工參數(shù)的選擇

一般機場混凝土道面施工過程中，要求每塊板連續(xù)澆筑的長度不宜太長，所以在支模時可以同時考慮采用兩個工作面，這樣既不影響工程進度，也可避免因板體太長引起斷裂。但在實際施工過程中，往往可以隔一塊或二塊板切一條縫。切縫應(yīng)與道路的橫斷面平行或垂直，不得斜交，通?？赡艹霈F(xiàn)多處橫縫漏切、漏擴、出現(xiàn)掉邊、掉角等現(xiàn)象。因此，水泥混凝土道面施工過程中的切縫工序很重要，如不按操作規(guī)程操作，輕則影響美觀，重則影響使用功能。

1）最佳切割時間選擇

切縫時間至關(guān)重要，由于氣候等外部環(huán)境變化，工地應(yīng)根據(jù)混凝土施工時晝夜溫差和混凝土的早期強度的增速確定，最佳切縫時間應(yīng)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生最大拉應(yīng)力之前，也就是在混凝土水化熱已經(jīng)下降或夜間氣溫降低時是產(chǎn)生最大拉應(yīng)力的時候。具體時間一般由工地試驗室通過混凝土現(xiàn)場等條件養(yǎng)護得出相應(yīng)時間，并通過現(xiàn)場施工（試切）驗證。為了防止混凝土路面板的早期溫度收縮和干縮裂縫，切縫時間越早越好[4]。如切縫不及時，就達(dá)不到切縫的目的。由于混凝土早期強度提高很快，在溫度應(yīng)力作用下，容易導(dǎo)致路面薄弱部位發(fā)生不規(guī)則收縮裂縫或出現(xiàn)斷裂，而且鋸片磨損嚴(yán)重。而切縫過早，容易導(dǎo)致邊緣損傷，石子松動，出現(xiàn)毛邊、掉邊、掉角等質(zhì)量問題而影響觀感。一般應(yīng)該以被切混凝土面板兩邊不出現(xiàn)毛邊，橫縫和縱縫相交處不缺角、不崩邊為原則。

切縫時間除了受混凝土用水泥水化性能、配合比影響外，關(guān)鍵受環(huán)境氣候影響明顯。由于氣溫較高或風(fēng)速較大，混凝土表面水分蒸發(fā)加快，因此要根據(jù)氣溫變化掌握好切縫時間。最佳切縫時間一般可根據(jù)以下原則選?。夯炷翝沧⒑?-24小時，或強度達(dá)到設(shè)計強度的25～30 %，即5-10 MPa，或強度和時間的乘積達(dá)到280-720 ℃·h。

2）切縫位置選擇選擇

切縫位置應(yīng)放樣，由經(jīng)緯儀準(zhǔn)確量出混凝土道面板的切縫位置，然后用墨線彈出標(biāo)記；注意板縫間的連接，并要避免出現(xiàn)折線和“雙眼皮”現(xiàn)象。切縫時要注意隨時調(diào)整切縫機的走向，及時糾正偏差。如發(fā)現(xiàn)實際接縫線與理論分包線不相重合，應(yīng)沿實際可見的分倉縫（即移了位的倉縫）切割。

水泥混凝土道肩較薄，脹縫較多，切縫施工時必須認(rèn)真按技術(shù)要求辦理，以免產(chǎn)生拱起或開裂等現(xiàn)象。

3）切縫深度

切縫深度應(yīng)全幅寬度切深一致，以保證裂縫準(zhǔn)確發(fā)生在切縫處。如切縫深度不足或切不到路面全寬，則起不到調(diào)節(jié)變形的作用，在溫度應(yīng)力作用下也容易引起混凝土面層裂縫或產(chǎn)生橫向早期斷板。切縫深度寧深勿淺，宜適當(dāng)加深切縫的深度，控制在不小于1/4板厚，最好達(dá)到1/3板厚[5]。深度不小于6厘米。當(dāng)配有補強鋼筋網(wǎng)時，應(yīng)避免切斷鋼筋。

4）擴縫

切縫采用混凝土切割機。切縫刀片選用寬3 mm及7 mm厚兩種金剛石鋸片。切縫時先精確測量縫的位置，用墨線彈出標(biāo)記，作為切縫導(dǎo)向。先用3 mm刀片切窄縫，縫深達(dá)到設(shè)計總深，以防不規(guī)則斷板，然后用7 mm厚刀片切割到設(shè)計寬度。切縫完成后，應(yīng)隨時清除殘留在鄰板上的漿水，隨即用草繩或塑料繩將縫槽嵌堵嚴(yán)實，以防砂、石或其他雜物落入縫內(nèi)。切縫時若出現(xiàn)有掉邊、掉角現(xiàn)象應(yīng)及時予以修補。

同時，要及時消除倒三角。由于拆模時間一般在24小時之后，這樣切縫機由于受到模板影響，混凝土道面板縫兩邊不能切到設(shè)計深度，這樣就在縫的兩邊形成倒三角（如圖1所示），本來縫兩邊應(yīng)該是道面板最薄弱處即縮縫斷裂的地方，但由于混凝土道面板縫兩邊未切到設(shè)計深度，故混凝土道面很可能會出現(xiàn)未沿板縫斷裂的不規(guī)則拉斷情況即三角形的掉角（如圖2所示）。所以在拆模后應(yīng)立即用手工砂輪機補切一刀，使板縫邊成為道面板最薄弱處，從而使混凝土道面正常縮裂[6]。

圖1 切縫示意圖 圖2 不規(guī)則掉角

Fig.1 Process of cutting-seam Fig.2 Irregular losed corner

2.2 接縫材料

1）傳力桿

傳力桿設(shè)置在兩塊路面板之間用以傳遞行車荷載和防止出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象。采用光圓鋼筋并要拉直，切口毛茬要打光，長度偏差不得超過10 mm。一半先固定在混凝土中，傳力桿另外二分之一再加5 cm長度其表面應(yīng)涂刷一層瀝青，厚度為0.5-1.5 mm；氣溫大于30 ℃時，宜在瀝青表面撒一層滑石粉；或者在傳力桿的另外二分之一上套上套管或套筒，以便在后澆注的板中能夠自由滑動。傳力桿應(yīng)按設(shè)計位置精確的安放，其水平或垂直位置的允許誤差為傳力桿長度的2 %。做縫時先在接縫位置處支立槽板，按設(shè)計傳力桿的位置在模板上鉆孔?？拷０逄幭蠕佒院裼?/2的板厚的混凝土混合料，振搗密實后，將傳力桿一半長度從外側(cè)穿入模板孔洞，放置在已振實的混凝土中，再鋪筑并振實上層混合料。模板外側(cè)傳力桿可用支架支立牢固，并隨時予以糾正，保持傳力桿水平和垂直方向準(zhǔn)確位置。拆模后在縫壁上涂刷一層瀝青，并保持外露傳力桿不變形?；炷吝_(dá)到強度后，直接鋪筑相鄰板的混凝土。傳力桿平縫示意圖見圖3。

2）拉桿

設(shè)置拉桿的目的就是為了阻止接縫變寬以保證接縫間的荷載傳遞，拉桿采用異形鋼筋，主要是螺紋鋼，并避免脫模劑或瀝青等填縫料涂灑在拉桿上。拉桿企口縫示意圖如圖4。

混凝土路面板之間的相對位移來自兩個方面：一是面板因外力或自身重力作用而引起的單塊面板的整體移動而形成的一塊板相對另一塊板的位移；二是面板因溫度、濕度的變化而引起的自身體積變化所產(chǎn)生的板邊相對板中的位移，這兩者都會引起接縫寬度的變化，進而可能影響到荷載的傳遞[7，8]。

圖3 傳力桿平縫示意圖 圖4 拉桿企口縫示意圖

Fig.3 Transfer-bar plane joint Fig.4 Tension-bar keyed joint

3）脹縫板

脹縫板一般采用軟質(zhì)木材加工的木板，并浸泡瀝青，浸泡時間不少于24小時。

埋設(shè)脹縫板時，脹縫板應(yīng)低于混凝土道面30 mm，道面（不含道肩）脹縫處應(yīng)立模施工。將脹縫板粘在先澆一側(cè)的混凝土板側(cè)面上，再用適當(dāng)寬度的膠條粘貼在脹縫板拼接的縫隙以及脹縫板與基層頂面的縫隙處兩側(cè)，以防止兩側(cè)混凝土板之間竄漿。混凝土硬化后，在脹縫板上用切縫機按脹縫的寬度載兩條線，鑿去脹縫板上的混凝土，再進行填料的施工。

道肩脹縫板采用機械鋸縫埋設(shè)。在鋸縫時，必須鋸?fù)?，尤其是板的邊緣部位，不留死角?/p>

4）填縫料

由于水泥混凝土路面板的接縫是路面的薄弱環(huán)節(jié)，受各種因素影響較大，如接縫處選用的填縫料性能不好，可導(dǎo)致水泥混凝土面板在接縫處的早期破壞，因此選用的填縫料應(yīng)能承受冷、熱、機械和化學(xué)等作用。填縫料的作用是防止水和雜物進入面板的接縫中，且要確保板塊在熱脹冷縮時能夠自由運動，避免遭受損壞。因此要保證接縫處于良好的使用狀態(tài)，必須采用優(yōu)良的填縫材料，通常要求具備以下路用性能：較好的彈性和較高的拉伸率；必須為防水材料；與混凝土板的粘結(jié)能力強；較強的溫度穩(wěn)定性；耐久性好，即具有耐磨、耐曬、耐水及耐酸堿、抗老化等性能；為常溫施工下填縫材料，施工方便、價格適中；對環(huán)境和路面無污染等。目前常見有以下幾種類型填縫材：改性石油瀝青類、改性焦油瀝青類、改性環(huán)氧樹脂類、聚氨脂類、PG道路嵌縫料理、PTCS路用填縫膠、橡膠嵌縫條、GLP型異氰酸脂類[9]。

填縫時，必須在縫槽干燥狀態(tài)下進行，填縫料應(yīng)與混凝土縫壁粘附緊密，不滲水，其灌注深度以3～4 cm 為宜，下部可填多孔柔性材料。填縫料的灌注高度，夏天應(yīng)與板面平齊；冬天宜稍低于板面，這樣膨脹后，填縫料就會與板面平齊，防止因膨脹溢出粘結(jié)到車的輪胎上而影響路面的清潔。

2.3 灌縫工藝

灌縫施工應(yīng)在道面施工單位按設(shè)計要求完成切縫并將道面清掃干凈的前提下進行，灌縫時不得有車輛在灌縫區(qū)行駛，以保證灌縫質(zhì)量。

1）清縫

先用鉤子鉤出縫內(nèi)雜物，再用空壓機吹出縫內(nèi)灰漿、塵土雜物，在空壓機保持3 Kg/cm?以上壓力時將吹出的雜物清掃干凈，最后用鋼絲輪將縫壁打毛并進一步清除壁上殘存的粘附灰漿，清理完后需經(jīng)檢查合格后才能灌縫。

2）灌縫

要求稱料準(zhǔn)確、拌和均勻，且拌和后溫度不得大于50℃；灌縫機行走速度均勻并盡量慢一點，以一次性灌滿為準(zhǔn)；灌過后隨即跟人修正，用小竹板往返攪拌均勻，使灌縫材料在縫內(nèi)成U形，縫壁上全部粘上料，提高灌縫與混凝土的粘結(jié)程度；灌料高度通常為3 cm左右，不得低于2.5 cm；灌縫時，不得將灌縫材料灑在縫隙外或道面上，萬一漏出要及時清除，先灑些干水泥搓干凈，再用鋼絲刷刷凈。

2.3 注意事項

填縫時間原則上越早越好。填縫前，應(yīng)先認(rèn)真地做好清縫工作。必要時先涂底子油再行填縫。從縫槽里清出的所有雜物應(yīng)隨即運走，以免干擾填縫工作，甚至被風(fēng)再次吹入清凈的縫槽里。若發(fā)生此情況時應(yīng)重新清縫[10]。

填縫料的配制和灌縫施工應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定及操作方法辦理，冬季填縫，填料面應(yīng)低于混凝土道面3mm；夏季則與混凝土道面相平。填縫完畢，應(yīng)仔細(xì)檢查填縫料與縫壁粘結(jié)情況，發(fā)現(xiàn)有脫開處，應(yīng)及時整改。填縫時，應(yīng)從縫的較高處灌起，逐漸向低處快速灌注，邊灌邊用細(xì)鐵棒插搗密實，使填縫料飽滿粘實。

另外，從事填縫操作的人員應(yīng)具備有關(guān)的安全和防毒知識，現(xiàn)場應(yīng)配備防護和消防器材。

2.4 檢查驗收標(biāo)準(zhǔn)

（1）允許灌縫料比道面低1-3 mm；

（2）凝固膨脹后不得高于道面2 mm；

（3）凝固時間不得大于24 h；

（4）使用前不得發(fā)現(xiàn)有裂紋和與混凝土脫離現(xiàn)象。

外觀要求：不應(yīng)有掉邊掉角、露石、蜂窩、麻面、裂縫、脫皮、粘漿、印跡等缺陷；灌縫材料要粘結(jié)牢固、飽滿無空隙、無外來物，縫邊緣要整潔。

3 結(jié)語

由于各類接縫在機場道面中所起的作用不同，甚至完全相反的作用，因此施工時要嚴(yán)格按照規(guī)范進行操作，以防施工人員錯誤操作。

參考文獻(xiàn)

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[10] 朱義平.水泥混凝土路面接縫設(shè)計與施工初探[J].甘肅科技，2011，27（1） ：139-141..

* 軍隊防護工程科研項目（項目編號KYFYZXJK1207）

作者簡介： 戴銀所 1971年出生、男、博士、解放軍理工大學(xué)國防工程學(xué)院、講師，主要從事建筑材料的教學(xué)、科研和工程建設(shè)監(jiān)理等工作。