刘卫东，冯东东，宿利平

北京市政路桥股份有限公司，北京 100032

公交专用车道路面由于车辆进出频繁、瞬间位移、高承载重及起动轮压作用，其磨损及破坏频率相比一般道路的路面更高，尤其是市区的公交站台附近更为明显。然而，市区的公交站台路面目前均采用柔性路面，崩陷破损的问题相当严重，已造成服务质量的降低，急需对其进行维护。

1 工程概况

某城市公交专用车道在靠近站台处的沥青混凝土路面，部分路段因经不起公交的连续定位碾压与气候温湿度环境的冲击，经常发生破坏。经由市政府、设计工程师及研究人员会商研议并评估环境特性与工程质量后，决议选用具有坚韧、耐磨等特性的高性能钢纤维混凝土（HFRC）进行面层施工。因此，文章对采用接缝式钢筋混凝土路面（JRCP）替换沥青混凝土柔性路面的施工进行研究。由于该施工路面并非新建工程，路面宽度为3m和3.3m，难以使用路面铺筑机施工，必须以传统的简易施工法施作，其纵向与横向坡度亦须配合现有坡度，使其平顺。此外，靠近站台路面的混凝土施工应安排在周末，同时必须在3d内通车，以减少对交通流量的冲击。

2 高性能混凝土的配比验证

鉴于公交专用车道施工路段并非新建工程，而且路宽多变化各处不一，不宜使用路面铺筑机施工，需要使用较耗费人力的简易机具施工。如果使用性能较差的低坍落度混凝土，易导致施工单位私自加水，影响整体效果，故选择高强度、高流动性的高性能混凝土（HPC）施工。由于公交站台附近车辆起动及刹车频繁，将刚性路面试铺改用坚韧耐磨的HFRC进行面层试铺。为了耐磨及表面韧性，在路面面层7.5cm采用HFRC。

2.1 混凝土质量要求

由于公交专用车道施工无法使用大型机具，则采用具有自平性的混凝土，以节省人力及缩短施工时间，并确保混凝土充分填充开挖面。设计要求中HPC坍落度为（250±20）mm，而面层的HFRC坍落度要求为（230±20）mm，且不得有离析及泌水。在设计上，依据《混凝土结构设计规范（2015年版）》（GB 50010—2010）（以下简称《规范》）的要求，以水胶比控制设计强度，为了满足3d通车，要求混凝土的抗压强度3d为27.6MPa，28d为48.3MPa，且于56d达到68.9MPa，要求混凝土的抗弯强度28d为4.6MPa，56d为 5.0MPa。

2.2 混凝土配比设计

HPC及HFRC的配比设计需考虑混凝土的工作性、安全性、耐久性、生态性及经济性，并依试拌及模拟试验结果加以确认。配比依据上述质量要求，在设计时考量耐久性质，采用低水量及低水泥浆量的配比逻辑，减少混凝土中孔隙的生成，降低其他杂质进入混凝土内部的概率。混凝土配比上拌和水用量小于140kg/m3，水泥用量小于300kg/m3，以降低裂缝产生的概率，并提高每千克水泥所增加的综合强度，提升混凝土的经济性，并降低高污染的水泥量及采用炉石粉的使用，确保落实生态性的环保观念。混凝土采用的水固比小于0.07，考虑避免混凝土产生自生收缩，故配比的水灰比大于0.42。此外，由于公交专用车道易受车辆排放废气所侵蚀，故按照《规范》，选择水胶比小于0.40，使混凝土符合工程需求。

3 现场试验模拟

3.1 现场试验

经过配比计算后，制作100cm×100cm×30cm的大型模型进行试验。混凝土于预拌厂拌和后应于预拌车上等待45min，模拟运输的路程时间，待45min后才进行整平试验，观察其工作性，除确保混凝土穿越钢筋达到自平效果外，还需测试自平后的坡度。为了节省钢筋处理的时间，施工试作采用点焊钢筋网，将钢筋绑扎时间改在工厂完成，以便在现场施工时只有吊放及安装二项作业，节省施工时间及免除交通堵塞。

3.2 HPC的新拌性质

HPC及HFRC在施工前要经过配比验证及试验，以确保混凝土自行流平，没有离析及泌水的情况。同时，HPC具有60s以上的流动时间，保证混凝土适宜的黏滞性，避免骨材分离，同时确保混凝土可以保持流动性，充分填满角落及角钢底部。

文章中公交专用车道施工调制HFRC的配比系引用较新的观念，以致密骨材为混凝土的基本架构，以适当的用水量及水泥浆量促使混凝土具有良好的流动特性，充分展示其高性能的特点。

4 现场施工流程及步骤

4.1 浇置混凝土

公交专用车道路面改建工程为了避免对交通产生影响，选择在深夜及清晨进行浇置作业，采用JRCP设计理念，上下层钢筋保护层厚度为7.5cm，上层采用HFRC，下层采用HPC。在施工作业流程上，第1个工作日进行道路封闭，开挖路面；第2个工作日进行路面夯实作业；第3个工作日进行点焊钢筋网的铺筑作业，并以护角角钢确定路面高程。在角钢铺设完成后，进行浇置混凝土。HPC具备自流平性质，无须振动处理，可节省人力及时间。

4.2 混凝土养护

为了增加刚性路面的摩擦力，在混凝土初凝前应进行混凝土表面的刷毛作业。待混凝土初凝时，立即进行喷雾养护工作。混凝土达到终凝后应铺盖帆布，继续浇水养护3d，直到通车前才停止。养护对于混凝土质量的影响较大，在混凝土初期尤为重要。在浇置初期养护可抑制混凝土的塑性收缩，由此确保混凝土强度按照设计标准增长。该路面工程在混凝土初凝时曾产生塑性收缩裂缝，但是HPC含有石灰粉煤灰材料，故其在完全凝固后裂缝发展受到抑制，在经过养护数天后裂缝自行消失。

5 HPC效果评估

5.1 体积稳定性

以传统观念设计混凝土时，一般通过增加用水量来提升其综合性能，通过选择低水灰比及高水泥用量来提高其强度。然而，混凝土过多的浆量容易导致较大的坍落度损失或骨材离析，同时水泥水化将造成混凝土收缩，其收缩量或膨胀量系与用水量及水泥用量成正比。在大面积工程中，混凝土干缩及膨胀所造成的问题尤为严重，路面表层混凝土在大气中会干燥收缩，而底层混凝土因接触土壤湿润膨胀，导致表面挠曲，两边向上翘起。为避免此现象的发生，在配比设计中采用低用水量及低水泥用量，并降低混凝土的水固比（水与固体材料的比值），以降低混凝土的膨胀及收缩量。

5.2 耐久性

试铺道路采用JRCP施工，钢筋网分上下二层，上下保护层各为7.5cm。其中，下保护层采用HPC，上保护层采用HFRC。刚性路面保护层使用HFRC，原因是HFRC具有耐冲、抗裂及较优的韧性，可抵抗公交进站台时的紧急刹车及起步所造成的摩擦和冲击，混凝土一旦开裂，纤维即可发挥作用，吸收能量，阻止裂缝的延伸。该案例应用HFRC的目的在于使铺筑表面具有耐久性及坚韧耐磨。在工期上，若整体作业流畅，则从路面开挖至浇置混凝土完成施工仅需1.5个工作日，加上养护时间3个工作日，共计4.5个工作日即可通车。

在第2个工作日施工另外路口段时，施工上不做振动捣实，因此只产生1条裂缝。虽然仅发生少量裂缝，且经过再养护后裂缝均已密合，但若能严格验证、品管及养护，可以进一步减少裂缝的产生。另外，混凝土因含有水分，收缩仍不可避免，裂缝处必须锯缝以疏解其应力，因此刚性路面的锯缝应在终凝完成后第2天开始进行，以免造成龟裂。

5.3 强度发展

试验数据显示两种混凝土强度均向上发展，于通车3d龄期其抗压强度超过34.5MPa，于56d时已超过设计强度68.9MPa。两种混凝土的抗弯强度，于28d及56d均超过设计抗弯强度60%以上，符合设计需求。由此表明，HPC添加钢纤维后，若控制好其强度发展，7d后HFRC的抗压强度已高于未添加钢纤维的HPC。

6 结论与建议

（1）若在施工前确实进行料源管制、制程管制及成品管制，HPC及HFRC均可以确保混凝土的稳定性、安全性及耐久性。

（2）刚性路面的施工采用钢筋网配合HPC和HFRC可以在工期 4.5d内完工通车，因此适合作为道路抢修及公交专用车道使用。

（3）HPC路面产生的裂缝，可以通过养护工作及设置道路伸缩缝予以控制，刚性路面的锯缝工作应在混凝土终凝完成后第2天开始进行。

（4）该公交专用车道路面工程自开放通车至今，路面状况正常，并无明显的裂缝或破坏现象。