CN104652210A - 一种装配式混凝土交通路面及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式混凝土交通路面，由路面预制件拼接而成，所述路面预制件包括上层的耐磨层和下层的受力结构层，所述耐磨层与受力结构层固定连接，相互拼接的路面预制件的拼接处留有间隙，并在间隙浇筑混凝土形成间隙受力层。本发明还公开了一种装配式混凝土交通路面施工方法。本发明的路面预制件结构轻便，强度高，耐磨性能好，整体预制，拼装成交通路面，施工周期短，不受天气及季节限制。

Description

一种装配式混凝土交通路面及其施工方法

技术领域

本发明属于交通道路施工领域，尤其涉及一种装配式混凝土交通路面及其施工方法。

背景技术

 近期随着城市化进程的加速及国家大力改善民生，新的交通路面建设工程以及旧路面修整扩容项目纷纷上马。普通混凝土作为主要快速基建材料，被普遍应用到交通道路建设中，但是采用混凝土以现浇的方式建设道路，其容易受到天气气候及温度、湿度等的影响，出现现场施工质量控制不稳定，现浇体积大，容易发生升温开裂以及养护不好开裂等现象，使到路面使用寿命降低，出现路面断裂、局部下沉等现象。且混凝土浇筑后养护周期长、施工周期长，不便于道路的快速通车。同时旧路面破损翻修需要大面积开挖会产生大量的建筑材料垃圾，容易污染周边环境，重型机械的进驻加上修复后的周期维护，导致交通严重的堵塞，给人们的生产生活带来极大的不便。因此有必要对这种现浇的方式建设交通道路进行改进。

申请号为201120482256.2的中国专利公开了一种由沥青混凝土制成的路面预制件，该实用新型中，路面预制件为长6m~10m、宽3m~5m、厚12cm~20cm的长方体结构，路面预制件的上表面为弧形凸面或平面，路面预制件的地面为平面，路面预制件的地面根据需要设置有多个凹孔，该凹孔用于连接固定杆。该实用新型中由路面预制件制备道路虽然能节省人力、物力和财力，但是预制件只是简单的铺设，在承受较大重量时，预制件之间容易出现缝隙，从而导致预制件的移位，且单层的预制件也容易发生局部断裂的现场。

申请号为02222846.2的中国专利公开了一种组合式路面预制件，包括基板，基板下方是基座，基板与基座之间设置有富弹性耐酸碱的橡胶板，相邻两块基板的横边拼接，其两侧的纵边由连接件固定，基座成“凹”字形，橡胶板、基板依次置于其内的凹槽内，基板的顶部与基座的顶部基本齐平，基座在连接件处的部位设置有安置连接件的预留槽，每两块混凝土基板横边间设置有内部带孔洞的橡胶格板。该实用新型虽然达到了装配简单、缩短建设工期的目的，但是基板要安装在基座上，而基座体积比基板要大得多，使得混凝土的用量巨大，而且，基板与基板之间通过连接件连接，连接件采用螺杆、基板和螺母，长期受车辆载荷的情况下容易导致连接处发生断裂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种装配式混凝土交通路面及其施工方法，本发明结构轻便，强度高、耐久性能好，耐磨度高，路面采用拼装工艺实现，可较为方便的拆装与维护。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：

一种装配式混凝土交通路面，由路面预制件拼接而成，所述路面预制件包括上层的耐磨层和下层的受力结构层，所述耐磨层与受力结构层固定连接，相互拼接的路面预制件在拼接处留有间隙，并在间隙浇筑混凝土形成间隙受力层。

耐磨层由ECC延性超高性能混凝土制备而成，一改以往普通混凝土弹性变形小，不耐疲劳，抗冲击性能差等特点，使得制备的耐磨层具有很好抗冲击抗震和耐磨性能，大大延长使用寿命。但是，单单使用耐磨层铺设道路不能很好满足日益复杂的路况，特别对于经常有重型车行驶的路面，路面较易出现横向断裂，使用超高性能粉末混凝土浇筑而成的预制件作为受力结构层，能增强在垂直方向上的受力强度，通过两层针对不同效果的结构层组合成预制件，既能达到优越的抗冲击性能和耐磨性能，也能提高其强度和抗裂性能。

传统的拼接交通道路，其预制件都是简单的拼接起来，一段时间后，经历了雨水冲刷和大量车辆的行驶，拼接处容易出现缝隙，继而出现预制件相对位置发生偏移或沉降，严重的影响交通道路安全。在相互拼接的路面预制件的拼接处留有间隙并在间隙浇筑混凝土形成间隙受力层，使得相互拼接的路面预制件能紧固连接，在重型车行驶过程中，路面预制件间不容易发生相对位移和沉降，保证了道路长时间使用后的平整度。

所述耐磨层由改性ECC延性超高性能混凝土浇筑而成，所述改性ECC延性超高性能混凝土包括如下重量份的各原料组份：

强度不低于42.5等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥600~900份；

SiO2含量≥85%的硅灰20~45份；

Ⅱ级粉煤灰350~600份；

骨料不大于2.5毫米连续级配河沙450~750份；

高强高弹模量聚乙烯醇掺量为13~26份；

改性再生橡胶粉10~20份；

高效减水剂18~24份；

水250~300份。

配方中去除了石英砂，减少石英砂和水泥的使用量，采用硅灰和粉煤灰对取代部分水泥，大大降低了成本，增强了混凝土的粘聚性，聚乙烯醇的掺入提高了水泥基材料的强度；橡胶粉能改善混凝土脆性大、变性能力小等缺点。

所述受力结构层和间隙受力层由超高性能粉末混凝土浇筑而成，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份的各原料组份：

强度不低于42.5等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥450~600份；

7天活性指数不低于115矿物活性掺和料260~360份；

矿物惰性掺和料45~60份；

粒径小于4.75mm的连续级配河沙1300~1850份；

高效减水剂35~48份；

直径0.10mm~0.16mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维60~120份, 直径0.18mm~0.22mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维80~160份，直径0.25mm~0.3mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维30~80份；

水175~250份。

使用改性ECC延性超高性能混凝土制备的耐磨层，其抗压强度不小于70兆帕，抗拉强度不小于11兆帕，弯曲变形不小于2.5%，冻融循环不低于500次，抗渗不低于P30；使用超高性能粉末混凝土制备的受力结构层，其抗压强度不低于150兆帕，抗拉强度不低于25兆帕，抗渗不低于P30，冻融循环不低于500次。

所述间隙受力层表面设有伸缩缝。

伸缩缝设置在间隙受力层上，其宽度为10~15mm，能防止相互拼接的路面预制件由于热胀冷缩出现裂缝，尤其对于路面长期在行车荷载反复作用下，伸缩缝的设计能提升道路使用寿命和增加行车安全性。

所述相互拼接的路面预制件的端部表面向内凹，使得成型后的间隙受力层的横截面两端窄中间宽。。

相互拼接的路面预制件的端部表面向内凹，浇筑混凝土后形成间隙受力层的横截面两端窄中间宽，间隙受力层与路面预制件的端部相互嵌合，形成一个相互卡位的结构，防止垂直方向上出现相对位移，使得连接效果更加紧密，防止出现裂纹，进一步保证了道路的平整度。

所述受力结构层与耐磨层相接触的表面设有凸起，所述耐磨层则设有与凸起相对应的凹孔，所述凸起的数量不少于2个。

凸起与凹孔相互配合，使得受力结构层与耐磨层相互结合得更紧密，在浇筑的时候先浇筑耐磨层，再在耐磨层基础上浇筑受力结构层，使得耐磨层和受力结构层粘合得更加紧密，而不是通过固定装置将两层固定在一起，避免了出现缝隙和固定不稳的情况。

所述受力结构层内置有钢筋网片，所述钢筋网片突出于相互拼接的路面预制件端部，并在拼接处与另一路面预制件的钢筋网片相互交错。

受力结构层主要用于增强路面预制件的抗压强度，使得路面不至于出现裂纹和凹陷，内置的钢筋网片进一步提升了路面预制件的力学性能，钢筋网片保护层厚度不小于10mm。钢筋网片突出于路面预制件相互拼接的端部并相互交错，当缝隙浇筑混凝土形成间隙受力层时，突出的部分钢筋网片与间隙受力层相互融合而形成强大的机械咬合作用，使得相邻两块路面预制件拼接得更加紧密。

铺设路面预制件的路基表面横向倾斜度为0.5~2%。设置的倾斜度便与排水的同时不会影响行车的安全。

所述耐磨层厚度不小于20mm，结构受力层厚度不小于50mm。

所述的路面预制件厚度为70~150mm，厚度不同可用于各种不同要求的交通道路，其中耐磨层厚度不小于20mm，结构受力层厚度不小于50mm，节省了混凝土用量，将预制件直接吊装到路基面进行拼装，施工方便，不受天气及季节的影响。

一种装配式混凝土交通路面施工方法，包括如下步骤：

S1：路基平整并保持0.5~2%的倾斜度；

S2：采用吊装工具将预先制备的路面预制件吊装与运输到现场；

S3：依照流水坡度及板面安装设计进行预制件路面铺设，并保持流水坡度整体一致；

S4：对路面预制件拼装后的缝隙内钢筋进行搭接绑扎，浇筑混凝土形成间隙受力层，间隙受力层预留10~15mm宽的伸缩缝，后封闭养护2天；

S5：将安装好的路面预制件外侧填土位置进行夯实，交付使用。

预制件制备时，根据重心比例预埋不少于3个吊装螺栓，便于施工过程中的预制件吊装；施工方法使得后续的维修实现可模块化的更换，减少了建筑道路施工湿法作业的形式，实现道路环保化、快速化的特点。

所述路面预制件的制备方法如下：

S11：模具制备：将模具组装好后，放置已经焊接好预埋螺栓及界面锚固定位圆管钢筋骨架并定位好，加上定位卡，定位好钢筋网片保护层；

S12：混凝土浇筑：先将搅拌好的耐磨层水泥浇筑入模具内约定的高度后刮平，再次浇筑搅拌好的受力结构层水泥，表面刮平收光；

S13：养护：覆盖养护罩后直接用中频加热系统进行养护，升温至80~90℃后恒温24h即可进行拆模。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明结构轻便，强度高、耐久性能好，耐磨度高，整体预制，质量标准化控制，便于运输，整体预制件材料有较高的抗拉强度及韧性，可以克服路面基础沉降造成的路面破坏，本身路面采用拼装工艺实现，可较为方便的拆装与维护；

（2）施工方便，不受天气及季节等影响，大幅度缩短施工周期，减少交通砼路面施工带来环境污染的及交通堵塞影响，通过本发明可提高路面使用寿命，减低后续维护，减少建筑垃圾，实现对环境的可持续发展。

附图说明

图1为路面预制件结构示意图；

图2为路面预制件俯视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图2中B-B剖视图；

图5为拼接处放大图；

其中1、路基；2、受力结构层；21、圆形凸起；22、钢筋网片；3、耐磨层；31、吊装螺栓；4、间隙受力层；41、伸缩缝。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

实施例1

如图1所示，一种装配式混凝土交通路面，由路面预制件拼接而成，所述路面预制件包括上层的耐磨层3和下层的受力结构层2，所述耐磨层3和受力结构层2固定连接，相互拼接的路面预制件的拼接处留有间隙，并在间隙浇筑混凝土形成间隙受力层4，所述耐磨层3厚度为20mm，所述结构受力层厚度为80mm。

所述耐磨层由改性ECC延性超高性能混凝土浇筑而成，所述改性ECC延性超高性能混凝土包括如下重量份的各原料组份：

强度不低于42.5等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥750份；

SiO2含量≥85%的硅灰32份；

Ⅱ级粉煤灰475份；

骨料不大于2.5毫米连续级配河沙600份；

高强高弹模量聚乙烯醇掺量为20份；

改性再生橡胶粉15份；

高效减水剂21份；

水280份；

所述受力结构层和间隙受力层由超高性能粉末混凝土浇筑而成，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份的各原料组份：

强度不低于42.5等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥525份；

7天活性指数不低于115矿物活性掺和料310份；

矿物惰性掺和料50份；

粒径小于4.75mm的连续级配河沙1300份；

高效减水剂42份；

直径0.10mm~0.16mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维90份, 直径0.18mm~0.22mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维120份，直径0.25mm~0.3mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维55份；

水210份。

如图5所示，所述相互拼接的路面预制件的端部表面向内凹，使得成型后的间隙受力层4的横截面两端窄中间宽，间隙受力层4的表面设有伸缩缝41。

如图1、3和4所示，所述受力结构层2与耐磨层3相接触的表面设有圆形凸起21，所述耐磨层3则设有与受力结构层2圆形凸起21相对应的凹孔，所述圆形凸起21的数量为4个，如图2所示，所述耐磨层3表面设有4个吊装螺栓31。

如图1所示，所述受力结构层2内置有两层钢筋网片22，所述钢筋网片22突出于路面预制件相互拼接的端部，并在拼接处与另一路面预制件的钢筋网片相互交错。

铺设路面预制件的路基1表面横向倾斜度为1%。

一种装配式混凝土交通路面的施工方法，包括如下步骤：

S1：路基1平整并保持1%的倾斜度；

S2：采用吊装工具将预先制备的路面预制件吊装与运输到现场；

S3：依照流水坡度及板面安装设计进行预制件路面铺设，并保持流水坡度整体一致；

S4：对路面预制件拼装后的缝隙内钢筋进行搭接绑扎，浇筑混凝土形成间隙受力层4，间隙受力层预留10mm宽的伸缩缝，后封闭养护2天；

S5：将安装好的路面预制件外侧填土位置进行夯实，交付使用。

所述路面预制件的制备方法如下：

S11：模具制备：将模具组装好后，放置已经焊接好预埋螺栓及界面锚固定位圆管钢筋骨架并定位好，加上定位卡，定位好钢筋网片保护层；

S12：混凝土浇筑：先将搅拌好的耐磨层水泥浇筑入模具内约定的高度后刮平，再次浇筑搅拌好的受力结构层水泥，表面刮平收光；

S13：养护：覆盖养护罩后直接用中频加热系统进行养护，升温至90℃后恒温24h即可进行拆模。

上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种装配式混凝土交通路面，由路面预制件拼接而成，其特征在于，所述路面预制件包括上层的耐磨层和下层的受力结构层，所述耐磨层与受力结构层固定连接，相互拼接的路面预制件在拼接处留有间隙，并在间隙浇筑混凝土形成间隙受力层。

2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，

所述耐磨层由包括下述重量份的各原料制成：

强度不低于42.5等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥600~900份；

SiO2含量≥85%的硅灰20~45份；

Ⅱ级粉煤灰350~600份；

骨料不大于2.5毫米连续级配河沙450~750份；

高强高弹模量聚乙烯醇掺量为13~26份；

改性再生橡胶粉10~20份；

高效减水剂18~24份；

水250~300份；

所述受力结构层由包括下述重量份的各原料制成：

强度不低于42.5等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥450~600份；

7天活性指数不低于115矿物活性掺和料260~360份；

矿物惰性掺和料45~60份；

粒径小于4.75mm的连续级配河沙1300~1850份；

高效减水剂35~48份；

直径0.10mm~0.16mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维60~120份, 直径0.18mm~0.22mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维80~160份，直径0.25mm~0.3mm抗拉强度大于2000兆帕钢纤维30~80份；

水175~250份。

3.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，所述间隙受力层表面设有伸缩缝。

4.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，所述相互拼接的路面预制件的端部表面向内凹，使得成型后的间隙受力层的横截面两端窄中间宽。

5.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，所述受力结构层与耐磨层相接触的表面设有凸起，所述耐磨层则设有与凸起相对应的凹孔，所述凸起的数量不少于2个。

6.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，所述受力结构层内置有钢筋网片，所述钢筋网片突出于相互拼接的路面预制件端部，并在拼接处与另一路面预制件的钢筋网片相互交错。

7.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，铺设路面预制件的路基表面横向倾斜度为0.5~2%。

8.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土交通路面，其特征在于，所述耐磨层厚度不小于20mm，结构受力层厚度不小于50mm。

9.根据权利要求1~8任一项所述的一种装配式混凝土交通路面的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：路基平整并保持0.5~2%的倾斜度；

S2：采用吊装工具将预先制备的路面预制件吊装与运输到现场；

S3：依照流水坡度及板面安装设计进行预制件路面铺设，并保持流水坡度整体一致；

S4：对路面预制件拼装后的缝隙内钢筋进行搭接绑扎，浇筑混凝土形成间隙受力层，间隙受力层预留10~15mm宽的伸缩缝，后封闭养护2天；

S5：将安装好的路面预制件外侧填土位置进行夯实，交付使用。

10.根据权利要求9所述的一种装配式混凝土交通路面施工方法，其特征在于，所述路面预制件的制备方法如下：

S11：模具制备：将模具组装好后，放置已经焊接好预埋螺栓及界面锚固定位圆管钢筋骨架并定位好，加上定位卡，定位好钢筋网片保护层；

S12：混凝土浇筑：先将搅拌好的耐磨层水泥浇筑入模具内约定的高度后刮平，再次浇筑搅拌好的受力结构层水泥，表面刮平收光；

S13：养护：覆盖养护罩后直接用中频加热系统进行养护，升温至80~90℃后恒温24h即可进行拆模。