CN108999053B - 一种组合拼装水泥混凝土路面结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合拼装水泥混凝土路面结构及施工方法，在底基层上铺设隔水层、排水条带和排水基层，并使排水条带与预制板段内的竖向排水管连通；在预制板段与现浇连接段的竖向接缝处设置接缝端板一、接缝端板二和挤压填充体，下表面接缝处设置限位连接隼和柔性接缝层，上表面设置变形协调板，中间穿设张拉连接筋；所述预制板段和现浇连接段的张拉连接筋穿过孔两端部设置限位夹片，张拉连接筋通过锁固螺栓连接；所述现浇连接段下部连接平台的上表面设置连接隼限位槽，底部与竖向补强墩浇筑成一整体。本发明提供的路面结构及施工方法，不但可以提高现场施工效率和施工质量，而且可以增强路面结构的整体性，改善路面结构的温度稳定性及耐久性。

Description

一种组合拼装水泥混凝土路面结构及施工方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，尤其涉及一种组合拼装水泥混凝土路面结构及施工方法。

背景技术

混凝土路面在我国城市道路和公路工程建设过程中应用较为普遍，相对于沥青路面结构，混凝土路面的施工工期及抗水损性能常常是其短板，对此，工程界和学术界进行了一些有针对性的研究，提出了一些改善措施。

目前，已有一种预制装配式混凝土路面；一种预制装配式混凝土路面，包括预制混凝土路面板，所述的预制混凝土路面板四个棱角设有与地基预埋的预制螺栓相配合的螺栓孔，预制混凝土路面板主体四周及棱边部位采用新型角钢包边覆盖。一种预制装配式混凝土路面结构，它包括若干个混凝土道路模块，所述的混凝土道路模块四个角均留有正方形的缺口，每一个角均形成企口，相邻的两个企口之间具有通孔，一个混凝土道路模块形成四个通孔，包括两个横向通孔和两个纵向通孔，所述的混凝土道路模块与横向连接轴和纵向连接轴配合使用。上述水泥路面结构虽可解决路面快速铺装的问题，但装配后结构的整体性难以提升，未能克服混凝土板块温缩变形和与下部结构层连接的问题。

综上所述，现有的混凝土路面结构及施工方法，在适宜的工况下虽取得了较好的效果，但在路面使用性能提升、施工效率提高、整体性改善等方面尚存在可进一步改善之处。鉴于此，为了进一步的提升水泥道面的施工速率、增强水泥路面的整体性、改善装配式水泥道面的受力性状，目前亟待发明一种现场施工效率高、结构受力性能和排蓄水性能好的组合拼装水泥混凝土路面结构及施工方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种组合拼装水泥混凝土路面结构，在底基层上铺设隔水层、排水条带和排水基层，并使所述排水条带与预制板段内的竖向排水管连通；在所述预制板段与现浇连接段的竖向接缝处设置接缝端板一、接缝端板二和挤压填充体，下表面接缝处设置限位连接隼和柔性接缝层，上表面设置变形协调板，中间穿设张拉连接筋；所述预制板段和所述现浇连接段的张拉连接筋穿过孔两端部设置限位夹片，所述张拉连接筋通过锁固螺栓连接；所述现浇连接段下部连接平台的上表面设置连接隼限位槽，底部与竖向补强墩浇筑成一整体。

其中，所述预制板段和所述现浇连接段均采用钢筋混凝土结构，上表面均设置连接板插入槽，所述预制板段在预制厂预制，现浇连接段采用路段浇筑；所述接缝端板一和所述接缝端板二均采用钢板轧制而成，沿板块宽度方向通长布设或均匀间隔布设，在所述接缝端板一和所述接缝端板二上预设1～3条端板连接槽，并使相邻所述接缝端板一或所述接缝端板二上的所述端板连接槽的位置相对应。

其中，所述现浇连接段的两侧分别设置接缝端板一和接缝端板二，在预制板段的两侧均设置接缝端板一；所述端板连接槽横断面呈梯形；在锁固螺栓部位的接缝端板二上设置紧固螺栓布设槽和螺栓承压板；在预制板段内部预设竖向的排水管插入孔。

其中，所述挤压填充体采用混凝土材料或沥青混合料或散体材料。

其中，所述竖向补强墩采用型钢或钢管或混凝土柱，顶部高出排水基层顶面10～20cm，底部插入底基层内部，在竖向补强墩与竖向补强墩布设孔的间隙设置浆液填充体一；在竖向补强墩的顶部设置横向连接筋，底部设置浆液存放囊袋；所述浆液存放囊袋采用土工膜或橡胶片制成，通过囊袋紧固板与竖向补强墩连接牢固，并在竖向补强墩的底部设置囊袋刺破锥。

其中，所述变形协调板底部采用钢板轧制而成，顶板连接隼采用螺纹钢筋或角钢；顶板连接隼与变形协调板垂直焊接连接；在顶板连接隼与连接板插入槽间隙内填充浆液填充体二。

其中，所述限位夹片与接缝端板焊接连接；同一次张拉的张拉连接筋相接的限位夹片的限位方向相同。

其中，所述排水条带设于隔水层上部，沿板块横向布设，采用PVC排水板；所述变形协调板采用钢板轧制而成，下表面与顶板连接隼焊接连接。

本发明第二方面提供了一种组合拼装水泥混凝土路面结构的施工方法，包括以下施工步骤：

1)预制板段、接缝端板一、接缝端板二预制：在预制厂轧制接缝端板一、接缝端板二，并在预制端板上设置端板连接槽，在锁固螺栓部位的接缝端板上设置紧固螺栓布设槽；先将接缝端板一与预制板段内的钢筋笼焊接连接，再以接缝端板一为侧模，进行预制板段混凝土浇筑施工；

2)底基层和排水基层施工：先进行底基层的铺设施工，再沿底基层上表面铺设隔水层和排水条带，并使排水条带与道路走向垂直，并将竖向排水管与排水条带连接，然后铺设排水基层；

3)竖向补强墩布设：自排水基层上表面向下打设竖向补强墩布设孔，并进行清孔施工，再将竖向补强墩连同底部的浆液存放囊袋一起插入竖向补强墩布设孔内，并使竖向补强墩的顶部伸出排水基层顶面，挤压竖向补强墩使浆液存放囊袋破裂，在竖向补强墩与竖向补强墩布设孔的间隙内形成浆液填充体一；

4)现浇连接段布设：分别以接缝端板一和接缝端板二为侧模，在排水基层上表面浇筑现浇连接段，同步在现浇连接段的顶面预设连接板插入槽，在下部连接平台的上表面设置连接隼限位槽和柔性接缝层；

5)预制板段布设：先在现浇连接段的下部连接平台的外表面铺设柔性接缝层，再采用起吊设备将预制板段吊装至排水基层上表面，并使竖向排水管插入预制板段内的排水管插入孔内；

6)张拉连接筋设置：将张拉连接筋依次穿过预制板段和现浇连接段的限位夹片，随后在紧固螺栓布设槽内布设螺栓承压板，对张拉连接筋施加张拉力，采用锁固螺栓紧固；

7)变形协调板布设：先在预制板段和现浇连接段的连接板插入槽内灌注浆液，再将变形协调板下部的顶板连接隼插入连接板插入槽内，在顶板连接隼与连接板插入槽的间隙内形成浆液填充体二。

其中，所述浆液填充体一和所述浆液填充体二采用水泥浆液或化学浆液凝固形成。

本发明的有益效果：

本发明提供的组合拼装水泥混凝土路面结构及施工方法，不但可以提高现场施工效率和现场施工质量，而且可以增强路面结构的整体性，改善路面结构的温度稳定性及耐久性，具有以下优点：

(1)本发明路面结构以预制板段为主，沿路线分段设置现浇连接段，并设置下部连接平台，可有效解决预制板段预应力张拉难度大的问题，增强了路面结构的整体性；

(2)本发明在预制板段与现浇连接段的竖向接缝处设置接缝端板一、接缝端板二和挤压填充体，既可防止边角破碎问题，又可有效防控混凝土温缩应力对结构的影响；

(3)本发明在现浇连接段的下部设置竖向补强墩，并在竖向补强墩下部设置浆液存放囊袋，可快速填充竖向补强墩外侧的间隙，提升结构的整体性。

(4)本发明在预制板段和现浇连接段的上部设置变形协调板，可起到协调板块间差异变形和隔断水体下渗的作用；

(5)本发明设置了专门的排水基层，并在预制板段内插入竖向排水管，同时使竖向排水管与排水条带连通，可有效改善路面结构的排水性能，提升路面结构抗水损的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的组合拼装水泥混凝土路面结构断面示意图；

图2为图1现浇连接段施工完成后结构断面示意图；

图3为图1竖向补强墩与浆液存放囊袋连接结构示意图；

图4为本发明实施例提供的组合拼装水泥混凝土路面结构的施工流程图；

附图中附图标记所对应的名称为：1-底基层，2-隔水层，3-排水条带，4-排水基层，5-预制板段，6-竖向排水管，7-现浇连接段，8-接缝端板一，9-挤压填充体，10-限位连接隼，11-柔性接缝层，12-变形协调板，13-张拉连接筋，14-张拉连接筋穿过孔，15-限位夹片，16-连接螺栓，17-下部连接平台，18-连接隼限位槽，19-竖向补强墩，20-连接板插入槽，21-端板连接槽，22-紧固螺栓布设槽，23-螺栓承压板，24-排水管插入孔，25-横向连接筋，26-浆液存放囊袋，27-竖向补强墩布设孔，28-浆液填充体一，29-顶板连接隼，30-浆液填充体二，31-接缝端板二，32-囊袋紧固板，33-囊袋刺破锥。

具体实施方式

以下是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本发明第一方面提供了一种组合拼装水泥混凝土路面结构，如图1～3所示，在底基层1上铺设隔水层2、排水条带3和排水基层4，并使所述排水条带3与预制板段5内的竖向排水管6连通；在所述预制板段5与现浇连接段7的竖向接缝处设置接缝端板一8、接缝端板二31和挤压填充体9，下表面接缝处设置限位连接隼10和柔性接缝层11，上表面设置变形协调板12，中间穿设张拉连接筋13；所述预制板段5和所述现浇连接段7的张拉连接筋穿过孔14两端部设置限位夹片15，所述张拉连接筋13通过锁固螺栓16连接；所述现浇连接段7下部连接平台17的上表面设置连接隼限位槽18，底部与竖向补强墩19浇筑成一整体。

所述预制板段5和所述现浇连接段7均采用钢筋混凝土结构，上表面均设置连接板插入槽20，所述预制板段5在预制厂预制，现浇连接段7采用路段浇筑；所述接缝端板一8和所述接缝端板二31均采用钢板轧制而成，沿板块宽度方向通长布设或均匀间隔布设，在所述接缝端板一8和所述接缝端板二31上预设1～3条端板连接槽21，并使相邻所述接缝端板一8或所述接缝端板二31上的所述端板连接槽21的位置相对应。所述现浇连接段7的两侧分别设置接缝端板一8和接缝端板二31，在预制板段5的两侧均设置接缝端板一8；所述端板连接槽21横断面呈梯形；在锁固螺栓16部位的接缝端板二31上设置紧固螺栓布设槽22和螺栓承压板23；在预制板段5内部预设竖向的排水管插入孔24。

所述挤压填充体9采用混凝土材料或沥青混合料或散体材料；所述竖向补强墩19采用型钢或钢管或混凝土柱，顶部高出排水基层4顶面10～20cm，底部插入底基层1内部，在竖向补强墩19与竖向补强墩布设孔27的间隙设置浆液填充体一28；在竖向补强墩19的顶部设置横向连接筋25，底部设置浆液存放囊袋26；所述浆液存放囊袋26采用土工膜或橡胶片制成，通过囊袋紧固板32与竖向补强墩19连接牢固，并在竖向补强墩19的底部设置囊袋刺破锥33；所述变形协调板12底部采用钢板轧制而成，顶板连接隼29采用螺纹钢筋或角钢；顶板连接隼29与变形协调板12垂直焊接连接；在顶板连接隼29与连接板插入槽20间隙内填充浆液填充体二30。所述限位夹片15与接缝端板一8焊接连接；同一次张拉的张拉连接筋13相接的限位夹片15的限位方向相同；所述排水条带3设于隔水层2上部，沿板块横向布设，采用PVC排水板；所述变形协调板12采用钢板轧制而成，下表面与顶板连接隼29焊接连接。

优选地，

底基层1采用水泥稳定土材料，厚度为20cm；隔水层2采用土工膜材料，土工膜的厚度为2mm；排水条带3采用PVC排水板，宽度为0.5m，长度为9m；排水基层4采用大空隙混凝土，混凝土强度等级为C25；预制板段5的宽度为9m，长度为6m，厚度为30cm，采用强度等级为C35的混凝土浇筑；竖向排水管6采用直径为110mm的排水软管；现浇连接段7的宽度为9m，长度为0.5m，厚度为30cm，采用强度等级为C35的混凝土浇筑，其下部的下部连接平台17长度为0.5m，厚度为10cm；接缝端板一8和接缝端板二31均采用厚度为1cm的钢板轧制而成；接缝端板一8和接缝端板二31上的端板连接槽21的顶宽3cm、底宽6cm；接缝端板二31上的紧固螺栓布设槽22的宽度为8cm；挤压填充体9采用开级配沥青稳定碎石，公称粒径为20mm；限位连接隼10高度为100mm，采用直径为32mm的螺纹钢筋轧制而成；柔性接缝层11采用厚度为1cm的橡胶片切割而成；变形协调板12采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成，其宽度为9m，长度为1.2m；张拉连接筋13采用直径为22mm的螺纹钢筋；张拉连接筋穿过孔14的孔径为60mm；限位夹片15与张拉钢筋13相匹配，与接缝端板一8和接缝端板二31焊接连接；锁固螺栓16采用螺纹直径为20mm的螺栓；连接隼限位槽18的直径为50mm，深度为50mm；竖向补强墩19采用直径为110mm的钢管，长度为0.5m；连接板插入槽20的直径为50mm，深度为50mm；螺栓承压板23采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成，其尺寸为8cm×8cm；排水管插入孔24的直径为110mm；横向连接筋25采用直径为22mm的螺纹钢筋，长度为20cm，与竖向补强墩19焊接连接；浆液存放囊袋26采用橡胶膜袋，最大直径为120mm，高度为10cm；竖向补强墩布设孔27的孔径为120mm；液填充体一28和浆液填充体二30均采用水泥浆；顶板连接隼29高度为100mm，采用直径为32mm的螺纹钢筋轧制而成；囊袋紧固板32采用宽度为2cm的喉箍；囊袋刺破锥33的高度为4cm，采用厚度为1cm的钢板切割呈三角锥形。

本发明第二方面提供了一种组合拼装水泥混凝土路面结构的施工方法，包括以下施工步骤：

1)预制板段、接缝端板一、接缝端板二预制：在预制厂轧制接缝端板一8、接缝端板二31，并在预制端板上设置端板连接槽21，在锁固螺栓16部位的接缝端板一8上设置紧固螺栓布设槽22；先将接缝端板一8与预制板段(5)内的钢筋笼焊接连接，再以接缝端板一8为侧模，进行预制板段5混凝土浇筑施工；

2)底基层和排水基层施工：先进行底基层1的铺设施工，再沿底基层1上表面铺设隔水层2和排水条带3，并使排水条带3与道路走向垂直，并将竖向排水管6与排水条带3连接，然后铺设排水基层4；

3)竖向补强墩布设：自排水基层4上表面向下打设竖向补强墩布设孔27，并进行清孔施工，再将竖向补强墩19连同底部的浆液存放囊袋26一起插入竖向补强墩布设孔27内，并使竖向补强墩19的顶部伸出排水基层4顶面，挤压竖向补强墩19使浆液存放囊袋26破裂，在竖向补强墩19与竖向补强墩布设孔27的间隙内形成浆液填充体一28；

4)现浇连接段布设：分别以接缝端板一8和接缝端板二31为侧模，在排水基层4上表面浇筑现浇连接段7，同步在现浇连接段7的顶面预设连接板插入槽20，在下部连接平台17的上表面设置连接隼限位槽18和柔性接缝层11；

5)预制板段布设：先在现浇连接段7的下部连接平台17的外表面铺设柔性接缝层11，再采用起吊设备将预制板段5吊装至排水基层4上表面，并使竖向排水管6插入预制板段5内的排水管插入孔24内；

6)张拉连接筋设置：将张拉连接筋13依次穿过预制板段5和现浇连接段7的限位夹片15，随后在紧固螺栓布设槽22内布设螺栓承压板23，对张拉连接筋13施加张拉力，采用锁固螺栓16紧固；

7)变形协调板布设：先在预制板段5和现浇连接段7的连接板插入槽20内灌注浆液，再将变形协调板12下部的顶板连接隼插入连接板插入槽20内，在顶板连接隼与连接板插入槽20的间隙内形成浆液填充体二30。

优选地，所述浆液填充体一28和所述浆液填充体二30采用水泥浆液或化学浆液凝固形成。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，这些都是属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：在底基层(1)上铺设隔水层(2)、排水条带(3)和排水基层(4)，并使所述排水条带(3)与预制板段(5)内的竖向排水管(6)连通；在所述预制板段(5)与现浇连接段(7)的竖向接缝处设置接缝端板一(8)、接缝端板二(31)和挤压填充体(9)，下表面接缝处设置限位连接隼(10)和柔性接缝层(11)，上表面设置变形协调板(12)，中间穿设张拉连接筋(13)；所述预制板段(5)和所述现浇连接段(7)的张拉连接筋穿过孔(14)两端部设置限位夹片(15)，所述张拉连接筋(13)通过锁固螺栓(16)连接；所述现浇连接段(7)下部连接平台(17)的上表面设置连接隼限位槽(18)，底部与竖向补强墩(19)浇筑成一整体。

2.根据权利要求1所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述预制板段(5)和所述现浇连接段(7)均采用钢筋混凝土结构，上表面均设置连接板插入槽(20)，所述预制板段(5)在预制厂预制，现浇连接段(7)采用路段浇筑；所述接缝端板一(8)和所述接缝端板二(31)均采用钢板轧制而成，沿板块宽度方向通长布设或均匀间隔布设，在所述接缝端板一(8)和所述接缝端板二(31)上预设1～3条端板连接槽(21)，并使相邻所述接缝端板一(8)或所述接缝端板二(31)上的所述端板连接槽(21)的位置相对应。

3.根据权利要求2所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述现浇连接段(7)的两侧分别设置接缝端板一(8)和接缝端板二(31)，在预制板段(5)的两侧均设置接缝端板一(8)；所述端板连接槽(21)横断面呈梯形；在锁固螺栓(16)部位的接缝端板二(31)上设置紧固螺栓布设槽(22)和螺栓承压板(23)；在预制板段(5)内部预设竖向的排水管插入孔(24)。

4.根据权利要求1所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述挤压填充体(9)采用混凝土材料或沥青混合料或散体材料。

5.根据权利要求1所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述竖向补强墩(19)采用型钢或钢管或混凝土柱，顶部高出排水基层(4)顶面10～20cm，底部插入底基层(1)内部，在竖向补强墩(19)与竖向补强墩布设孔(27)的间隙设置浆液填充体一(28)；在竖向补强墩(19)的顶部设置横向连接筋(25)，底部设置浆液存放囊袋(26)；所述浆液存放囊袋(26)采用土工膜或橡胶片制成，通过囊袋紧固板(32)与竖向补强墩(19)连接牢固，并在竖向补强墩(19)的底部设置囊袋刺破锥(33)。

6.根据权利要求1所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述变形协调板(12)底部采用钢板轧制而成，顶板连接隼(29)采用螺纹钢筋或角钢；顶板连接隼(29)与变形协调板(12)垂直焊接连接；在顶板连接隼(29)与连接板插入槽(20)间隙内填充浆液填充体二(30)。

7.根据权利要求1所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述限位夹片(15)与接缝端板一(8)焊接连接；同一次张拉的张拉连接筋(13)相接的限位夹片(15)的限位方向相同。

8.根据权利要求1所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构，其特征在于：所述排水条带(3)设于隔水层(2)上部，沿板块横向布设，采用PVC排水板；所述变形协调板(12)采用钢板轧制而成，下表面与顶板连接隼(29)焊接连接。

9.一种组合拼装水泥混凝土路面结构的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

1)预制板段、接缝端板一、接缝端板二预制：在预制厂轧制接缝端板一(8)、接缝端板二(31)，并在预制端板上设置端板连接槽(21)，在锁固螺栓(16)部位的接缝端板一(8)上设置紧固螺栓布设槽(22)；先将接缝端板一(8)与预制板段(5)内的钢筋笼焊接连接，再以接缝端板一(8)为侧模，进行预制板段(5)混凝土浇筑施工；

2)底基层和排水基层施工：先进行底基层(1)的铺设施工，再沿底基层(1)上表面铺设隔水层(2)和排水条带(3)，并使排水条带(3)与道路走向垂直，并将竖向排水管(6)与排水条带(3)连接，然后铺设排水基层(4)；

3)竖向补强墩布设：自排水基层(4)上表面向下打设竖向补强墩布设孔(27)，并进行清孔施工，再将竖向补强墩(19)连同底部的浆液存放囊袋(26)一起插入竖向补强墩布设孔(27)内，并使竖向补强墩(19)的顶部伸出排水基层(4)顶面，挤压竖向补强墩(19)使浆液存放囊袋(26)破裂，在竖向补强墩(19)与竖向补强墩布设孔(27)的间隙内形成浆液填充体一(28)；

4)现浇连接段布设：分别以接缝端板一(8)和接缝端板二(31)为侧模，在排水基层(4)上表面浇筑现浇连接段(7)，同步在现浇连接段(7)的顶面预设连接板插入槽(20)，在下部连接平台(17)的上表面设置连接隼限位槽(18)和柔性接缝层(11)；

5)预制板段布设：先在现浇连接段(7)的下部连接平台(17)的外表面铺设柔性接缝层(11)，再采用起吊设备将预制板段(5)吊装至排水基层(4)上表面，并使竖向排水管(6)插入预制板段(5)内的排水管插入孔(24)内；

6)张拉连接筋设置：将张拉连接筋(13)依次穿过预制板段(5)和现浇连接段(7)的限位夹片(15)，随后在紧固螺栓布设槽(22)内布设螺栓承压板(23)，对张拉连接筋(13)施加张拉力，采用锁固螺栓(16)紧固；

7)变形协调板布设：先在预制板段(5)和现浇连接段(7)的连接板插入槽(20)内灌注浆液，再将变形协调板(12)下部的顶板连接隼插入连接板插入槽(20)内，在顶板连接隼与连接板插入槽(20)的间隙内形成浆液填充体二(30)。

10.根据权利要求9所述的一种组合拼装水泥混凝土路面结构的施工方法，其特征在于：所述浆液填充体一(28)和所述浆液填充体二(30)采用水泥浆液或化学浆液凝固形成。

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