CN110485238A - 一种装配式透水人行道混凝土板 - Google Patents

一种装配式透水人行道混凝土板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于所述装配式透水人行道混凝土板包括钢筋混凝土田字格框架,以及位于钢筋混凝土田字格框架上方的透水混凝土面层,所述装配式透水人行道混凝土板由工厂预制式模具施工制作,采用预先制作的模具成型浇注而成,所述装配式透水人行道混凝土板内设置有吊装孔。本发明的装配式透水人行道混凝土板可制作成较现有铺面砖更大的尺寸,可改善现行人行道面砖铺装抗滑性和平整度不足,达到雨水及时渗透、行走舒适和面板耐久性强的目的,且施工中铺装过程迅速,基层面层均无需养生时间,施工完成随即开放交通。

Description

一种装配式透水人行道混凝土板
技术领域
本发明涉及一种装配式透水人行道混凝土板及其制作方法,属于道路工程技术领域。
背景技术
随着城镇化发展,大量道路建设项目位于人口密集、交通繁忙的区域,目前道路面层、基层施工皆为现场摊铺施工,施工、养护周期较长,使施工期间周边道路的交通压力骤增,并对周围环境产生较大影响,包括扬尘和噪声问题。同时,在庞大的公路和城市道路中,每年大量的道路需要维修、加固或拓宽,这会给日常交通带来极大不便,断交、绕道不但会造成交通混乱,而且还会造成用户延误时间和不必要的燃料消耗。因此,新建、改建和扩建道路工程中,要求保证质量的前提下尽量缩短工期,最小限度的干扰交通。
装配式技术具有构件标准化、现场施工时间短、环境影响小的特性,在建筑、桥梁、隧道等工程中已推广应用。采用工厂预制、现场安装的大尺寸预制件人行道铺装技术受到日益关注,其具有施工过程快捷,环境扰动小,工程质量易于控制,耐久性较小尺寸砖更优等特点。预制装配式技术在车行道上面已有一些研究和应用,但在复杂的人行道的铺装研究较少。由于需保证行走舒适性,人行道的预装配式技术需考虑抗滑和透水效果,因此采用预制透水混凝土是权衡最佳的选择。
发明内容
本发明为实现人行道铺装的快速化和海绵化,本发明的目的是提供一种装配式透水人行道混凝土板,可以使得在工期要求较紧张或是对环境扰动要求较小情况下,进行快速化施工,在使用过程中,雨水透过可装配式透水人行道混凝土板下渗入砂碎石垫层汇集到水管中,做到中、小雨量的情况下人行道道面无积水。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于所述装配式透水人行道混凝土板包括钢筋混凝土田字格框架,以及位于钢筋混凝土田字格框架上方的透水混凝土面层,所述装配式透水人行道混凝土板由工厂预制式模具施工制作,采用预先制作的模具成型浇注而成,所述装配式透水人行道混凝土板内设置有吊装孔。
进一步地,钢筋混凝土的田字格框架部分的材料要求如下:饱和抗压强度≥40MPa,饱和抗折强度≥2.5MPa;钢筋达HRB400级;钢筋抵抗吊装时的拉应力,钢筋埋至普通混凝土底面以上3-5cm处;透水混凝土面层的厚度≥5cm。
进一步地,透水混凝土面层与钢筋混凝土的材料有渐变过渡段,所述渐变过渡段浸润有聚苯基硫醚树脂乳液;以使得透水混凝土与钢筋混凝土之间充分融合,再生集料和普通集料之间提前释放收缩应力。
进一步的,渐变过渡段厚度为1-2cm,可根据实际情况调整,不做硬性设置。
进一步的,透水混凝土部分选用30-50%的再生集料,其再生集料的针片状颗粒含量<8%,压碎值<25%,洛杉矶磨耗损失<25%。除去再生集料之外的其他材料性能均应满足《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135-2009)的要求。
进一步地,聚苯基硫醚树脂的主要成分为聚苯基硫醚,其纯度在60%以上,其杂质根据合成工艺的不同包含但不限于聚醚醚酮(PEEK),聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI),聚苯基硫醚树脂的密度为1.0-1.4g/cm3
上述聚苯基硫醚树脂的主要成分为聚苯基硫醚,其分子结构式为:
进一步地,吊装孔采用预埋在钢筋混凝土田字格框架内的M12螺纹套筒,螺纹套筒下部与受力钢筋连接,顶部低于透水混凝土面层顶面8~12mm,先用胶塞封堵螺纹套筒,然后灌注沥青层,最后用透水混凝土填平。
进一步地,若干块装配式透水人行道混凝土板依次拼合形成人行道,两块装配式透水人行道混凝土板之间设有纵向拼缝,在纵向拼缝内灌砂、或热沥青或是贴灌柔性材料。
进一步地,在人行道的曲线段,装配式透水人行道混凝土板在平面上设置成梯形。
进一步地,装配式透水人行道混凝土板的两侧预留空间,用侧石和用鹅卵石带填补。
进一步地,用鹅卵石带填补时,选用2-4cm直径的鹅卵石,并嵌入至砂浆中,鹅卵石部分裸露。
本发明的一种装配式透水人行道混凝土板的制作方法,其特征在于所述方法包括:
A、制作模具,所述模具上部为板型空腔,底部设有田字格凹陷部;
B、在模具底部田字格凹陷部内受力钢筋,然后浇筑混凝土至田字格凹陷部的顶部;
C、在浇注钢筋混凝土完成后的表面,喷洒0.1L/㎡的聚苯基硫醚树脂乳液;
D、在步骤C完成3-5min浇注透水混凝土0.5-1cm;
E、立即在0.5-1cm厚的浇注透水混凝土面上喷洒0.1L/㎡的聚苯基硫醚树脂乳液;
F、在模具内完成后续透水混凝土的浇筑。
进一步,聚苯基硫醚树脂乳液的制作方法为:1、常温为固态的聚苯基硫醚树脂制备成0.6mm以下的粉砂;2、选用常用的阳离子或阴离子表面活性类型乳化剂;3、将聚苯基硫醚树脂粉砂与乳化剂共同置入胶体磨,胶体磨仓温度控制在70-80℃,研磨之后的乳液出料温度60-80℃。
进一步地,聚苯基硫醚树脂乳液的乳化剂掺量在1-5%(优选为阳离子乳化剂4%,阴离子乳化剂5%),聚苯基硫醚树脂含量为2-17%(优选为11%),其余为水。
进一步地,成型初凝后的整体的厚度偏差为±3mm之间,表面平整度≤5mm(3米直尺法)。预制混凝土板的盲道采用压痕凸出和凹下处理,倒盲条凸起5mm;盲道在面板上的设置位置应满足无障碍设计规范(GB50763-2012)要求;在定制模具时,应定制专属的盖板实现压痕的处理。预制混凝土板整体的透水系数为0.1-0.2mm/s,采用GB/T 25993-2010透水系数测试方法。
进一步地,所述模具上部为板型空腔顶部设有用作形成吊装孔的结构,步骤B中,将螺纹套筒底部埋入模具底部田字格凹陷部内与吊装孔想对应的位置,螺纹套筒下部与受力钢筋连接,顶部低于模具顶部10mm,步骤F中,后续透水混凝土浇筑完成后,去除模具,用胶塞封堵螺纹套筒,然后灌注沥青层,最后用预制的透水混凝土填平。
后期更换时,将吊装孔处的封堵拔除,进行吊装更换。在吊装完成后,留出纵向拼缝10mm,在纵向拼缝内灌砂、或热沥青或是贴灌封贴等柔性材料。
进一步的,在人行道的曲线段,根据转弯半径计算出转弯的合计角度和板块的上下边长度,板块的平面设置成梯形,以实现转向,铺装时装配式透水人行道混凝土板的两侧预留足够空间,使得装配式透水人行道混凝土板能够平稳的放置至找平层,后续按照侧石和用鹅卵石带填补空余。鹅卵石带选用2-4cm直径的鹅卵石,并嵌入至砂浆中,鹅卵石部分裸露。
本发明的优点在于此混凝土板可制作成较现有铺面砖更大的尺寸,可改善现行人行道面砖铺装抗滑性和平整度不足,达到雨水及时渗透、行走舒适和面板耐久性强的目的,且施工中铺装过程迅速,基层面层均无需养生时间,施工完成随即开放交通。本发明的装配式透水人行道混凝土板提高了普通透水砖人行道面的力学性能、平整度,最大程度减少了接缝,提高了行走舒适性;采用预制方法将大量需要养生的阶段转移至工厂完成,极大程度的缩短了工期和保证了混凝土的质量。本发明装配式透水人行道混凝土板及其铺装结构另具渗排性能显著,抗滑效果优、耐久性好的特征,可缓解中小雨情况下人行道湿滑的现状,可用于所有等级道路的人行道及广场、公园道路。
附图说明
图1是本发明设计装配式透水人行道混凝土板立体图;
图2是本发明设计装配式透水人行道混凝土板平面图;
图3是本发明设计装配式透水人行道混凝土板配筋;
图4是本发明设计配筋立面图;
图5是本发明设计装配式透水人行道混凝土转向板(例,3×2米梯形板,实现2°转向);
图6是本发明设计装配式透水混凝土人行道面结构图;
图7是本发明设计装配式透水混凝土人行道缓冲鹅卵石带。
具体实施方式
如图1所示的立体板体,包括三个部分:钢筋混凝土田字格框架1;透水混凝土面层2;(3)吊装孔3;预制透水混凝土板的整体为工厂预制式模具施工制作的水泥混凝土,采用预先制作的模具成型浇注。钢筋混凝土田字格框架1内预埋有纵向钢筋4和横向钢筋5,钢筋混凝土田字格框架1的材料要求如下:饱和抗压强度≥40MPa,饱和抗折强度≥2.5MPa;钢筋达HRB400级;钢筋抵抗吊装时的拉应力,钢筋埋至混凝土底面以上3-5cm处,钢筋一般采用Φ14钢筋。其中透水混凝土面层的厚度≥5cm;透水混凝土面层与钢筋混凝土田字格框架之间有过渡段;过渡段1-2cm均可,可根据实际情况调整,不做硬性设置。所述过渡段设置在透水混凝土面层底部,所述过渡段包括铺设在钢筋混凝土田字格框架上的第一聚苯基硫醚树脂乳液层,铺设在第一聚苯基硫醚树脂乳液层上的透水混凝土过渡层,以及铺设在透水混凝土过渡层上的第二聚苯基硫醚树脂乳液层,第二聚苯基硫醚树脂乳液层上铺设透水混凝土面层主体。
透水混凝土部分选用30-50%的再生集料,其再生集料的针片状颗粒含量<8%,压碎值<25%,洛杉矶磨耗损失<25%。除去再生集料之外的其他材料性能均应满足《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135-2009)的要求。
成型初凝后的整体的厚度偏差为±3mm之间,表面平整度≤5mm(3米直尺法)。预制混凝土板的盲道采用压痕凸出和凹下处理,倒盲条凸起5mm;盲道在面板上的设置位置应满足无障碍设计规范(GB50763-2012)要求;在定制模具时,应定制专属的盖板实现压痕的处理。预制混凝土板整体的透水系数为0.1-0.2mm/s,采用GB/T 25993-2010透水系数测试方法。
吊装孔采用M12螺纹套筒,螺纹套筒下部与钢筋混凝土田字格框架1内部受力钢筋连接,顶部低于普通混凝土面层10mm,吊装孔处先用胶塞封堵螺纹套筒,然后灌注约10mm厚的沥青层,最后用预制的透水混凝土填平,后期更换时,将吊装孔处的封堵拔除,进行吊装更换。如图6所示,在地基上铺设级配碎石垫层6(含细石找平层),级配碎石垫层底部设软式透水管8,然后将本发明装配式透水人行道混凝土板7吊装到级配碎石垫层上方,且在吊装完成后,留出纵向拼缝10mm,在纵向拼缝内灌砂、或热沥青或是贴灌封贴等柔性材料。
在人行道的曲线段,根据转弯半径计算出转弯的合计角度和板块的上下边长度,板块的平面设置成梯形,如图5所示,案例中2米×3米的单块块可实现2°的转向。装配式透水人行道混凝土板的两侧预留足够的空间,使得装配式透水人行道混凝土板能够平稳的放置至找平层,后续按照侧石和用鹅卵石带填补空余不规则的单侧部分,如图7所示。选用2-4cm直径的鹅卵石11,并嵌入至砂浆10中,鹅卵石部分裸露。图中9为地基土层。
本发明的优点在于此混凝土板可制作成较现有铺面砖更大的尺寸,可改善现行人行道面砖铺装抗滑性和平整度不足,达到雨水及时渗透、行走舒适和面板耐久性强的目的,且施工中铺装过程迅速,基层面层均无需养生时间,施工完成随即开放交通。本发明通过采用装配式透水人行道混凝土板及其铺装结构,提高了普通透水砖人行道面的力学性能、平整度,最大程度减少了接缝,提高了行走舒适性;采用预制方法将大量需要养生的阶段转移至工厂完成,极大程度的缩短了工期和保证了混凝土的质量。本发明装配式透水人行道混凝土板及其铺装结构另具渗排性能显著,抗滑效果优、耐久性好的特征,可缓解中小雨情况下人行道湿滑的现状。可用于所有等级道路的人行道及广场、公园道路。
实施例1
某条市政道路,双向人行道,原人行道需进行改造,其中净宽度为3.2米宽的人行道采用2米宽和3米长的本发明装配式透水人行道混凝土板及其结构进行铺装。
钢筋混凝土的饱和抗压强度为48MPa,饱和抗折强度为2.8MPa;钢筋为HRB400级;钢筋抵抗吊装时的拉应力,钢筋埋至普通混凝土底面以上3cm处;其中透水混凝土部分的厚度≥5cm;透水混凝土与钢筋混凝土的材料有渐变重叠过度区域2cm。预制混凝土板整体的透水系数为0.2mm/s。吊点采用M12螺纹套筒,且在吊装完成后,留出纵向拼缝10mm,在纵向拼缝内灌砂处理。其他步骤不做具体限定。
实施例2
某条市政道路,双向人行道,原人行道需进行改造,其中净宽度为2.1米宽的人行道采用1.3米宽和2米长的本发明装配式透水人行道混凝土板及其结构进行铺装。
钢筋混凝土的饱和抗压强度为48MPa,饱和抗折强度为2.8MPa;钢筋为HRB400级;钢筋抵抗吊装时的拉应力,钢筋埋至普通混凝土底面以上3cm处;其中透水混凝土部分的厚度≥5cm;透水混凝土与钢筋混凝土的材料有渐变重叠过度区域2cm。预制混凝土板整体的透水系数为0.15mm/s。吊点采用M12螺纹套筒,且在吊装完成后,留出纵向拼缝10mm,在纵向拼缝内灌砂处理。其他步骤不做具体限定。
对比例
某条市政道路,双向人行道,原人行道需进行改造,其中净宽度为2.1米宽的人行道的部分路段采用6cm厚同质砖进行铺装。找平层采用3cm中粗砂,基层分别采用水泥稳定碎石和级配碎石。
依次对实施例1、2和对比例的平整度、抗折强度、抗压强度和施工速度检测和评价。
技术方案 平整度 抗折强度 抗压强度 施工速度
实施例1 2mm 2.8MPa 48MPa 2d/500m
实施例2 3mm 2.8MPa 48MPa 2d/500m
对比例 8mm 0.4MPa 15MPa 27d/500m
从检验结果可以看出,本发明所展示的装配式透水人行道混凝土板及其铺装结构具有平整度高、力学性能优和施工快速的优势。
本发明通过采用装配式透水人行道混凝土板及其铺装结构,提高了普通透水砖人行道面的力学性能、平整度,最大程度减少了接缝,提高了行走舒适性;采用预制方法将大量需要养生的阶段转移至工厂完成,极大程度的缩短了工期和保证了混凝土的质量。本发明装配式透水人行道混凝土板及其铺装结构另具渗排性能显著,抗滑效果优、耐久性好的特征,可缓解中小雨情况下人行道湿滑的现状。可用于所有等级道路的人行道及广场、公园道路。

Claims (7)

1.一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于所述装配式透水人行道混凝土板包括钢筋混凝土田字格框架,以及位于钢筋混凝土田字格框架上方的透水混凝土面层,所述装配式透水人行道混凝土板由工厂预制式模具施工制作,采用预先制作的模具成型整体浇注而成,所述装配式透水人行道混凝土板内设置有吊装孔。
2.根据权利要求1所述的一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于:钢筋混凝土的田字格框架部分的材料要求如下:饱和抗压强度≥40MPa,饱和抗折强度≥2.5MPa;钢筋达HRB400级;钢筋抵抗吊装时的拉应力,钢筋埋至普通混凝土底面以上3-5cm处;透水混凝土面层的厚度≥5cm。
3.根据权利要求1所述的一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于:透水混凝土面层与钢筋混凝土的材料有渐变过渡段,所述渐变过渡段浸润有聚苯基硫醚树脂乳液;以使得透水混凝土与钢筋混凝土之间充分融合,再生集料和普通集料之间提前释放收缩应力。
4.根据权利要求1所述的一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于:聚苯基硫醚树脂乳液由聚苯基硫醚树脂和乳化剂制作而成,聚苯基硫醚树脂中聚苯基硫醚的纯度在60%以上,其杂质包含但不限于聚醚醚酮,聚砜,聚酰亚胺,聚苯基硫醚树脂的密度为1.0-1.4g/cm³。
5.根据权利要求1所述的一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于:吊装孔采用预埋在钢筋混凝土田字格框架内的M12螺纹套筒,螺纹套筒下部与受力钢筋连接,顶部低于透水混凝土面层顶面8~12mm,先用胶塞封堵螺纹套筒,然后灌注沥青层,最后用透水混凝土填平。
6.根据权利要求1所述一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于:若干块装配式透水人行道混凝土板依次拼合形成人行道,两块装配式透水人行道混凝土板之间设有纵向拼缝,在纵向拼缝内灌砂、或热沥青或是贴灌柔性材料。
7.根据权利要求6所述一种装配式透水人行道混凝土板,其特征在于:在人行道的曲线段,装配式透水人行道混凝土板在平面上设置成梯形。
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