CN110863405A - 一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构及施工方法 - Google Patents

一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式光伏发电‑高性能混凝土路面结构及施工方法,旨在通过工厂提前预制光伏板与ECC组合的路面板块单元然后采用现场装配的方法,改善光伏发电公路的路面结构层应力分布,提高光伏发电公路施工速度,提升光伏发电公路施工质量,降低后期光伏发电公路路面结构层的维修养护难度和产生的相关费用,并且通过设计透水基层降低水对路面结构的损害,提高光伏发电公路的使用寿命。此外该发明也利于光伏发电公路技术的进一步推广使用。

Description

一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构及施工方法
技术领域
本发明涉及一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构及施工方法。
背景技术
承载式光伏发电公路在世界上已经有一定的成功应用,实现了并网发电,取得一定的经济效益。但是光伏发电公路的发展中还存在一些问题,在路面组合结构设计和施工方法等方面都有待进一步完善。
首先,光伏发电公路在建设期由于施工工艺及施工机械的不完善,目前主要采取人工铺设光伏板的方法,现场埋设光伏板必要的元器件并且单块板之间要进行复杂的线路连接。然而单块光伏板相对于路面结构来说尺寸较小,导致施工过程中工作量十分巨大,施工速率低下、施工质量较难控制等。
其次,光伏板内部为了保护太阳能电池片不在荷载作用下发生损坏,采用了刚度较大的材料(如钢化玻璃、亚克力板等)作为保护层,因此光伏板受力变形与现有的路面结构层不能完美匹配,易在光伏板上产生较大的应力集中现象或者改变了路面结构的应力分布,而引起路面结构破坏。
再者,随着国民经济的高速发展,公路中重载交通的比例逐年快速增加,并且超载严重且目前无法完全避免该现象,导致现有的刚性路面承载能力与实际交通量不匹配,容易造成路面断板、沉陷、错台、碎裂、拱起等病害,降低公路的服务水平和使用寿命。
此外,光伏发电路面结构容易受到水损坏的困扰。一方面,我国刚性路面在混凝土面板设计中需要设置缩缝、胀缝以及施工缝等必要的裂缝,这为水进入基层提供通道。水不断冲刷基层材料造成面板脱空最终导致面板的断裂,减少路面的使用寿命。另一方面,水如果不能及时排出路面结构长时间积攒在光伏路表面会对光伏板内的元器件产生不利影响,加速光伏板内相关元器件的老化,不仅会减少光伏板的使用寿命并且为后期的路面结构维修和养护带来困难。
发明内容
本发明的目的是针对现有光伏发电公路存在施工过程中工作量大、效率低、难度大、质量难以控制及后期维修养护困难,路面结构层弹性模量相差较大、受力不合理,路面重载交通量大且超载现象严重、水损害造成路面结构使用寿命降低等不足,并在对路面结构组合设计优化的基础上,提出一种装配式光伏发电- 高性能混凝土路面结构及施工方法。旨在通过工厂提前预制光伏板与高性能混凝土ECC组合的路面板块单元然后采用现场装配的方式,改善光伏发电公路的路面结构层应力分布,提高光伏发电公路施工速度,提升光伏发电公路施工质量,降低后期光伏发电公路路面结构层的维修养护难度和产生的相关费用,同时充分利用和发挥高性能混凝土ECC的多裂缝开裂和应变硬化特性,提高路面的承载能力,并且通过设计透水基层降低水对路面结构的损害,提高光伏发电公路的使用寿命。此外该发明也利于光伏发电公路技术的进一步推广使用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
第一方面,本发明公开了一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,至少包括从下到上依次设置路基、基层、光伏发电功能面层;
所述的路基顶面铺设防水层;
所述的基层为透水水泥混凝土层;
所述的光伏发电功能面层包括多个预制板块单元,每个所述的预制板块单元包括多个光伏板及一个ECC板;所述的多块光伏板串并联在一起后,位于ECC板顶部且光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结在一起,形成一个整体;在所述的 ECC板内部设置构造钢筋,在ECC板内预留有用于安装光伏板的必要元器件接线盒和光伏板线路的安装槽;在相邻的光伏板之间以及相邻的预制板块单元设置温度缝,所述的温度缝用弹性材料填充。
作为进一步的技术方案,在所述的ECC板上预留管线沟,所述的管线沟位于光伏板之间,其内部用于放置用来保护线路的套管。
作为进一步的技术方案,在所述的ECC板上预留有矩形凹槽,用于埋设光伏板的必要元器件接线盒。
作为进一步的技术方案,所述的构造钢筋包括纵向构造钢筋和横向构造钢筋,用于装配施工中保护预制的板块单元不发生损坏;在横向钢筋位置处提前预埋用于吊装用的组件。
作为进一步的技术方案,所述的光伏板底面设置电热丝,电热丝的接电端口密封于光伏板的侧边位置;当需要更换路面铺设的光伏板时,取出电热丝的接电端口,接通电源,进行光伏底板位置处的加热,从而使得光伏板和ECC板之间的粘结材料发生软化、降低其粘结强度,更方便快捷的将光伏板从路面拆除,对已有的路面结构损伤最小化。
作为进一步的技术方案,在路基顶面铺设防水土工膜或者采取粘土封层的方法,来避免水进入路基内部导致路基材料的性能降低从而发生破坏。
作为进一步的技术方案,所述基层为透水水泥混凝土层,可设置一层或两层,当基层较厚时分两层施工时,第一层的孔隙率应大于第二层空隙率,其中第一层设计孔隙率为20%-30%,第二层设计孔隙率为10%-15%。
作为进一步的技术方案,所述的基层内要横向间隔设定距离布置纵向排水渗沟,排水渗沟用混凝土预制成型,内部充填大粒径碎石;并且纵向间隔设定的距离布置横向排水管;路面面层下渗的自由水可以通过排水渗沟汇集起来,通过横向的排水管集中引出至路基边坡然后进行组织排水,以最大限度地减小水损害对路面结构造成的不利影响。
作为进一步的技术方案,当处于土质不良、路基过湿等不利条件时,可在路基上设置垫层;垫层可采级配碎石或沙砾制成;
作为进一步的技术方案,所述基层下方设置底基层,底基层可采用无机稳定土、级配碎石或沥青混合料制成。
第二方面,本发明还提供了一种基于上述装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构的施工方法,包括以下步骤:
步骤1预制板块单元的预制;
步骤2.根据路面结构设计,在拟建道路上铺筑路基。
步骤3.根据道路设计要求选择基层为透水水泥混凝土层并进行铺筑及养护,透水混凝土层施工时设置纵向集水渗沟以及横向排水管;
步骤4.透水水泥混凝土层施工结束后,对透水混凝土层表面进行找平,之后在其表面均匀的涂抹薄薄一层粘结剂,利用吊车配合其他的施工机械将预制的板块单元运至现场进行安装工作;
步骤5.相邻板块单元采用齐口搭接的形式,并通过粘结剂与水泥混凝土面层粘结成为一个整体共同承担荷载;相邻的板块单元之间预留温度缝用于消散温度产生的变形,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
作为进一步的技术方案,步骤1的具体过程如下:
1-1预制ECC板的模板,在布置接线盒的位置处通过矩形垫块来实现矩形凹槽的预留;按照设计布置纵向构造钢筋和横向构造钢筋,纵向构造钢筋位于横向构造钢筋之上,并在接触的位置绑扎在一起;在横筋的端部焊接已经连接好的吊装组件;
1.2按照设定的配比称量各种材料,然后拌和均匀;待到减水剂充分发挥功效后并且浆体的流动性能较好时,逐渐加入PVA纤维;
1.3材料搅拌均匀后,将ECC浇筑在提前准备好的模板中,浇筑完成后,对试件的上表面进行压平处理,以保证试件顶面的平整度;
1.4带模具的试件达到规定的使用要求时,进行脱模,得到ECC板;
1.5在ECC板上安装光伏板以及光伏板接线盒,在接线盒与光伏板连接好后,将接线盒通过粘结材料安装在ECC板的矩形凹槽内并将矩形凹槽填充满;然后用粘结材料将光伏材料完全粘结在ECC板上,保证光伏板下部没有脱空现象发生从而影响其受力。相邻光伏板安装时预留温度缝,温度缝采用防水并且弹性较好的材料填充密实;
1.6按照电路设计将数块光伏板的接线盒连接起来并将连接的线用保护套管包裹在其外侧;然后将保护套管埋设在管线沟内,管线沟内采用强度高,防水性能好的材料填充至与光伏板齐平。
本发明的有益效果如下:
1.本发明采用的高性能混凝土—ECC的力学性能、耐久性能、抗变形能力均优于常见水泥混凝土或沥青混凝土等路用材料,可以提高路面的结构承载能力,减小路面结构的厚度,为光伏板提供可靠且又稳定的支撑,从而提高光伏发电公路的服务水平和使用寿命。
2.本发明通过工厂预制板块单元,将光伏板预先安装到ECC板上,完成接线盒安装和线路连接,与现有的光伏路面施工工艺相比,不仅能够提高道路的施工效率和施工质量,还可以实现大面积机械化施工,节约人力与时间,提高经济性。
3.通过在ECC层中设置接线盒并完成光伏板的线路连接,不仅在铺设的时候更加快速,同时能够对光伏板的组件起到更好的保护作用,使其远离荷载与水的作用,提高发电组件的使用寿命。
4.装配式ECC光伏路面的板块单元的大小或者形状可根据不同道路进行设计,使其广泛的适用于所有形态的公路,具有普遍适用性。
5.基层采用透水水泥混凝土,使路面结构层的受力更为合理,降低各结构层的应力值,同时透水混凝土能够快速排出路表的下渗水,最大可能的减小了水对于面层和基层的损坏,提升道路的使用寿命。
6.当路面某一光伏板或者板块单元发生损坏需要维修时,只需拆除破损板吊装运走,重新铺装新的板块并与其它模块接线连接即可,可以实现道路的快速修补,缩短封闭交通的花间,降低路面维修养护的难度,提高道路的通行能力和经济性。
7、路面结构的面层由预制单元板块装配组成,预制单元板块可在工厂提前完成,因此对于新建公路,较传统路面施工方法而言,不用现场修筑路面面层,因此可以提高其施工效率,加快施工进度,尽早开放交通。
8.由于该路面结构中,光伏发电功能层直接作为面层,厚度比较厚,因此光伏板底面设置电热丝,电热丝的接电端口密封于光伏板的侧边位置;当需要更换路面铺设的光伏板时,取出电热丝的接电端口,接通电源,进行光伏底板位置处的加热,从而使得光伏板和ECC板之间的粘结材料发生软化、降低其粘结强度,更方便快捷的将光伏板从路面拆除,对已有的路面结构损伤最小化。附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1是光伏发电公路单车道横断面图;
图2是预制的板块单元;
图3是带孔圆形保护套管;
图4预制板块单元俯视图;
图5板块单元齐口设计的图;
图6ECC板构造钢筋及吊装组件示意图;
图7吊装组件示意图;
图中各标号表示:1光伏板、2ECC层、3透水水泥混凝土层、4路基、5管线沟、6带孔圆形保护套管、7纵向排水渗沟、8横向排水管、9矩形凹槽、10 纵向构造钢筋、11、横向构造钢筋、12吊装组件、13螺钉、14螺帽。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
正如背景技术部分所介绍的,光伏发电公路在建设期由于施工工艺及施工机械的不完善,目前主要采取人工铺设光伏板的方法,现场埋设光伏板必要的元器件并且单块板之间要进行复杂的线路连接。然而单块光伏板相对于路面结构来说尺寸较小,导致施工过程中工作量十分巨大,施工速率低下、施工质量较难控制等。这一问题可以通过采用工厂预制板块单元的方式,提前将多块光伏板安装在大的板块中,并提前对线路进行连接,然后进行现场吊装施工能够减少现场工作量,提高施工速度和施工质量。
其次,光伏板内部为了保护太阳能电池片不在荷载作用下发生损坏,采用了刚度较大的材料(如钢化玻璃、亚克力板等)作为保护层,因此光伏板受力变形与现有的路面结构层不能完美匹配,易在光伏板上产生较大的应力集中现象或者改变了路面结构的应力分布,从而引起路面结构破坏。而超高韧性水泥基复合材料(Engineered CementitiousComposites-ECC)是一种高性能混凝土,其弹性模量与光伏板的模量较为接近(ECC模量20MPa,光伏板10-15MPa),所以ECC 用于光伏发电公路后,路面结构能够协同变形,结构层的应力分布也会更为合理。
再者,随着国民经济的高速发展,公路中重载交通的比例逐年快速增加,并且超载严重且目前无法完全避免该现象,导致现有的刚性路面承载能力与实际交通量不匹配,容易造成路面断板、沉陷、错台、碎裂、拱起等病害,降低公路的服务水平和使用寿命。通过使用高性能混凝土ECC作为路面结构层材料,使其成为光伏发电路面结构的主要承力层,来承担路面的车辆荷载产生的压应力和弯曲拉应力。ECC可以将传统水泥基材料在弯拉荷载下单一裂纹的宏观开裂模式转化为多条细密裂纹的微观开裂模式,具有良好的裂缝控制能力以及耐久性,从而能够提高道路的承载能力和使用寿命。此外,光伏发电路面结构容易受到水损坏的困扰。一方面,我国刚性路面在混凝土面板设计中需要设置缩缝、胀缝以及施工缝等必要的裂缝,这为水进入基层提供通道。水不断冲刷基层材料造成面板脱空最终导致面板的断裂,减少路面的使用寿命。另一方面,水如果不能及时排出路面结构长时间积攒在光伏路表面会对光伏板内地元器件产生不利影响,加速光伏板内相关元器件的老化,不仅会减少光伏板的使用寿命并且为后期的路面结构维修和养护带来困难。可以通过透水基层来解决水损坏,将基层设计为不同空隙率的透水混凝土,并且设置合理的集水沟和排水管,能将由面层深入基层中的水及时有效的排出,这对于光伏发电路面结构解决水损坏具有重要意义。
基于上述问题,本发明的实施例中,提出了一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,至少包括从下到上依次设置路基、基层、光伏发电功能面层。光伏发电路面单车道横断面图见图1所示。
路基4可为符合我国《公路路基设计》(JDGD30)规定的土路基,路基应稳定、密实、均质,能够对路面结构提供均匀的支撑;其各项技术指标应符合我国《公路路基施工技术规范》(JTJF10)规定。在路基顶面铺设防水土工膜或者采取粘土封层的方法,来避免水进入路基内部导致路基材料的性能降低从而发生破坏。
基层3为透水水泥混凝土层,要具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。其一般的设计厚度为15-50cm。透水混凝层根据公路等级或交通量的需要,可设置一层或两层,所述透水混凝土层所用的材料的选取及其技术指标应符合我国相关规范规定。当基层较厚时分两层施工时,第一层的孔隙率应大于第二层空隙率,其中优选的第一层设计孔隙率为20%-30%,第二层设计孔隙率为10%-15%。当公路等级较高或者交通量大时选区参数下限,反之取其上限。第一层采取大的孔隙率可以加快路表下渗水进入基层中,从而最大程度的降低对面层中的光伏板及其元器件性能的影响。下层采取小的孔隙率能减小进行路基中的自由水,降低路基的水损坏。
此外基层内要横向间隔一定的距离布置纵向排水渗沟7,间隔距离可以选择 5-10m;排水渗沟用混凝土预制成型,内部充填大粒径碎石。并且纵向间隔一定的距离布置横向排水管8,排水管用圆形管并且管口用铁网封住防止堵塞失去功能,纵向间隔距离可以选择50-100m。路面面层下渗的自由水可以通过排水渗沟汇集起来,通过横向的排水管集中引出至路基边坡然后进行组织排水,以最大限度地减小水损害对路面结构造成的不利影响。
面层为预制的板块单元,每个板块单元主要由管线沟5、光伏板1及ECC板 2构成。
管线沟5横截面可以为矩形和拱形构成的组合形状,其内部放置用来保护线路的带孔圆形套管6。该圆管间隔与光伏板同宽的距离在接近布置接线盒的位置处预留圆形线孔,用于线路的连接。由于拱结构受力性能较好,管线沟底部为拱形状并且内部使用圆形管套不但能够对线路起到很好的保护作用同时能够弥补管线沟处承载能力不足的缺陷,避免路面结构在此处发生应力集中从而引起破坏;
光伏板由上至下依次由透光耐磨材料、太阳能电池板以及绝缘保护层等组成。透光耐磨材料具有良好的透光特性,保证太阳能电池板正常发电,同时要具有抗滑耐磨特性,表面有粗糙的纹理保证车辆正常行驶需求。纹理深度和抗滑安全性均满足我国《公路路基路面现场测试规程》(JTJ 059)的规定。采用ECC材料做路面面层,其具有更好的耐久性能,全寿命周期内不易发生损坏,但光伏板可能由于老化、荷载疲劳损伤、表面抗滑性能降低等原因而失去路用性能或者发电性能,一定时间内需要对其进行更换,因此在光伏板底面设置矩形环绕线圈或者圆盘形环绕线圈等多种形式布置的电热丝,电热丝的接电端口密封于光伏板的侧边位置。当需要更换路面铺设的光伏板时,取出电热丝的接电端口,接通电源,进行光伏底板位置处的加热,从而使得光伏板和ECC板之间的粘结材料发生软化、降低其粘结强度,更方便快捷的将光伏板从路面拆除,对已有的路面结构损伤最小化;
ECC板制备时提前预留管线沟5和矩形凹槽9,分别用于光伏板之间的连接线路走线和埋设光伏板的必要元器件接线盒的安装。如图6所示,ECC板内部设置纵向构造钢筋10和横向构造钢筋11,用于装配施工中保护预制的板块单元不发生损坏。在横向钢筋位置处提前预埋如图7所示的用于吊装用的组件12,该构件由端部为圆环设计的螺钉13和六角螺帽14组成,螺帽焊接在横向钢筋的端部,螺钉光滑段采取涂抹油、包裹薄膜等手段(阻止其与ECC粘结,方便将螺钉拧下来)与螺帽连接后一起浇筑在ECC板中,螺钉端部的圆环用于ECC板的吊装施工,当ECC板完成吊装施工以后拧下螺钉即可,对ECC板之间的纵向搭接不产生影响。侧边吊装设计为装配施工带来便利的同时也避免了在预制单元板上表面安装吊装环对光伏板会造成不利影响的问题。当需要更换路面结构中的ECC板时,在该位置重新拧上螺钉,通过吊车等施工车辆吊装运走,然后更换新的ECC板即可;
每个预制板块单元由一块ECC板和两列数块光伏板构成,优选的,ECC板厚为 10-35cm,与单车道同宽,ECC的厚度选取取决于交通量或公路等级。光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结成为整体共同承受荷载,粘结材料的抗拉强度要求大于1MPa保证光伏板与ECC板必须始终牢牢的粘贴在一起。同列的相邻光伏板之间设置3-8mm温度缝用于光伏板温度变形,温度缝用变形较大的弹性材料填充。每块光伏板必要的元器件接线盒安装在ECC板的矩形凹槽内,光伏板之间的线路用带孔的圆管保护并铺设在管线沟内并相互连接,线路连接完全之后管线沟采用强度高,防水性能好的材料填充至与光伏板上表面齐平。
相邻的预制板块单元板采用齐口搭接形式,不仅可以减少吊装时由于预制板尺寸大,重量相对较大带来的不便,同时齐口的形式也能加速路表水快速进入透水基层中,然后经过收集后加速排走,搭接时预留5-10mm温度缝,用于板块单元的伸缩变形,温度缝用变形较大的弹性材料填充,弹性材料的形变大小根据实际需要进行选择。
进一步的,当处于土质不良、路基过湿等不利条件时,可在路基上设置垫层。垫层可采级配碎石或沙砾制成;
进一步的,所述基层下方设置底基层,底基层可采用无机稳定土、级配碎石或沥青混合料制成,可设置18cm-20cm。
实施例2
本实施例基于实施例1提出了一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构的施工方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
1关于预制板块单元的预制具体步骤如下:
(1)预制ECC板的模板,在布置接线盒的位置处通过矩形垫块来实现矩形凹槽的预留。按照设计布置纵向构造钢筋和横向构造钢筋,纵筋位于横筋之上,并在接触的位置通过扎丝板扎在一起。在横筋的端部焊接已经连接好的吊装组件。
(2)按照下述配合比称量各种材料,然后依次加入混凝土搅拌机中拌和均匀。搅拌顺序为:向搅拌机中加入水泥、粉煤灰、石英砂、增稠剂干拌3min,然后加入提前混合了减水剂的水再次搅拌5min,待到减水剂充分发挥功效后并且浆体的流动性能较好时,逐渐加入PVA纤维,该过程6min中内完成。
Figure RE-GDA0002356427770000131
(3)材料搅拌均匀后,将ECC浇筑在提前准备好的模板中,为保证预制的 ECC板尺寸及预留的矩形凹槽和管线沟合格,应尽量使用钢试模。同时在浇筑过程中应进行多次对试模中的ECC插捣以保证ECC板均匀密实。浇筑完成后,对试件的上表面进行细致的抹平,最在试模顶部放置钢板进一步对试模顶面进行压平处理,以保证试件顶面具有非常好的平整度以便后续工作顺利开展。
(4)将带模具的试件放置24h后拆除模具,并在适宜温度条件下持续养护 28天,期间应对试件表面覆盖土工布并定期喷洒水处理。
(5)ECC板养护结束后安装光伏板,安装光伏板接线盒,在接线盒与光伏板连接好后,将接线盒通过粘结材料安装在ECC板的矩形凹槽内并将矩形凹槽填充满。然后用粘结材料将光伏材料完全粘结在ECC板上,保证光伏板下部没有脱空现象发生从而影响其受力。相邻光伏板安装时预留8mm温度缝,温度缝采用防水并且弹性较好的材料填充密实。
(6)按照电路设计将数块光伏板的接线盒连接起来并将连接的线用带孔圆形保护套管包裹在其外侧。然后将圆形套管埋设在管线沟内。管线沟内采用强度高,防水性能好的材料填充至与光伏板齐平。
2.根据路面结构设计,在拟建道路上铺筑路基。
3.根据道路设计要求选择基层为透水水泥混凝土层并进行铺筑及养护,透水混凝土层施工时设置纵向集水渗沟以及横向排水管。
4.透水水泥混凝土层施工结束后,对透水混凝土层表面进行找平,之后在其表面均匀的涂抹薄薄一层粘结剂(不可过多,否则会影响其透水性),利用吊车配合其他的施工机械将预制的板块单元运至现场进行安装工作。
5.相邻板块单元采用齐口形式,并通过如BCS-231溶剂型橡胶沥青防水涂料等粘结剂与水泥混凝土面层粘结成为一个整体共同承担荷载。板块单元搭接时预留3-8mm温度缝用于消散温度产生的变形,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
6.装配单元板块时要严格控制相领板之间的高差,并且要使路面的平整度满足规范要求。
本发明提供的一种新型装配式高性能混凝土-透水混凝土光伏发电路面结构及施工方法可以实现路面结构层的快速施工,并且路面结构层受力更加合力,同时加强对了管线沟和接线盒的保护,使光伏路面长期使用性能更加优良,能够提高光伏路面使用寿命。
实施例3
根据实施例2过程光伏路面铺设完毕,当路面被损坏需要修补时,其实施步骤如下:
(一)、当板块单元中单块光伏板发生损坏或者由于老化等性能下降时,可以将该光伏板拆除后更换新的光伏板即可。具体步骤如下:
1.从要拆除的光伏板侧边位置取出提前预留的电热丝接口,将其与外电源连接,进行加热,直到粘结材料受热软化。
2.将已损坏的光伏板细心拆除,注意不要损坏接线盒和管线沟中连接好的线路。
3.对该板对应的下部ECC层填充或者打磨,对其重新找平。
4.将新的完好的光伏板与原有的接线盒重新连接,然后通过如BCS-231溶剂型橡胶沥青防水涂料等粘结剂与ECC板的上表层粘结成为一个整体。光伏板粘贴时与相邻的光伏板控制预留3-8mm温度缝,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
5.待粘结剂完全固化后即可开放交通,正常通车。
(二)、当路面结构由于荷载原因发生严重损坏,单元板及多块光伏板遭到损坏,失去路用功能或者发电功能需要对板块单元进行更换时,可将损坏的板块单元取下并更换新的板块单元,并恢复该处的电路连接即可。具体步骤如下:
1.板块单元预制过程同实施例1
2.将道路中已损坏板块单元拆除,对下部透水水泥混凝土层可采用砂浆等材料重新找平。
3.将工厂提前预制好的单元板块运送至修补现场,与相邻板块单元采用齐口缝的形式,并通过如BCS-231溶剂型橡胶沥青防水涂料等粘结剂与水泥混凝土面层粘结成为一个整体。板块单元之间预留5-10mm温度缝,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
4.恢复该板块单元管线与相邻板块单元之间的线路连接。
5.修补该板块单元周围的管线沟。
6.将已拆除的损坏板回收进行检查,并进行后续修补待用。
7.开放交通,正常通车。
本发明提供的一种新型装配式高性能混凝土-透水混凝土光伏发电路面结构及施工方法能够实现路面发生损坏后的快速修补,如此能够减少因路面维修而造成的交通不便的问题,而且在更换过程中对其他板块影响甚小,施工难度低方便快捷。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,至少包括从下到上依次设置路基、基层、光伏发电功能面层;其特征在于,
所述的路基顶面铺设防水层;
所述的基层为透水水泥混凝土层;
所述的光伏发电功能面层包括多个预制板块单元,每个所述的预制板块单元包括多个光伏板及一个ECC板;所述的多块光伏板串并联在一起后,位于ECC板顶部且光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结在一起,形成一个整体;在所述的ECC板内部设置构造钢筋,在ECC板内预留有用于安装光伏板的必要元器件接线盒和光伏板线路的安装槽;在相邻的光伏板之间以及相邻的预制板块单元设置温度缝,所述的温度缝用弹性材料填充。
2.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,在所述的ECC板上预留管线沟,所述的管线沟位于光伏板之间,其内部用于放置用来保护线路的套管。
3.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,在所述的ECC板上预留有矩形凹槽,用于埋设光伏板的必要元器件接线盒。
4.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,所述的构造钢筋包括纵向构造钢筋和横向构造钢筋,用于装配施工中保护预制的板块单元不发生损坏;在横向钢筋位置处提前预埋用于吊装用的组件。
5.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,所述的光伏板底面设置电加热元件,电加热元件的接电端口密封于光伏板的侧边位置。
6.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,在路基顶面铺设防水土工膜或者采取粘土封层的方法进行防水。
7.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,所述的基层内要横向间隔设定距离布置纵向排水渗沟,排水渗沟用混凝土预制成型,内部充填大粒径碎石;并且纵向间隔设定的距离布置横向排水管。
8.如权利要求1所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构,其特征在于,在路基上设置垫层或/和所述基层下方设置底基层。
9.如权利要求1-8所述的装配式光伏发电-高性能混凝土路面结构的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1预制板块单元的预制;
步骤2.根据路面结构设计,在拟建道路上铺筑路基。
步骤3.根据道路设计要求选择基层为透水水泥混凝土层并进行铺筑及养护,透水混凝土层施工时设置纵向集水渗沟以及横向排水管;
步骤4.透水水泥混凝土层施工结束后,对透水混凝土层表面进行找平,之后在其表面均匀的涂抹薄薄一层粘结剂,利用吊车配合其他的施工机械将预制的板块单元运至现场进行安装工作;
步骤5.相邻板块单元采用齐口缝连接形式,并通过粘结剂与水泥混凝土面层粘结成为一个整体共同承担荷载;相邻的板块单元之间预留温度缝用于消散温度产生的变形,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
10.如权利要求9所述的施工方法,其特征在于,步骤1的具体过程如下:
1-1预制ECC板的模板,在布置接线盒的位置处通过矩形垫块来实现矩形凹槽的预留;按照设计布置纵向构造钢筋和横向构造钢筋,纵向构造钢筋位于横向构造钢筋之上,并在接触的位置扎在一起;在横筋的端部焊接已经连接好的吊装组件;
1.2按照设定的配比称量各种材料,然后拌和均匀;待到减水剂充分发挥功效后并且浆体的流动性能较好时,逐渐加入PVA纤维;
1.3材料搅拌均匀后,将ECC浇筑在提前准备好的模板中,浇筑完成后,对试件的上表面进行压平处理,以保证试件顶面的平整度;
1.4带模具的试件达到规定的使用要求时,进行脱模,得到ECC板;
1.5在ECC板上安装光伏板以及光伏板接线盒,在接线盒与光伏板连接好后,将接线盒通过粘结材料安装在ECC板的矩形凹槽内并将矩形凹槽填充满;然后用粘结材料将光伏材料完全粘结在ECC板上,保证光伏板下部没有脱空现象发生从而影响其受力;相邻光伏板安装时预留温度缝,温度缝采用防水并且弹性较好的材料填充密实;
1.6按照电路设计将数块光伏板的接线盒连接起来并将连接的线用保护套管包裹在其外侧;然后将保护套管埋设在管线沟内,管线沟内采用强度高,防水性能好的材料填充至与光伏板齐平。
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