CN114457715B - 一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通基础设施技术领域，尤其涉及一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构及其安装方法，具体包括以下步骤：步骤一、制作单个预制混凝土块构件；步骤二、开挖切割路面条形基槽；步骤三、装配发光路面结构；步骤四、将发光地砖预制构件吊装就位；步骤五、安装发光砖块、穿电缆线；步骤六、路面缝隙填筑；步骤七：接引220v电源及信号灯控制箱，调试灯光。本发明适用于整条车道，采用工厂预制，现场装配的形式，预制混凝土构件可全年生产，不受气候影响，质量容易得到保证；施工周期短、进度快，铺筑完毕即可通车，损坏后易于拆换修理；橡胶填缝材料能够提高接缝的传荷能力，抵抗热膨胀破坏和路面横向变形开裂。
Description
技术领域
本发明涉及交通基础设施技术领域，尤其涉及一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构及其安装方法。
背景技术
自二十世纪九十年代以来，随着我国经济建设的飞速发展，城市道路上的车辆密度和荷载越来越大，城市道路交通安全问题也日趋严重。在道路交叉口斑马线位置处，机动车、非机动车和行人之间容易引起冲突，引发交通事故。因此，一种发光地砖(专利号：201910053729.8、201910355181.2)通过在城市道路上增设路面发光砖块的交通辅助设施来提高斑马线的辨识度，减少事故的发生。通过鲜明的色彩提示，该类发光地砖能够对车辆驾驶员和行人形成视觉冲击，从而让双方提前确定前方的交通信号及通行情况，及时规避风险。
该类发光地砖的施工步骤主要包括切割路面开挖、埋设预埋件(包括铸铁底座、电缆保护管等)、将连成一体的底座整体移至开挖沟槽中、穿引电缆线、埋设控制机箱基础、混凝土浇筑及养护、路面铺设等步骤。
但从该类发光地砖结构目前的安装和使用情况来看，仍存在着一系列问题。首先，采用现浇法施工养护过程中，对城市交通进行长时间的封闭会影响车辆的正常行驶，造成交通拥堵。在现场浇筑、摊铺过程中易产生噪音、扬尘等威胁城市环境的问题。现浇法施工质量难以控制，不利于路面结构的精细化施工与管理。其次，由于城市道路上车辆重载和超载愈发常见，车辆在行驶过程中除了会对路面结构产生垂直作用力外，还会对路面施加水平作用力。在车辆启动或制动过程中，水平作用力的出现会使路面面层与基层之间的层间剪力瞬间增大，当发光地砖材料抗剪强度不足时，就会引起路面开裂。最后，发光地砖结构接缝处容易产生渗漏水问题，不利于道路的整体使用寿命，故需要采取相应措施来改善这些问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构及其安装方法，能够解决传统路面发光结构在安装施工和使用过程中存在的交通拥堵、路面开裂、接缝处渗漏水等问题，该结构及其安装方法既提高了施工效率，缩短了工期，又可以保证路面板的平整度，有利于道路的整体使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构的安装方法，装配整体式智慧发光路面结构位于城市道路车辆停止线和人行横道线中间位置，城市车道宽度L车道＝3.5～3.75m，预制混凝土块构件长度L1＝L车道，宽度D1＝400～450mm，发光砖块构件长度L＝450～500mm，宽度D＝250～300mm，相邻两个发光砖块间距L2＝650～700mm，边缘发光砖块距离车道边缘的距离L3＝1/2L2；以一条车道为一个单元，该安装方法具体实施过程如下：
步骤一、制作单个预制混凝土块构件：在预制构件加工厂预制混凝土块，单个预制构件长度L1＝3.5～3.75m，宽度D2＝200～225mm，厚度H1＝250～350mm，与旧路面板厚度一致；已知发光砖块的尺寸为L发光×D发光×H发光＝450mm×250mm×55mm；在预制混凝土块上预留发光砖块凹槽长L凹槽＝L发光+(15～20)mm，宽D3＝1/2[D发光+(15～20)]mm，发光砖块凹槽深度H凹槽＝H发光＝55mm；预留排水槽口位于预制混凝土块1/3～1/2高度位置处，其高度与宽度相等，H排水＝D排水＝1/3H1，排水槽口的上部设有槽型钢构件，用于放置PVC电缆保护管；预留排水槽口底面沿路面横向设置坡度在1％～3％的排水沟，坡向集水井方向，确保雨天积水及时排出；每个预制混凝土块分别预留12个预应力筋孔道，预应力筋孔道位于发光砖块的两侧，均匀布置；预应力筋孔道的开孔尺寸d孔道＝d钢筋+(1～2)mm；单个预制构件制作完成后，运输至指定地点进行安装施工；
步骤二、开挖切割路面条形基槽：首先，在车辆停止线和人行横道线之间对待开挖的条形基槽进行测量定位；条形基槽的宽度应比预制装配式发光砖块构件宽10～20mm，深度应比预制装配式发光砖块构件深10～20mm；然后使用切割机对路面进行全厚切割，切割时严格控制深度，以免破坏基层；切割完成后现场路面碎块应集中收集，妥善处理，严禁随意拋弃；最后，对路面基层进行碾压夯实，并摊铺水灰比为0.2的干拌砂浆作为找平层，摊铺厚度控制在20mm之内；
步骤三、装配发光路面结构：每个预制装配式发光地砖结构由两块预制混凝土块通过预应力钢筋连接，并用锚固螺栓进行端部锚固，预应力钢筋的型号为HRB335，直径为Ф16～Ф18；预制混凝土块接缝间填充橡胶止水带，橡胶止水带的厚度为8～12mm，用于提高发光路面结构的防水性能和抵抗路面横向变形开裂的能力；首先在预制混凝土块的预留预应力筋孔道中穿入波纹管，植入预应力钢筋，并使用锚固螺栓将预应力钢筋的两端锚固在预制混凝土块上；然后使用千斤顶张拉预应力钢筋，依靠端部锚具将预张拉力传给预制混凝土块，使其产生预压应力；最后拆除千斤顶，进行孔道灌浆封孔处理，切割掉外露的钢筋，清理预制构件端部水泥浆，对预应力筋端部的锚固凹槽进行封锚保护，形成植筋保护层；
步骤四、将发光地砖预制构件吊装就位：依据定位线，将装配完成的适用于整条车道的发光路面结构垂直放入路面条形基槽中；
步骤五、安装发光砖块、穿电缆线：首先将PVC电缆保护管穿入预留排水槽口中，穿电缆线，然后将发光砖块放入预留发光砖块凹槽中，发光砖块与预制混凝土块之间嵌入路面橡胶填缝条，确保良好的抗渗性能和结构整体性；
步骤六、路面缝隙填筑：预制装配式发光地砖安装完成后，在路面与预制构件接缝内挤嵌与缝隙同宽的单粒级碎石，以提高路面板间的嵌锁力，增强荷载传递性能；
步骤七：接引220v电源及信号灯控制箱，调试灯光。
通过采用上述技术方案：采用工厂预制，现场装配的形式，预制混凝土构件可全年生产，不受气候影响，质量容易得到保证；施工周期短、进度快，铺筑完毕即可通车，损坏后易于拆换修理；预制拼装现场不排弃废水、废渣，也不会产生噪声污染，施工更加环保；适用于整条车道，橡胶填缝材料能够提高接缝的传荷能力，抵抗热膨胀破坏和路面横向变形开裂。
本发明还提供了一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构，所述装配整体式智慧发光路面结构由两个预制混凝土块连接而成，每个所述预制混凝土块上开设有用于放置发光砖块的若干个发光砖块凹槽，若干个所述发光砖块凹槽均匀间隔设置；所述预制混凝土块上开设有排水槽，所述排水槽呈长条状，所述排水槽贯穿预制混凝土块，且排水槽设于发光砖块凹槽的下方；所述排水槽的上顶部设有用于穿插PVC电缆保护管的槽形钢构件，所述PVC电缆保护管与槽形钢构件相切连接，所述PVC电缆保护管穿插有电缆线。
优选地，每个所述预制混凝土块上开设有用于放置预应力钢筋的若干个预应力筋孔道，若干个所述预应力筋孔道分布于发光砖块凹槽的两侧，每个所述预应力筋孔道外侧部设有预应力筋端部锚固凹槽，所述预应力筋端部锚固凹槽内安装有锚固螺栓。
优选地，两个所述预制混凝土块通过预应力钢筋连接而成，所述预应力钢筋的两端部均通过锚固螺栓与预制混凝土块固定连接。
优选地，所述发光砖块与发光砖块凹槽之间设有路面橡胶填缝条。
优选地，两个所述预制混凝土块之间填充有橡胶止水带。
通过采用上述技术方案：采用橡胶填缝的方法实现接缝的荷载传递，既提高了接缝的传荷能力，抵抗热膨胀破坏和车辆在启动或制动过程中因路面水平作用力瞬间增大而引起的路面横向变形开裂，增加结构稳固性，又能防止雨水渗透破坏。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用工厂预制，现场装配的形式，预制混凝土构件可全年生产，不受气候影响，预制构件质量容易得到保证；施工周期短、进度快，铺筑完毕即可通车，损坏后易于拆换修理；预制拼装现场不排弃废水、废渣，也不会产生噪声污染，施工更加环保。
2、本发明采用橡胶填缝的方法实现接缝的荷载传递，既提高了接缝的传荷能力，传荷系数可达到85％，能够抵抗热膨胀破坏和车辆在启动或制动过程中因路面水平作用力瞬间增大而引起的路面横向变形开裂，增加结构稳固性，又能防止雨水渗透破坏，使用效果优异。
3、本发明采用适用于整条车道，相较于传统单个发光砖块预制构件拼装形式，施工更加便捷，既提高了施工效率，缩短了工期，又可以保证路面板的平整度。
4、本发明可以实现施工结束后快速开放交通，占用道路面积小，从结构装配至重新开放交通不超过5小时，避免道路拥堵和交通安全隐患。施工适应性强，不受极端天气的影响。加快工期约70％，降低事故发生率约50％。
5、本发明发光砖块、排水槽、电缆管线相互独立，排水性能良好，有利于道路的整体使用寿命。
附图说明
图1为本发明车道单元智慧发光路面结构平面布置示意图；
图2为本发明安装完成后的结构示意图；
图3为本发明中单个预制混凝土块的结构示意图；
图4为本发明中单个发光砖块的结构示意图；
图5为本发明安装完成后的结构侧面的截面图。
图中：1预制混凝土块、2发光砖块、3路面橡胶填缝条、4橡胶止水带、5预应力钢筋、6槽形钢构件、7PVC电缆保护管、8电线线、9发光砖块凹槽、10预应力筋孔道、11排水槽、12锚固螺栓、13预应力筋端部锚固凹槽。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-图5，一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构的安装方法，如图1所示，装配整体式智慧发光路面结构位于城市道路车辆停止线和人行横道线中间位置，起到提示司机和行人的作用；城市车道宽度L车道＝3.5～3.75m，预制混凝土块构件长度L1＝L车道，宽度D1＝400～450mm，发光砖块构件长度L＝450～500mm，宽度D＝250～300mm，相邻两个发光砖块间距L2＝650～700mm，边缘发光砖块距离车道边缘的距离L3＝1/2L2；以一条车道为一个单元，预制结构装配完成示意图如附图2所示，该安装方法具体实施过程如下：
步骤一、制作单个预制混凝土块构件：如附图3和附图4，在预制构件加工厂预制混凝土块，单个预制构件长度L1＝3.5～3.75m，宽度D2＝200～225mm，厚度H1＝250～350mm，与旧路面板厚度一致；已知发光砖块的尺寸为L发光×D发光×H发光＝450mm×250mm×55mm；在预制混凝土块上预留发光砖块凹槽长L凹槽＝L发光+(15～20)mm，宽D3＝1/2[D发光+(15～20)]mm，发光砖块凹槽深度H凹槽＝H发光＝55mm；如附图5，预留排水槽口位于预制混凝土块1/3～1/2高度位置处，其高度与宽度相等，H排水＝D排水＝1/3H1，排水槽口的上部设有槽型钢构件，用于放置PVC电缆保护管；预留排水槽口底面沿路面横向设置坡度在1％～3％的排水沟，坡向集水井方向，确保雨天积水及时排出；每个预制混凝土块分别预留12个预应力筋孔道，预应力筋孔道位于发光砖块的两侧，均匀布置；预应力筋孔道的开孔尺寸d孔道＝d钢筋+(1～2)mm；该预应力筋孔道至预制混凝土块构件边缘的净距满足《混凝土结构设计规范》中后张法预应力筋及预留孔道布置的相关规定。单个预制构件制作完成后，运输至指定地点进行安装施工。
步骤二、开挖切割路面条形基槽：首先，在车辆停止线和人行横道线之间对待开挖的条形基槽进行测量定位；条形基槽的宽度应比预制装配式发光砖块构件宽10～20mm，深度应比预制装配式发光砖块构件深10～20mm；然后使用切割机对路面进行全厚切割，切割时严格控制深度，以免破坏基层；切割完成后现场路面碎块应集中收集，妥善处理，严禁随意拋弃；最后，对路面基层进行碾压夯实，并摊铺水灰比为0.2的干拌砂浆作为找平层，摊铺厚度控制在20mm之内。
步骤三、装配发光路面结构：如附图2和附图5，每个预制装配式发光地砖结构由两块预制混凝土块通过预应力钢筋连接，并用锚固螺栓进行端部锚固，预应力钢筋的型号为HRB335，直径为Ф16～Ф18；预制混凝土块接缝间填充橡胶止水带，橡胶止水带的厚度为8～12mm，用于提高发光路面结构的防水性能和抵抗路面横向变形开裂的能力；首先在预制混凝土块的预留预应力筋孔道中穿入波纹管，植入预应力钢筋，并使用锚固螺栓将预应力钢筋的两端锚固在预制混凝土块上；然后使用千斤顶张拉预应力钢筋，依靠端部锚具将预张拉力传给预制混凝土块，使其产生预压应力；最后拆除千斤顶，进行孔道灌浆封孔处理，切割掉外露的钢筋，清理预制构件端部水泥浆，对预应力筋端部的锚固凹槽进行封锚保护，形成植筋保护层。
步骤四、将发光地砖预制构件吊装就位：依据定位线，将装配完成的适用于整条车道的发光路面结构垂直放入路面条形基槽中。
步骤五、安装发光砖块、穿电缆线：如附图2和附图5，首先将PVC电缆保护管穿入预留排水槽口中，穿电缆线，然后将发光砖块放入预留发光砖块凹槽中，发光砖块与预制混凝土块之间嵌入路面橡胶填缝条，确保良好的抗渗性能和结构整体性；
步骤六、路面缝隙填筑：预制装配式发光地砖安装完成后，在路面与预制构件接缝内挤嵌与缝隙同宽的单粒级碎石，以提高路面板间的嵌锁力，增强荷载传递性能；
步骤七：接引220v电源及信号灯控制箱，调试灯光。
本实施例中，采用工厂预制，现场装配的形式，预制混凝土构件可全年生产，不受气候影响，预制构件质量容易得到保证。本发明施工周期短、进度快，可以实现施工结束后快速开放交通，占用道路面积小，从结构装配至重新开放交通不超过5小时，避免道路拥堵和交通安全隐患；预制拼装现场不排弃废水、废渣，也不会产生噪声污染，施工更加环保。施工适应性强，不受极端天气的影响。加快工期约70％，降低事故发生率约50％。
一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构，所述装配整体式智慧发光路面结构由两个预制混凝土块1连接而成，每个所述预制混凝土块1上开设有用于放置发光砖块2的若干个发光砖块凹槽9，若干个所述发光砖块凹槽9均匀间隔设置；所述预制混凝土块1上开设有排水槽11，所述排水槽11呈长条状，所述排水槽11贯穿预制混凝土块1，且排水槽11设于发光砖块凹槽9的下方；所述排水槽11的上顶部设有用于穿插PVC电缆保护管7的槽形钢构件6，所述PVC电缆保护管7与槽形钢构件6相切连接，所述PVC电缆保护管7穿插有电缆线8。
本实施例中，采用发光砖块、排水槽、电缆管线相互独立，排水性能良好，有利于道路的整体使用寿命。
具体的，每个所述预制混凝土块1上开设有用于放置预应力钢筋5的若干个预应力筋孔道10，若干个所述预应力筋孔道10分布于发光砖块凹槽9的两侧，每个所述预应力筋孔道10外侧部设有预应力筋端部锚固凹槽13，所述预应力筋端部锚固凹槽13内安装有锚固螺栓12。
具体的，两个所述预制混凝土块1通过预应力钢筋5连接而成，所述预应力钢筋5的两端部均通过锚固螺栓12与预制混凝土块1固定连接。
本实施例中，将两块预制混凝土块1通过预应力钢筋5连接而成，并通过锚固螺栓12固定，使其连接牢固稳定。
具体的，所述发光砖块2与发光砖块凹槽9之间设有路面橡胶填缝条3。
具体的，两个所述预制混凝土块1之间填充有橡胶止水带4。
本实施例中，采用橡胶填缝的方法实现接缝的荷载传递，既提高了接缝的传荷能力，传荷系数可达到85％，能够抵抗热膨胀破坏和车辆在启动或制动过程中因路面水平作用力瞬间增大而引起的路面横向变形开裂，增加结构稳固性，又能防止雨水渗透破坏，使用效果优异。
本发明中披露的说明和实践，对于本技术领域的普通技术人员来说，都是易于思考和理解的，且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。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构的安装方法，其特征在于，装配整体式智慧发光路面结构位于城市道路车辆停止线和人行横道线中间位置，城市车道宽度L车道＝3.5～3.75m，预制混凝土块构件长度L1＝L车道，宽度D1＝400～450mm，发光砖块构件长度L＝450～500mm，宽度D＝250～300mm，相邻两个发光砖块间距L2＝650～700mm，边缘发光砖块距离车道边缘的距离L3＝1/2L2；以一条车道为一个单元，该安装方法具体实施过程如下：
步骤一、制作单个预制混凝土块构件：在预制构件加工厂预制混凝土块，单个预制构件长度L1＝3.5～3.75m，宽度D2＝200～225mm，厚度H1＝250～350mm，与旧路面板厚度一致；已知发光砖块的尺寸为L发光×D发光×H发光＝450mm×250mm×55mm；在预制混凝土块上预留发光砖块凹槽长L凹槽＝L发光+(15～20)mm，宽D3＝1/2[D发光+(15～20)]mm，发光砖块凹槽深度H凹槽＝H发光＝55mm；预留排水槽口位于预制混凝土块1/3～1/2高度位置处，其高度与宽度相等，H排水＝D排水＝1/3H1，排水槽口的上部设有槽型钢构件，用于放置PVC电缆保护管；预留排水槽口底面沿路面横向设置坡度在1％～3％的排水沟，坡向集水井方向，确保雨天积水及时排出；每个预制混凝土块分别预留12个预应力筋孔道，预应力筋孔道位于发光砖块的两侧，均匀布置；预应力筋孔道的开孔尺寸d孔道＝d钢筋+(1～2)mm；单个预制构件制作完成后，运输至指定地点进行安装施工；
步骤二、开挖切割路面条形基槽：首先，在车辆停止线和人行横道线之间对待开挖的条形基槽进行测量定位；条形基槽的宽度应比预制装配式发光砖块构件宽10～20mm，深度应比预制装配式发光砖块构件深10～20mm；然后使用切割机对路面进行全厚切割，切割时严格控制深度，以免破坏基层；切割完成后现场路面碎块应集中收集，妥善处理，严禁随意拋弃；最后，对路面基层进行碾压夯实，并摊铺水灰比为0.2的干拌砂浆作为找平层，摊铺厚度控制在20mm之内；
步骤三、装配发光路面结构：每个预制装配式发光地砖结构由两块预制混凝土块通过预应力钢筋连接，并用锚固螺栓进行端部锚固，预应力钢筋的型号为HRB335，直径为Ф16～Ф18；预制混凝土块接缝间填充橡胶止水带，橡胶止水带的厚度为8～12mm，用于提高发光路面结构的防水性能和抵抗路面横向变形开裂的能力；首先在预制混凝土块的预留预应力筋孔道中穿入波纹管，植入预应力钢筋，并使用锚固螺栓将预应力钢筋的两端锚固在预制混凝土块上；然后使用千斤顶张拉预应力钢筋，依靠端部锚具将预张拉力传给预制混凝土块，使其产生预压应力；最后拆除千斤顶，进行孔道灌浆封孔处理，切割掉外露的钢筋，清理预制构件端部水泥浆，对预应力筋端部的锚固凹槽进行封锚保护，形成植筋保护层；
步骤四、将发光地砖预制构件吊装就位：依据定位线，将装配完成的适用于整条车道的发光路面结构垂直放入路面条形基槽中；
步骤五、安装发光砖块、穿电缆线：首先将PVC电缆保护管穿入预留排水槽口中，穿电缆线，然后将发光砖块放入预留发光砖块凹槽中，发光砖块与预制混凝土块之间嵌入路面橡胶填缝条，确保良好的抗渗性能和结构整体性；
步骤六、路面缝隙填筑：预制装配式发光地砖安装完成后，在路面与预制构件接缝内挤嵌与缝隙同宽的单粒级碎石，以提高路面板间的嵌锁力，增强荷载传递性能；
步骤七：接引220v电源及信号灯控制箱，调试灯光。
2.一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构，所述装配整体式智慧发光路面结构由两个预制混凝土块(1)连接而成，其特征在于，每个所述预制混凝土块(1)上开设有用于放置发光砖块(2)的若干个发光砖块凹槽(9)，若干个所述发光砖块凹槽(9)均匀间隔设置；所述预制混凝土块(1)上开设有排水槽(11)，所述排水槽(11)呈长条状，所述排水槽(11)贯穿预制混凝土块(1)，且排水槽(11)设于发光砖块凹槽(9)的下方；所述排水槽(11)的上顶部设有用于穿插PVC电缆保护管(7)的槽形钢构件(6)，所述PVC电缆保护管(7)与槽形钢构件(6)相切连接，所述PVC电缆保护管(7)穿插有电缆线(8)；
每个所述预制混凝土块(1)上开设有用于放置预应力钢筋(5)的若干个预应力筋孔道(10)，若干个所述预应力筋孔道(10)分布于发光砖块凹槽(9)的两侧，每个所述预应力筋孔道(10)外侧部设有预应力筋端部锚固凹槽(13)，所述预应力筋端部锚固凹槽(13)内安装有锚固螺栓(12)；
两个所述预制混凝土块(1)通过预应力钢筋(5)连接而成，所述预应力钢筋(5)的两端部均通过锚固螺栓(12)与预制混凝土块(1)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构，其特征在于，所述发光砖块(2)与发光砖块凹槽(9)之间设有路面橡胶填缝条(3)。
4.根据权利要求2所述的一种基于车道单元的装配整体式智慧发光路面结构，其特征在于，两个所述预制混凝土块(1)之间填充有橡胶止水带(4)。
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