传统的现浇水泥路面修复存在养护时间过长的缺点和不足以及受天气影响较大,却是市政道路养护企业目前最常使用的养护维修方式。装配式技术常见于建筑业,却在道路养护板块鲜少使用。 预制拼装板由于其强度高、承载能力大,施工快速方便,养护条件简单等优点使其成为一个新的养护方向,它不仅仅是水泥混凝土路面维修技术上的革新,同时极大地促进了企业经济效益的提高。 设计方案 水泥混凝土路面装配式养护(修补)技术是根据破损的旧混凝土路面板的尺寸与厚度等特征,先集中预制与养护,然后对旧路面板进行拆除,将预制好的路面板进行吊装,不但在一定程度上避免了普通混凝土修补材料长时间养护的弊端与快速修补材料的价格昂贵且耐久性差的特点,而且能实现快速地开放交通。 该修复技术的效果,主要取决于两个方面:一个是预制板本身参数,包括板平面尺寸、厚度、弯拉强度、抗压强度、板间搭接等;另一个是基层的刚度及平整度。平整度取决于凿除旧板时的施工精度及基层整平状况,主要通过施工过程控制。现针对预制板本身参数通常设计方案如下。(1)我国水泥混凝土路面基层的主要材料有:水泥稳定粒料或素混凝土、石灰与粉煤灰、级配砾石,根据普通混凝土的尺寸及加载轴间距、板梯材料的抗弯拉强度等因素,基本尺寸为3m×5m,为保证行车的舒适性及与两端路面搭接平顺,板体厚度尽量与原路面混凝土板保持一致,以25cm为例。为保证特殊位置适用性,特殊构造区域采用3m×2.5m。各向尺寸如如1.1~1.2所示。预制板底面钢筋布置形式为φ12@15,保护层厚度20mm,板顶面由于受压而无需布置钢筋。 图1.1 标准预制板尺寸示意图 图1.2 特殊区域预制板尺寸示意图 (2)板间搭接直接影响预制拼装的质量,板缝未搭接好会影响板间荷载的传递,降低路面整体刚度,使用一段时间后将会形成破损或裂缝并反射至面层。板间搭接方案为在板的长边设置传力杆钢筋,传力杆钢筋布置在板厚的中央,直径为38mm,长度为50cm,水平间距为50cm,最外边传力杆离最近的平行板边60cm。搭接槽宽5cm,深7cm,长50cm。板间搭接分两新板间的搭接和新板与旧板间的搭接。新板在预制时预埋好传力杆,并预留搭接槽,位置要确保准确;新板与旧板搭接须先在旧板对应位置开凿搭接槽,槽的尺寸与新板预留槽一致。 图1.3 新板间搭接示意图 图1.4 板间搭接横断面示意图 图1.5 板间搭接纵断面示意图 (3)预制板从工厂预制到拼接成型期间,需经过多次起吊与运输。为减少预制件的耗损和运输安全,特在板面四个对称位置预埋吊环,预留吊装孔处混凝土面呈凹型,深度为3cm,吊环外径为5cm。埋入深度5cm(凹槽底面起算)。 图1.6 吊装预留孔平面布置图 工艺流程 装配式水泥路面施工流程 结合现场描述分析 案例:水泥混凝土路面装配式技术修复 现场病害调查 对基层混凝土板进行详细的病害调查,确定旧路破碎面板的位置及尺寸,以及查看板块范围内有无井盖等,确定是否预留孔洞。并在现场测量放线标记。 尺寸控制 预制板详细设计、生产及运输 首先根据旧路混凝土板病害尺寸,设计所有预制板的使用位置及尺寸和构造;然后预制厂根据设计图纸加工生产;最后待混凝土养护28天后拆模。支模 捆绑钢筋 预留吊装孔 浇筑混凝土 养护及拆模 运输 旧路破碎面板的凿除 对旧路面破碎面板凿除,首先用切割机沿破碎板四周进行全厚切割,挖掘机破碎锤作业点严格控制在距板边30cm以上的板内,边缘的剩余部分用风镐破除,破除深度根据预制传力杆高度确定(一般为15cm)。破除 切割、开槽 基层修复与相邻混凝土板的处理 (1)基层处理:旧路面破碎面板凿除后,首先对基层表面残留混凝土块进行清理,然后采用干拌砂浆对破坏的基层进行修复,可经过多次刮平调整基层的标高,满足预制混凝土板安装后与旧路面的平整度。但是对于基层破损或高差较大的基层,可通过路面破损快速修复技术MRK材料进行调平。(2)相邻旧混凝土板的处理:根据预制混凝土板传力杆的位置,在旧混凝土板的对应位置进行切割凿除。 清理基层 水泥砂浆找平 整体找平 局部找平 预制混凝土板的吊装 把预制混凝土板按顺序吊装在相应位置,并调平。 (1)接缝表面处理 除去接缝处灰尘、浮石等杂物,若表面潮湿或有积水,应烘干、风干或待自然干燥后再行修补。 (2)配胶 按配比称取适量的A、B组分混合,采用电动搅拌器均匀搅拌3分钟; (3)基面预涂及混合料拌制 将配好的胶取少量用毛刷对接缝及凹槽处表面进行预涂以增加粘接,并将MRK胶与级配碎石拌制均匀。 (4)浇筑成型 将拌制好的混合料倒入接缝与凹槽中,采用振动棒插捣,采用振动平板压实、整平表面。 养护及开放交通 一般情况下,施工完成1-3小时后可开放交通。具体时间取决于当时环境温度。MRK填缝胶在不同温度下所需养护时间见下表。 施工工期 针对70㎡板块施工,根据施工流程及机械人力配置,具体工作持续时间如下(约15~18h): 注:1.该时间未包含前期预制板制作及养护时间 2.挖机破除路面与切割、风镐开槽可同时施工 工程造价对比 经济效益和养护后路面使用寿命来看,根据试验结果,同样修补更换一块8m×8.6m的一块水泥混凝土路面板(修补厚度为25cm),考虑材料费用、施工费用、养护费用及使用周期,不同养护方式对比情况如下表所示。 装配式施工优缺点及现场施工重难点 优缺点 优点: ①快速通车,避免交通拥堵和安全隐患; ②适应性强,可以不受极端天气影响,尤其在南方多雨季节,更能突出此优点; ③耐久性强,工厂化生产,能充分养护,不受交通影响; ④适用于现场无浇筑条件或涵沟盖板上使用。 缺点: ①价格比现浇普通混凝土略高; ②前期准备工作较长,包括详细调查现场,确定尺寸、位置、预留孔洞; ③运输麻烦,大尺寸混凝土板块需分割成小板块组装; ④吊装受限,施工现场需有4M宽吊装空间。 重难点 ①前期现场调查要详细、认真,避免出现板块拼接不成、雨水井盖孔洞未留等情况; ②切割、开槽只能人工进行,耗费人力较大;且应避免破坏邻边旧板块整体结构; ③基层平整度要求较高,且应保证原基层坡度,中间高两边低,才能和临近板块接顺接平; ④吊装应注意安全,保证吊装安全区域内无人无车; ⑤MRK胶混合料配比正确,避免后期散落、下沉。▎ ▎作者:深圳市粤通建设工程有限公司 唐晨龙 |
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