一种装配式道路及其施工方法与流程

1.本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其是涉及一种装配式道路及其施工方法。


背景技术：

2.水泥混凝土路面和钢筋混凝土路面适用于各种交通荷载等级，在道路工程中得到广泛的应用，其路面结构主要分为面层、基层等结构层。在施工阶段，路面结构的面层混凝土一般为现浇作业，养护时间较长；某些种类基层在拌合、摊铺过程中造成扬尘等环境问题。在运营阶段，经常会出现面层破裂、接缝唧泥等道路病害。
3.装配式建筑在质量和进度等方面具有明显优势。工厂生产的预制构件，产品质量稳定；现场进行构件拼装，节约工序和工期。钢筋混凝土路面形式简单，规格统一，符合装配式技术的应用条件，混凝土路面的面层采用预制构件拼接，适用于工期较紧的新建、改建道路工程，可实现交通要道的快速维修、抢修作业。若预制构件实现回收利用，能解决临时道路一次性使用和破除后产生建筑垃圾的问题。
4.现有道路装配式技术主要以面层为研究对象，采用预制板拼装形成道路面层。国际上的装配式路面板一般应用于城市道路，板宽占整幅或半幅路面，板厚达到300mm，板间连接为企口卯榫，通过预应力实现较大承载力，但是成本较高，应用受限。目前国内道路工程中应用装配式技术，预制板与下部基层或路基无法紧密结合，接缝处无可靠连接，不适用于高等级道路，多为临时施工道路。现有技术也有道路的基层装配式技术，基层由预制基块在现场嵌挤组合，四周用土工格栅进行包裹，基块中间缝隙填入灌浆形成填充，受力分析复杂，施工工序较多，造价成本较高。


技术实现要素：

5.本发明为解决现有技术中以路面结构的结构层和拼缝为研究对象，形成全面、成套的装配式道路技术方案，解决传统道路工程中出现的病害，且面层具备回收再利用的特性，提供一种装配式道路及其施工方法。
6.本发明采用的技术方案是：一种装配式道路，包括：基层，设置在路基的顶部；支撑拉结件，沿所述基层的宽度方向设置，并嵌入设置在所述基层内，所述支撑拉结件的顶端面沿其长度方向上设有若干锚筋；缓冲板，被所述锚筋穿过后与所述支撑拉结件的顶部贴合；多块预制板，所述预制板上设有若干与所述锚筋相配合的锚定孔，沿所述基层的宽度方向设有两块所述预制板，沿所述基层的长度方向设有多块所述预制板；所述预制板沿其宽度方向的其中一侧端面上设有传力钢筋，另一侧端面上设有与所述传力钢筋相配合的钢管；所述预制板沿其长度方向的侧端面上设有若干个开口，当相邻两块所述预制板贴
合后，两块所述预制板上的开口对应拼接，内部设有拉杆。
7.可选地，所述支撑拉结件的底端面尺寸大于所述支撑拉结件的顶端面尺寸，所述锚筋设置在所述支撑拉结件的顶端面。
8.可选地，至少两根所述锚筋为一组，均匀设置在所述支撑拉结件的顶端面上。
9.可选地，所述开口为燕尾槽；所述拉杆呈两端端部大中间小的结构。
10.可选地，所述预制板沿其宽度方向的相对侧壁上均设有弧形槽口，相邻两块所述预制板贴合后，相邻两块预制板上的所述弧形槽口形成所述锚定孔。
11.可选地，所述钢管和所述传力钢筋的一半长度预埋在所述预制板内。
12.可选地，所述预制板的顶部边缘处具有倒圆角。
13.一种装配式道路的施工方法，包括以下步骤：s01、安装缓冲板至支撑拉结件的顶部；s02、按预设距离铺设好支撑拉结件；s03、安装预制板至支撑拉结件顶部，支撑拉结件上的锚筋安装后位于预制板上的锚定孔内，使得预制板和地基之间形成浇筑空间，相邻两块预制板端部的传力钢筋与钢管相配；s04、在进行基层浇筑时，选取预制板上的锚定孔、燕尾槽或预制板的端部和地基之间的间隙作为浇筑通道；s05、放置拉杆至相邻两块预制板之间的燕尾槽内；s06、当道路运营期结束，对预制板进行回收。
14.可选地，所述基层的材料包括工程弃土和余土，加入固化剂、添加剂和水拌合而成，其浇筑成型后呈半刚性状态。
15.可选地，步骤s05放置拉杆前，预先在预制板上的燕尾槽内填充填缝材料或灌浆料；在进行填充填缝材料或灌浆料时，所述锚定孔内一并进行填充。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、面层采用模数化、标准化的预制板，可批量生产，降低成本。预制板安装便利，节省浇筑和养护环节，节约工期，可尽快投入运营。
17.2、基层采用施工效率高的固化土材料，主材料为余土和弃土，绿色环保，成本节约。其体积稳定性、抗渗性能好，物理性能符合道路对基层的要求。
18.3、面层的横向拼缝的传力装置，可提高安装效率和增强限位功能。纵向拼缝的拉结装置，可保证拼缝的连接效果。通过有效地限制面层在纵横两个方向的位移、开散，加强其在水平方向的稳定性，解决拼缝区域张开、翻浆和唧泥等常见道路病害。
19.4、支撑拉结件连接面层，嵌入基层，加强面层的板块和拼缝部位在垂直方向的稳定性，解决板块悬空、翘曲、破裂等常见道路病害。
20.5、在施工阶段，支撑拉结件支撑预制板形成基层的浇筑空间，实现了面层和基层的良好结合；在运营阶段，支撑拉结件改支撑功能为拉结功能，实现道路结构整体性和荷载分布均匀性。
21.6、面层的预制板具备可回收的特性，若道路不使用，可通过钻孔取芯解除节点约束，实现预制板的循环利用，进一步节约资源、摊薄成本。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
23.图1为装配式道路的透视图结构示意图。
24.图2为装配式道路的整体结构示意图。
25.图3为装配式道路的拆分结构示意图。
26.图4为装配式道路的预制板的结构示意图。
27.图5为装配式道路的预制板具有倒角的结构示意图。
28.附图标记：1、基层；2、支撑拉结件；21、锚筋；3、缓冲板；4、预制板；41、锚定孔；42、开口；43、弧形槽口；44、传力钢筋；45、钢管；5、拉杆。
具体实施方式
29.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
33.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
34.如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例提供了一种装配式道路，包括：基层1、设置在基层1内的支撑拉结件2、设置在支撑拉结件2顶部的缓冲板3和设置在缓冲板3上的预
制板4。
35.基层1设置在路基的顶部。支撑拉结件2沿所述基层1的宽度方向设置，并嵌入设置在所述基层1内，所述支撑拉结件2沿其长度方向上设有若干锚筋21。缓冲板3被所述锚筋21穿过后与所述支撑拉结件2的顶部贴合。预制板4上设有若干与所述锚筋21相配合的锚定孔41，沿所述基层1的宽度方向设有两块所述预制板4，沿所述基层1的长度方向设有多块所述预制板4。所述预制板4沿其宽度方向的其中一侧端面上设有传力钢筋44，另一侧端面上设有与所述传力钢筋44相配合的钢管45；所述预制板4沿其长度方向的侧端面上设有若干个开口42，当相邻两块所述预制板4贴合后，两块所述预制板4上的对应拼接的开口42内设有拉杆5。
36.将预制板4安装至支撑拉结件2上，使得预制板4形成道路面层。预制板4为主要的承重层，采用钢筋混凝土的结构形式。预制板4拼接形成整体面层，其以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂为设计指标，应满足刚度、强度和耐久性的要求，面层的混凝土抗弯拉强度根据道路标准选择，并通过配置加强钢筋提高面层抵抗不均匀变形的能力。预制板4的混凝土抗弯拉强度不得低于4.5mpa。
37.预制板4内的加强钢筋双向布置，对角隅和边角等受力薄弱的区域，附加钢筋进行补强。预制板4可通过规模化生产，摊薄生产成本。预制形式安装便利，可节省现场养护（指混凝土在浇筑后硬化的过程）环节，大幅度节约工期。
38.在横向拼缝处通过传力钢筋44和钢管45配合连接，并通过开槽处的锚定孔41措施加强连接，在纵向拼缝连接处灌浆后放入拉杆5形成连接。在预制板4的连接部位提出合理的拼缝做法，避免拼缝处出现翻浆、唧泥、张开和错台等问题，还可避免拼缝部位的结构损坏。拼缝处的约束可避免路面在使用过程中出现横向和纵向的散开引起的结构层失稳问题。
39.支撑构件2的顶部粘贴缓冲板3，缓冲板3为挤塑聚苯板，并按锚固要求设置若干组锚筋21。缓冲板3具有良好的变形能力，可避免运营阶段支撑拉结件2形成刚性支座，影响荷载及反力分布的均匀性。
40.预制板4在板面和板端的锚筋21对应位置预留圆形的锚定孔41和弧形槽口43。基层1施工后，在锚定孔41和弧形槽口43内填充灌浆料，形成锚固节点。
41.在施工阶段，将支撑拉结件2沿道路方向敷设，上部安装预制板4，此时支撑拉结件2顶部锚筋21在穿过缓冲板3的区段做防腐处理，并伸入预制板4的锚定孔41和弧形槽口43中。
42.基层1采用固化土现浇而成，固化土利用工程余土和弃土做主要材料，具有环保，成本低廉的优点。固化土体积稳定性、抗渗性能好，为理想的基层1材料，能满足不同等级道路要求，可实现和面层的良好结合和协调变形。
43.在另外一个实施例中，如图1和图3所示，所述支撑拉结件2的截面呈等腰梯形结构，所述锚筋21设置在所述支撑拉结件2的顶端面。
44.支撑拉结件2为通长的条形结构，其截面形状顶部小，下部大。支撑拉结件2的整体高度，根据基层1的设计厚度确定，能在预制板4和下部路基之间形成浇筑空间。支撑拉结件2的截面宽度根据锚筋21布置等因素确定。
45.支撑拉结件2嵌入基层1，通过锚筋21对预制板4进行锚固拉结，增强垂直方向上的
稳定性。
46.在另外一个实施例中，如图3所示，为了保证连接处的结构连续性，至少两根所述锚筋21为一组，均匀设置在所述支撑拉结件2上。
47.在另外一个实施例中，如图2所示，为了增强纵向拼缝的连接效果，方便安装拉杆5，所述开口42为燕尾槽。
48.在另外一个实施例中，如图1、图3和图4所示，为了增强相邻两块预制板4在横向拼缝处的连接效果，预制板4沿其宽度方向的相对侧壁上均设有弧形槽口43，相邻两所述预制板4贴合后，相邻两块预制板4上的所述弧形槽口43形成所述锚定孔41。
49.在另外一个实施例中，如图4所示，为了相邻两块预制板4拼接后在横向拼缝处形成限位效果和传力性能，所述钢管45和所述传力钢筋44的一半长度预埋在所述预制板4内。
50.在另外一个实施例中，如图5所示，为了避免预制板4的顶部边缘处应力集中，在预制板4的顶部边缘处具有倒圆角。
51.一种装配式道路的施工方法，包括以下步骤：s01、安装缓冲板3至支撑拉结件2的顶部；s02、按预设距离铺设好支撑拉结件2；s03、安装预制板4至支撑拉结件2顶部，支撑拉结件2上的锚筋21安装后位于预制板4上的锚定孔41内，使得预制板4和地基之间形成浇筑空间；同时预制板4的传力钢筋44伸入相邻预制板4的钢管45。
52.s04、在进行基层1浇筑时，选取预制板4上的锚定孔41、燕尾槽或预制板4和地基之间的间隙作为浇筑通道；需要进行说明的是该间隙为预制板4侧边的空隙，基层1有侧模板；s05、放置拉杆5至相邻两块预制板4之间的燕尾槽内;s06、当道路运营期结束，对预制板4进行回收。
53.在另外一个实施例中，所述基层1的材料包括工程弃土和余土，加入固化剂、添加剂和水拌合而成固化土，其浇筑成型后呈半刚性状态。
54.在另外一个实施例中，步骤s05放置拉杆5前，预先在预制板4上的燕尾槽内填充填缝材料或灌浆料。
55.需要进行说明的是，在预制板4的板面上的锚定孔41和板边缘处形成的锚定孔41同样也要填充灌浆料。
56.更具体的施工步骤为：根据项目特点，确定预制板4的长度、宽度和厚度三向尺寸。整体预制构件的尺寸和重量最大值，应满足生产、运输和现场吊装的要求。预制板4的平面尺寸不得大于25
㎡
。预制板4宽度根据路幅宽度确定，按3~4.5m取值，若道路宽度超过此范围，则取半幅道路宽度，纵向接缝位于路中线处，避开轮迹带。预制板4的长度与厚度尺寸正相关，长度（横向接缝间距）一般大于宽度，横向接缝垂直纵向接缝，且纵向接缝两侧的横向接缝不得相互错位。面层厚度根据荷载、温度疲劳应力和最大荷载、温度应力进行计算，并满足规范等对面层厚度按交通等级、道路等级等指标划定参考范围中的最低值（jj169-2012城市道路路面设计规范-6.3.6）。半刚性的基层1上方的面板厚度，不得小于150mm。预制板4的顶部边角的直角改为斜倒角或弧倒角，倒角在两侧尺寸为10~20mm。
57.面层（即预制板4）内的钢筋为双向配筋，一般横向钢筋是连接纵筋的构造钢筋和
防纵向裂缝的作用，采用较小的直径和较大的间距。根据设计需要选择单层或双层配筋，钢筋的直径、间距和配筋率满足设计荷载等级（累计交通量）等设计要求，应能满足应力和裂缝的相关要求，并对板边和角隅区域进行补强。板内钢筋的最小配筋率，根据设计荷载等级(累计交通量)取值，不小于0.5％～1.0％。
58.预制板4在端面预留接缝条件。在纵向接缝位置，端部在拉杆5设计位置留设开口42，开口42为燕尾槽形状或相邻两块预制板4连接后两开口42形成腰鼓型。在横向接缝位置，一侧端面露出的传力钢筋44，另一侧端面在对应位置留设钢管45。
59.支撑拉结件2为通长的条形基础，其截面形状为等腰梯形结构，其顶部小，下部大。支撑拉结件2的整体高度，根据基层1的设计厚度确定，能在预制板4和下部路基之间形成浇筑空间。支撑拉结件2的截面宽度根据锚筋21布置等因素确定。
60.支撑拉结件2的顶部粘贴有缓冲层3，缓冲层3为挤塑聚苯板，并按锚固要求设置若干组锚筋21。预制板4在板面和板端的锚筋21对应位置预留的锚定孔41和弧形槽口43。
61.在施工阶段，将支撑拉结件2沿道路方向敷设，上部安装预制板4，此时支撑拉结件3顶部锚筋21在挤塑聚苯板的区段做防腐处理，并伸入预制板4的锚定孔41或弧形槽口43内。预制板4在横向拼缝处，端部的传力钢筋44按传力杆要求涂沥青包裹聚乙烯膜，伸入相邻预制板4对应位置预留的钢管45中。同时，接缝处的端面弧形槽口43也是对齐状态。此时，相邻两块预制板4之前具有让位间隙，该间隙为明缝，在后期使用过程作为预制板4热胀冷缩时的让位间隙。
62.在预制板4安装后，施工基层1。基层1采用固化土材料浇筑、养护成型，基层1的厚度不小于150mm，平面宽度比道路面层每侧扩出300mm。流态固化土的坍落度应符合自流平施工的要求，大于150mm。施工时，利用流态固化土自密实的特性，选择合适的振捣方式进行辅助，保证其浇筑充盈度。
63.固化土养护到一定强度后，在接缝的位置浇筑填缝材料或灌浆料，选择快硬型的填料有助于缩短工期。在纵向接缝处对接的燕尾槽处安放拉杆5，拉杆5为带肋钢筋，两端为扩大型的机械接头，然后浇筑灌浆料。需要进行说明的是拉杆5呈两端大中间小的结构。
64.在其他的实施方式中，可以是填充后放置拉杆5。
65.若设置有底基层1，可先浇筑底基层1，待养护硬化到一定强度，再按上述工序施工。底基层1的厚度也不小于150mm。
66.若道路工程为临时道路，在运营期结束后，可以拆除道路面层，循环利用。拆除时，在预制板4的锚定孔41和弧形槽口43位置，采用水钻进行取芯切割，可去除预制板4与下部支撑拉结件2的锚固连接，实现预制板4的回收工作。
67.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。