预制装配式路面施工技术研究_别冠军.pdf

HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产73文/Article 别冠军 谢整齐 何兵兵 邱林春 王 晋预制装配式路面施工技术研究摘要：目前，建筑施工临时道路一次性投入费用成本较高，项目施工结束后，临时道路一般均需破除重建，造成项目成本浪费且违背了绿色施工原则。采用装配式路面便于检修维护，能够实现重复利用，从而达到节能减排目的，降低施工生产成本。因此，文章围绕预制装配式路面施工技术展开研究，阐述了国内外预制装配式路面施工现状，然后进行临时道路预制板设计，接着重点论述施工工艺、维护方法和路面构件的周转措施，最后就预制装配式路面施工的节能性与经济性进行分析，旨在为实现建筑施工产业化目标助力。关键词：装配式路面；企口；止水条；结构配筋；半圆钢枕；变坡目前我国正处于大规模基础设施建设阶段，而传统建筑施工机械化程度不高，多为粗放式生产，建筑产业化是对传统施工作业的换代升级，也是国家大力推行的建筑趋势。装配式建筑作为一种绿色节能的施工作业方法，广受青睐，其施工具有轻便、快捷、能耗低、适用性广的特点。路面施工采用装配式结构，能够显著提高施工作业效率。文章主要介绍装配式路面在施工生产中作为临时道路的施工应用及设计方法，借鉴国外施工经验，考虑临时道路的短期使用特点，取消预制路面板的预应力设计，根据车辆行驶轨迹，对路面构件进行深化设计，强化基层防水性能，从而更好地实现预制路面板的应用推广。1 国内外预制装配式路面施工现状国际上的装配式路面板大多用于正式公路，板宽占整幅或半幅路（4.5 12.0m），板厚达 300mm 左右，板间连接设企口卯榫，一般采用双向预应力。路面板承载力大，但造价昂贵。国外某预制道路施工及企口大样图分别如图 1、图 2 所示。图 1 国外某预制道路施工大样图图 2 国外某预制道路企口大样图住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE74PRACTICE BASE实践 基地目前国内装配式路面施工较为少见，刚性路面行车舒适感低，对于地形及地质条件变化差异较大地区，其路基基层处理因施工情况而定，采用装配式路面施工无法适应多变的地质条件。我国公路里程长，地形及地质环境复杂，对于装配式路面在正式公路中的应用，应该因地制宜。国内预制路面板作为临时道路尺寸约为 1.5m 1.5m，路面安装较为烦琐，铺设进度较慢；目前采用的预制路面施工接口简易，由于板块划分较小，各板块之间的不均匀沉降现象突出；预制板接口未设置角钢包角，路面在使用中容易发生接口损坏，实际周转率极低；在南方多雨水地区，由于路面防水欠缺，基层长期湿润，承载力较低，路面极易发生沉降国内某预制道路效果及施工图分别如图 3、图 4 所示。材料可选取页岩、满足级配要求的碎石或建渣。基层单次回填厚度不应超过 300mm，每层采用压路机充分压实。此路基能满足重型机械使用需求，对于办公区临时道路，将土基充分压实即可。2.2 路面设计文章所述的临时道路设计采用双向两车道，路面宽 6m，路面采用刚性预制混凝土结构；预制路面板厚 300mm（办公区临时道路可减少至 200mm），内配双层双向 C14200 钢筋，轮压线位置采用加强配筋设计。沿宽度方向两幅路采用三块板拼装而成，板块拼缝采用止水条和油膏密封。2.3 构件设计（1）预制构件尺寸划分。预制构件尺寸划分应方便现场施工，便于起重机起吊，尺寸划分还应考虑拼装接缝不宜位于轮迹线下，防止拼缝处预制板压坏破损，如图 5 所示。依据公路桥涵设计通用规范（JTG D602015）车辆荷载布置图，具体如图 6 所示，并考虑现场施工作业方便性，现对预制板设计分析如下。中间板尺寸宽度应大于 1.3 m，因施工临时道路错车只是偶然情况，故通常情况下以车辆居中行驶考虑。车辆轴距 1.8 m，故中间块应不小于 1.8m 受力较为合适。两对向车辆错车时，因设计路宽为 6m（满足一般道路施工需求），同一轴上的两个集中荷载作用于中间板与翼缘板，故应该加强中间板与翼缘板之间的连接，且应该采取措施增强两板之间的协调变形。沿路长度方向，单块板长度为 4 m，考虑大型运输车辆一般作用在板上均为单轮荷载或单轴荷载，故其可采取简单连接措施。路面宽度方向，板宽 2 m，两块板之间横向连接设置企口，企口外包角钢，用结构胶粘贴牢固。企口连接位置均需设置止水条，止水条封堵后应使用油膏密封，减少面层雨水渗透进基层，导致路面沉降。（2）平曲线和竖曲线设计。由于临时道路使用要求较低，故平曲线设计使用圆弧线连接，平曲线转角应过渡圆滑顺畅；因路面为预制结构，采用预制弧形板就行竖向变坡受力存在不合理性，故竖向变坡节点位置采用止水条作为止水与缓冲荷载措施。板底设置半圆形钢枕，预制板节点位置预留弧形槽。竖向变坡应该优先选择基层变坡，当场地受限时，使用面层变坡。对于变坡位置，图 3 国内某预制道路效果图图 4 国内某预制道路施工图2 预制装配式路面施工临时道路预制板设计2.1 路基设计文章所述的临时道路基层设计厚度为 800mm，基层HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产75基层强度应作加强，可铺设 50 mm 厚的 C15 混凝土垫层。预制板竖向变坡大样图如图 7 所示。角钢增加节点强度，以榫卯形式连接具有一定柔度，从而使翼缘板与中心板具备更好的协调变形能力；预制路面板纵向设置锯齿形企口，考虑重型机械车辆荷载，一般单块板上为单轮荷载或单轴荷载作用，对节点破坏荷载作用较弱，故该设计满足一般要求。企口连接大样如图 10 所示。2 00 mm3 800 mm4 200 mm300 mm150 mm100 mm60 mm2 000 mm2 000 mm2 000 mm10 mm 止水条4 000 mmD=150 mm 钢枕R1504 000 mm10图 5 预制构件尺寸划分三维模型大样图图 6 车辆荷载布置图（单位：m）图 7 预制板竖向变坡大样图图 8 路面板横向连接大样图图 11 预制板配筋大样图图 12 吊钩大样图图 9 路面板纵向连接大样图（3）构件连接大样。路面板横向、纵向连接大样图分别如图 8、图 9 所示。预制路面板横向连接设置楔形企口，楔形企口外包1.81.31.80.50.62.52.5双层双向 C 14200预埋吊钩 600 mmd：钢筋直径25，500 mm 长不得冷加工125，Q235B 圆钢R：半径 30 dR=50 mm300 mm100 mm 600 mm100 mm（4）构件配筋。预制板配筋、吊钩、企口配筋大样图分别如图 11、图 12、图 13 所示。（a）（b）图 10 连接大样 2（路面横向）5 mm 止水条C 14200C 14200角钢包角5 mm 止水条角钢包角允许尺寸偏差 5 mm6.00 m1.30 m1.80 m2.00 m2.00 m2.00 m4.00 m1.80 m住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE76PRACTICE BASE实践 基地3 预制装配式路面施工工艺 3.1 基层处理（1）原地面处理。沿规划路线针对沿线土质特点，若有软弱层应做页岩、连砂石或合理级配建渣换填；在路基回填前，首先确保此临时道路沿线 8.8m 宽范围内积水全部被排出，再采用挖机将此区域所有杂草、软弱土清除，最后用碎石将积水坑或凹凸区域填平，确保整个基层平整。（2）路基回填。填筑前，根据便道边桩，拉线并用石灰撒出灰线。路基回填前需查看近 3d 的天气预报，尽可能选择连续晴天施工。施工时，根据断面图，在原地面用石灰撒出回填区域，需确保道路上口回填宽度不应该小于 7.2m，路基下口宽度不小于 8.8m。在回填区域侧旁设置立牌，在立牌上标注预回填高度。页岩（建渣或其他材料）回填时，挖机配合施工，单次回填厚度不应该超过 300mm，每层采用压路机压实，压实系数不应该小于 0.97；同时，应每铺设一层页岩测量一次回填高度，严禁超填。具体填筑顺序如下：分段施工，分段处必须有与外界连通的地方道路（并且道路满足材料运输车辆通行），每段从一端向另一端施工，相邻段连贯施工，逐片形成通车条件，保障填筑过程中材料运输车辆能通行。压实时机控制在最佳含水率时段，采用 20t 振动压路机碾压。碾压由静压到振动，由弱振到强振，先慢后快地进行。压路机行驶速度开始要慢速，由低处向高处排压，直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行。振动压路机前后两次轮迹重叠0.4 0.5m，前后相邻两区段纵向重叠 1.0 1.5 m。路肩必须填筑和压实到位，不留死角。上层土填筑前必须由技术员或试验员对下层进行承载力检测，合格后才能进行填筑，严禁多层一起填或者下层还没压实上层就开始填土。压实的直观标准为压路机强振后无轮迹印，并且运输车辆通过时不下陷。3.2 预制构件堆放及吊装（1）预制构件的堆放。堆放场地应平整夯实，并设有排水措施，堆放时底板与地面之间应有一定的空隙。垫木放置在桁架侧边，板两端（至板端 200mm）及跨中位置应设置垫木且间距不应大于 1.6m。垫木的长、宽、高均不宜小于 100mm，且应上下对齐。堆放高度不宜大于 4 层。堆放时间不宜超过 2 个月。（2）预制构件吊装。预制构件采用汽车吊进行吊装，每块板预埋 4 个吊装挂钩，吊装时应先安装中间板，然后再吊装翼缘板。翼缘板企口安装应组织工人将板扶好，再平稳放入中间板凹槽。4 预制装配式路面维护（1）日常维护与检修。预制路面板施工完毕后，应定期进行维护检修。预制板若因沉降导致接头处损坏应进行更换；板块接头处应定期查看止水条是否松动；对于基层土质条件较差的情况，要尽可能避免面层水流入基层，故油膏密封时要使油膏充分流水缝隙内，以起到密封防水的作用。（2）破损构件更换。破损构件更换时，先设置维修图 13 企口配筋大样图配筋 1100 mm150 mm65 mm25 mm65 mm60 mm45 mm100 mm125 mm125 mm130 mm50 mm50 mm100 mm820082008200纵向筋均为 14纵向筋均为 14纵向筋均为 14配筋 2配筋 3HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产77参考文献1 中国建筑科学研究院.混凝土及预制构件质量控制规程:CECS 40:92S.北京:中国计划出版社,1993.2 中国建筑科学研究院.混凝土结构工程质量验收规范:GB 50204-2015S.北京:中国建筑工业出版社,2015.3中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集 装配式混凝土结构连接节点构造(2015年合订本)G310-12S.北京:中国计划出版社,2015.4 中国建筑标准设计研究院.装配式混凝土结构技术规程:JGJ 1-2014S.北京:中国建筑工业出版社,2015.路障，组织安排吊车起吊破损预制路面板。安排人员清理破碎混凝土块，检查基层土质情况并充分夯实基层，必要时应采取简易的防水措施，如铺设防水卷材等。5 预制装配式路面构件的周转5.1 拆除注意事项（1）构件拆除应注意保护企口不被破坏，严禁暴力拆除。（2）吊车应在预制路面板上采取与安装顺序相反流程拆除，先拆边缘板，起吊时轻推吊绳使企口脱离中心板，起吊后放置预制板应平放慢落，详见 3.2 节具体要求。（3）路面转弯处预制构件应注意保存，避免棱角企口被破坏。5.2 构件存放与重新铺设构件存放详见 3.2 节要求，预制路面板重新铺设前，应该检查其企口是否损坏，检查企口包角钢是否粘贴牢固。当构件满足铺设条件时，按照原施工工艺铺设即可。6 预制装配式路面施工绿色节能与经济性分析（1）工业化生产节能减耗。预制装配式路面构件产品可在工厂进行预制也可现场加工。对比传统临时道路施工方法，该施工工艺便于劳动力组织，降低材料浪费，工业化生产便于施工质量控制和过程管理。产品可进行多次周转使用，有效降低施工成本，符合绿色节能生产理念。（2）施工经济合理性分析。预制装配式路面施工施工生产中，预制路面板配筋优化加强轮压线位置配筋，预埋吊装点位钢筋，批量化预制路面板有效缩短了施工工期；根据项目进度计划提前预制，合理安排施工穿插，使装配式施工效率最大化；单块板周转使用次数不低于8 次，有效降低了施工成本。7 结束语经研究分析可见，预制装配式路面具有施工简便且可重复利用的特点，可以达到节能减排的目的，降低工程施工生产成本。文章主要介绍了装配式路面在施工生产中作为临时道路的施工应用及设计方法。随着国内预制装配式道路技术的不断进步和发展，相信该技术在我国的建筑领域会得到越来越多的应用。（作者单位：中建三局集团有限公司西南分公司）