連續配筋混凝土路面端部處理方法
2023-08-13 15:24:31
專利名稱：連續配筋混凝土路面端部處理方法
技術領域：
本發明是一種用於混凝土公路路面端部處理的方法，尤其是一種較易解決連續配筋混凝土路面端部處理的方法，屬於公路路面施工的技術領域。
背景技術：
水泥混凝土路面是高等級公路路面結構的主要類型之一，與瀝青路面相比，具有承載力高、耐久和養護維修少等優點，自80年代以來在我國逐步得到推廣。混凝土板為減小溫縮和幹縮作用引起的破壞，需要設置橫縫和縱縫，接縫處是水泥混凝土基層的薄弱點，這些接縫不僅會增加混凝土路面施工的複雜性，而且會給使用帶來諸多弊端，如接縫處傳荷能力低、平整度差，嚴重影響行駛的舒適性，而且易產生滲水、卿泥、錯臺、脫空等病害，成為混凝土板斷裂、破碎等嚴重病害的隱患；通車一段時間後，為了恢復原混凝土路表面功能，有時在原混凝土路面上加鋪瀝青混凝土層，在車輛荷載和溫度荷載的作用下，接縫正上方的瀝青層會產生應力集中，當其受力大於其極限強度時容易引起面層產生反射裂縫，雨水或地下水滲至路面，加速路面早期損壞，威脅行車安全；而且這種路面結構類型出現的損壞類型大多是結構性的破壞，維修難度大，養護費用高。
為了克服上述普通接縫混凝土路面缺點，連續配筋水泥混凝土路面(CRCP)越來越被廣泛採用，大大改善了路面使用品質，延長了路面使用壽命；連續配筋水泥混凝土具有較強的整體性和穩定性，更能適應不同強度的基層條件，而且運營期間養護、維修方便；連續配筋水泥混凝土路面克服了普通接縫水泥混凝土路面的需設各種接縫的缺點而採用的一種完整而平坦的路面結構，如果需要在CRCP上加鋪瀝青混凝土層，這樣的路面結構也使得瀝青表面層的受力更均勻，不易產生應力集中，行駛更舒適；由於配筋的作用，使得連續配筋混凝土層的裂縫寬度較窄，一般小於1mm，在車輛荷載作用下裂縫具有一定的抗剪切能力，雨水不會滲進去鏽蝕鋼筋，也避免了在加鋪瀝青面層產生反射裂縫；連續配置的鋼筋提高了裂縫處的傳荷能力，改善了板角與板邊的工作狀態，減弱了荷載衝擊對板的破壞作用，增加了路面結構的整體性，提高了路面的承載能力；由於CRCP不設接縫，整體性好，有效阻止了雨水或地下水滲入、衝刷與侵蝕基層，使路面具有更好的耐久性。
連續配筋混凝土路面在很長距離內不設置縮縫和脹縫，由於外界溫度變化引起的熱脹冷縮在連續配筋混凝土路面一端產生較大的水平向位移和巨大的水平推力。所以，連續配筋混凝土路面結構和其它種類的路面(如瀝青路面、普通水泥路面)或橋頭引道相連接均需要作專門的處理，以阻止連續配筋混凝土路面縱向位移產生的巨大的水平推力影響相鄰其它路面或者結構物的穩定性。由於連續配筋混凝土板的整體性，當環境溫度發生變化時板體將收縮，如果在其端部沒有任何約束措施，而任其自由變形，將產生3～5cm的位移，這對於與之相連接的其它類型路面結構、橋梁、涵洞等構造物將造成嚴重危害，因此要選用適當的方式來處理連續配筋混凝土板的端部位移，保證道路的連續性，且要求設置方法簡單，易於拆換。
以往連續配筋混凝土板端的約束措施有兩類一類是完全固定型，主要代表為地錨梁，該類處理方法將連續配筋混凝土的板端完全約束住，以固定梁前端地基土的被動土壓力來平衡混凝土板的收縮應力，從而約束混凝土板端部的位移，這種處理方法比較徹底的防止了連續配筋混凝土板端的位移，但是這種方法設計、施工繁瑣，工期長，不便於拆換；第二類為自由邊界型，主要代表為寬翼緣工字梁，該類方法允許板體的自由收縮，而以寬翼緣工字梁的上翼緣板覆蓋住連續配筋混凝土的板端，從而保證路面行車的連續性，但這種端部處理設施是大部分位於地下，如果需要維修，則不得不將其上部路面部分完全破壞，既損功又耗時，嚴重影響交通。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種連續配筋混凝土路面端部處理方法，該方法較易解決連續配筋路面端部錨固問題，具有設置方法簡單而且拆換容易的效果。
技術方案本發明的連續配筋混凝土路面端部處理方法的具體步驟如下。
1.)切縫開槽a.在已完成檢測合格的路面上，對應原預留位置畫出要開槽的邊緣標線，標線要順直，保證同伸縮縫軸線平行，但同時避免標線間距小於槽寬，b.標線確認合格後，用混凝土切縫機沿標線切開瀝青混凝土面層，切縫要整齊，順直，與標線對齊，c.人工清槽切割完畢後，採用人工清除伸縮縫範圍內瀝青混合料；2.)清理預留縫d.清除瀝青混凝土面層後，即可對槽內雜物進行清理，清理可採用風鎬對其槽內水泥混凝土和砂礫進行破碎，並清理乾淨，e.清理乾淨後，對槽內混凝土面進行鑿毛，鑿毛過程中，防止對水泥混凝土重度破損，保證板體使用性能，f.鑿毛完畢後，依據伸縮縫的環型鋼筋的位置精確放出其投影下的平面和立面位置，每個環型鋼筋投影在已被鑿除瀝青混凝土層的連續配筋混凝土板頂面位鑽2個深為10～15cm鑽孔，清孔吹乾後灌注環氧樹脂，同時立即插入頭部呈「г」字型的鋼筋用於與伸縮縫的環型鋼筋焊接，上述工作完畢後，即可對縫內進行清除，保證縫內混凝土表面清潔，無雜物；3.)運輸與安裝g.伸縮縫在工廠預先裝配好後，整體直接運輸到安裝現場，h.在清理完畢的槽內橫向每3m～5m間距搭放一根長3m左右，斷面尺寸10cm×10cm的木方，將毛勒縫吊放其上，對應檢查槽內鋼筋是否合適，並進行必要調整，i.上述工作完畢後，將毛勒縫吊起，緩緩放入槽內，並調整到設計位置上，軸線重合誤差在1mm～2mm之內，j.檢查伸縮縫直順度，沿縫長方向每1m應不少於兩個檢查點，精確檢查伸縮縫頂面與兩側路面是否平順，原則寧低勿高，誤差在0mm～2mm之內，k.上述工作完畢後，用木楔將毛勒縫整體支墊固定，固定後，重新對其頂面標高和直順度進行檢查，檢查完畢後，可進行下道工序施工，l.上述工序完畢後，用泡沫板從上至下將其伸縮縫縫內填滿，填滿後，用膠帶將縫口封上；4.)焊接
m.毛勒伸縮縫在工廠組裝時鎖定的縫口寬度，是按其要求事先確定的，焊接要求控制溫度在15±5℃範圍內，如作業條件超出上範圍，則拆去鎖定夾具，按其作業溫度調整定位值，並用專用工具重新鎖定，以保證伸縮縫安裝質量，n.焊接採用對稱點位焊接推進作業，單條焊接時，先焊接頂面，再焊接側面，最後焊接底面，確保焊接質量，焊縫長度不小於5cm，伸縮縫每0.5m至少有一個錨固鋼筋同預埋鋼筋連接，o.焊接作業時，應採取保護措施，保證不燒損填塞的泡沫板，邊焊邊檢查，焊接完畢後，撤出支墊木楔後，再全面檢查一次，p.焊接固定後，及時拆除鎖定夾具，伸縮縫即進入工作狀態；5.)澆築水泥混凝土q.回填部分混凝土採用C50混凝土，混凝土必須澆築密實，平整度在0mm～2mm範圍內，並一次澆築，保證整體性；混凝土振搗應採用兩側同步振搗的方法，r.澆築過程中，應避免遇雨，並要有必要的防雨和截水措施，必免澆築完畢後，水泥混凝土被雨水衝刷，s.澆築水泥混凝土前，對槽內進行最後一次清理和清洗，同時用塑料布鋪蓋槽兩側的瀝青混凝土路面上，t.澆築過程要連續，標高控制同瀝青路面一致，防止高出，並表面要平整、直順，u.澆築完畢後，用塑料布嚴密覆蓋水泥混凝土表面4h～6h以上，然後用麻袋或土工布覆蓋，灑水養生，防止把水直接澆灑水泥混凝土表面上；6.)嵌入毛勒縫的密封橡膠帶養生完畢，清除泡沫板後，即可將密封膠帶嵌入縫內，嵌入前，禁止車輛通過其伸縮縫。
考慮連續配筋混凝土板端部錨固的原理，聯繫橋梁的伸縮縫設置，則橋梁常用的毛勒伸縮縫應該也可以用於連續配筋混凝土的板端約束，因為毛勒伸縮縫也可以使連續配筋混凝土的板端自由移動而不妨礙路面的正常使用，另外比較重要的一點就是毛勒伸縮縫的設置方法簡單而且拆換容易。
幾種連續配筋混凝土板端約束方式在各方面參數的比較見表1。
表1板端約束幾項參數的比較
毛勒伸縮縫設計原則是「剛性錨固」和「密封防水」。
(1)剛性錨固伸縮縫錨固的好壞直接影響伸縮縫的壽命。錨固金屬板主要起傳遞力的作用，經過疲勞試驗的錨固裝置直接焊接在邊梁上，而變梁則與橋梁的上部結構或連續配筋混凝土板剛性連接。伸縮縫與道路橋梁主體結構的剛性連接確保了伸縮縫可承載最大的交通負荷。在長期承載動態交通負荷情況下，其它伸縮縫用螺釘或螺栓與道路橋梁主體結構連接的方法是不可行的，毛勒伸縮縫在這方面的設計領先了一步。另外，把承載和防水兩項功能分離開來，逐一處理，這就更加有利於兩項功能的加強與完善。
(2)徹底防水毛勒伸縮縫的特徵之一是將氯丁橡膠密封條有效地嵌入邊梁的凹槽內，可確保徹底防水。同時，只要用簡單的工具便可在橋面上對其進行更換或用硫化法對其進行修補。在邊梁的保護下，密封條不遭受車輪的直接碾壓，且其「V」型結構能起到自行清除泥沙的作用。密封條既能抗拉力，又可進行側向和垂直的位移。
由於毛勒伸縮縫性能優良，具有耐磨、抗滑、防水、抗老化性能好、振動小、無噪聲、使用壽命長、維修簡單等優點。
有益效果對板端約束的合理設計是保證連續配筋混凝土板運營質量的重要前提。對於寬翼緣工字梁和毛勒伸縮縫而言，其設計只需要計算得到連續配筋混凝土板在環境溫度變化下的自由端位移，即可根據此值選定與之相適應的型號。而地錨梁的設計則複雜得多，其設計過程中不但要計算連續配筋混凝土板的端部位移，還要根據地基土的相關參數確定地錨梁間的最佳間距以充分發揮地基土的抗剪能力，還要確定地錨梁的極限抗剪力、最大彎矩及路面板內的附加彎矩、剪力等參數，最後根據錨固梁的極限抗剪力與連續配筋混凝土板溫度收縮應力平衡的關係確定需要設置的地錨梁的數量，整個設計過程才完成，可見其設計的複雜程度。
施工質量的好壞直接關係到產品性能的發揮，亦是實現優秀設計理念的最重要步驟。而施工質量不僅取決於施工單位的施工水平，還與毛勒伸縮縫技術自身的要求有關。產品生產工序簡單、精度要求低，自然施工的總體質量水平要求高，反之則偏低。幾種端部約束方式的施工步驟都比較簡單，易於掌握。但是，寬翼緣工字梁和毛勒伸縮縫的施工精度要求較高，由於兩者的頂面均需作為路面表面使用所以對直順度要求很高。但是對於連續配筋板+瀝青層型式的複合式路面而言，寬翼緣工字梁應慎用，因為混凝土板的收縮會使瀝青層出現拉裂破壞，進而在大氣降水和車輛荷載的作用下引發路面結構的破壞。
產品修復或拆換的難易程度是產品性能的一項重要表現。對於路面工程而言，產品易於修復則維修所需的時間短，對交通的影響小，進而提高運營質量，降低用戶費用。地錨梁和寬翼緣工字梁的維修較困難是因為這兩種結構的大部分都在地下，如果需要維修，則不得不將其上部路面部分完全破壞，既損功又耗時，嚴重影響交通。毛勒伸縮縫一般只需對橡膠密封條進行維修，而且只要用簡單的工具便可在原位對其進行更換或用硫化法對其進行修補。
所以，從設計、施工、修復三個方面進行綜合考評，毛勒伸縮縫具有較高的使用價值，它不但滿足了連續配筋混凝土板對端部錨固的要求，而且施工方法簡單，維修容易，造價亦不高。
發明人已將該種連續配筋混凝土路面端部處理新方法應用於滬寧(上海-南京)高速公路、寧淮(南京-淮安)高速公路上，使用情況良好，不存在任何破壞，說明毛勒縫的設計和施工是合理的。
圖1是地錨梁錨固設施縱斷面示意圖。其中有連續配筋混凝土路面1、其它類型路面或設施2、脹縫3、錨固梁4、行車方向5。
具體實施例方式
為保證伸縮縫兩側的瀝青混合料具有足夠的壓實度，在預埋好隧道外路面端的混凝土墊板後正常施工上部瀝青混凝土，安裝伸縮縫時再將伸縮縫所在位置的混合料切除。毛勒縫安裝的具體步驟如下1.)切縫開槽①在已完成檢測合格的路面上，對應原預留位置畫出要開槽的邊緣標線，標線要順直，保證同伸縮縫軸線平行，但同時避免標線間距小於槽寬，在2～3mm範圍為好，原因是防止安裝過程中路面邊緣沉降變形。
②標線確認合格後，可用混凝土切縫機沿標線切開瀝青混凝土面層，切縫要整齊，順直，與標線對齊，切縫過程中，為防止對路面的汙染，可用人工隨時清洗汙染物，但不要大面積用水對其衝洗，保證作業環境清潔。
③人工清槽切割完畢後，採用人工清除伸縮縫範圍內瀝青混合料，清理之前，應用膠帶鋪粘外側縫邊，以避免邊角在施工過程中損壞。
2.)清理預留縫①清除瀝青混凝土面層後，即可對槽內雜物進行清理，清理可採用風鎬對其槽內水泥混凝土和砂礫進行破碎，並用人工清理乾淨。
②清理乾淨後，對槽內混凝土面進行鑿毛，鑿毛過程中，防止對水泥混凝土重度破損，保證板體使用性能。
③鑿毛完畢後，依據伸縮縫的環型鋼筋的位置精確放出其投影下的平面和立面位置，每個環型鋼筋投影在已被鑿除瀝青混凝土層的連續配筋混凝土板頂面位鑽2個深為10～15cm鑽孔，清孔吹乾後灌注環氧樹脂，同時立即插入頭部呈r字型的2根16鋼筋用於與伸縮縫的環型鋼筋焊接。上述工作完畢後，即可對縫內進行清除，保證縫內混凝土表面清潔，無雜物。
3.)運輸與安裝①伸縮縫在工廠預先裝配好後，整體直接運輸到安裝現場，為了不使毛勒伸縮縫在運輸過程中變形，途中儘量減少搬運次數、入槽應按標時進行吊裝操作。臨時存放時，要用支墊進行墊平，支墊儘量多放、平整。
②在清理完畢的槽內橫向每3m～5m間距搭放一根長3m左右，斷面尺寸10cm×10cm的木方，將毛勒縫吊放其上，對應檢查槽內鋼筋是否合適，並進行必要調整。
③上述工作完畢後，用門架將毛勒縫吊起，緩緩放入槽內，並調整到設計位置上，軸線重合誤差在1mm～2mm之內。
④用三米直尺檢查伸縮縫直順度，沿縫長方向每1m應不少於兩個檢查點，精確檢查伸縮縫頂面與兩側路面是否平順，原則寧低勿高，誤差在0mm～2mm之內。
⑤上述工作完畢後，用木楔將毛勒縫整體支墊固定。固定後，重新對其頂面標高和直順度進行檢查，檢查完畢後，可進行下道工序施工。
⑥上述工序完畢後，用泡沫板從上至下將其伸縮縫縫內填滿，填滿後，用膠帶將縫口封上即可。
4.)焊接①毛勒伸縮縫在工廠組裝時鎖定的縫口寬度，是按其要求事先確定的，焊接要求控制溫度在15±5℃範圍內，如作業條件超出上範圍，則拆去鎖定夾具，按其作業溫度調整定位值，並用專用工具重新鎖定，以保證伸縮縫安裝質量。
②焊接要求採用高質量的焊條，採用對稱點位焊接推進作業，單條焊接時，先焊接頂面，再焊接側面，最後焊接底面，確保焊接質量，焊縫長度應滿足有關標準，但不小於5cm，伸縮縫每0.5m至少有一個錨固鋼筋同預埋鋼筋連接。焊接後斷面如下圖。
③焊接作業時，應採取保護措施，保證不燒損填塞的泡沫板。邊焊邊用3m直尺檢查，焊接完畢後，撤出支墊木楔後，再全面檢查一次。
④焊接固定後，及時拆除鎖定夾具，伸縮縫即進入工作狀態。
5.)澆築水泥混凝土①為了保證毛勒縫的使用品質，確保回填部分混凝土不出現早期病害，要求回填部分混凝土採用C50混凝土。澆築水泥混凝土前，配合比試驗應滿足要求，各種工具、設備工作狀態良好，同時氣候條件要適宜，避免中午施工。混凝土必須澆築密實、平整無蜂窩，平整度在0mm～2mm範圍內，並一次澆築，保證整體性；混凝土振搗應採用兩側同步振搗的方法，至出漿、不再有氣泡為止，確保振搗密實，特別是對一些死角的地方，更應注意混凝土的振搗密實性。
②澆築過程中，應避免遇雨，並要有必要的防雨和截水措施，必免澆築完畢後，水泥混凝土被雨水衝刷。通常在施工中的防雨截水措施是用φ6鋼筋，自製半圓形拱形桁架平放伸縮縫處，寬度為切縫寬加20cm，長度與縫長一致，桁架頂面用塑料薄膜覆蓋，四邊用磚或木條壓嚴，塑料薄膜同瀝青路面連接處，用封條封上。
③澆築水泥混凝土前，對槽內進行最後一次清理和清洗，同時用塑料布鋪蓋槽兩側的瀝青混凝土路面上，防止施工過程中對路面的汙染。
④澆築過程要連續，標高控制同瀝青路面一致，防止高出，並表面要平整、直順。
⑤澆築完畢後，用塑料布嚴密覆蓋水泥混凝土表面4h～6h以上，然後用麻袋或土工布覆蓋，灑水養生，防止把水直接澆灑水泥混凝土表面上。從切縫開始到養生完畢的施工全過程，應在封閉交通狀態下進行。
6.)嵌入毛勒縫的密封橡膠帶養生完畢，清除泡沫板後，即可將密封膠帶嵌入縫內，嵌入前，禁止車輛通過其伸縮縫。
7.)質量要求①安裝好伸縮縫應保證上部結構能自由伸縮。
②毛勒伸縮縫兩側水泥混凝土，同瀝青路面連接要平順、密實，寧低勿高，最大間隙不大於1mm。
③水泥混凝土表面應密實，平整，並具有一定的粗糙度。
④伸縮縫兩側瀝青混凝土未受破壞和汙染。
權利要求
1.一種連續配筋混凝土路面端部處理方法，其特徵在於處理方法的具體步驟如下。1.)切縫開槽a.在已完成檢測合格的路面上，對應原預留位置畫出要開槽的邊緣標線，標線要順直，保證同伸縮縫軸線平行，但同時避免標線間距小於槽寬，b.標線確認合格後，用混凝土切縫機沿標線切開瀝青混凝土面層，切縫要整齊，順直，與標線對齊，c.人工清槽切割完畢後，採用人工清除伸縮縫範圍內瀝青混合料；2.)清理預留縫d.清除瀝青混凝土面層後，即可對槽內雜物進行清理，清理可採用風鎬對其槽內水泥混凝土和砂礫進行破碎，並清理乾淨，e.清理乾淨後，對槽內混凝土面進行鑿毛，鑿毛過程中，防止對水泥混凝土重度破損，保證板體使用性能，f.鑿毛完畢後，依據伸縮縫的環型鋼筋的位置精確放出其投影下的平面和立面位置，每個環型鋼筋投影在已被鑿除瀝青混凝土層的連續配筋混凝土板頂面位鑽2個深為10～15cm鑽孔，清孔吹乾後灌注環氧樹脂，同時立即插入頭部呈「Г」字型的鋼筋用於與伸縮縫的環型鋼筋焊接，上述工作完畢後，即可對縫內進行清除，保證縫內混凝土表面清潔，無雜物；3.)運輸與安裝g.伸縮縫在工廠預先裝配好後，整體直接運輸到安裝現場，h.在清理完畢的槽內橫向每3m～5m間距搭放一根長3m左右，斷面尺寸10cm×10cm的木方，將毛勒縫吊放其上，對應檢查槽內鋼筋是否合適，並進行必要調整，i.上述工作完畢後，將毛勒縫吊起，緩緩放入槽內，並調整到設計位置上，軸線重合誤差在1mm～2mm之內，j.檢查伸縮縫直順度，沿縫長方向每1m應不少於兩個檢查點，精確檢查伸縮縫頂面與兩側路面是否平順，原則寧低勿高，誤差在0mm～2mm之內，k.上述工作完畢後，用木楔將毛勒縫整體支墊固定，固定後，重新對其頂面標高和直順度進行檢查，檢查完畢後，可進行下道工序施工，l.上述工序完畢後，用泡沫板從上至下將其伸縮縫縫內填滿，填滿後，用膠帶將縫口封上；4.)焊接m.毛勒伸縮縫在工廠組裝時鎖定的縫口寬度，是按其要求事先確定的，焊接要求控制溫度在15±5℃範圍內，如作業條件超出上範圍，則拆去鎖定夾具，按其作業溫度調整定位值，並用專用工具重新鎖定，以保證伸縮縫安裝質量，n.焊接採用對稱點位焊接推進作業，單條焊接時，先焊接頂面，再焊接側面，最後焊接底面，確保焊接質量，焊縫長度不小於5cm，伸縮縫每0.5m至少有一個錨固鋼筋同預埋鋼筋連接，o.焊接作業時，應採取保護措施，保證不燒損填塞的泡沫板，邊焊邊檢查，焊接完畢後，撤出支墊木楔後，再全面檢查一次，p.焊接固定後，及時拆除鎖定夾具，伸縮縫即進入工作狀態；5.)澆築水泥混凝土q.回填部分混凝土採用C50混凝土，混凝土必須澆築密實，平整度在0mm～2mm範圍內，並一次澆築，保證整體性；混凝土振搗應採用兩側同步振搗的方法，r.澆築過程中，應避免遇雨，並要有必要的防雨和截水措施，必免澆築完畢後，水泥混凝土被雨水衝刷，s.澆築水泥混凝土前，對槽內進行最後一次清理和清洗，同時用塑料布鋪蓋槽兩側的瀝青混凝土路面上，t.澆築過程要連續，標高控制同瀝青路面一致，防止高出，並表面要平整、直順，u.澆築完畢後，用塑料布嚴密覆蓋水泥混凝土表面4h～6h以上，然後用麻袋或土工布覆蓋，灑水養生，防止把水直接澆灑水泥混凝土表面上；6.)嵌入毛勒縫的密封橡膠帶養生完畢，清除泡沫板後，即可將密封膠帶嵌入縫內，嵌入前，禁止車輛通過其伸縮縫。
全文摘要
連續配筋混凝土路面端部處理方法是一種用於混凝土公路路面端部處理的方法，尤其是一種較易解決連續配筋混凝土路面端部處理的方法，其具體步驟如下，1.)切縫開槽，2.)清理預留縫，3.)運輸與安裝，4.)焊接，5.)澆築水泥混凝土，6.)嵌入毛勒縫的密封橡膠帶，由於毛勒伸縮縫性能優良，具有耐磨、抗滑、防水、抗老化性能好、振動小、無噪聲、使用壽命長、維修簡單等優點。
文檔編號E01C7/00GK101082198SQ20071002174
公開日2007年12月5日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者黃曉明, 高英 申請人:東南大學