专利名称：一种斜张法双向预应力混凝土路面施工方法
技术领域：
本发明涉及一种新型斜张法双向预应力水泥混凝土路面，特别适用于少缝水泥混 凝土路面的利用斜张法双向预应力技术提高水泥混凝土路面受力性能路面施工方法；
背景技术：
水泥混凝土路面具有得天独厚的优点，混凝土路面强度高，稳定性好，使用寿命 长，但路面存在大量的伸縮缝，导致经常发生挤碎、拱起、错台、唧泥等病害，同时，大量的伸 縮缝也会增加路面噪声，影响行车的舒适性。 预应力混凝土路面具有承载力高、抗变形能力强，路面耐久性高、行车舒适性好等 特点，二十世纪四十年代在国外有所研究和发展。最早的使用是在法国，后来英国和其它欧 洲国家先后将其用于道路路面或机场道面上。美国、日本和前苏联等国家也都修建了一定 数量的预应力水泥混凝土路面和机场跑道。但这些路面都是纵向布置预应力钢筋，存在施 工周期长，施工复杂等缺陷，纵向预应力的施加大大提高了路面的纵向承荷能力，但对混凝 土路面面板横向抗弯拉强度几乎不起作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种承载力强、抗变形能力好，无裂缝，施工方便，路面具 有纵向预应力，又有横向预应力，接缝少，行车舒适的一种斜张法双向预应力混凝土路面施 工方法。
为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的利用斜张法双向预 应力技术提高混凝土路面受力性能的路面施工方法，按下述步骤进行
(1)施工准备 1)预应力混凝土路面面板施工前应由设计单位向施工单位进行技术交底，设计文 件、图纸、资料应齐全； 2)预应力混凝土路面面板施工前，其路基、垫层、基层及下封层的工程质量应符合 国家现行标准《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006和《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000的有关规定； 3)材料进场时应按相关规范的规定进行进场验收；预应力混凝土路面面板施工 前，应检查所需材料的储量、性能，确保所有材料的数量和质量；
(2)滑动层施工 滑动层设置在基层顶面，基层应平整无坑凹；滑动层是在基层层面上均匀铺设 1 2cm厚的砂层，其中砂粒直径小于0. 3mm，并在砂层上铺一层聚乙烯薄膜起到整平和较
小基层摩阻作用，聚乙烯薄膜的搭接处用透明胶带粘合成整体以防止渗水及细砂的散失；
(3)立模 模板采用钢模，模板底面与基层顶面紧贴，局部低洼处空隙事先用水泥砂浆铺平， 模板安装完毕后检查接头处的高差和模板内侧是否有错位，接头处的高差控制在3mm以内； (4)摆放U型模板 U型模板的位置要严格按施工图纸摆放，不能有较大偏差，如果U型模板摆放位置 不正确，将导致同一水平面上钢绞线位置不平行，张拉后会引起受力不均匀，U型模板的厚 度应不小于3mm， U型模板的尺寸通过张拉端局部受压计算得出，U型模板的高度与路面厚 度一致； (5)安放构造钢筋 构造钢筋分为纵向构造钢筋、一横向构造钢筋与另一横向构造钢筋和U型构造钢 筋，纵向构造钢筋采用直径10 14mm的螺纹钢筋；横向构造钢筋与采用直径6 8mm的 光圆钢筋， 一横向构造钢筋位于U型模板所在位置处，另一横向构造钢筋位于U型模板之间 位置处；U型构造钢筋采用直径6 8mm的光圆钢筋；纵向构造钢筋沿路面纵向布置，紧挨 U型模板内侧，分两层布置，每层两根，纵向构造钢筋定位后，横向构造钢筋用细铁丝正交绑 扎于纵向构造钢筋，U型构造钢筋沿U型模板内缘布置；路面板端无斜向预应力筋的位置用 间距为25cmX25cm的钢筋网加强；构造钢筋分两层布设，布设构造钢筋时，下层位置处从 下到上依次为U型构造钢筋、一横向构造钢筋或另一横向构造钢筋、纵向构造钢筋，上层位 置处从下到上依次为纵向构造钢筋、一横向构造钢筋或另一横向构造钢筋、U型构造钢筋；
(6)布置预应力筋 预应力筋采用直径12. 7mm或15. 2mm的无粘结预应力钢绞线，与路面纵向成预定 角度，该角度根据路面板长宽比例确定，钢绞线的护套应完整，局部破损处应采用防水胶带 缠绕紧密，预应力筋铺设应顺直，其曲线坐标高度偏差不超过规定值，并且钢绞线末端要保 证与U型模板垂直； [ooao] (7)安装锚具 固定端锚具采用挤压式，张拉端锚具采用夹片式，挤压锚的挤压簧要塞入锚环中， 塞入长度至少为锚环长度的三分之二，挤压端的锚具垫板与U型模板要接触牢靠，不得留 有缝隙，且要与U型模板垂直，张拉端锚垫板应垂直于预应力筋；
(8)浇筑混凝土 因为试验路面要求全长一次摊铺完成，混凝土浇筑时，注意两侧要振捣密实，在振 捣混凝土时要防止U型模板移动，并严禁作业工人随意踩踏预应力筋，以免预应力筋设计 位置不准，且不能采用泵送混凝土施工；
(9)养生 混凝土面板施工完毕后，用浸湿的草袋覆盖进行养护以减小出现早期收縮开裂的 可能，覆盖草袋需要每天均匀洒水，保持草袋处于潮湿状态，经养护期12天 16天，期满之 后，方可清除覆盖物；
(10)钢绞线张拉 为了保证混凝土路面面板在施加预应力前不发生收縮开裂，预应力筋分两次张 拉，预应力的张拉采用千斤顶，为保证预应力值的准确性，采用精度为0.4级的精密油压 表控制，在第一次张拉前进行千斤顶与油压表的配套校验，提供给试验人员准确的张拉 力，预应力钢绞线的张拉顺序按施工图要求进行，张拉控制应力为o。。n= 1860X75% = 1395MPa ;
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1)第一次张拉在混凝土浇筑的第二天进行，采用单侧间隔张拉，其张拉控制应力 值为0. 3 o Mn = 418. 5MPa ; 2)第二次张拉要求在混凝土达到75%设计强度时进行，实际是在路面浇筑后一
周，张拉时采用超张拉，张拉应力为1.05。。。n，持荷2min，再卸荷至o,后锚固； 若采用单幅施工，均在路肩一侧进行张拉，固定端采用挤压锚，直接浇筑混凝土，
而张拉端待二次张拉完毕后，补浇混凝土 ； 若采用全幅施工，则可采用在路面两侧张拉。 本发明与现有技术相比，斜张法双向双向预应力混凝土路面与普通预应力混凝土 路面相比较，具有以下优点 (1)、斜张法双向预应力混凝土路面是考虑连续施工而设置的路面结构，既可产生 纵向预应力，又可产生横向预应力；双向对路面进行预应力，比单一方向的预应力更适合路 面的受力状况； (2)、斜张法双向预应力混凝土路面预应力筋的设置预应力筋分两层布置，第一 层预应力筋设置在距路面厚度中心0 2cm处，第二层预应力筋紧挨第一层预应力筋上方 布置； (3)、预应力筋的直径可采用12. 7mm或15. 2mm无粘结预应力钢绞线； (4)、斜张法双向预应力混凝土路面的预应力筋的张拉可在路面两侧进行，以此提
高了施工进度，张拉控制应力采用精密油泵控制； (5)、预应力筋与路面纵向形成的角度范围为0 45度。
图1为本发明U型模板结构示意图； 图2为下层钢绞线穿出位置结构示意图； 图3为上层钢绞线穿出位置结构示意图； 图4为构造钢筋布置结构示意图； 图5为板端构造钢筋布置示意图； 图6为预应力混凝土路面横断面结构示意图； 图7为试验路预应力筋布置示意图； 图8为上下层预应力筋于试验路侧面示意图； 附图标注1为锚具；2为预应力筋；3为U型模板；4为下层预应力筋穿出位置；5 为U型模板侧翼中线；6为上层预应力筋穿出位置；7为U型模板处的横向构造钢筋；8为U 型模板间的横向构造钢筋；9为纵向构造钢筋；10为U型构造钢筋；11为端部构造钢筋；12 为路面纵缝；13为预应力混凝土路面；14为1 2cm砂层+聚乙烯薄膜；15为路面基层；16 为路面厚度中线；17为上层预应力筋；18为下层预应力筋。
具体实施例方式
下面结合附图对发明内容作进一步说明 利用斜张法双向预应力提高混凝土抗弯拉强度的路面施工方法，按下述步骤进 行
施工工艺 参照图1 图8所示 (1)施工准备 1)预应力混凝土路面面板施工前应由设计单位向施工单位进行技术交底，设计文 件、图纸、资料应齐全； 2)预应力混凝土路面面板施工前，其路基、垫层、基层及下封层的工程质量应符合 国家现行标准《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006和《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000的有关规定； 3)材料进场时应按相关规范的规定进行进场验收；预应力混凝土路面面板施工 前，应检查所需材料的储量、性能，确保所有材料的数量和质量。
(2)滑动层施工 图6所示，滑动层设置在基层15顶面，基层应平整无坑凹。滑动层14是在基层上 均匀铺设1 2cm厚的砂层，其中砂粒直径小于0. 3mm，并在砂层上铺一层聚乙烯薄膜起到 整平和减小摩阻力作用，聚乙烯薄膜的搭接处用透明胶带粘合成整体以防止渗水及细砂的 散失，13为斜张法预应力混凝土路面面板。
(3)立模 如图1所示，U型模板3采用钢模，模板底面与基层顶面紧贴，局部低洼处空隙事 先用水泥砂浆铺平，U型模板安装完毕后检查接头处的高差和模板内侧是否有错位，接头处 的高差控制在3mm以内。
(4)摆放U型板 U型板的位置要严格按施工图纸摆放，不能有较大偏差，如果U型模板摆放位置不 正确，将导致同一水平面上钢绞线位置不平行，张拉后会引起受力不均匀，U型模板的厚度 应不小于3mm， U型模板的尺寸通过张拉端局部受压计算得出，U型模板的高度与路面厚度一致。(5)安放构造钢筋 图4、5所示，构造钢筋分为纵向构造钢筋9、一横向构造钢筋7与另一横向构造钢 筋8禾P U型构造钢筋10，纵向构造钢筋9采用直径10 14mm的螺纹钢筋；横向构造钢筋 7与8采用直径6 8mm的光圆钢筋， 一横向构造钢筋7位于U型模板所在位置处，另一横 向构造钢筋8位于U型模板之间位置处；U型构造钢筋10采用直径6 8mm的光圆钢筋； 纵向构造钢筋沿路面纵向布置，紧挨U型模板内侧，分两层布置，每层两根，纵向构造钢筋 定位后，横向构造钢筋用细铁丝正交绑扎于纵向构造钢筋，U型构造钢筋沿U型模板内缘布 置；路面板端无斜向预应力筋的位置用间距为25cmX25cm的钢筋网11加强；构造钢筋分 两层布设，布设构造钢筋时，下层位置处从下到上依次为U型构造钢筋10、一横向构造钢筋 7或另一横向构造钢筋8、纵向构造钢筋9，上层位置处从下到上依次为纵向构造钢筋9、一 横向构造钢筋7或另一横向构造钢筋8、 U型构造钢筋10。
(6)布置钢绞线 图1、2、3、7、8所示，斜向预应力筋采用直径12. 7mm或15. 2mm的无粘结预应力钢 绞线，与路面纵向成预定角度，该角度根据混凝土路面面板长宽比确定，钢绞线的外包应完 整，所述无粘结预应力钢绞线外包材料采用高密度聚乙烯管，预应力钢绞线在聚乙烯管内为自由体；若预应力钢绞线外包局部有破损处，应采用防水胶带缠绕紧密。无粘结预应力筋 铺设应顺直，其曲线坐标高度偏差应不超过规定值，并且钢绞线末端要保证与U型板垂直；
预应力筋2穿过U型模板侧翼，下层预应力筋18穿出位置为U型模板侧翼中线5下部4的 位置处，上层预应力筋17穿出位置为U型模板3侧翼中线5上部6的位置处；穿出位置用 锚具1锚固预应力筋2。上层钢绞线17与下层钢绞线18统称为预应力钢绞线2，侧面示意 图8可更加直观得到钢绞线穿出具体位置。
(7)安装锚具 固定端锚具采用挤压式，张拉端锚具采用夹片式，挤压锚的挤压簧要塞入锚环中， 塞入长度至少为锚环长度的三分之二，挤压端的锚具垫板与U型模板要接触牢靠，不得留 有缝隙，且要与U型模板垂直，张拉端锚垫板应垂直于预应力筋；
(8)浇筑混凝土 要求斜张法预应力混凝土路面(约100m) —次摊铺完成，混凝土浇筑时，注意两侧 要振捣密实，在振捣混凝土时要防止模板移动，并严禁作业工人随意踩踏预应力筋，以免预 应力筋设计位置不准，且不可采用泵送混凝土施工；
(9)养生 混凝土面板施工完毕后，用浸湿的草袋覆盖进行养护以减小出现早期收縮开裂的 可能，覆盖草袋需要每天均匀洒水，保持草袋处于潮湿状态，经养护期12天 16天，期满之 后，方可清除覆盖物；
(10)钢绞线张拉 为了保证混凝土长板在施加预应力前不发生收縮开裂，预应力筋分两次张拉，预 应力的张拉采用千斤顶，为保证预应力值的准确性，采用精度为0. 4级的精密油压表控制， 在第一次张拉前进行千斤顶与油压表的配套校验，提供给试验人员准确的张拉力，预应力 钢绞线的张拉顺序按施工图要求进行，张拉控制应力为o。。n= 1860X75%= 1395MPa;
1)第一次张拉在混凝土浇筑的第二天进行，采用单侧间隔张拉，其张拉控制应力 值为0. 3 o Mn = 418. 5MPa ; 2)第二次张拉要求在混凝土达到75%设计强度时进行，实际是在路面浇筑后一
周，张拉时采用超张拉，张拉应力为1.05。。。n，持荷2min，再卸荷至o,后锚固； 若采用单幅施工，均在路肩一侧进行张拉，固定端采用挤压锚，直接浇筑混凝土，
而张拉端待二次张拉完毕后，补浇混凝土 ； 若采用全幅施工，则可采用在路面两侧张拉。
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权利要求
一种斜张法双向预应力混凝土路面施工方法，按下述步骤进行(1)施工准备1)预应力混凝土路面面板施工前应由设计单位向施工单位进行技术交底，设计文件、图纸、资料应齐全；2)预应力混凝土路面面板施工前，其路基、垫层、基层及下封层的工程质量应符合国家现行标准《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006和《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000的有关规定；3)材料进场时应按相关规范的规定进行进场验收；预应力混凝土路面面板施工前，应检查所需材料的储量、性能，确保所有材料的数量和质量；(2)滑动层施工滑动层设置在基层顶面，基层应平整无坑凹；滑动层是在基层层面上均匀铺设1～2cm厚的砂层，其中砂粒直径小于0.3mm，并在砂层上铺一层聚乙烯薄膜起到整平和较小基层摩阻作用，聚乙烯薄膜的搭接处用透明胶带粘合成整体以防止渗水及细砂的散失；(3)立模模板采用钢模，模板底面与基层顶面紧贴，局部低洼处空隙事先用水泥砂浆铺平，模板安装完毕后检查接头处的高差和模板内侧是否有错位，接头处的高差控制在3mm以内；(4)摆放U型模板U型模板的位置要严格按施工图纸摆放，不能有较大偏差，如果U型模板摆放位置不正确，将导致同一水平面上钢绞线位置不平行，张拉后会引起受力不均匀，U型模板的厚度应不小于3mm，U型模板的尺寸通过张拉端局部受压计算得出，U型模板的高度与路面厚度一致；(5)安放构造钢筋构造钢筋分为纵向构造钢筋、一横向构造钢筋与另一横向构造钢筋和U型构造钢筋，纵向构造钢筋采用直径10～14mm的螺纹钢筋；横向构造钢筋与采用直径6～8mm的光圆钢筋，一横向构造钢筋位于U型模板所在位置处，另一横向构造钢筋位于U型模板之间位置处；U型构造钢筋采用直径6～8mm的光圆钢筋；纵向构造钢筋沿路面纵向布置，紧挨U型模板内侧，分两层布置，每层两根，纵向构造钢筋定位后，横向构造钢筋用细铁丝正交绑扎于纵向构造钢筋，U型构造钢筋沿U型模板内缘布置；路面板端无斜向预应力筋的位置用间距为25cm×25cm的钢筋网加强；构造钢筋分两层布设，布设构造钢筋时，下层位置处从下到上依次为U型构造钢筋、一横向构造钢筋或另一横向构造钢筋、纵向构造钢筋，上层位置处从下到上依次为纵向构造钢筋、一横向构造钢筋或另一横向构造钢筋、U型构造钢筋；(6)布置预应力筋预应力筋采用直径12.7mm或15.2mm的无粘结预应力钢绞线，与路面纵向成预定角度，此角度根据路面板长宽比例确定，钢绞线的护套应完整，局部破损处应采用防水胶带缠绕紧密，预应力筋铺设应顺直，其曲线坐标高度偏差不超过规定值，并且钢绞线末端要保证与U型模板垂直；(7)安装锚具固定端锚具采用挤压式，张拉端锚具采用夹片式，挤压锚的挤压簧要塞入锚环中，塞入长度至少为锚环长度的三分之二，挤压端的锚具垫板与U型模板要接触牢靠，不得留有缝隙，且要与U型模板垂直，张拉端锚垫板应垂直于预应力筋；(8)浇筑混凝土因为试验路面要求全长一次摊铺完成，混凝土浇筑时，注意两侧要振捣密实，在振捣混凝土时要防止U型模板移动，并严禁作业工人随意踩踏预应力筋，以免预应力筋设计位置不准，且不能采用泵送混凝土施工；(9)养生混凝土面板施工完毕后，用浸湿的草袋覆盖进行养护以减小出现早期收缩开裂的可能，覆盖草袋需要每天均匀洒水，保持草袋处于潮湿状态，经养护期12天～16天，期满之后，方可清除覆盖物；(10)钢绞线张拉为了保证混凝土路面面板在施加预应力前不发生收缩开裂，预应力筋分两次张拉，预应力的张拉采用千斤顶，为保证预应力值的准确性，采用精度为0.4级的精密油压表控制，在第一次张拉前进行千斤顶与油压表的配套校验，提供给试验人员准确的张拉力，预应力钢绞线的张拉顺序按施工图要求进行，张拉控制应力为σcon＝1860×75％＝1395MPa；1)第一次张拉在混凝土浇筑的第二天进行，采用单侧间隔张拉，其张拉控制应力值为0.3σcon＝418.5MPa；2)第二次张拉要求在混凝土达到75％设计强度时进行，实际是在路面浇筑后一周，张拉时采用超张拉，张拉应力为1.05σcon，持荷2min，再卸荷至σcon后锚固；若采用单幅施工，均在路肩一侧进行张拉，固定端采用挤压锚，直接浇筑混凝土，而张拉端待二次张拉完毕后，补浇混凝土；若采用全幅施工，则可采用在路面两侧张拉。
全文摘要
本发明公开了斜张法双向预应力混凝土路面施工方法。具体施工步骤为施工准备、滑动层施工、立模、摆放U型模板、安放构造钢筋、安装固定端挤压锚具、布置预应力筋、浇注混凝土、养生、安装张拉端锚具、预应力筋张拉。斜张法双向预应力混凝土路面施工方法施工方便，施工进度快，施工后道路路面具有承载力强、抗变形能力好，路面无裂缝，接缝少，行车舒适的特点，施工方法应用于机场道面及各等级公路路面、收费站、停车场等的施工过程中。
文档编号E04C5/12GK101775772SQ20101010414
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者岳卫民, 张东省, 徐希娟, 李娜, 李涛, 欧阳海霞, 韩微微, 韩森 申请人:张东省;韩森