一种水泥路面破碎板装配式处治结构及施工方法与流程

本发明属于道路处理技术领域，尤其涉及一种水泥路面破损修复处治结构及施工方法。

背景技术：

受车辆荷载、不均匀支撑等因素的影响，水泥路面在使用过程中时常会出现板底脱空、板破碎等工程病害，严重影响道路的通行质量和效率，甚至会对道路的行车安全产生不利影响。目前已有一种水泥混凝土路面快速修复方法，是根据混凝土路面病害情况确定面层处治范围；在面层处治范围内破除混凝土板面层；以面层破除边界为基准，确定路面基层破除范围；在原混凝土路面边界沿周向依次横向设置拉杆；在路面基层的低标号混凝土上面铺设防水层；在面层处治范围浇筑碾压混凝土面层；混凝土养生达到要求后，对新旧混凝土面层间接缝进行填缝。该方法通过传力杆传递板间荷载，受荷面较小，难以解决钢筋锈蚀的问题；同时，修复技术难以解决底部支撑强度不足的问题；而且该技术采用现浇施工，现场施工工效较低，环境影响大。鉴于此，为提升水泥路面板的整体性能，减少路面修复施工时的成本，增强路面的耐久性。亟待发明一种可以同步提高现场施工效率、增强新旧水泥路面连接整体性、提升结构耐久性能的水泥路面破碎板装配式处治结构及施工方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水泥路面破碎板装配式处治结构及施工方法，克服原水泥混凝土路面快速修复方法成本高、受荷面小底部支撑强度不足、钢筋易锈蚀路面耐久性差、连接整体性差、现场施工工效低的缺点。

一种水泥路面破碎板装配式处治结构及施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

1）施工准备：将水泥路面破碎板凿除，压实水泥路面破碎板下部的路面基层和路基土体，准备施工所需的材料和装置；

2）劲性承载管插设定位：自路面基层向路基土体钻设承载管布设孔，先将劲性承载管连同内撑压扩杆和压扩侧撑体插入承载管布设孔内，再通过承载管定位板限定劲性承载管的平面位置，然后采用承载管定位架的管侧定位箍控制劲性承载管的平面位置，并将劲性承载管与承载管定位板焊接连接；在内撑压扩杆的顶端设置杆顶帽板，并在杆顶帽板与撑架横梁之间设置撑扩顶压体，通过撑扩顶压体对杆顶帽板及内撑压扩杆施加竖向顶压力，使压扩连接筋及侧壁压板在侧撑压扩榫的推移力作用下向背离劲性承载管方向移动，并使连接增强筋插入路基土体内；

3）管周压浆体压注：先解除承载管定位架对劲性承载管和内撑压扩杆的约束，并使内撑压扩杆的顶端与压浆连接管连通；然后通过外部压浆设备对压浆连接管及内撑压扩杆压浆，在压浆过程中不断提升内撑压扩杆的高度，在承载管布设孔内形成管周压浆体；

4）接缝剪力榫及接缝锚挂板安装：在与装配式面板短边相接的既有路面板的临空面上引孔，先校核确定接缝锚挂板的空间位置，再通过剪力榫锚筋将接缝剪力榫与既有路面板连接牢固；

5）板底连接层设置：在路面基层的上部铺设厚度为4～6cm的板底连接层，并控制板底连接层的表面平整度；

6）装配式面板吊设：根据现场劲性承载管和接缝锚挂板的位置，确定装配式面板的连接套筒和留置榫槽的空间位置，制备装配式面板；板底连接层施工完成后，在连接套筒和挂板嵌入槽的内侧壁上涂刷粘结胶，并将装配式面板吊装至板底连接层的上部，分别使连接套筒和挂板嵌入槽与劲性承载管和接缝锚挂板粘贴连接；

7）榫槽密闭体压注：采用外部压浆设备通过密闭体压浆管进行压浆施工，在留置榫槽内形成榫槽密闭体；

8）新接缝条带施工：沿环向在装配式面板与既有路面板的接缝内插设新接缝条带，并替换既有路面板间破损的旧接缝条带。

步骤2）所述劲性承载管采用钢管轧制而成，沿劲性承载管高度方向设置管壁溢浆孔和管壁导向管；所述管壁导向管采用钢管轧制而成，在劲性承载管插入路基土体段设置2～3层管壁导向管，每层管壁导向管沿环形均匀间隔设置2～4根，并使管壁导向管与劲性承载管垂直焊接连接；所述压扩侧撑体包括压扩连接筋、侧壁压板和连接增强筋；所述压扩连接筋的一端设置连接斜边，并经管壁导向管的管腔插入劲性承载管内部，另一端与侧壁压板垂直焊接连接；所述侧壁压板横断面呈圆弧形，外径与承载管布设孔的内径相同；沿侧壁压板高度方向设置2～3个连接增强筋；所述连接增强筋采用钢板或钢筋轧制而成，横断面呈三角形或梯形，与侧壁压板焊接连接；所述内撑压扩杆采用钢管轧制而成，其外侧壁上设置压扩榫连接栓，顶端与压浆连接管通过螺纹连接；所述压扩榫连接栓采用内壁设置了连接螺纹的钢管或螺母，其外侧壁与侧撑压扩榫垂直焊接连接；所述侧撑压扩榫采用钢板轧制而成，横断面呈直角三角形，并使直角边与压扩榫连接栓焊接连接，斜边与压扩连接筋的斜边相接触；所述承载管定位架包括撑架底板、撑架立柱和撑架横梁，并使撑架立柱与管侧定位箍通过定位连接栓连接；所述管侧定位箍包括两块相同的定位箍板，并使两块定位箍板通过箍板紧固栓连接；所述承载管定位板采用钢板轧制而成，平面上设置与劲性承载管穿设的孔洞；所述定位连接栓包括螺杆和螺母，并使螺母两侧螺杆的紧固方向相反。

步骤4）所述接缝剪力榫横断面呈等腰梯形或矩形，其长度为既有路面板厚度为1/2～2/3，并使接缝剪力榫与接缝锚挂板通过挂板连接筋连接，连接方式均采用焊接连接；所述接缝锚挂板采用钢板轧制而成，其顶面高程较接缝剪力榫高2～5cm，与接缝剪力榫相互平行；

步骤5）所述板底连接层采用沥青稳定碎石或碾压混凝土或水泥砂浆层。

步骤6）所述装配式面板采用钢筋混凝土材料，平面尺寸与待修复水泥路面破碎板相同，沿其短边方向均匀间隔设置2～3道留置榫槽，并使留置榫槽与密闭体压浆管连通，在留置榫槽的顶部设置与接缝锚挂板连接的挂板嵌入槽；所述留置榫槽平面呈矩形，宽度为10～20cm，长度为10～20cm；在装配式面板的下表面设置与劲性承载管连接的连接套筒，并在连接套筒的顶部设置板底增强板；所述板底增强板采用钢板轧制而成，平面呈“π”形，装配式面板浇筑成一整体，与连接套筒焊接连接或粘贴连接。

步骤7）所述榫槽密闭体采用灌浆料或水泥砂浆材料。

步骤8）所述新接缝条带采用橡胶板条或木板条，其宽度为1～2cm。

本发明的优点是：本发明在既有路面板上依次设置接缝剪力榫和接缝锚挂板，并在留置榫槽内设置榫槽密闭体，可实现装配式面板与既有路面板间的变形协调；本发明装配式面板采用钢筋混凝土材料预制而成，其短边方向设置2～3道留置榫槽、下表面设置连接套筒，可以分别实现装配式面板与接缝锚挂板和劲性承载管的快速连接固定，提高了水泥路面破碎板处治施工的效率，改善了水泥路面破碎板处理后的承载性能；通过承载管定位板和承载管定位架上的定位连接栓组合限定劲性承载管的空间位置，提高劲性承载管插设定位的准确度；借助撑扩顶压体及内撑压扩杆使压扩侧撑体的侧壁压板横向移动，将连接增强筋压入路基土体内，有助于改善劲性承载管的承载性能。

附图说明

图1是本发明的施工流程图；

图2是图1劲性承载管插设定位和管周压浆体施工结构示意图；

图3是图2中压扩侧撑体与内撑压扩杆连接结构示意图；

图4是图2管侧定位箍与劲性承载管连接结构示意图；

图5是图2承载定位管平面示意图；

图6是图1装配式面板安装完成后结构施工示意图；

图7是图6留置榫槽部位水平剖面示意图；

图中：1-路面基层；2-路基土体；3-承载管布设孔；4-劲性承载管；5-内撑压扩杆；6-承载管定位板；7-承载管定位架；8-管侧定位箍；9-杆顶帽板；10-撑扩顶压体；11-压扩连接筋；12-侧壁压板；13-侧撑压扩榫；14-连接增强筋；15-压浆连接管；16-管周压浆体；17-装配式面板；18-既有路面板；19-接缝锚挂板；20-剪力榫锚筋；21-接缝剪力榫；22-板底连接层；23-连接套筒；24-留置榫槽；25-挂板嵌入槽；26-密闭体压浆管；27-榫槽密闭体；28-新接缝条带；29-旧接缝条带；30-管壁溢浆孔；31-管壁导向管；32-压扩榫连接栓；33-撑架底板；34-撑架立柱；35-撑架横梁；36-定位连接栓；37-定位箍板；38-箍板紧固栓；39-挂板连接筋；40-板底增强板；41-压扩侧撑体。

具体实施方式

现结合附图详细说明本发明结构的实施方式：

本实施例中，现场吊装施工技术要求、混凝土配合比设计及施工技术要求、钢管轧制及焊接施工技术要求、螺栓紧固施工技术要求等，本实施方式中不再赘述。参照图1～图7所示，重点阐述本发明涉及方法的实施方式。

一种水泥路面破碎板装配式处治结构及施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

1）施工准备：将水泥路面破碎板凿除，压实水泥路面破碎板下部的路面基层1和路基土体2，准备施工所需的材料和装置；路面基层1为石灰稳定碎石基层，厚度为20cm，路基土体2为中密状态的砂性土。

2）劲性承载管插设定位：自路面基层1向路基土体2钻设承载管布设孔3，先将劲性承载管4连同内撑压扩杆5和压扩侧撑体41插入承载管布设孔3内，再通过承载管定位板6限定劲性承载管4的平面位置，然后采用承载管定位架7的管侧定位箍8控制劲性承载管4的平面位置，并将劲性承载管4与承载管定位板6焊接连接；在内撑压扩杆5的顶端设置杆顶帽板9，并在杆顶帽板9与撑架横梁35之间设置撑扩顶压体10，通过撑扩顶压体10对杆顶帽板9及内撑压扩杆5施加竖向顶压力，使压扩连接筋11及侧壁压板12在侧撑压扩榫13的推移力作用下向背离劲性承载管4方向移动，并使连接增强筋14插入路基土体2内；

3）管周压浆体压注：先解除承载管定位架7对劲性承载管4和内撑压扩杆5的约束，并使内撑压扩杆5的顶端与压浆连接管15连通；然后通过外部压浆设备对压浆连接管15及内撑压扩杆5压浆，在压浆过程中不断提升内撑压扩杆5的高度，在承载管布设孔3内形成管周压浆体；

4）接缝剪力榫及接缝锚挂板安装：在与装配式面板17短边相接的既有路面板18的临空面上引孔，先校核确定接缝锚挂板19的空间位置，再通过剪力榫锚筋20将接缝剪力榫21与既有路面板18连接牢固；

5）板底连接层设置：在路面基层1的上部铺设厚度为4～6cm的板底连接层22，并控制板底连接层22的表面平整度；

6）装配式面板吊设：根据现场劲性承载管4和接缝锚挂板19的位置，确定装配式面板17的连接套筒23和留置榫槽24的空间位置，制备装配式面板17；板底连接层22施工完成后，在连接套筒23和挂板嵌入槽25的内侧壁上涂刷粘结胶，并将装配式面板17吊装至板底连接层22的上部，分别使连接套筒23和挂板嵌入槽25与劲性承载管4和接缝锚挂板19粘贴连接；

7）榫槽密闭体压注：采用外部压浆设备通过密闭体压浆管26进行压浆施工，在留置榫槽24内形成榫槽密闭体27；

8）新接缝条带施工：沿环向在装配式面板17与既有路面板18的接缝内插设新接缝条带28，并替换既有路面板18间破损的旧接缝条带29。

步骤2）所述劲性承载管4采用钢管轧制而成，沿劲性承载管4高度方向设置管壁溢浆孔30和管壁导向管31；所述管壁导向管31采用钢管轧制而成，在劲性承载管4插入路基土体2段设置2～3层管壁导向管31，每层管壁导向管31沿环形均匀间隔设置2～4根，并使管壁导向管31与劲性承载管4垂直焊接连接；所述压扩侧撑体41包括压扩连接筋11、侧壁压板12和连接增强筋14；所述压扩连接筋11的一端设置连接斜边，并经管壁导向管31的管腔插入劲性承载管4内部，另一端与侧壁压板12垂直焊接连接；所述侧壁压板12横断面呈圆弧形，外径与承载管布设孔3的内径相同；沿侧壁压板12高度方向设置2～3个连接增强筋14；所述连接增强筋14采用钢板或钢筋轧制而成，横断面呈三角形或梯形，与侧壁压板12焊接连接；所述内撑压扩杆5采用钢管轧制而成，其外侧壁上设置压扩榫连接栓32，顶端与压浆连接管15通过螺纹连接；所述压扩榫连接栓32采用内壁设置了连接螺纹的钢管或螺母，其外侧壁与侧撑压扩榫13垂直焊接连接；所述侧撑压扩榫13采用钢板轧制而成，横断面呈直角三角形，并使直角边与压扩榫连接栓32焊接连接，斜边与压扩连接筋11的斜边相接触；所述承载管定位架7包括撑架底板33、撑架立柱34和撑架横梁35，并使撑架立柱34与管侧定位箍8通过定位连接栓36连接；所述管侧定位箍8包括两块相同的定位箍板37，并使两块定位箍板37通过箍板紧固栓38连接；所述承载管定位板6采用钢板轧制而成，平面上设置与劲性承载管4穿设的孔洞；所述定位连接栓36包括螺杆和螺母，并使螺母两侧螺杆的紧固方向相反。

步骤4）所述接缝剪力榫21横断面呈等腰梯形或矩形，其长度为既有路面板18厚度为1/2～2/3，并使接缝剪力榫21与接缝锚挂板19通过挂板连接筋39连接，连接方式均采用焊接连接；所述接缝锚挂板19采用钢板轧制而成，其顶面高程较接缝剪力榫21高2～5cm，与接缝剪力榫21相互平行；

步骤5）所述板底连接层22采用沥青稳定碎石或碾压混凝土或水泥砂浆层。

步骤6）所述装配式面板17采用钢筋混凝土材料，平面尺寸与待修复水泥路面破碎板相同，沿其短边方向均匀间隔设置2～3道留置榫槽24，并使留置榫槽24与密闭体压浆管26连通，在留置榫槽24的顶部设置与接缝锚挂板19连接的挂板嵌入槽25；所述留置榫槽24平面呈矩形，宽度为10～20cm，长度为10～20cm；在装配式面板17的下表面设置与劲性承载管4连接的连接套筒23，并在连接套筒的顶部设置板底增强板40；所述板底增强板40采用钢板轧制而成，平面呈“π”形，装配式面板17浇筑成一整体，与连接套筒23焊接连接或粘贴连接。

步骤7）所述榫槽密闭体27采用灌浆料或水泥砂浆材料。

步骤8）所述新接缝条28带采用橡胶板条或木板条，其宽度为1～2cm。

本发明通过承载管定位板6和承载管定位架7上的定位连接栓36组合限定劲性承载管4的空间位置；借助撑扩顶压体10及内撑压扩杆5使压扩侧撑体41的侧壁压板12横向移动，并可使连接增强筋14嵌入路基2土体内；装配式面板17采用钢筋混凝土材料预制而成，其短边方向设置2～3道留置榫槽24、下表面设置连接套筒23；在既有路面板18上依次设置接缝剪力榫21和接缝锚挂板19，并在留置榫槽24内设置榫槽密闭体27。

承载管布设孔3的孔径为110mm，插入路基土体的长度为100cm，劲性承载管4采用直径100mm、壁厚为1mm的钢管；沿劲性承载管4高度方向设置管壁溢浆孔30和管壁导向管31。管壁溢浆孔30为竖向间隔为15cm、孔径为2cm；管壁导向管31采用内径为30mm的钢管，与劲性承载管4的管壁相互垂直，在劲性承载管4插入路基土体2的管段设置三层，每层设置二根，内撑压扩杆5采用直径60mm的钢管，其外侧壁上设置压扩榫连接栓32，顶端与压浆连接管15通过螺纹连接，压扩榫连接栓32采用内壁设置了连接螺纹的钢管，外侧壁与侧撑压扩榫13垂直焊接连接；侧撑压扩榫13采用厚度为2mm的钢板轧制而成，横断面呈直角三角形，两直角边的长度分别为2cm和1cm，并使长的直角边与压扩榫连接栓32焊接连接，斜边与压扩连接筋11的斜边相接触。其中，压扩连接筋11采用厚度为20mm的钢管。压浆连接管15采用钢管轧制而成，与内撑压扩杆5通过螺纹连接。承载管定位板6采用厚度为1mm的钢板轧制而成，平面呈闭合的框形，宽度为20cm，其上设置与劲性承载管4穿设的孔洞。

承载管定位架7包括撑架底板33、撑架立柱34和撑架横梁35，并使撑架立柱34与管侧定位箍8通过定位连接栓36连接。其中，撑架底板33采用厚度为10mm的钢板轧制而成；撑架立柱34采用强度等级为q345d、规格为φ100×8的钢管制作而成；撑架横梁35采用规格为100×100×6×8的h型钢；定位连接栓36为直径20mm的螺杆和螺母，并使螺母两侧螺杆的紧固方向相反。

管侧定位箍8包括两块相同的定位箍板37，并使两块定位箍板37通过箍板紧固栓38连接。定位箍板37采用厚度为2mm的钢板轧制而成；箍板紧固栓38采用直径30mm的高强度螺栓。杆顶帽板9采用厚度为2mm的钢板轧制而成，与劲性承载管4粘贴连接。撑扩顶压体10采用30吨的液压千斤顶。压扩侧撑体41包括压扩连接筋11、侧壁压板12和连接增强筋14，压扩连接筋11的一端设置连接斜边，并经管壁导向管31的管腔插入劲性承载管4内部，另一端与侧壁压板12垂直焊接连接。侧壁压板12采用厚度为2mm的钢板轧制而成，高度为20cm，横断面呈圆弧形，圆心角为30°，外径与承载管布设孔3的内径相同，沿侧壁压板12高度方向设置两个连接增强筋14；连接增强筋14采用厚度为10mm的钢板轧制而成，横断面呈三角形，与侧壁压板12焊接连接。管周压浆体16为强度等级为c30的混凝土灌浆料。

装配式面板17采用钢筋混凝土材料，平面尺寸为5m×8m，厚度为30cm，沿其短边方向均匀间隔设置两道留置榫槽24，并使留置榫槽24与密闭体压浆管26连通，在留置榫槽24的顶部设置与接缝锚挂板19连接的挂板嵌入槽25，留置榫槽24平面呈矩形，宽度为20cm，长度为20cm，高度为20cm；接缝锚挂板19采用厚度为10mm的钢板轧制而成，其顶面高程较接缝剪力榫21高2cm，并与接缝剪力榫21相互平行；密闭体压浆管26采用内径为30mm的塑料管。

剪力榫锚筋20采用直径为16mm、长度为140mm的热镀锌膨胀螺栓。接缝剪力榫21采用厚度为10mm的钢板轧制而成，横断面呈矩形，其长度为180mm，宽度为15cm，使接缝剪力榫21与接缝锚挂板19通过挂板连接筋39连接，连接方式均采用焊接连接。挂板连接筋39采用直径为60mm的不锈钢管，长度为10cm。

既有路面板18为厚度32cm的水泥路面板。板底连接层22采用水泥砂浆层，厚度为2cm。连接套筒23采用内径为100mm的钢管轧制而成。挂板嵌入槽25宽度为12mm，高度为2cm。榫槽密闭体27采用灌浆料，强度等级为c30。新接缝条带28采用厚度为10mm的橡胶板条。旧接缝条带29采用木板条，其宽度为10mm。板底增强板40采用厚度为2mm的钢板轧制而成，平面呈“π”形，与装配式面板17浇筑成一整体，与连接套筒23焊接连接。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。