CN113201991A - 一种混凝土路面预裂缝施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种混凝土路面预裂缝施工方法，包括以下步骤：平整并轧实路基；绑扎完成埋设于混凝土中的钢筋，进行混凝土的浇筑并振捣密实；采用混凝土湿切缝装置在振捣密实的混凝土上进行切缝，并在切缝面涂抹隔离剂：将切缝振捣闭合,切缝由开口切缝变为闭合切缝；混凝土养护；铺设路面面层。本发明的有益效果为：本发明所述施工方法在混凝土硬化之前，通过在混凝土道路断面上设置隔离层，人为制造一个混凝土路面抗拉薄弱面，降温时裂缝出现在设置的抗拉薄弱面处，达到定点开裂的目的。
Description
技术领域
本发明涉及路面施工方法，具体涉及一种混凝土路面预裂缝施工方法。
背景技术
提高路面的平顺性和使用寿命是未来交通的发展方向。但是，由于混凝土存在干缩及降温收缩现象，且其本身抗拉强度较小，在服役过程中，不可避免会产生一定的裂缝。这种自然产生的裂缝，形状并不规则；当有些部位裂缝宽度较大或裂缝较为密集时，会有路表雨水沿裂缝侵入道路内部，造成钢筋的锈蚀及路基的软化破坏。
为了避免上述问题，传统方法是将混凝土板进行切割，虽然一定程度上可以使开裂裂缝变得规则，但是会带来以下几个问题：第一、由于切割处切缝较宽（3~5mm），会降低混凝土板间的传荷能力；第二、由于切缝间距离较远（一般切缝间隔3~4m），在切缝处的开裂裂缝间隙会较大，在服役过程中容易导致沥青混凝土铺装层出现反射裂缝，降低路面行车舒适性的同时减小路面结构寿命；第三、混凝土强度较高，在锯缝过程中施工速度较慢，会消耗较多能源，产生巨大噪音。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种路面开裂裂缝小、裂缝规则可控，且裂缝处无损传荷的混凝土路面预裂缝施工方法。
本发明采用的技术方案为：一种混凝土路面预裂缝施工方法，包括以下步骤：
步骤一、平整并轧实路基；
步骤二、绑扎完成埋设于混凝土中的钢筋，进行混凝土的浇筑并振捣密实；
步骤三、采用混凝土湿切缝装置在振捣密实的混凝土上进行切缝，并在切缝面涂抹隔离剂：
步骤四、将切缝振捣闭合,切缝由开口切缝变为闭合切缝；
步骤五、混凝土养护；
步骤六、铺设路面面层。
按上述方案，在步骤三中，切缝深度为3~6cm；切缝间的间隔为0.6~1.2m。
按上述方案，切缝时刀盘的旋转方向与刀盘的前进方向相反；刀盘的旋转速度为0.1~1r/s；刀盘的前进速度为0.05~0.2m/s。
按上述方案，隔离剂为混凝土脱模剂。
按上述方案，所述混凝土湿切缝装置包括横向的导轨、设于在导轨两端的可升降的支架结构，以及安装在导轨中部的混凝土湿切机；所述混凝土湿切机包括机架、行走机构、刀盘及切割电机；所述机架上安装有设有可沿导轨行走的行走机构；所述刀盘位于机架的下部，刀盘中部穿过旋转轴，旋转轴的一端与机架相连，旋转轴的另一端与安装在机架上的切割电机相连，切割电机通过旋转轴带动刀盘转动。
按上述方案，在刀盘两侧对称设吸附有隔离剂的海绵块，刀盘与两海绵块的内侧紧贴；海绵块的外侧固定在安装架上，安装架连接有调节螺杆，调节螺杆通过螺母安装在机架上；机架上开设有竖向的条形孔，调节螺杆端部***条形孔内，调节螺杆可在条形孔内上下移动，从而调节刀盘咬入海绵块深度；所述混凝土湿切机还增设有用于储存隔离剂的隔离剂贮箱，隔离剂贮箱的底部通过隔离剂导管与海绵块连通。
按上述方案，所述刀盘截面为梭形。
按上述方案，所述行走机构包括行走轮和与行走轮相连的行走电机，行走轮与导轨相适配，行走电机可带动行走轮沿导轨的长度方向行走。
按上述方案，所述支架结构包括水平梁、滚轮、支架柱和高度调节柱；所述滚轮有两组，分别安装在水平梁的两端；所述支架柱的底部固定在水平梁的中部，支架柱内部中空，高度调节柱安装在支架柱内，所述导轨固定在高度调节柱的顶部。
按上述方案，所述高度调节柱的一侧安装有齿条，齿条与齿轮啮合，齿轮的轮轴与高度调节电机相连，高度调节电机带动齿轮转动时，齿条带动高度调节柱在支架柱内升高或降低。
本发明的有益效果为：本发明所述施工方法在混凝土硬化之前，通过在混凝土道路断面上设置隔离层，人为制造一个混凝土路面抗拉薄弱面，降温时裂缝出现在设置的抗拉薄弱面处，具体如下：
1、“定点”开裂：本发明采用振动板将切面上涂有隔离剂的切缝振捣闭合，此时切面两侧的混凝土虽然闭合但是并未融合，当混凝土凝固以后，此切缝面为混凝土的抗拉薄弱面，在降温及其他荷载作用下路面会在此切缝面上出现裂缝，达到“定点”开裂的目的；
2、裂缝处传荷能力强：本发明采用振动板将切面振动闭合，闭合后的切面为非规则面，服役时此处出现开裂；由于开裂面为一个粗糙面，且裂缝宽度极小，开裂后开裂面两侧混凝土咬合较好，裂缝两侧的混凝土板传荷能力较强；
3、施工简单方便：由于切割时混凝土刚振捣完毕，混凝土处于软塑状态，此时切割几乎不消耗能源，且切割过程没有噪音及灰尘，这个施工过程更为经济环保；
4、裂缝开裂间隙小，防水能力较强：相比传统切缝，此施工方法可以将切缝设置的较为密集，这样在服役过程中混凝土板产生的裂缝宽度较小，防水能力较强，可有效保护路基，提高路面使用寿命；
5、路面刚度较大：本发明的切缝深度仅为3~6cm,抗拉薄弱面上的大部分混凝土并未受到切缝施工的影响，且同时由于切缝面在振捣的作用下变为非规则咬合面，路面整体性较好，刚度较大；在服役期间即使出现开裂，由于开裂面两侧都处于良好的全截面咬合状态，其路面整体刚度依然较大，所以本发明相比传统的路面结构其抗荷能力较强。
附图说明
图1为本发明中混凝土湿切缝装置的结构示意图。
图2为本发明中混凝土湿切机的结构示意图。
图3为本发明中支架结构的示意图。
图4为实施例一的流程图。
图5为实施例一中预切缝切割示意图。
图6为实施例一中预切缝振捣示意图。
图7为实施例一中预切缝施工横断面图。
图8为实施例二中预切缝切割示意图。
图9为实施例二中预切缝振捣示意图。
图10为实施例二中预切缝施工断面图。
其中：1-混凝土，11-开口切缝，12-闭合切缝，2-混凝土湿切机，21-海绵块，22-刀盘，23-隔离剂，24-机架，25-行走电机，26-隔离剂导管，27-调节螺杆,28-切割电机，29-隔离剂贮箱，210-行走轮，3-导轨，4-支架结构，41-高度调节柱，42-支架柱，43-高度调节电机，44-水平梁，45-滚轮，51-刀盘的前进方向，52-刀盘的旋转方向，6-振动板。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种混凝土湿切缝装置，包括横向的导轨3、设于在导轨3两端的可升降的支架结构4，以及安装在导轨3中部的混凝土湿切机2。
如图2所示，所述混凝土湿切机2包括机架24、行走机构、刀盘22及切割电机28；所述机架24上安装有设有可沿导轨3行走的行走机构；所述刀盘22位于机架24的下部，刀盘22中部穿过旋转轴，旋转轴的一端与机架24相连，旋转轴的另一端与安装在机架24上的切割电机28相连，切割电机28通过旋转轴带动刀盘22转动，使刀盘22切割混凝土1。
在刀盘22两侧对称设吸附有隔离剂23的海绵块21，刀盘22与两海绵块21的内侧紧贴（刀盘22上部边缘部分包裹在海绵块21内）；海绵块21的外侧固定在安装架上，安装架连接有调节螺杆27，调节螺杆27通过螺母安装在机架24上；本发明中，机架24上开设有竖向的条形孔，调节螺杆27端部***条形孔内，调节螺杆27可在条形孔内上下移动，从而调节刀盘22咬入海绵块21深度，使海绵块21内的隔离剂23附着在刀盘22表面的宽度发生变化。所述混凝土湿切机2还增设有用于储存隔离剂23的隔离剂贮箱29，隔离剂贮箱29的底部通过隔离剂导管26与海绵块21连通，为海绵块21提供隔离剂23。
优选地，所述刀盘22截面为梭形。优选地，所述行走机构包括行走轮210和与行走轮210相连的行走电机25，行走轮210与导轨3相适配，行走电机25可带动行走轮210沿导轨3的长度方向行走。
如图3所示，所述支架结构4包括水平梁44、滚轮45、支架柱42和高度调节柱41；所述滚轮45有两组，分别安装在水平梁44的两端；所述支架柱42的底部固定在水平梁44的中部，支架柱42内部中空，高度调节柱41安装在支架柱42内，所述导轨3固定在高度调节柱41的顶部（可为焊接）。优选地，所述高度调节柱41的一侧沿高度方向安装有齿条，齿条与齿轮啮合，齿轮的轮轴与高度调节电机43相连，高度调节电机43带动齿轮转动时，齿条带动高度调节柱41在支架柱42内升高或降低，实现导轨3的高度调节，从而调节梭形刀盘22切入混凝土1的深度。
本发明中，所述行走电机25，在刀盘22切割混凝土1时，可带动行走轮210沿着导轨3运动，从而使整个混凝土湿切机2运动。所述隔离剂导管26，在刀盘22切割混凝土1时，可将隔离剂贮箱29内的隔离剂23导入海绵块21中。所述调节螺栓，在刀盘22切割混凝土1时，可上下移动以调节刀盘22咬入海绵块21深度，继而调节刀盘22上隔离剂23的痕迹宽度。所述切割电机28，可带动刀盘22反向旋转（相对于切割机前进方向）以切割混凝土1。
以下结合附图对本发明施工方法作进一步详细说明。
实施例一：一种水泥路面预裂缝施工方法，如图4~图7，其具体包括以下施工步骤：
步骤一、平整并轧实路基：根据设计要求平整路基场地，并对路基进行压实，使其高程及压实程度达到设计要求。
步骤二、绑扎钢筋，浇筑混凝土1并将其振捣密实：绑扎完成埋设于混凝土1中的钢筋，进行混凝土1的浇筑并振捣密实。
步骤三、采用混凝土湿切缝装置在振捣密实的混凝土1上进行切缝，并在切缝面涂抹隔离剂23：混凝土1振捣完成之后，混凝土1处于密实的塑性状态，此时对混凝土1路面按照设计的预裂缝间距进行切缝，并在切缝面涂抹隔离剂23，如图5所示。采用混凝土湿切缝装置进行切缝的具体设置如下：
1）、进行切缝前，通过高度调节电机43调节导轨3的高度，使切缝的深度为3~6cm；切缝间的间隔为0.6~1.2m；
2）、进行切缝前，通过调节螺栓调节刀盘22切入海绵块21的深度，刀盘22切入海绵块21的深度为2~6cm，不小于切缝深度（3~6cm）；
3）、启动行走电机25及切割电机28，进行混凝土1切割施工；
本发明中，切缝所用的刀盘22表面光滑，截面为梭形；隔离剂23为混凝土1脱模剂或其他可在混凝土1切缝表面产生隔离膜的溶液。切割时，刀盘22的旋转方向52与刀盘22的前进方向51（也即混凝土湿切机2的前进方向）相反。切缝时刀盘22的旋转速度为0.1~1r/s；刀盘22的前进速度为0.05~0.2m/s。隔离剂23涂抹于切缝面上的基本原理为：当光滑的梭形的刀盘22向前切割处于塑性的混凝土1时，由于此时刀盘22为反向旋转，其表面涂有的隔离剂23会均匀的涂抹在混凝土1切面上，同时由于隔离剂23为液体状态，在反向旋转过程中其也充当着润滑剂的作用，减小刀盘22对被切混凝土1影响的同时防止混凝土1粘黏在刀盘22表面。
步骤四、使用振动板6将切缝振捣闭合：使用振动板6沿着切缝将切缝振捣闭合,切缝由开口切缝11变为闭合切缝12。
本发明中，振动板6为建筑施工领域常见的施工装置，其基本构造为带有偏心轮的电机固定在一块钢板上，通过电机转动时偏心轮的离心力来振捣混凝土。如图6为切缝闭合施工示意图，由于混凝土1为软塑状态，其可以通过带偏心振动电机的振动板6将切缝振动闭合。使用振动板6将涂有隔离剂23的开口切缝11振动闭合（振动板6前进速度为0.05~0.2m/s）；由于切缝面上涂有隔离剂23，其会在切缝表面形成一层隔离膜，此时切缝处的混凝土1虽然闭合，但是两个切缝面上的混凝土1并未融合。如图7为切割及振动闭合两个施工过程切缝断面示意图,最终切缝虽然已经闭合，但是切缝面为一个非规则面。
步骤五、混凝土1养护：对混凝土1按照设计要求进行养护。
步骤六、铺设路面面层：混凝土1路面强度达到要求之后，按要求对路面进行铣刨及铺设沥青混凝土1面层。
实施例二
一种水泥路面预裂缝施工方法，如图8~图10所示。实施例二的其他设计均与实施例一相同，除切缝前通过调节螺栓调节刀盘22切入海绵块21深度不同：当刀盘2222切入海绵的深度小于切缝深度（3~5cm）时，刀盘22上的隔离剂23轮廓宽度23小于开口切缝11的深度，如图10所示，在断面上的表面为切面上只有开口切缝11底部一部分区域涂有隔离剂23，当最终完成切缝振动闭合时，闭合切缝12顶部混凝土1为融合状态，此时为另一种预切缝模式。图9中， 53为振动板6的前进方向53与开口切缝11的长度方向一致，这样保证切缝并涂抹隔离剂23后及时将切缝振捣闭合。
最后应说明的是，以上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，但是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。
Claims (10)
1.一种混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、平整并轧实路基；
步骤二、绑扎完成埋设于混凝土中的钢筋，进行混凝土的浇筑并振捣密实；
步骤三、采用混凝土湿切缝装置在振捣密实的混凝土上进行切缝，并在切缝面涂抹隔离剂：
步骤四、将切缝振捣闭合,切缝由开口切缝变为闭合切缝；
步骤五、混凝土养护；
步骤六、铺设路面面层。
2.如权利要求1所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，在步骤三中，切缝深度为3~6cm；切缝间的间隔为0.6~1.2m。
3.如权利要求1所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，切缝时刀盘的旋转方向与刀盘的前进方向相反；刀盘的旋转速度为0.1~1r/s；刀盘的前进速度为0.05~0.2m/s。
4.如权利要求1所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，隔离剂为混凝土脱模剂。
5.如权利要求1所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，所述混凝土湿切缝装置包括横向的导轨、设于在导轨两端的可升降的支架结构，以及安装在导轨中部的混凝土湿切机；所述混凝土湿切机包括机架、行走机构、刀盘及切割电机；所述机架上安装有设有可沿导轨行走的行走机构；所述刀盘位于机架的下部，刀盘中部穿过旋转轴，旋转轴的一端与机架相连，旋转轴的另一端与安装在机架上的切割电机相连，切割电机通过旋转轴带动刀盘转动。
6.如权利要求5所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，在刀盘两侧对称设吸附有隔离剂的海绵块，刀盘与两海绵块的内侧紧贴；海绵块的外侧固定在安装架上，安装架连接有调节螺杆，调节螺杆通过螺母安装在机架上；机架上开设有竖向的条形孔，调节螺杆端部***条形孔内，调节螺杆可在条形孔内上下移动，从而调节刀盘咬入海绵块深度；所述混凝土湿切机还增设有用于储存隔离剂的隔离剂贮箱，隔离剂贮箱的底部通过隔离剂导管与海绵块连通。
7.如权利要求5所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，所述刀盘截面为梭形。
8.如权利要求5所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，所述行走机构包括行走轮和与行走轮相连的行走电机，行走轮与导轨相适配，行走电机可带动行走轮沿导轨的长度方向行走。
9.如权利要求5所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，所述支架结构包括水平梁、滚轮、支架柱和高度调节柱；所述滚轮有两组，分别安装在水平梁的两端；所述支架柱的底部固定在水平梁的中部，支架柱内部中空，高度调节柱安装在支架柱内，所述导轨固定在高度调节柱的顶部。
10.如权利要求5所述的混凝土路面预裂缝施工方法，其特征在于，所述高度调节柱的一侧安装有齿条，齿条与齿轮啮合，齿轮的轮轴与高度调节电机相连，高度调节电机带动齿轮转动时，齿条带动高度调节柱在支架柱内升高或降低。
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