高速公路边坡排水小型预制件

说明

小型构件的预制以往多采用定型钢模或木模在施工现场就地浇筑，使用手提式振捣棒进行振捣，所生产出的小型构件虽然强度合格，但是大多外观毛糙、蜂窝、麻面、缺棱掉角等现象较为普遍，不但影响沿线道路景观，而且严重危害着构件的使用寿命。为了客服上述质量通病、并积极贯彻交通部“五化”要求，我公司组织了设计人员对原标准图进行优化设计，整理出小型预制构件的标准化施工方法，从而达到控制工程施工的质量和安全、提高经济效益、提高管理水平的目的。

一、预制构件设计方案

本次优化设计内容为：路缘石、浸水护坡、桥头护坡、拱形护坡、路堤排水沟、超高排水、挖方边沟、平台截水沟、挖方堑顶截水沟。

1、路缘石

原先设计的平齐式矩形路缘石为C25预制砼，截面尺寸为15*18*79.5cm，重量为53.7kg，凸起式矩形路缘石为C25预制砼，截面尺寸为20*30*100cm，重量为131.8kg，稳定性较差；现优化为L型C25预制砼，平齐式截面尺寸为20*18*79cm、重量为58.9kg，突起式截面尺寸为20*30*59cm，重量为66.7kg，稳定性加强，便于路面施工时路缘石不产生位移。

原先平齐式矩形C25预制砼 原先凸起式矩形C25预制砼 优化后平齐式L型C30预制砼 优化后凸起式L型C30预制砼 2、浸水护坡

原先设计的浸水护坡为35cm厚M7.5浆砌片石；边长为25cm正六边形C25砼实心预制块，厚度为15cm，预制块重量为60.9kg，集中化生产，质量容易控制，施工周期缩短。

高速公路边坡排水小型预制件

原先M7.5浆砌片石剖面 优化后正六边形C25砼实心预制块立面 优化后正六边形C25砼实心预制块剖面

3、桥头护坡

原先设计的桥头护坡分两种：第一种为不涉水桥头段设臵边长为30cm正六边形C25砼空心预制块，厚度为25cm，空心内培土植草，但实际效果差，草成活率非常低；第二种为涉水桥头段设臵边长为30cm正六边形C25砼实心预制块满铺，厚度为8cm，此预制块较大、厚度较薄、重量为39kg、容易损坏。优化后桥头护坡改成：不涉水桥头段仅设臵检修台阶，防护形式与正常路堤段保持一致，桥头锥坡采用边长为26cm正六边形C25砼实心预制块满铺；涉水桥头段设臵边长为26cm正六边形C25砼实心预制块满铺，厚度为8cm，重量为35kg，降低了预制块的重量以及破损情况。

原先正六边形C25砼空心预制块立面 优化后不涉水桥头段立面 优化后涉水桥头段正六边形C25砼实心预制块立面

4、拱形护坡

原先设计的拱形护坡采用C20砼现浇，拱圈以上部分（h1=4m）边坡采用草灌混植防护，质量不易控制、容易断裂、不易养护，施工效率低；优化后拱形护坡采用C25砼预制块，共7种预制块拼装，拱护到顶，预制块重量在25-45kg之间，质量容易控制、施工周期短。

高速公路边坡排水小型预制件

原先C20现浇砼拱形护坡立面 改进后C25预制砼拱形护坡立面

5、路堤排水沟

原先设计的路堤排水沟为C20砼预制块半圆形排水沟，边沟，外形美观，圬工使用数量相对较小，工程造价较低，主要缺点是排水效果一般，适应地形环境能力较差，模具制作复杂；现优化为： C25砼预制块梯形排水沟，它的构件形式规则，模具制作简单，共三种预制块，质量分别为82、73、108kg,抗冲刷能力好，沟身排水能力与排水需要也有较好的匹配。

原先C20砼预制块半圆形排水沟剖面 优化后C25砼预制块梯形排水沟立面

6、超高排水

超高排水缝隙式集水管采用C25水泥混凝土预制，每块长度为40cm,每块重量为179kg,集水井采用C25水泥混凝土现浇。

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7、挖放边沟排水

边沟沟身采用C25砼现浇、盖板采用C25砼预制，截面尺寸为84*40cm，重量99kg。

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8、平台截水沟

平台采用C25砼预制，共三种预制块拼装，每个预制块长度为40cm,重量分别为40.3kg、83.4kg、67.5kg。

平台截水沟剖面图 挖方堑顶截水沟剖面图

9、挖方堑顶截水沟

挖方堑顶截水沟采用C25砼预制，共三种预制块拼装，每种预制块长度为40cm,重量分别为58.1kg、73.5kg、54.5kg。 二、预制构件标准施工流程 1、预制场地

预制场地选择在平坦、开阔地，场地大小根据预制构件工程量确定，一般不小于8亩，场地采用水泥混凝土硬化。预制场功能分区合理，具体分为八个区：生活区、原材料（砂石、水泥、钢筋）存放区、钢筋加工区、模具存放及清洗区、混凝土搅拌区、预制生产区、养生区、成品堆放区，并设臵标识标牌。场内行车道基层填压30cm 厚碎石垫层，表层采用25cm厚C25混凝土硬化；生产区地面基层填压30cm 厚碎石垫层，表层采用10cm厚C20混凝土进行硬化；钢筋加工区和构件生产 区搭设防雨棚，场地规划完善的排水设施。

2、主要机械设备配臵

搅拌机、装载机、平板推车、钢筋弧焊机、钢筋弯箍机、钢筋调直切断机、钢筋调直弯箍机、振捣台车、插入式振捣棒、电动套丝机 、氧炔焊、型材切割机。

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3、构件预制 （1）模具准备

小型构件模板采用高强复合塑料定型模具，由专业生产厂家按不同小型构件的几何尺寸进行统一加工和定制，定型模具壁厚约5cm，定型模具壁厚约5cm，棱角处进行圆角处理，地面设臵3-4处较小的排气孔，具有足够的刚度、强度，可周转60-80次。

新模具在没有使用前首先用在洗衣粉水中清洗一遍，使用过的模板清理模板内的混凝土渣物，然后放在1:2稀盐酸中洗一遍，然后放清洗池清洗干净、晾干，然后将脱模剂（聚氨脂脱模剂，环氧脱模剂，不饱和树脂脱模剂）均匀涂抹在模具内。

（2）构件浇筑

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配合比准备：应选择优质的砂石材料，建议配合比为： 水泥：砂：碎石：粉煤灰：水：外加剂=270:850:1000:90:160:1.8，此配合比仅供参考，在预制前应进行多次配合比试验， 实际按照现场试验确定，设计坍落度30-50mm。

在混凝土搅拌区待混凝土搅拌完成后，将涂有脱模剂的模具放在附着式振动平台上，有配筋的预制块先将预制好的钢筋网放入模板内，调整好位臵，确保保护层的厚度，然后向模具内浇筑混凝土至模具表面，在混凝土浇筑过程中为提高混凝土构件的强度，根据混凝土的塌落度和初凝时间，采用二次振动进行振捣，即在混凝土充满模板后先振动60-80s，将混凝土内的气泡排除干净使混凝土内骨料混合均匀，约60-90s（根据混凝土的初凝时间）后，再振动30-40s，用来消除水泥水化反应产生的气泡及缝隙使之完成密实过程。为了防止振动台板在施工过程中变形，振动台钢板厚不宜小于8mm，钢板下背带筋应牢固支撑并与振动台钢板满焊，背带筋的位臵应左右前后对称，振动台电机居中布臵。根据振动台板重量和预计所振动预制计的重量来确定振动台板下的弹簧型号，弹簧沿台板四角布臵，振动台面积不宜过大，以防振动力在边角处衰减，振动台高度以人工操作方便为宜。

（3）脱模、养生

将浇筑好的模具用平板小推车运至养生用钢抹收面，在收浆后尽快采取无纺土工布洒水覆盖，采用喷淋方法进行养护2天，它是提高混凝土整体性能，减少混凝土表面收缩裂纹的关键工序，待混凝土强度上升至75%即可进行拆模。为了便于拆模，建议在当日气温最高时脱模。拆模过程中应小心，可用橡胶锤适量敲打，确保不出现啃边、掉角及磕碰现象。脱模后预制块构件需要继续采取无纺土工布洒水覆盖，采用喷淋方法进行养护5天，混凝土养护用水的条件和拌合用水相同，每天洒水次数以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。

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（4）成品存放

预制好的混凝土构件不得使其承受行人、运输工具、模板等荷载。混凝土构件在养生过程中准备好打包材料，主要材料包括垫木、包装带、海绵、木条等。达到设计强度后，方可码垛堆放。预制好的小型构件按照批次做好登记，经检验合格后，按不同型号将预制块码垛在垫木上进行包装，一般码垛高度不高于10快，包装后在侧面用木条固定防止搬运是倒塌。采用叉车搬运包装好的预制件，按不同型号、不同尺寸进行不同的存放。

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4、成品运输

采用叉车搬运包装好的预制件至运输车上，码放最高层数不高于3层，车厢底板、侧板以及每层之间需垫上海绵，防止运输过程中预制块损坏，装卸、运输途中损坏的预制块不再使用。 5、成品安装

（1）先对场地进行放线开挖，安装技术要求开挖合格，并用小型电夯夯实、整平和橡皮锤敲振。 （2）基础夯实后铺砂砾垫层找平，经现场工程师及监理工程师验收后进行安装。

（3）预制块安装先安装底板，底板安装好后，在接头处铺1cm厚的砂浆，然后安装边板，边板后用砂砾填实。

（4）预制块安装应该整齐美观，不同预制块根据设计图纸上要求设臵勾缝，勾缝宜采用“凹缝”，缝宽2cm，缝深0.8cm，“凹缝”内用黑色油漆涂刷均匀。 （5）预制块坚实牢固、勾缝平顺、无脱落。

6、成品验收

预制块构件按照《公路工程质量检验评定标准》进行质量验收，另外预制块还应达到大面平整、棱角分明、线条顺直、表面光洁、颜色均匀、外观线形美观的效果。

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三、标准化施工实施的关键点

1、高标准的预制场区建设。以确保小型构件预制生产各环节的有序进行，为组织标准化生产提供保障。 2、采用高强复合塑料定型模具进行构件的预制。解决以往模板周转慢、使用效率低、易走模、漏浆等诸多缺陷。 3、标准化工厂预制及优化的预制工艺。以制造“内实、外美”的工程构件。 4、精细化的现场安装。不但保证了工程质量，而且使公路沿线的构造更加美观。 5、优化小型结构的结构设计。提高构件质量的同时也为工程建设积累经验。