发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷,本发明提供了一种复合路面结构的铺设方法及损坏路面结构的维修方法。
根据本发明的一个方面,提供一种复合路面结构的铺设方法,所述铺设方法包括:
步骤S101,碎石垫层铺设;
步骤S102,贫混凝土基层铺设;
步骤S103,铺设隔离滑动层;
步骤S104,铺设装配式预应力混凝土下面层;进一步的,该步骤包括:
步骤S104-1,预制边板和中板;
步骤S104-2,按照边板、若干中板、边板的顺序由首至尾依次安装;纵向相邻板间预留有18cm-22cm的间隙,用于设置自应力缝;边缘处,与两侧半刚性沥青路面之间预留2cm-3cm的空隙;
步骤S104-3,对自应力缝进行处理;
步骤S105,灌注调平层;
步骤S106,沥青砂浆接缝处理;
步骤S107,黏层铺设;
步骤S108,高模量沥青混凝土上面层铺设。
根据本发明的一个具体实施方式,所述步骤S103中进一步包括:
步骤S103-1,在所述贫混凝土基层上洒布乳化沥青;
步骤S103-2,在所述乳化沥青上铺设一层土工布;
步骤S103-3,在所述土工布上铺设双层塑料布;
步骤S103-4,在所述双层塑料布之间涂抹润滑油。
根据本发明的另一个具体实施方式,所述边板和中板的宽度比一个车道窄4cm-6cm,厚度为16cm-24cm,长度为6m-9m;设计标号为35MPa-45MPa;钢绞线均布在板中偏下1cm的位置;
在所述中板的两端设置有一一对应且均布的双层自应力缝连接筋;
在所述边板的外侧端部设置有自应力张拉装置与高膨胀混凝土,内侧端部设置有与所述中板一一对应的双层自应力缝连接筋。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述步骤S104-3进一步为:
用建筑胶密封所述自应力缝中的所述边板、中板和隔离滑动层以及半刚性沥青路面之间的空隙;
一一对应焊接自应力缝连接筋,并绑扎自应力缝箍筋;
浇筑高膨胀混凝土,所述高膨胀混凝土的膨胀剂量为8%-12%。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述步骤S105进一步包括:
拌和乳化沥青砂浆;
将所述沥青砂浆排放至储料漏斗中,待储料漏斗达到容量的80%后,打开阀门,所述沥青砂浆通过灌注孔灌入板底;
灌注完毕后用高标号砂浆封闭所述灌注孔。
根据本发明的又一个具体实施方式,所述步骤S108进一步包括:
步骤S108-1,在所述黏层上铺设厚度为3cm-5cm高模量沥青混凝土,并压实;
步骤S108-2,设置车道标线。
根据本发明的又一个具体实施方式,在所述高模量沥青混凝土中高模量剂的掺量为0.5%-0.6%。
根据本发明的另一个方面,提供一种损坏半刚性沥青路面结构的维修方法,所述维修方法包括:
切割并凿除损坏的半刚性沥青路面;
铺设复合路面结构;
采用上述技术方案中的任意一项提供的复合路面结构的铺设方法对所述复合路面结构进行铺设。
根据本发明的一个具体实施方式,所述切割并凿除损坏的半刚性沥青路面进一步包括:
根据所述半刚性沥青路面的损坏程度,确定切割尺寸;
根据所述切割尺寸,确定铣刨尺寸,并用铣刨机对所述半刚性沥青路面进行铣刨;
根据所述切割尺寸,对所述半刚性沥青路面进行一次性切割;
将所述一次性切割的所述半刚性沥青路面切割成若干小块;
凿除所述半刚性沥青路面。
根据本发明的另一个具体实施方式,
所述切割尺寸为:
切割的长度为所述半刚性沥青路面的损坏长度,宽度为一个车道的宽度,深度为用于替换所述半刚性沥青路面的沥青装配式预应力混凝土复合路面的厚度;
所述铣刨尺寸为:
铣刨的长度为所述半刚性沥青路面的损坏长度,宽度比原车道每边宽20cm-30cm,深度为3cm-5cm。
本发明采用水泥乳化沥青砂浆灌注形成调平层,解决了预应力路面板和基层难以贴合在一起而引起应力集中的问题;基层、垫层铺设不需要大型机械,对平交路口通行影响小;上面层由高模量的沥青混凝土组成,抗变形能力强;下面层由装配式预应力混凝土路面板组成,由于预应力和自应力的存在,整个下面层无缝工作,并具有隔离基层反射裂缝的作用,可有效减少面层的维修次数。与半刚性沥青路面结构相比,采用本发明中的铺设方法铺设的复合路面结构使用寿命更长,经济性更高,且可从根源上消除车辙与横向裂缝引起的交通安全隐患。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
参见图1,本发明提供了一种复合路面结构的铺设方法,所述铺设方法包括:
步骤S101,碎石垫层8铺设。
进一步的,进行碎石垫层8铺设,首先要对原本铺设位置进行清除,例如清除路基9上的半刚性沥青路面残留废料,清理整平碎石垫层8下承层。其次,进行主要的铺设工艺,需要铺设15cm-20cm碎石垫层8。并在铺设后进行找平处理,以便后续形成的路面结构更加平整。找平后,需要进行压实处理,压实度不小于95%。优选采用小型振动压实设备进行压实操作,不仅节约成本,而且对周边环境影响小。最后,在碎石垫层8上铺设2cm-3cm砂浆层,并静置2天-3天。通过上述操作即可完成碎石垫层8的铺设。
继续执行步骤S102,贫混凝土基层7铺设。
首先,在砂浆层洒水使其充分湿润;之后,在砂浆层浇筑贫混凝土,并将其振捣密实,并进行找平处理;最后,用保湿棉覆盖3天-5天即可完成贫混凝土基层7的铺设。
步骤S103,铺设隔离滑动层6。隔离滑动层6由一层土工布40和双层塑料布41组成。
其铺设步骤包括:
步骤S103-1,在贫混凝土基层7上洒布乳化沥青;
步骤S103-2,在所述乳化沥青上铺设一层土工布40;
步骤S103-3,在所述土工布40上铺设双层塑料布41;
步骤S103-4,在所述双层塑料布41之间涂抹润滑油。
步骤S104,铺设装配式预应力混凝土下面层;进一步的,该步骤包括:
步骤S104-1,预制边板和中板。
所述中板12、边板13均由先张法预制板预制而成,先张法预制板中的钢绞线16在割断放张后,钢绞线16通过与周边混凝土的摩阻传递应力,所以板端应力有一个传递长度,在传递长度内应力达不到设计值,需要进行应力补偿。
预制中板12和边板13的具体操作如下:
制作张拉台,使其宽度与边板13、中板12的宽度相同;
固定所述边板13和中板12的端部模板和侧模板;
钢绞线16在中板12端部设置以钢绞线16对称点的上下双排自应力缝连接筋19。边板13外端部分设置自应力张拉装置,四根自应力钢筋17成正方形设置,并与自应力张拉板18焊接连接,钢绞线16设置在上述正方形的中心点上;另一端设置以钢绞线16为对称点的上下双排自应力缝连接筋19。
张拉钢绞线16。
绑扎横向钢筋37和固定自应力缝连接筋19,横向钢筋37设置在纵向钢绞线16的下部。
在中板12、边板13内预留乳化沥青砂浆灌注孔24,灌注孔24直径为8cm-10cm,例如:8cm、9cm或者10cm。在中板12、边板13端部固定高度调节装置的预埋钢板27,预埋钢板27上焊接有起锚固钢板作用的锚固筋28。
进一步的,对中板12和边板13进行浇筑。中板12从一端到另一端一次性浇筑普通混凝土14;边板13混凝土分两次浇筑,先浇筑边板端部补偿应力分界线22以内的普通混凝土14,自应力张拉装置的部分自应力钢筋17伸入到普通混凝土14中,伸入长度为40cm-50cm,例如:40cm、45cm或者50cm;待强度达到设计强度的80%后,再在其端部补偿应力分界线22以外浇筑高膨胀混凝土15,高膨胀剂用量为8%-12%,例如:8%、10%或者12%。
对浇筑好的中板12和边板13进行5天-7天的保湿处理。
边板13外端部高膨胀混凝土15膨胀对自应力张拉板18产生压应力,自应力张拉板18对中板12、边板13端部产生了反向应力,从而对边板13外端部进行了应力补偿。
边板13、中板12的宽度比一个车道窄4cm-6cm,例如:4cm、5cm或者6cm;厚度为16cm-24cm,例如:16cm、20cm或者24cm;长度为6m-9m,例如:6m、7m或9m。设计标号35MPa-45MPa,例如:35MPa、40MPa或者45MPa。
钢绞线16均布在板中偏下1cm的位置。在钢绞线放张后,先张法预制板的顶部与底部混凝土都具有一定的压应力,且底部混凝土压应力稍大于顶部混凝土压应力,和路面板实际受力相吻合,因此很好地解决了先张法预制板顶部与底部混凝土拉应力过大导致混凝土开裂的问题。
优选的,所述钢绞线16强度等级为1860MPa,直径为12.7mm。
在所述中板12缝两端设置有一一对应且均布的双层自应力缝连接筋19。所述自应力缝连接筋19为直径16mm-18mm的二级钢筋,其直径例如是:16mm、17mm或者18mm。在中板12端部、边板13内侧锚固的长度为70cm-80cm,例如:70cm、75cm或者80cm;外露部分的长度为16cm-18cm,例如:16cm、17cm或者18cm。
在所述边板13的外侧端部设置有自应力张拉装置与高膨胀混凝土15,内侧端部设置有与所述中板12一一对应的双层自应力缝连接筋19。
所述自应力张拉装置由自应力张拉板18、自应力钢筋17和自应力钢筋箍筋23组成。自应力钢筋17为四根一组,分布在以钢绞线16为中心的正方形顶点上,并与自应力张拉板18焊接连接。所述自应力张拉板18的高度为20cm-24cm,例如:20cm、22cm或者24cm;宽度为15cm-20cm,例如:15cm、18cm或者20cm;厚度为0.4cm-0.6cm,例如:0.4cm、0.5cm或者0.6cm。所述自应力钢筋17直径为20mm-22mm,例如:20mm、21mm或者22mm;长度为1.2m-1.4m,例如:1.2m、1.3m或者1.4m。
步骤S104-2,按照边板13、若干中板12、边板13的顺序由首至尾依次安装。受到中板12和边板13的尺寸限制,在道路的铺设时每一层都需要铺设多块板,优选的,纵向相邻板间预留有18cm-22cm的间隙,用于设置自应力缝21。边缘处,与两侧半刚性沥青路面之间预留2cm-3cm的空隙。
具体的安装流程如下:在边板13、中板12端部焊接高度调节装置的调平水平钢板29。参见图6、图7,所述调平水平钢板29长度为6cm-8cm,例如:6cm、7cm或者8cm;宽度为4cm-5cm,例如:4cm、4.5cm或者5cm;厚度为6mm-8mm,例如:6mm、7mm或者8mm;中间预留直径为20mm-22mm的套丝孔。将该调平水平钢板29拖运至现场后,按照边板13、若干中板12、边板13的次序依次安装。在调平水平钢板29上拧入四方头螺杆26。优选的,所述四方头螺杆26的直径为20mm-22mm,例如:20mm、21mm或者22mm。四方头螺杆26下垫钢垫板25,用T型内四角套筒扳手旋转四方头螺杆26,上下调整中板12、边板13的高程,直到板底和隔离滑动层6之间距离为4cm-5cm,例如:4cm、4.5cm或者5cm;且相邻两板顶部之间的平整度不大于3mm为止。
参见图3和图4,步骤S104-3,对自应力缝21进行处理。
进一步的,用建筑胶密封所述自应力缝21中的所述边板13、中板12和隔离滑动层6以及半刚性沥青路面之间的空隙;
一一对应焊接自应力缝连接筋19,焊接长度不小于10倍的钢筋直径,并绑扎自应力缝箍筋20;
用清水充分湿润自应力缝21侧板端混凝土;
浇筑高膨胀混凝土15,优选的,其膨胀剂量为8%-12%,例如:8%、10%或12%,之后用保湿棉覆盖5天;
自应力缝21中的高膨胀混凝土15膨胀对中板12和边板13端部施加应力,完成了先张法预制板端部的应力补偿,按着边板13、多个中板12、边板13方式排列,形成由自应力缝21连接成装配式预应力混凝土下面层4。
自应力缝21终凝后即可执行步骤S105,灌注调平层5。参见图8,所述步骤S105进一步包括:
拌和乳化沥青砂浆;优选的,可以采用平口混凝土搅拌机30拌和乳化沥青砂浆;
拌和均匀后打开下料阀门34,乳化沥青砂浆通过搅拌机下料口33与下料软管35排放至储料漏斗31中。储料漏斗31的容量不小于1立方,储料漏斗31连接有灌注软管32,灌注软管32上设置有扎带卡扣36。待所述储料漏斗31达到容量的80%后,打开阀门(即灌注软管32的扎带卡扣36),所述沥青砂浆通过灌注孔24灌入板底。
灌注次序从板的一端逐步灌注到另一端,直到从板的两侧涌出灌注浆液,并超过板底1cm-2cm位置为止。灌注浆液超过板底,说明下方已经完全灌注;超过板底过多会造成浆液的浪费并影响后续工艺步骤,因此以1cm~2cm为宜。整个调平层5需一次灌注完毕,中间不可停顿。
灌注完毕后用高标号砂浆封闭所述灌注孔24。
接下来执行步骤S106,进行沥青砂浆接缝处理。清理装配式预应力混凝土路面板和与其相连接的其他路面之间的空隙;在空隙中填入沥青砂10;并将填入的沥青砂10捣实。
之后执行步骤S107,黏层3铺设。
首先,使用凿毛机在装配式预应力混凝土下面层4上凿毛;之后,清理装配式预应力混凝土下面层4,并使其充分干燥;最后,在装配式预应力混凝土下面层4上洒布改性乳化沥青黏层3。
最后执行步骤S108,高模量沥青混凝土上面层2铺设。进一步的,步骤S108包括:
步骤S108-1,在所述黏层3上铺设3cm-5cm高模量沥青混凝土,并压实。优选的,在所述高模量沥青混凝土中高模量剂的掺量为0.5%-0.6%,例如:0.5%、0.55%或0.6%。
步骤S108-2,设置车道标线。
通过步骤S101~步骤S108即可实现复合路面结构的铺设,该复合路面结构耐用、寿命长、安全性高。
相应的,本发明还提供了一种损坏半刚性沥青路面结构的维修方法,该方法包括:切割并凿除损坏的半刚性沥青路面1;铺设复合路面结构。值得注意的是,需要采用前文所述的复合路面结构的铺设方法对所述复合路面结构进行铺设。
优选的,所述切割并凿除损坏的半刚性沥青路面1进一步包括:
根据所述半刚性沥青路面1的损坏程度,确定切割尺寸,并划定切割线11。更为优选的,所述切割尺寸为:切割的长度为所述半刚性沥青路面1的损坏长度,宽度为一个车道的宽度,深度为用于替换所述半刚性沥青路面1的沥青装配式预应力混凝土复合路面结构的厚度。进一步的,根据所述切割尺寸,确定铣刨尺寸,划定铣刨线39,并用铣刨机对所述半刚性沥青路面进行铣刨。优选的,所述铣刨尺寸为:铣刨的长度为所述半刚性沥青路面1的损坏长度,宽度比两个原车道标线中线38每边向外侧宽S段长度,优选的为20cm-30cm,例如:20cm、25cm或者30cm;深度为3cm-5cm,例如:3cm、4cm或者5cm。
根据所述切割尺寸,对所述半刚性沥青路面1进行一次性切割;然后,将所述一次性切割的所述半刚性沥青路面切割成若干小块;最后,凿除所述半刚性沥青路面1。
本发明具有如下优点:基层、垫层施工不需要大型机械,对平交路口通行影响小;调平层采用水泥乳化沥青砂浆灌注,解决了预应力路面板和基层难以贴合而引起装配式预应力混凝土下面层应力集中的问题;上面层由高模量的沥青混凝土组成,抗变形能力强;装配式预应力混凝土下面层是按着边板、若干中板、边板的排列方式并由自应力缝连接而成,边板和中板均为端部应力补偿的先张法预制板,边板、中板通过自应力张拉装置与自应力缝对先张法预制板端部进行了应力补强。由于预应力和自应力的存在,整个下面层无缝工作;并具有隔离基层反射裂缝的作用,减少了面层的维修次数,较半刚性沥青路面结构寿命周期更长,从根本上消除了车辙与横向裂缝引起的交通安全隐患。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明,应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下,可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子,本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时,工艺步骤的次序可以变化。
此外,本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容,作为本领域的普通技术人员将容易地理解,对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤,其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果,依照本发明可以对它们进行应用。因此,本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。