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一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):11340329閱讀:269來(lái)源:國(guó)知局
一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及路面鋪裝技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)。



背景技術(shù):

目前主流的路面結(jié)構(gòu)中,半剛性基層以其強(qiáng)度高、剛度大、疲勞耐久、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),成為我國(guó)路面結(jié)構(gòu)普遍采用的路面結(jié)構(gòu)承載層。但是,由于常規(guī)的懸浮密實(shí)型級(jí)配的水泥穩(wěn)定碎石和二灰碎石混合料具有較大的收縮系數(shù),在溫縮和干縮作用下容易產(chǎn)生收縮開(kāi)裂,從而造成瀝青路面產(chǎn)生反射開(kāi)裂,并成為半剛性基層瀝青路面早期損壞的主要原因之一。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型提供了一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng),旨在改善現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)容易開(kāi)裂、損壞的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:

一種抗裂式路面結(jié)構(gòu),其包括自上而下依次排列的面層和基層,面層為瀝青混凝土層,基層為碎石基層,基層為骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),基層的厚度為面層的厚度的2.5~3.5倍;基層包括自上而下依次設(shè)置的水泥穩(wěn)定碎石基層和二灰碎石基層,水泥穩(wěn)定碎石基層與二灰碎石基層之間設(shè)置有豎向間隔排列的支撐結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,支撐結(jié)構(gòu)包括相對(duì)設(shè)置的第一面板和第二面板,第一面板設(shè)置于水泥穩(wěn)定碎石基層,第二面板設(shè)置于二灰碎石基層,第一面板與第二面板之間固定安裝有支撐板。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,第一面板和第二面板均包括正基片和背基片,支撐板的兩端分別與正基片和背基片連接,正基片和背基片之間具有板材空間,板材空間內(nèi)設(shè)置有一體成型的支撐隔板,支撐隔板在板材空間內(nèi)形成連續(xù)排列的結(jié)構(gòu)單元,支撐隔板與正基片和背基片固定連接。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,結(jié)構(gòu)單元為梯形,相鄰兩個(gè)梯形為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,支撐板內(nèi)設(shè)置有多組加強(qiáng)筋,每組加強(qiáng)筋包括兩根相互交叉設(shè)置且固定連接的鋼筋,兩根鋼筋所形成的其中一個(gè)夾角為80~90℃。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,其特征在于,支撐結(jié)構(gòu)還包括相對(duì)設(shè)置的至少兩個(gè)固定支板,固定支板的一端連接于支撐板,固定支板的另一端連接于第一面板和/或第二面板。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,面層包括瀝青上面層、粘油層和瀝青下面層,粘油層為乳化瀝青,粘油層設(shè)置于瀝青下面層與瀝青上面層之間,瀝青上面層瀝青下面層的厚度之比為1:1.8~2.2。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,瀝青下面層為導(dǎo)熱型瀝青混凝土層,瀝青下面層中設(shè)置有導(dǎo)熱鋼管,瀝青下面層中橫向分布有兩層加強(qiáng)肋板,導(dǎo)熱鋼管設(shè)置于兩層加強(qiáng)肋板之間。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,面層與基層之間設(shè)置有稀漿封層,基層在遠(yuǎn)離面層的一面設(shè)置有墊層,墊層為級(jí)配碎石層。

進(jìn)一步的,在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,其包括權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)的抗裂式路面結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果是:

本實(shí)用新型通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的抗裂式路面結(jié)構(gòu),基層之間布置豎向間隔排列的支撐結(jié)構(gòu)為路面整體起到良好的承載支撐作用,且基層采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),具有較小的收縮系數(shù),在溫縮和干縮的作用下均具有很好的抗裂性能,避免面層產(chǎn)生的反射開(kāi)裂,并提高路面的抗疲勞性能,從而使路面的使用壽命得到大幅度的延長(zhǎng)。此外,這種路面結(jié)構(gòu)有效減少了水泥用量,節(jié)約建設(shè)資源,并降低路面工程的造價(jià)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中提供的一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)的剖視圖;

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1中提供的抗裂式路面結(jié)構(gòu)中支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1中提供的另一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)的剖視圖;

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的抗裂式路面結(jié)構(gòu)的剖視圖。

標(biāo)號(hào):100-抗裂式路面結(jié)構(gòu);110-基層;111-水泥穩(wěn)定碎石基層;112-二灰碎石基層;113-支撐結(jié)構(gòu);114-第一面板;115-第二面板;116-支撐板;117-正基片;118-背基片;119-板材空間;120-支撐隔板;121-結(jié)構(gòu)單元;130-面層;131-瀝青上面層;132-粘油層;133-瀝青下面層;200-抗裂式路面結(jié)構(gòu);201-導(dǎo)熱鋼管;202-加強(qiáng)肋板;300-抗裂式路面結(jié)構(gòu);301-稀漿封層;302-墊層。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式,而不是全部的實(shí)施方式?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。因此,以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍,而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上,除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸,也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例1,參照?qǐng)D1至圖3所示

本實(shí)用新型提供一種抗裂式路面結(jié)構(gòu)100,如圖1所示,這種抗裂式路面結(jié)構(gòu)100包括面層130和基層110,基層110與路基(圖未示)相接觸,面層130與基層110的遠(yuǎn)離路基的一面相連接,并位于整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的上層。在這種抗裂式路面結(jié)構(gòu)100中,基層110的厚度為面層130的厚度的2.5~3.5倍,例如在本實(shí)施例中,基層110的厚度為54cm,面層130的厚度為18cm。

為了增大路面的抗裂能力,基層110的級(jí)配為骨架密實(shí)型級(jí)配,這種級(jí)配的瀝青混合料,是懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)與骨架空隙結(jié)構(gòu)的有機(jī)組合。它既有一定數(shù)量的粗集料形成的骨架結(jié)構(gòu),又有足夠的細(xì)集料填充到粗集料之間的空隙中去,因此,這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料的密實(shí)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性都比較好。

基層110包括依次排列的水泥穩(wěn)定碎石基層111和二灰碎石基層112,二灰碎石基層112與路基相接觸,位于路基的上方;水泥穩(wěn)定碎石基層111位于面層130和二灰碎石基層112之間。二灰碎石基層112與水泥穩(wěn)定碎石基層111之間的厚度之比為1:1.8~2.2,例如,在本實(shí)施例中,水泥穩(wěn)定碎石基層111的厚度為36cm,二灰碎石基層112的厚度為18cm。

二灰碎石基層112具有較好的抗裂性能,通常采用的集料為石灰、粉煤灰和碎石按照一定的比例混合而得。在本實(shí)用新型中,為了節(jié)約建設(shè)資源以及保護(hù)環(huán)境,二灰碎石基層112的材料采用再生集料與新料的混合料,其中再生集料的含量為50wt%;同時(shí),用再生粉狀顆粒取代60wt%的粉煤灰;此外,二灰劑量為15wt%。

本實(shí)用新型中的再生集料是廢舊的水泥混凝土碎塊經(jīng)破碎、篩分、清洗后得到的再生料。具體為:再生集料為舊水泥混凝土板破碎后,在集料工廠,通過(guò)破碎機(jī)破碎、以及通過(guò)破碎生產(chǎn)過(guò)程中一系列的性能提升方式后,再通過(guò)篩分、水洗工藝除去集料表面泥土,從而得到基本潔凈的再生集料,再生集料的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足公路路面基層110施工的技術(shù)細(xì)則。

采用這種再生集料,既能夠保障二灰碎石基層112的各項(xiàng)性能達(dá)標(biāo),又能將廢舊水泥混凝土板進(jìn)行廢物再利用,能夠極大的節(jié)約建設(shè)資源,并減少?gòu)U舊水泥路面板的堆放產(chǎn)生的污染問(wèn)題,有利于環(huán)保。

二灰碎石基層112采用骨架密實(shí)間斷型級(jí)配,其礦料級(jí)配如表1所示:

表1.二灰碎石基層112的礦料級(jí)配

水泥穩(wěn)定碎石基層111也具有較好的抗裂性能,通常其材料是通過(guò)水泥和碎石按照一定比例混合得到。在本實(shí)用新型中,為了節(jié)約建設(shè)資源以及保護(hù)環(huán)境,水泥穩(wěn)定碎石基層111的材料采用再生集料與新料的混合料,在施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制水泥的劑量,水泥劑量應(yīng)低于普通的水泥穩(wěn)定碎石基層;在本實(shí)施例中,水泥的用量為水泥穩(wěn)定碎石基層111所用材料的3.5~3.7wt%。

水泥穩(wěn)定碎石基層111采用骨架密實(shí)級(jí)配,其礦料級(jí)配如表2所示:

表2.水泥穩(wěn)定碎石基層111的礦料級(jí)配

為了進(jìn)一步增強(qiáng)基層110的強(qiáng)度以及抗碾壓性能,如圖1所示,水泥穩(wěn)定碎石基層111與二灰碎石基層112之間設(shè)置有支撐結(jié)構(gòu)113。支撐結(jié)構(gòu)113包括相對(duì)設(shè)置的第一面板114和第二面板115,第一面板114水平設(shè)置于水泥穩(wěn)定碎石基層111,第二面板115水平設(shè)置于二灰碎石基層112。如圖2所示,第一面板114和第二面板115均包括正基片117和背基片118,正基片117和背基片118之間具有板材空間119,板材空間119內(nèi)設(shè)置有一體成型的支撐隔板120,支撐隔板120在板材空間119內(nèi)形成連續(xù)排列的結(jié)構(gòu)單元121,支撐隔板120與正基片117和背基片118固定連接。在本實(shí)施例中,該結(jié)構(gòu)單元121為梯形,相鄰兩個(gè)梯形為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)的第一面板114和第二面板115的剖面形狀有更好的剖面利用系數(shù),能夠節(jié)省物料,且這種結(jié)構(gòu)的第一面板114和第二面板115的抗彎性能好。

如圖1所示,支撐結(jié)構(gòu)113還包括支撐板116,支撐板116沿豎直方向設(shè)置于第一面板114與第二面板115之間,且為固定安裝。支撐板116內(nèi)設(shè)置有多組加強(qiáng)筋(圖未示),每組加強(qiáng)筋包括兩根相互交叉設(shè)置的鋼筋,這兩根鋼筋之間為固定連接,且其二者之間形成的夾角有四個(gè),其中一個(gè)夾角為α,α為80~90°,在本實(shí)施例中,這兩根鋼筋之間的夾角為4個(gè)直角,且二者之間用固定件連接,比如用鐵絲纏繞固定。水泥穩(wěn)定碎石基層111與二灰碎石基層112之間設(shè)置的加強(qiáng)筋為豎向間隔排列,例如,每間隔5~10m便設(shè)置一組加強(qiáng)筋;在本實(shí)施例中,兩組加強(qiáng)筋之間的間隔距離為8m。

為了增強(qiáng)支撐板116的強(qiáng)度,在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中,支撐結(jié)構(gòu)113還包括固定支板(圖未示)。固定支板的一端連接于支撐板116,固定支板的另一端連接于第一面板114和/或第二面板115。固定支板至少有兩個(gè)且相對(duì)設(shè)置,較為優(yōu)選的,固定支板設(shè)置為4個(gè),其中2個(gè)固定支板相對(duì)設(shè)置于支撐板116和上固定板之間,另外2個(gè)固定支板相對(duì)設(shè)置于支撐板116和下固定板之間。

該抗裂式路面結(jié)構(gòu)100中的面層130包括瀝青上面層131、粘油層132和瀝青下面層133,瀝青下面層133與基層110相連接,粘油層132鋪設(shè)于瀝青下面層133與瀝青上面層131之間,粘油層132為乳化瀝青。同樣地,本著節(jié)約資源和環(huán)保的原則,瀝青上面層131和瀝青下面層133中的原料中摻配有再生集料,再生集料的含量為30~40wt%,在本實(shí)施例中,再生集料的含量為35wt%。為了提高瀝青路面的使用性能,瀝青上面層131和瀝青下面層133之間的厚度之比為1:1.8~2.2。更為具體地,瀝青上面層131的厚度為3~5cm,在本實(shí)施例中,優(yōu)選為4cm。瀝青下面層133的厚度為7~9cm,在本實(shí)施例中,優(yōu)選為8cm。

為了進(jìn)一步提高路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免路面的高溫病害問(wèn)題,本實(shí)施例提供另一種結(jié)構(gòu)的抗裂式路面結(jié)構(gòu)200。如圖3所示,在抗裂式路面結(jié)構(gòu)200中,瀝青下面層為導(dǎo)熱型瀝青混凝土層,瀝青下面層中設(shè)置有導(dǎo)熱鋼管201,導(dǎo)熱鋼管201內(nèi)封裝有相變材料。導(dǎo)熱鋼管201的內(nèi)徑為16~18mm,外徑為20~22mm,在本實(shí)施例中,導(dǎo)熱鋼管201的內(nèi)徑為17mm,外徑為21mm。導(dǎo)熱鋼管201及其內(nèi)部封裝的相變材料形成相變儲(chǔ)熱系統(tǒng),相變材料包括石蠟、脂類、脂肪酸類等相變溫度在30~70℃之間的有機(jī)化合物。導(dǎo)熱鋼管201的集熱性能好,通過(guò)傳熱對(duì)其封裝的相變材料進(jìn)行加熱或放熱,減緩路面溫度的變化,避免路面長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)下。此外,導(dǎo)熱鋼管201還能起到橫向加強(qiáng)筋的作用,防止路面縱向開(kāi)裂。

如圖3所示,瀝青下面層中橫向分布有兩層加強(qiáng)肋板202,導(dǎo)熱鋼管201設(shè)置于上下兩層加強(qiáng)肋板202之間。由于導(dǎo)熱鋼管201的兩端容易受到剪切破壞,因此,將導(dǎo)熱鋼管201嵌套在兩層加強(qiáng)肋板202之間,能夠有效的削弱導(dǎo)熱鋼管201兩端所受的剪切力,具有加固穩(wěn)定的作用。加強(qiáng)肋板202為聚苯乙烯泡沫塑料板,這種材料具有很好的耐腐蝕性,也能夠滿足該路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)要求。

實(shí)施例2參照?qǐng)D4所示

本實(shí)施例提供一種抗裂式路面系統(tǒng),該抗裂式路面系統(tǒng)包括抗裂式路面結(jié)構(gòu)300,如圖4所示,這種抗裂式路面結(jié)構(gòu)300的實(shí)現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和實(shí)施例1相同,為簡(jiǎn)要描述,本實(shí)施例未提及之處,可參考實(shí)施例1中相應(yīng)內(nèi)容。該抗裂式路面結(jié)構(gòu)300與實(shí)施例1的不同之處在于:

抗裂式路面結(jié)構(gòu)300還包括稀漿封層301和墊層302,稀漿封層301設(shè)置于面層和基層之間,具體地,稀漿封層301設(shè)置于瀝青下面層與水泥穩(wěn)定碎石基層之間。稀漿封層301采用適當(dāng)級(jí)配的乳化瀝青、粗細(xì)集料、水、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)和添加劑等按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料通過(guò)稀漿封層301車攤鋪到水泥穩(wěn)定碎石基層表面而成。墊層302設(shè)置于二灰碎石基層與路基之間,以排除路基中滯留的水分,并確保路面結(jié)構(gòu)處于干燥或者中濕狀態(tài)。墊層302采用沙礫、碎石、煤渣等松散顆粒材料。

綜上所述,本實(shí)用新型通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的抗裂式路面結(jié)構(gòu),其基層采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),具有較小的收縮系數(shù),在溫縮和干縮的作用下均具有很好的抗裂性能,避免面層產(chǎn)生的反射開(kāi)裂,并提高路面的抗疲勞性能,從而使路面的使用壽命得到大幅度的延長(zhǎng)。此外,這種路面結(jié)構(gòu)有效減少了水泥用量,節(jié)約建設(shè)資源,并降低路面工程的造價(jià)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已,并不用于限制本實(shí)用新型,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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