CN102388189A - 采用半连续构造的具有均聚物/抗团聚剂铺路材料的整体式基础系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用半连续构造的具有均聚物/抗团聚剂铺路材料的整体式基础(1)系统，其采用具有用于引导接合部的负荷转移元件(5)的铺路材料。其必要特征在于，它包括具有高密度膨胀聚苯乙烯块的基础(1)，所述基础支撑半连续水泥混凝土铺路材料，所述铺路材料的模板由基础的所述聚苯乙烯块来形成。所述负荷转移板(5)中的每一个负荷转移板包括：具有两条钢筋(7)的两个锚(6)，用于接合部引导器(8)的对准；以及球接头(9)，球接头在负荷支撑力矩下逆时针旋转而在由负荷转移板产生的支撑力矩下进行顺时针旋转。所述球接头使混凝土板(4)释放在负荷转移时通过弯曲/牵引引起的应力，以允许基础保持不受来自所述负荷的弯曲力矩的影响，并由此使得混凝土板(4)基本上在压应力下工作。所述球接头的存在使得所述基础能通过所述聚苯乙烯块来获得。

Description

采用半连续构造的具有均聚物/抗团聚剂铺路材料的整体式基础系统

技术领域

本发明涉及一种采用半连续构造的具有均聚物/抗团聚剂(resistant aggregate)铺路材料的整体式基础系统，更具体地涉及一种具有由负荷转移板形成的接合部的半连续水泥混凝土铺路材料，所述负荷转移板具有通过其自身吸收、消减以及传递负荷的结构强度、同时抵抗作用在其上的力以及由此引起的摩擦，在接合部轴线上无差异沉降的情况下，也用作磨损层，所述铺路材料铺设在独立于自然土壤且用作基层(base)和底基(sub-base)的基础上。

背景技术

今天，明确用于用于大型公共区域和主要用于公路和飞机场的表面可利用刚性铺路材料和柔性铺路材料来制造。水泥混凝土铺路材料和沥青铺路材料早已众所周知，依据所采用的材料，它们中的每一个具有其自己的施工标准。

在刚性铺路材料的情况下，对于底基特性发生突变必须给予特别的注意，尤其要注意存在膨胀土和厚层软泥土。在这种类型铺路材料中，针对上述原因，对基础给予特别的注意。由此，采用了具有厚度可变的若干材料(例如稳定形式的石头、卵石、砂砾、粗砂、沙子)和/或其它材料(例如水泥板)。然而，必须事先进行土的清理，直到涉及土的植被层，通过随后将土整平，以用于铺设包括基础在内的若干层。

存在各种用于计算基础的方法，所述方法考虑基础分类、陆地类型、用于床层(bed layer)的物料、以及工作台的构成。这导致复杂基础不总是能够保持所需的完整性。

所有上述类型铺路材料要求用于支撑它们的特定基础。

此外，刚性铺路材料也遵守已为大家接受的标准。通常被考虑用于确定铺路材料特性的标准密切关联于诸如交通、道路、底床(sub-bed)支撑和排泄系统之类的方面。待解决的一个主要问题是在铺设于弹性土上的铺路材料中相邻混凝土板之间的差异沉降。为此，考虑负荷转移元件，负荷转移元件使得投影到基础上的负荷最小并防止所述混凝土板的沉降。在设计刚性水泥混凝土铺路材料中，待解决的另一问题涉及混凝土板之间的接合部的密封。将混凝土铺路材料的接合部中的引导槽(induction slot)密封的基本功能是防止水和不可压缩固体材料(例如沙子、小石头和其他异物)侵入。经过所述接合部的水渗透对铺路材料的耐用性具有破坏性作用，基本上是因为它是抽水的主要原因，这包括基础层的恶化，通过将构成它的物料粉碎排出，这意味着所述板变成不受保护并由此遭受消减(这被认为是抽水(pumping)现象)。

发明内容

为了解决和/或最小化前述不便利性，申请人已设计出基础/铺路材料的整体式系统，所述系统采用由苯乙烯块构成的基础和具有专门负荷转移元件的铺路材料。

由此，本发明的目的是采用一种半连续水泥混凝土铺路材料，所述半连续水泥混凝土铺路材料具有由负荷转移板形成的接合部，所述负荷转移板具有通过其自身吸收、消减以及传递负荷的结构强度、同时抵抗作用在其上的力以及由此引起的摩擦，在所述接合部轴线上无差异沉降的情况下，也用作磨损层，所述铺路材料铺设在基础上，所述基础独立于自然土壤且作为用于支撑所述半连续混凝土铺路材料的基层和底基。

本发明所述系统采用的负荷转移元件基本上是葡萄牙专利号102947中公开的现有技术的元件，对所述现有技术的元件做出改进，从而允许在基础中采用聚苯乙烯块。专利PT102947合并于此，以用于参考目的。

附图说明

下文的说明基于附图来进行，在无任何限制性特征的条件下，附图表示如下：

图1是本发明系统的示意图解；

图2是接合部膨胀和收缩的示意图解；

图3是构造接合部的示意图解；

图4是本发明系统的另一示意图解；

图5是本发明系统的负荷转移板的立体图；以及

图6是本发明系统的负荷转移板的主视图。

具体实施方式

在铺路材料浇筑混凝土之前，构建合适基础，以收容铺路材料的待浇筑混凝土的区域，所述铺路材料的待浇筑混凝土的区域由若干条构成，它们中的每一条由一序列混凝土板形成。接下来，所述混凝土板必须由模板限制。最后，进行所述混凝土板的混凝土浇筑。

如在图中可看到的，基础(1)通过施用高密度膨胀聚苯乙烯块来获得，作为均聚物的高密度膨胀聚苯乙烯块在所述系统的整个使用寿命中保持稳定，而且在不改变韦斯特加德模量(K/cm³)的情况下，作为均聚物的高密度膨胀聚苯乙烯块在其技术规范(密度、变形模量)方面具有稳定的行为。基础(1)确保整个结构的承载能力且必须针对那个目的进行设计。具有依据所述设计的密度和尺寸的聚苯乙烯块铺设在自然土壤(2)上。表面整平误差应为3m标尺下不超过5mm。

为了获得合适的模板，将其填充各种粒度测定法下的惰性物料以及可能的骨架(frame)不是必须的，如现有技术中的情形一样。

利用本发明系统采用的基层及底基基础(1)，因为其由高密度膨胀聚苯乙烯形成，所以其具有特殊的技术特性，所述特殊的技术特性在这种材料的整个使用寿命期间保持不变而且基本如下：

-保持其物理和化学性能

-保持密度/重量/体积，

-保持弹性变形模量(Kg/cm³)

-在热梯度情况下其性能不变

-保持密封

-保持均匀支撑

-使用寿命大于100年

-在混凝土收缩时减少摩擦系数

-在无重机械辅助的情况下允许人工铺设

-用作模板，针对混凝土浇筑铺路材料(3)的目的

-提供用于水径流的斜坡

-在特殊环境下，无需箱形开口(box opening)

-提供用于水径流的排水沟

-采用泵送混凝土，这允许铺设具有高坍落度的混凝土

-简化混凝土铺设，因为混凝土被泵送，这允许容易地出入混凝土浇筑的走廊(corridor)

-加快施工速度

采用聚苯乙烯块取代常规基础的基层和底基。这些块也提供了适于连续浇筑混凝土的模板。所述模板的水平将依据初始设计高度。长度上的水平误差将为1-2cm。所述模板元件的长度被限制，以允许依据所述设计高度来整平和铺设。

在铺设基础(1)以及由此的模板之后，可依据建立的工作规范来混凝土浇筑铺路材料(3)。

所述混凝土浇筑过程包括下列步骤：

准备

借助地形精密仪器，将现场实现纵向坡度(longitudinal profile)的设计。通过在混凝土走廊外以最大50m的间距将标桩稳固地放置在地面中，验证规定的水平，从而严格的纵向坡度形成为平行于将施工的混凝土板的最终高度。在弯曲的情况下，标桩之间的距离减少，以精确地跟随所述设计的坡度。标桩的放置必须在浇筑混凝土操作的至少一天前完成。除非存在将由监理单位认可的局部障碍，准备接合部和放置负荷转移板应在浇筑的混凝土之前约50mm距离，以确保连续施工。

表面上的水排泄将由排水系统来保证，这将与铺设基础(1)(聚苯乙烯块)同时进行。

制备所述混凝土浇筑的走廊来防止从混凝土渗漏水

为了防止从混凝土到基础(1)进行的任何水吸收，基础必须总是覆盖有约0.2mm的滑移络合物(sliding complex)和20cm的覆盖物。

混凝土的组合物

混凝土的组合物将被送达监理单位，以被监理单位认证。这必须符合各具体项目的预设条件。

制造、运输和现场施工

制造

制造将优选在工地处进行，且设备将具有足以确保连续铺设操作的能力。

运输

这种类型的运输将须经监理单位的认可，不管是以卡车式水泥搅拌机还是以翻斗车运输。

现场施工

现场施工将利用振捣设备来进行，可能由合适的管理者来实施。

所有表面带电或充电被禁止。

在特殊位置，混凝土可被铺设并用振捣针人工振捣。

混凝土板的沿模板的所有边缘必须采用针状振捣器来振捣。

大气条件

大雨天期间不允许浇筑混凝土。

表面处理

利用事先由监理单位认可的刷子通过刷新浇混凝土，进行所述涂层的表面处理。

横向和纵向接合部

所有横向和纵向接合部均设置有负荷转移板。

收缩和膨胀接合部依据图2。

锯齿深度为至少2cm。

构造接合部

这些接合部依据图3。在每个日常生产结束时或者在混凝土浇筑操作中断的情况下时创建构造接合部。如可以观察到的，接合部的面必须平坦且垂直于涂层表面。混凝土浇筑一重新开始，所述接合部被设置成使混凝土靠着混凝土，前混凝土板的面浸浴有抗粘着剂(诸如Antisol)，以提供有效的分离。

整体以(3)表示的铺路材料由设置有负荷转移板(5)的若干混凝土板形成。所述板(5)包括：具有两条钢筋的两个锚(6)，用于接合部引导器(8)的对准；以及球接头(9)，球接头(9)在负荷支撑力矩下逆时针旋转而在由负荷转移板(5)产生的支撑力矩下进行顺时针旋转。这个球接头(9)定位在接合部引导器(8)下方且其中心与通过所述引导器(8)形成的所述接合部的竖直轴线对准。

所述球接头(9)使混凝土板(4)释放在负荷转移时通过弯曲/牵引引起的应力，这允许基础(1)不受来自所述负荷的弯曲力矩的影响，并由此使得混凝土板(4)基本上在压应力下工作，由此确保安全系数比通常的安全系数大得多且混凝土板(4)的基础(1)的寿命长。使混凝土板(4)释放负荷转移时通过弯曲/牵引引起的应力的球接头(9)将由此允许所述混凝土板(4)在压应力下工作更长时间周期，即，使它们释放永久应力并过滤由滚动负荷引起的大部分振动。

混凝土板(4)的几何特征如下：

-标称厚度：可变(由施加到其上的力来调节)

-侧面坡度(side grade)：一般2％(看所述设计的横截面轮廓)

-标称长度：5-8m(由施加到其上的力来调节)

-标称宽度：5-8m(由施加到其上的力来调节)

所述混凝土板(4)将承受：

1-偶然的滚动和静态负荷；

2-由混凝土收缩引起的水平应力；

3-由摩擦引起的水平应力；

4-由于负荷转移，由接合部轴线上的支撑物引起的混凝土板(4)的裂开；以及

5-液体或水渗透现象，例如抽水现象。

总之，本发明涉及一种铺路材料(3)，铺路材料(3)已经在所有不利条件下成功地进行了测试，铺路材料(3)现在具有新构思的用于接合部的支撑件，所述支撑件包括设置带有球接头(9)的负荷转移板(5)，如前面所述，球接头(9)使混凝土板(4)释放负荷转移时通过弯曲/牵引导致的应力，以允许基础(1)保持不受到来自所述负荷的弯曲力矩的影响，并由此使得混凝土板(4)基本上在压应力下工作。实际上，就是由于球接头(9)，从而可实现采用聚苯乙烯块的基础(1)。

为了保护基础(1)免受化学试剂/稀释液的影响，要求进行接合部密封。通过设置具有用于水(液体)径流的某种斜面的接合部引导器(8)并同时一起采用喷射到所述引导器之上的所述接合部上的硅酮型隔离材料(带有两种成分)，来确保这个密封，以提供完全隔离。

同样，基础(1)必须沿其上部分和横向部分采用塑料材料来涂布。这种材料允许混凝土板(4)的摩擦系数混凝土在收缩时从约2.5变为0.5，而且也可将聚苯乙烯块与任何由铺路材料表面(3)上的洒落物产生的化学侵蚀隔离。

经济方面

与常规技术方案相比，采用本发明的这个系统，通过构造并采用这些铺路材料，可减少成本，诸如举例：

-不必对用于箱形开口的重型机械进行投资；

-挖土；

-施用选定的惰性物料；

-铺展物料；

-夯实惰性物料；

-整平惰性物料；

即，所有工作涉及铺设选定土，以构建基础(1)(基层和底基)。

考虑到基础(1)可以人工铺设，涉及所述用于铺设铺路材料(3)的所述基层和底基的整个建筑构思被深刻地彻底变革。

完全不维护操作情况下的耐用性(使用寿命超过100年)将减少财政资源(不仅是公共实体还是私有实体)，对于在其他地区的投资而言也是优先的。

该技术所需的低投资与其长耐用性一起使得进行这种性质工作的所有实体可容易接受。

Claims (7)

1.一种采用半连续构造的具有均聚物/抗团聚剂铺路材料的整体式基础系统，其采用具有用于引导接合部的负荷转移元件的铺路材料，其特征在于，它包括具有高密度膨胀聚苯乙烯块的基础(1)，该基础支撑半连续水泥混凝土铺路材料，所述铺路材料的模板由基础(1)的所述聚苯乙烯块来形成。

2.根据权利要求1所述的整体式基础/铺路材料系统，其特征在于，具有设计中建立的尺寸的所述聚苯乙烯块被人工铺设。

3.根据权利要求1所述的整体式基础/铺路材料系统，其特征在于，负荷转移板(5)包括：

具有两条钢筋(7)的两个锚(6)，用于接合部引导器(8)的对准；以及

球接头(9)，所述球接头在负荷支撑力矩下逆时针旋转而在由负荷转移板(5)产生的支撑力矩下进行顺时针旋转。

4.一种实施根据权利要求3所述的基础/铺路材料的方法，其特征在于，所述球接头(9)使所述混凝土板释放在负荷转移时通过弯曲/牵引引起的应力，以允许基础(1)保持不受来自所述负荷产生的弯曲力矩的影响，并由此使得混凝土板基本上在压应力下工作。

5.根据权利要求3或4所述的实施基础/铺路材料的方法，其特征在于，所述球接头(9)定位在接合部引导器(8)下方且其中心与所述接合部的由所述引导器(8)形成的竖直轴线对准。

6.一种实施依据前述权利要求的基础/铺路材料的方法，其特征在于，为了提供完全隔离，使硅酮型隔离材料喷射到所述引导器(8)上方，所述接合部被密封，以用于保护基础(1)免受化学试剂/稀释液的影响。

7.一种实施依据前述权利要求的基础/铺路材料的方法，其特征在于，为了在收缩时使所述混凝土板的摩擦系数从约2.5降到0.5、并同时保护所述聚苯乙烯块免受表面处可能洒落液体物的影响，沿所述基础的上部分和横向部分，所述基础(1)被涂布塑料材料。

Images