CN103452028A - 一种双层连续配筋修补接缝水泥混凝土路面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体公开了一种双层连续配筋修补接缝水泥混凝土路面的方法，步骤1确定所需移除软弱基层，移除软弱基层；步骤2在混凝土面层中布置加强筋、拉杆和传力杆；步骤3在原路面横缝处设置横向切缝，在切缝中填充填缝料，防止路表渗水。本发明采用动力锥贯入仪评价路基强度，故而能准确确定软弱路基的厚度（加州承载比CBR值小于100的软弱层必须被修补）；双层连续配筋加强了水泥混凝土路面抵抗重交通荷载的能力；传力杆和拉杆的传递荷载作用，有效降低了板角及板边受荷的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种双层连续配筋修补接缝水泥混凝土路面的方法，具体地涉及一种在软弱路基支承、表面渗水地段，有效抵抗重交通荷载的双层连续配筋水泥混凝土路面的设计与施工方法，本发明属于道路养护维修领域。
背景技术
在软弱路基支承、表面渗水地段，采用传统接缝水泥混凝土路面修补方法的路段常经历着反复的路面病害。在重交通荷载作用下，出现断板和路面板之间不同程度的错台。这一切显示传统的接缝水泥混凝土路面的换板修补方式不能很好的解决路面病害。据文献报道，合理的设计修补接缝水泥混凝土路面能有效提高驾驶舒适性，增强路面结构强度以及延长路面使用寿命。断板和错台常成为路面修补后的早期破坏形式，主要原因来自拉杆和传力杆的设计和施工问题和路面板本身强度不够和软弱的路基支承。
随着交通量和汽车轴载的迅速增加，接缝水泥混凝土路面对路面结构和路基承载能力都提出来更高的要求。一方面要求路面结构本身具有抵抗重交通荷载的能力；另一方面又要求路基承载能力能提供均匀及有力的支承。
增强路面结构抵抗重交通荷载的能力包括两方面的内容：一是提高路面结构本身的强度；二是减少板角和板边受荷的情况。而抵抗重交通荷载路面的关键技术，是路面板加强筋、拉杆和传力杆的设计和应用问题。在路基承载能力方面，需要借助动力锥贯入仪（Dynamic Cone Penetrometer）来确定路基软弱层的厚度，以便于准确确定路面修补厚度。
在通过路面状况调查评价路面结构承载能力的各项实验中，通常不采用现场原位试验来直接评价路基承载能力。本专利引入动力锥贯入仪，能准确评价路基各结构层的厚度和强度。现场试验证明，采用动力锥贯入仪是一种行之有效的无损原位评估实验方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效修补重交通荷载、软弱路基支承、表面渗水地段接缝水泥混凝土路面病害的方法，并提供该修补方法的施工方法。
本发明采用的技术方案如下:
一种双层连续配筋修补接缝水泥混凝土路面的方法：
步骤1 确定所需移除软弱基层，移除软弱基层；
步骤2在混凝土面层中布置加强筋、拉杆和传力杆；
步骤3在原路面横缝处设置横向切缝，在切缝中填充填缝料，防止路表渗水。
所述的步骤1中通过动力锥贯入仪检测及确定软弱基层，具体如下：
（1-1）通过动力锥贯入仪检测贯入率，得到加州承载比CBR
CBR = 292/PR 1.12
式中，CBR为加州承载比，（%）；PR为动力锥贯入仪测试的贯入率，（mm/锤击次）。
（1-2）根据步骤（1-1）得到的参数，确定出需移除软弱基层，准则如下：加州承载比CBR值小于100的路基层为软弱层。
所述的步骤2加强筋、拉杆和传力杆的具体布置如下：
所述的加强筋包括上、下两层，每一层包括横向钢筋和纵向钢筋，所述的上层纵向钢筋设置面层的0.6倍面层厚度处，下层纵向钢筋设置于面层的0.4倍面层厚度处，在上层纵向钢筋和下层钢筋的底部设有横向钢筋。
所述的0.6倍面层厚度、0.4倍面层厚度均是从面层的最底部开始算起。
所述的横向钢筋间距900mm，位于纵向钢筋之下，起支承作用。位于路面边缘的纵向钢筋至纵缝或面板自由边的距离为70mm。
所述的纵向钢筋的配筋率0.55%以上、纵向钢筋直径为19mm。
所述的纵向钢筋间距可由配筋率和路面厚度计算得出，计算公式如下：
纵向钢筋间距 = π(ds)2/8ρhc，
式中，ds为钢筋直径，（m）；ρ 为配筋率；hc为路面厚度，（m）；纵向钢筋间距的单位为m。
所述的传力杆安装在路面修补段横向接缝处，安装深度为0.5倍现有接缝混凝土路面厚度；且传力杆的间距为300mm，长度500mm。
所述的传力杆的一端安装有套管。
所述的拉杆安装在路面修补段纵向接缝处，安装深度为0.5倍现有接缝混凝土路面厚度，拉杆的间距为900mm，长度900mm。
所述的步骤3横向切缝的具体铺设方法如下：
在修补缝中设置若干横行切缝，且横向切缝深度为面层厚度的1/3；横向切缝间距，数量和位置与相邻路面板横向接缝一致。
所述的横向切缝设计指切缝位置与相邻接缝混凝土路面接缝一致，切缝采用填缝材料防止路表渗水。
本发明的有益效果如下：
1.采用动力锥贯入仪评价路基强度，故而能准确确定软弱路基的厚度（加州承载比CBR值小于100的软弱层必须被修补）；
2.双层连续配筋加强了水泥混凝土路面抵抗重交通荷载的能力；
3.传力杆和拉杆的传递荷载作用，有效降低了板角及板边受荷的情况；
4.套管的使用，消除了传力杆对混凝土板纵向移动的约束，减少了病害；
5.横向切缝深度为面层厚度的1/3，有效保证了裂缝的形成，有效降低环境荷载所产生的应力，减少随机裂缝的发生；
6.采用填缝材料有效减少路表渗水，降低唧泥等路基损坏发生的概率。
附图说明
图1. 拉杆和传力杆布置示意图（尺寸单位：mm）；
图2 拉杆设计与安装示意图（尺寸单位：mm）；
图3. 传力杆设计与安装示意图（尺寸单位：mm）；
图4 切缝示意图（尺寸单位：mm）；
图中：1.横向切缝；2.传力杆；3.拉杆；4.接缝混凝土路面；5.基层；6.底基层；7.双层连续配筋混凝土路面；8.套管；9.纵向钢筋；10.横向钢筋；H’ 面层厚度；h 接缝混凝土路面的厚度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
路面包括接缝混凝土路面4、基层5、底基层6；
本发明的双层连续配筋混凝土路面7的配设分三个阶段：
第一阶段为确定所需移除软弱基层1，移除弱基层1，这一阶段主要是采用动力锥贯入仪确定所需移除的路基厚度；
CBR = 292/PR 1.12
式中，CBR为加州承载比，（%）；PR为动力锥贯入仪测试的贯入率，（mm/锤击次）。
第二阶段为抵抗重荷载交通的水泥混凝土路面摊铺，主要是加强筋、拉杆3和传力杆2的布置；
加强筋包括上、下两层，每一层包括横向钢筋10和纵向钢筋9，所述的上层纵向钢筋9设置面层的0.6倍面层厚度H’处，下层纵向钢筋9设置于面层的0.4倍面层厚度H’处，在上层纵向钢筋和下层钢筋的底部设有横向钢筋。
所述的0.6倍面层厚度、0.4倍面层厚度均是从面层的最底部开始算起。
横向钢筋10间距900mm，位于纵向钢筋之下，起支承作用；位于路面边缘的纵向钢筋至纵缝或面板自由边的距离为70mm。
纵向钢筋间距可由配筋率和路面厚度计算得出，计算公式如下：
纵向钢筋间距 = π(ds)2/8ρhc，（m）
式中，ds为钢筋直径，（m）；ρ 为配筋率；hc为路面厚度，（m）
传力杆安装在路面修补段横向接缝处，安装深度为0.5倍现有接缝混凝土路面厚度h；且传力杆的间距为300mm，长度500mm。
所述的传力杆的一端安装有套管8，套管8的使用消除了传力杆对混凝土路面板纵向移动的约束，减少了病害。
拉杆安装在路面修补段纵向接缝处，安装深度为0.5倍现有接缝混凝土路面4厚度，拉杆的间距为900mm，长度900mm。
第三阶段为横向切缝1的设置以及采用填缝料防止路表渗水。
切缝深度为面层厚度的1/3。
本发明提出的双层钢筋布局极大的加强了路面结构强度；拉杆和传力杆的传递荷载作用，降低了路面板角和板边受荷的几率；套管的使用消除了传力杆对混凝土路面板纵向移动的约束，减少了病害；与现有路面一致的横向切缝有效降低了环境荷载应力，预防横向随机裂缝的产生。本专利提出的修补方法有效地减少在重交通荷载下路面病害的发生，提高了修补路段的耐久性。
Claims (8)
1.一种双层连续配筋修补接缝水泥混凝土路面的方法，其特征在于：
步骤1 确定所需移除软弱基层，移除软弱基层；
步骤2在混凝土面层中布置加强筋、拉杆和传力杆；
步骤3在原路面横缝处设置横向切缝，在切缝中填充填缝料，防止路表渗水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤1中通过动力锥贯入仪检测及确定软弱基层，具体如下：
（1-1）通过动力锥贯入仪检测贯入率，得到加州承载比CBR
CBR = 292/PR 1.12
式中，CBR为加州承载比， %；PR为动力锥贯入仪测试的贯入率， mm/锤击次；
（1-2）根据步骤（1-1）得到的参数，确定出需移除软弱基层，准则如下：加州承载比CBR值小于100的路基层为软弱层。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤2加强筋的具体布置如下：
所述的加强筋包括上、下两层，每一层包括横向钢筋和纵向钢筋，所述的上层纵向钢筋设置面层的0.6倍面层厚度处，下层纵向钢筋设置于面层的0.4倍面层厚度处，在上层纵向钢筋和下层钢筋的底部设有横向钢筋；
所述的0.6倍面层厚度、0.4倍面层厚度均是从面层的最底部开始算起。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的横向钢筋间距900mm，位于纵向钢筋之下，位于路面边缘的纵向钢筋至纵缝或面板自由边的距离为70mm；所述的纵向钢筋的配筋率0.55%以上、纵向钢筋直径为19mm。
5. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的纵向钢筋间距可由配筋率和路面厚度计算得出，计算公式如下：
纵向钢筋间距 = π(ds)2/8ρhc；
式中，ds为钢筋直径，m；ρ 为配筋率；hc为路面厚度，m。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤2中的传力杆安装在路面修补段横向接缝处，安装深度为0.5倍现有接缝混凝土路面厚度；且传力杆的间距为300mm，长度500mm。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤2中拉杆安装在路面修补段纵向接缝处，安装深度为0.5倍现有接缝混凝土路面厚度，拉杆的间距为900mm，长度900mm。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤3横向切缝的具体铺设方法如下：
在修补缝中设置若干横行切缝，且横向切缝深度为面层厚度的1/3；横向切缝间距，数量和位置与相邻路面板横向接缝一致，且切缝采用填缝材料防止路表渗水。
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