CN103938514A - 一种水泥路面黑化处理结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种水泥路面黑化处理结构及施工方法,“倒梯形”开口由原水泥路面变形缝加宽切割而成,开口内填充柔性填充料,刚性加筋带铺设于“倒梯形”开口的上部,两侧设置与水泥板相连的连接孔,在刚性加筋带的上部铺设土工格栅、基层和沥青路面结构层,所述刚性加筋带上端焊接有刚性凸隼。本发明的优点是:(1)可有效防止水泥板在温缩变形引起的温度应力、拱起对上部路面结构的影响;(2)在变形缝上部覆盖刚性加筋带,协调相邻水泥板间的差异变形;(3)加筋带覆盖于原水泥板变形缝上部可全面隔断裂缝的反射通道。

Description

一种水泥路面黑化处理结构及施工方法
技术领域
本发明属于道路工程领域,适用于水泥路面黑化处理工程,特别适用于整体状况较好的水泥路面改扩建工程,具体涉及一种水泥路面黑化处理结构及施工方法。
背景技术
随着我国城市机动车保有量的迅速增加,加之驾驶员对汽车行驶舒适性要求的不断提高,针对既有道路的改扩建项目越来越多。同时,在前期道路工程建设中,水泥路面虽具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益好等优点,但受限于建设经费、路基条件、施工质量等因素影响,以及水泥路面构造方面的要求,导致水泥路面在投入运营后病害问题突出、道路通行能力较低、行车舒适性和安全性较差,对此,为改善水泥路面道路的性能,节省土地资源和建筑材料,一些水泥路面需要进行改扩建、黑化处理。
不可否认,水泥路面黑化处理(罩面)后对改善道路的通行环境,具有积极意义,但由于水泥面板属刚性材料,面板之间常设置变形缝,这些裂缝在路面处理完成后极易反射至路面结构层,引发路面结构病害。因此在水泥路面黑化处理时需解决水泥路面板块间裂缝的反射问题以及不同层位路面材料的变形、应力协调问题。
目前国内在原水泥混凝土板块上加铺面层的方法主要有改善罩面层的性能、采用中间夹层、采用补强层、水泥路面破碎化处理等。其中改善罩面层的性能是采用具有较高抗变形、抗拉、抗剪能力的面层材料,如改性沥青SMA 等,提升面层的抗裂性能;采用中间夹层是在水泥面板与路面结构层之间铺设如土工织物、土工网或格栅,通过中间层吸收水泥板的张拉应力,延缓裂缝的发展;采用补强层是在原水泥混凝土板块上铺设二灰结石、黑碎等补强层,使其起到有效地减少温度及荷载作用对加铺层的影响;旧水泥混凝土板块的处理主要破碎水泥板块,使其成为路面基层。
目前已有一种公路水泥混凝土路面薄层罩面修复施工方法,包括以下步骤:1)将旧水泥混凝土路面机械切削出相互平行的V形沟槽;2)将机械切削V形沟槽后留在表面的污物和脱落处清理干净;3)在经过步骤1)和步骤2)处理后的旧水泥混凝土路面涂刷或喷涂先涂剂,形成先涂层;4)先涂层表干后,在先涂层表面涂刷砂浆粘结剂,形成砂浆粘结层;5)砂浆粘结层表干后至砂浆粘结层中的水泥初凝前,浇筑新水泥混凝土罩面层。
综上所述,尽管工程中已有一些可用于解决水泥路面黑化或罩面处理的结构和施工方法,各种结构措施在阻断水泥路面裂缝反射、改善沥青路面性能、增强层间粘结具有积极意义,但都难从根本上解决裂缝反射问题和整体性增强问题,主要体现在改善罩面层性能虽提高了面层的水温稳定性能,但无法解决反射裂缝引起的细部损伤问题和水泥板温缩变形引起的附加应力问题;铺设中间夹层或补强层从本质上属于应力吸收层,即吸收变形裂缝反射引起的张拉应力问题,但并未真正隔断裂缝,随着时间的推移裂缝必将继续向上反射;旧水泥混凝土板块破碎后作为基层材料从本质上改变了路面结构组成,但破碎费用高、环境污染大;现有公路水泥混凝土路面薄层罩面修复施工方法主要从增强就水泥路面与罩面层粘结方面进行处理,未涉及水泥路面反射裂缝控制。
鉴于此,为有效阻断水泥路面反射裂缝,提高水泥路面黑化处理质量,更好的解决水泥路面黑化后路面开裂问题,目前亟需发明一种可全面阻断变形缝处的裂缝反射、消除水泥板温缩变形、整体性强的水泥路面黑化处理结构及施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥路面黑化处理结构及施工方法,其可以阻断水泥路面反射裂缝、消除水泥板温缩应力影响、增强路面结构的整体性。
为了实现上述技术目的,本发明采用了以下技术方案:一种水泥路面黑化处理结构,它包括刚性加筋带、刚性凸隼、铆钉、柔性填充料、‘‘倒梯形”开口、土工格栅、压浆管、基层、沥青混合料面层和水泥板,其特征在于:“倒梯形”开口由原水泥路面变形缝加宽切割而成,开口内填充柔性填充料,刚性加筋带铺设于“倒梯形”开口的上部,两侧设置与水泥板相连的连接孔,在刚性加筋带的上部铺设土工格栅、基层和沥青路面结构层,所述刚性加筋带上端焊接有刚性凸隼,所述连接孔内插入铆钉,所述压浆管上端插入到基层,下端穿过水泥板下面的插入到路基。
本发明所述“倒梯形”开口位置与原水泥路面纵横向变形缝位置相同,开口深度与水泥板厚度相同,底部最小宽度不小于20mm,顶部宽度为50mm~100mm。
本发明所述柔性填充料通长全断面填充于“倒梯形”开口内,可采用发泡板材或泡沫塑料或气泡膜或EPE材料。
本发明所述刚性加筋带为长条形不锈钢薄板或合金板,相邻刚性加筋带之间采用焊接连接或螺栓连接;刚性加筋带的两边沿长度方向设置“                                                ”形连接开孔,用于刚性加筋带与水泥板间的连接。
本发明所述刚性加筋带上表面设置与上部结构层连接的刚性凸隼,刚性凸隼呈“【”,可由三块钢板焊接或整体轧制而成;刚性凸隼与刚性加筋带之间焊接连接。
本发明所述土工格栅分两层铺设,第一层铺设于水泥路面与基层之间,第二层铺设于基层与面层之间,第一层土工格栅与原水泥板之间通过铆钉连接。
本发明所述一种水泥路面黑化处理结构施工方法,其特征在于方法步骤如下: 
(1)水泥路面现场调查,进行水泥路面破损状况调查,查明存在板底脱空病害的板块;
(2)板底压浆,在存在板底脱空的水泥板上钻设压浆孔,向孔内插入压浆管,进行板底压浆;
(3)路面清洗,采用清水将水泥板上部的灰尘、多余水泥浆清洗干净;
(4)”倒梯形”开口设置,对原来的水泥板变形缝进行切割,将变形缝切割成“倒梯形”,并剔除切割后水泥块;
(5)柔性填充料填充了,向”倒梯形”开口内填充柔性填充料,并进行适当压实,
(6)刚性加筋带铺设,在”倒梯形”开口两侧与刚性加筋带预设孔对应位置钻设锚孔,将刚性加筋带铺设于水泥板”倒梯形”开口的上部,并向连接孔内插入铆钉,并向铆钉外侧空隙内填充粘结剂;
(7)第一层土工格栅铺设,刚性加筋带铺设完成后,全断面铺设第一层土工格栅,并用铆钉将土工格栅固定于原水泥板的上部;
(8)基层施工,第一层土工格栅铺设完成后进行基层施工;
(9)第二层土工格栅铺设,在基层上部铺设第二层土工格栅;
(10)沥青路面结构层施工,待上述工序施工完成后,再进行沥青路面结构层施工。
本发明所述压浆孔钻设至板底,其内插入的压浆管插至压浆孔的底部,压浆管上部伸出水泥路面板上表面50~150mm,压浆完成后短压浆管留于水泥板内。
本发明所述压浆管的下部设出浆花孔。
本发明的优点是:(1)将水泥路面变形缝切割成”倒梯形”开口,并填充柔性材料,可有效防止水泥板在温缩变形引起的温度应力、拱起对上部路面结构的影响;(2)在变形缝上部覆盖刚性加筋带,可通过加筋带的弹性变形协调相邻水泥板间的差异变形,同时加筋带覆盖于原水泥板变形缝上部可全面隔断裂缝的反射通道;(3)结构中设置了双层土工格栅和基层,可作为应力吸收结构,进一步协调水泥板与上部路面结构的变形性能,降低路面结构层的层底弯拉应力。
附图说明
图1是本发明水泥路面黑化处理结构的横断面图。
图2是图1水泥路面黑化处理结构刚性加筋带平面布置图。
图3是图1压浆管剖面图。
图4是图1刚性加筋带平面示意图。
图中:1-刚性加筋带;2-刚性凸隼;3-铆钉;4-柔性填充料;5-”倒梯形”开口;6-土工格栅;7-压浆管;8-沥青混合料面层;9-基层;10-混凝土板;11-路基;12-出浆孔;13-加筋带连接锚孔。 
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述,但本实施例并不用于限制本发明,凡是采用本发明的相似结构及其相似变化,均应列入本发明的保护范围。
混凝土板变形缝切割施工要求、基层与面层的设计及施工技术要求、土工格栅铺设施工技术要求、刚性加筋带铺设施工技术要求等,本实施方式中不再累述,重点阐述本发明涉及结构的实施方式。
参照图1~图4所示,所需加固的公路为双向四车道二级公路,加固结构包括刚性加筋带1、刚性凸隼2、铆钉3、柔性填充料4、“倒梯形”开口5、土工格栅6、压浆管7、基层9、沥青混合料面层8和水泥板10,其特征在于:“倒梯形”开口5由原水泥路面变形缝加宽切割而成,开口内填充柔性填充料4,刚性加筋带1铺设于“倒梯形”开口5的上部,两侧设置与水泥板10相连的连接孔,在刚性加筋带1的上部铺设土工格栅6、基层9和沥青路面结构层8,所述刚性加筋带1上端焊接有刚性凸隼2,所述连接孔内插入铆钉3,所述压浆管7上端插入到基层9,下端穿过水泥板10下面的插入到路基11。
刚性加筋带(1)采用HR550LA镀锌不锈钢板带切割而成,板厚3mm,板宽160mm,在板两侧距板外侧边缘20mm处机械压制宽15mm、长40mm的“”形加筋带连接锚孔(13)。
在刚性加筋带(1)的上部焊接“【”形刚性凸隼(2),刚性凸隼(2)与刚性加筋带(1)材料相同,其高为50mm,上下边长均为30mm,宽为30mm。
铆钉(3)采用10×90的不锈钢膨胀螺钉。
柔性填充料(4)采通长全断面填充于”倒梯形”开口(5)内,采用PE泡沫塑料。
“倒梯形”开口(5)的位置与原水泥路面纵横向变形缝位置相同,开口深度与水泥板(10)厚度相同,底部最小宽度不小于20mm,顶部宽度为50mm。
土工格栅(6)分两层铺设,第一层铺设于水泥路面(10)与基层(9)之间,第二层铺设于基层(9)与基层(8)之间,第一层土工格栅(6)与原水泥板(10)之间通过铆钉3连接。土工格栅的各项性能参见表1,施工技术要求应满足现行规范之要求。
表1土工格栅具体参数表
压浆管(7)采用直径为60mm的钢管,材料强度等级为Q235,壁厚为5mm,压浆管底部开设两排直径为40mm的出浆孔(12)。
沥青混合料面层(8)采用密集配沥青混凝土材料,厚度为200mm。
表2密级配沥青混凝土 AC-16 混合料矿料级配范围
基层(9)采用水泥稳定碎石半刚性基层,其材料的级配组成见表3
表3水泥稳定碎石材料的级配组成
一种水泥路面黑化处理结构施工方法,主要包括以下施工步骤:
(1)水泥路面现场调查。进行水泥路面破损状况调查,查明存在板底脱空病害的板块。
(2)板底压浆。在存在板底脱空的水泥板(10)上钻设压浆孔,向孔内插入短压浆管(7),进行板底压浆,短压浆管(7)插至压浆孔的底部,短压浆管(7)上部伸出水泥路面板上表面50~150mm,压浆完成后短压浆管留于水泥板(10)内。
(3)路面清洗。采用清水将水泥板(10)上部的灰尘、多余水泥浆清洗干净。
(4)”倒梯形”开口(5)设置。对原水泥板(10)变形缝进行切割,将变形缝切割成“倒梯形”,并剔除切割后水泥块。
(5)柔性填充料(4)填充。向”倒梯形”开口(5)内填充柔性填充料(4),并进行适当压实。
(6)刚性加筋带(1)铺设。在”倒梯形”开口(5)两侧与刚性加筋带(1)预设孔对应位置钻设锚孔,将刚性加筋带(1)铺设于水泥板(10)”倒梯形”开口(5)的上部,并向连接孔内插入连接铆钉(3),并向铆钉外侧空隙内填充粘结剂。
(7)第一层土工格栅(6)铺设。刚性加筋带(1)铺设完成后,全断面铺设第一层土工格栅(6),并用铆钉将土工格栅(6)固定于原水泥板(10)的上部。
(8)基层(9)施工。第一层土工格栅(6)铺设完成后进行基层施工。
(9)第二层土工格栅(6)铺设。在基层上部铺设第二层土工格栅(6)。
(10)沥青路面结构层(8)施工。待上述工序施工完成后,再进行沥青路面结构层施工。

Claims (9)

1.一种水泥路面黑化处理结构,它包括刚性加筋带、刚性凸隼、铆钉、柔性填充料、‘‘倒梯形”开口、土工格栅、压浆管、基层、沥青混合料面层和水泥板,其特征在于:“倒梯形”开口由原水泥路面变形缝加宽切割而成,开口内填充柔性填充料,刚性加筋带铺设于“倒梯形”开口的上部,两侧设置与水泥板相连的连接孔,在刚性加筋带的上部铺设土工格栅、基层和沥青路面结构层,所述刚性加筋带上端焊接有刚性凸隼,所述连接孔内插入铆钉,所述压浆管上端插入到基层,下端穿过水泥板下面的插入到路基。
2.根据权利要求1所述的一种水泥路面黑化处理结构,其特征在于:所述“倒梯形”开口位置与原水泥路面纵横向变形缝位置相同,开口深度与水泥板厚度相同。
3.根据权利要求1所述的一种水泥路面黑化处理结构,其特征在于:所述柔性填充料通长全断面填充于“倒梯形”开口内,可采用发泡板材或泡沫塑料或气泡膜或EPE材料。
4.根据权利要求1所述的一种水泥路面黑化处理结构,其特征在于:所述刚性加筋带为长条形不锈钢薄板或合金板,相邻刚性加筋带之间采用焊接连接或螺栓连接;刚性加筋带的两边沿长度方向设置“                                               ”形连接开孔,用于刚性加筋带与水泥板间的连接。
5.根据权利要求1所述的一种水泥路面黑化处理结构,其特征在于:所述刚性加筋带上表面设置与上部结构层连接的刚性凸隼,刚性凸隼呈“【”,可由三块钢板焊接或整体轧制而成;刚性凸隼与刚性加筋带之间焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种水泥路面黑化处理结构,其特征在于:所述土工格栅分两层铺设,第一层铺设于水泥路面与基层之间,第二层铺设于基层与面层之间,第一层土工格栅与原水泥板之间通过铆钉连接。
7.一种根据权利要求1所述的水泥路面黑化处理结构的施工方法,其特征在于方法步骤如下: 
(1)水泥路面现场调查,进行水泥路面破损状况调查,查明存在板底脱空病害的板块;
(2)板底压浆,在存在板底脱空的水泥板上钻设压浆孔,向孔内插入压浆管,进行板底压浆;
(3)路面清洗,采用清水将水泥板上部的灰尘、多余水泥浆清洗干净;
(4)”倒梯形”开口设置,对原来的水泥板变形缝进行切割,将变形缝切割成“倒梯形”,并剔除切割后水泥块;
(5)柔性填充料填充了,向”倒梯形”开口内填充柔性填充料,并进行适当压实;
(6)刚性加筋带铺设,在”倒梯形”开口两侧与刚性加筋带预设孔对应位置钻设锚孔,将刚性加筋带铺设于水泥板”倒梯形”开口的上部,并向连接孔内插入铆钉,并向铆钉外侧空隙内填充粘结剂;
(7)第一层土工格栅铺设,刚性加筋带铺设完成后,全断面铺设第一层土工格栅,并用铆钉将土工格栅固定于原水泥板的上部;
(8)基层施工,第一层土工格栅铺设完成后进行基层施工;
(9)第二层土工格栅铺设,在基层上部铺设第二层土工格栅;
(10)沥青路面结构层施工,待上述工序施工完成后,再进行沥青路面结构层施工。
8.根据权利要求7所述的一种水泥路面黑化处理结构的施工方法,其特征在于:所述压浆孔钻设至板底,其内插入的压浆管插至压浆孔的底部,压浆完成后短压浆管留于水泥板内。
9.根据权利要求7所述的一种水泥路面黑化处理结构的施工方法,其特征在于:所述压浆管的下部设出浆花孔。
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