CN109487656A - 一种混凝土路面结构及其摊铺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土路面结构,包括路基层、机砂水泥混凝土层、混合砂水泥混凝土层和河砂水泥混凝土层,在所述路基层上依次摊铺所述机砂水泥混凝土层、混合砂水泥混凝土层和河砂水泥混凝土层。本发明还提供了一种混凝土路面结构的摊铺方法,由夯实路基、拌料、摊铺、振捣、整平、养护及锯缝组成。本发明路面结构相比传统的河砂水泥混凝土路面,可降低建设成本,减少对生态环境的破坏,克服了机制砂水泥混凝土路面抗磨表层差的缺点,具有很好的层抗磨、承载能力和抗变能力。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域,尤其涉及一种混凝土路面结构及其摊铺方法。
背景技术
在当前交通基础设施持续建设时期,水泥混凝土路面依然是一种重要的路面形式,水泥混凝土路面在长期经受车辆荷载的往复作用下,由于受到车辆的挤压、冲击,车轮的机械摩擦和路面上坚硬物质的切屑作用,要求路面具有很强的耐磨能力、承载能力和抗变形能力,大多数地区的路面其抗磨性能较低、承载能力和抗变能力差,因此,如何解决水泥混凝土表层抗磨、承载能力和抗变能力是混凝土路面结构需要解决的最关键技术之一。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种混凝土路面结构,根据本发明能有效提高路面结构表层的抗磨性、承载能力和抗变能力。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种混凝土路面结构,其特征在于:包括路基层、机砂水泥混凝土层、混合砂水泥混凝土层和河砂水泥混凝土层,在所述路基层上依次摊铺所述机砂水泥混凝土层、混合砂水泥混凝土层和河砂水泥混凝土层。
较佳地,在所述路基层和机砂水泥混凝土层之间还依次设置有透水过滤层和排水垫层。
较佳地,在所述混合砂水泥混凝土层和河砂水泥混凝土层之间还摊铺有黏结防水层,在所述河砂水泥混凝土层的表层热撒嵌入沥青混凝土层。
较佳地,所述沥青混凝土层表面为防滑耐磨面。
较佳地,所述机砂水泥混凝土层的厚度为12-22cm,所述混合砂水泥混凝土层的厚度为3cm-10cm,所述河砂水泥混凝土层的厚度为2-16cm;所述路基层为级配碎石砂,所述路基层的厚度为15-30mm。
较佳地,所述透水过滤层为厚度为0.5-1.2mm的透水过滤土工布层,所述排水垫层的厚度为45-75cm。
本发明还提供了一种混凝土路面结构的摊铺方法,包括以下步骤:
(a)夯实路基:铺设并夯实路基层后洒水润湿;
(b)拌料:将机砂水泥混凝土混合料与河砂水泥混凝土混合料分别进行拌合;
(c)摊铺:先在路基上依次铺设透水过滤层及排水垫层,再将步骤(b)拌合好的混合料分别运至施工现场、依次卸料并摊铺;先将拌合好的机砂水泥混凝土混合料卸料并摊铺在路基上,后将河砂水泥混凝土混合料卸料并浇筑在机砂水泥混凝土层上;所述机砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为12-22cm;河砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为2-16cm;所述卸料的间距为1.5-2.2cm,所述集中卸料高度≤30cm;
(d)振捣:使用振动棒对机砂水泥混凝土层与河砂水泥混凝土进行振捣,振捣速度为3.8-4.2m/s,布设传力杆;
(e)整平:使用混凝土三轴机对河砂水泥混凝土层面进行整平,静置一段时间后进行人工磨面整平;
(f)养护及锯缝:喷洒养生剂或覆盖养护膜进行养护,在路面强度达到5-10MPa时进行锯缝,锯缝深度为路面结构厚度的1/4-1/5,并对各锯缝进行填缝密封。
较佳地,所述透水过滤层为透水过滤土工布层;所述排水垫层为粒料垫层、无机结合料稳定粒料垫层、有机结合料稳定粒料垫层或混合粒料垫层。
较佳地,所述机砂水泥混凝土混合料中由质量比为1:1.5-2:2.8-3.5:0.3-0.5:0.01-0.02的水泥、机制砂、粗集料、水及减水剂组成;所述河砂水泥混凝土混合料由质量比为1:1.5-2:2.8-3.5:0.3-0.5:0.01-0.02的水泥、天然砂、粗集料、水及减水剂组成;所述粗集料由粒径为4-32mm的碎石组成,其中粒径为4-16mm的碎石质量百分比为60-75%;所述减水剂的减水率为18-20%,含固量不低于40%。
较佳地,在步骤(e),对所述河砂水泥混凝层进行磨面整平后,还在其表层热撒嵌入沥青混凝土层。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
(1)本发明在路基和排水垫层之间设置透水过滤层,可以在确保地下水上升进入排水垫层排出路面以外的同时,能有效阻断路基细粒土或颗粒被地下水带入排水垫层,避免路基细粒土或颗粒的流失,减少路面沉陷,还可避免路基细粒土或颗粒堵塞排水垫层的孔隙,造成排水不畅。
(2)本发明机砂水泥混凝土层与河砂混凝土层采用相同的水灰比,保证了上下两层混凝土板干缩变形的协调性。
(3)本发明摊铺方法中采用整体式振捣,并速度控制振捣速度为3.8-4.2m/s,可防止过振,预防下层混凝土石粉含量高的砂浆往上翻。
(4)本发明相比传统的河砂水泥混凝土路面,可有效降低建设成本,减少对生态环境的破坏,克服了机制砂水泥混凝土路面抗磨表层差的缺点,具有很好的层抗磨、承载能力和抗变能力,提高了路面结构整体式受力能力,降低了公路水泥路面工程的造价。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图中,1-机砂水泥混凝土层,2-混合砂水泥混凝土层,3-河砂水泥混凝土层,4-沥青混凝土层,5-排水垫层,6-透水过滤层,7-路基层,8-黏结防水层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举出优选实施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
本发明的原材料中:水泥采用广西东泥股份有限公司“右江”牌P.O42.5普通硅酸盐水泥,初凝时间237min,终凝时间306min;减水剂采用江苏超力建材科技有限公司CNF-1B型高效减水剂;机制砂采用天等县东平镇东德石场,表观密度为2.705g/cm3,细度模数为2.79;天然砂采用田东恒庆沙场所产的河沙,表观密度为2.664g/cm3,细度模数为2.71。
实施例1
如图1所示,根据本发明的一种混凝土路面结构,包括路基层7、机砂水泥混凝土层1、混合砂水泥混凝土层2和河砂水泥混凝土层3,在所述路基层7上依次摊铺所述机砂水泥混凝土层1、混合砂水泥混凝土层2和河砂水泥混凝土层3。混凝土路面结构由河砂混凝土(天然河砂)制成上层的河砂水泥混凝土层3以及由机制砂水泥混凝土制成下层的机砂水泥混凝土层1,中间层的混合砂水泥混凝土层2由上层的河砂水泥混凝土层3和下层的机砂水泥混凝土层1摊铺时相互渗透而成,河砂水泥混凝土层3和机砂水泥混凝土层1根据厚度由下至上依次摊铺,所述机砂水泥混凝土层1的厚度为12cm~22cm(一般所取得厚度为18cm),所述混合砂水泥混凝土层2的厚度为3cm~10cm(一般所取得厚度为6cm),所述河砂水泥混凝土层3的厚度为2~16cm(一般所取得厚度为8cm)。在初凝前完成布料、振捣,上层的天然河砂水泥混凝土层3除了与下层的机砂水泥混凝土层1结合为整体共同受力外,上层的天然河砂水泥混凝土层3还起到耐磨、抗滑作用,机砂水泥混凝土层1作为地面与路基层的中间过渡层,起到承受车轮荷载的作用,避免车轮荷载过重或自然原因对路面结构的影响。
上述一种混凝土路面结构的摊铺方法,由以下步骤组成:
(a)夯实路基:铺设并夯实路基层后洒水润湿;
(b)拌料:将机砂水泥混凝土混合料与河砂水泥混凝土混合料分别进行拌合;
(c)摊铺:将步骤(b)拌合好的混合料分别运至施工现场、依次卸料并摊铺;先将拌合好的机砂水泥混凝土混合料卸料并摊铺在路基上,后将河砂水泥混凝土混合料卸料并浇筑在机砂水泥混凝土层上;所述机砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为20cm;河砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为7cm;所述卸料的间距为2cm,所述集中卸料高度≤30cm;所述机砂水泥混凝土混合料中由质量比为1:1.5:3.5:0.3:0.02的水泥、机制砂、粗集料、水及减水剂组成;所述河砂水泥混凝土混合料由质量比为1:1.5:3.5:0.3:0.02的水泥、天然砂、粗集料、水及减水剂组成;所述粗集料由粒径为4-32mm的碎石组成,其中粒径为4-16mm的碎石质量百分比为60%;所述减水剂的减水率为18%,含固量不低于40%;
(d)振捣:使用振动棒对机砂水泥混凝土层与河砂水泥混凝土进行振捣,振捣速度为3.8m/s,布设传力杆;
(e)整平:使用混凝土三轴机对河砂水泥混凝土层面进行整平,静置一段时间后进行人工磨面整平;
(f)养护及锯缝:喷洒养生剂或覆盖养护膜进行养护,在路面强度达到5MPa时进行锯缝,锯缝深度为路面结构厚度的1/5,并对各锯缝进行填缝密封。
实施例2
如图1所示,根据本发明的一种混凝土路面结构,本实施例是在实施例1的基础上增加了透水过滤层6和排水垫层5,在在所述路基层7和机砂水泥混凝土层1之间还依次设置所述透水过滤层6和排水垫层5。所述透水过滤层6的厚度为0.5mm~1.2mm(一般为0.8mm至0.9mm)的透水过滤土工布层,通过土工布层可以很好地起到透气、透水和过滤的作用,起到有效排水、阻断沙粒和减少路面沉陷,所述排水垫层5为粒料垫层或无机结合料稳定粒料垫层,厚度为45cm~75cm,增加排水垫层5可以提高路基的稳定程度,使排水更加通畅。
上述一种混凝土路面结构的摊铺方法,由以下步骤组成:
(a)夯实路基:铺设并夯实路基层后洒水润湿;
(b)拌料:将机砂水泥混凝土混合料与河砂水泥混凝土混合料分别进行拌合;
(c)摊铺:先在路基上依次铺设透水过滤层及排水垫层,再将步骤(b)拌合好的混合料分别运至施工现场、依次卸料并摊铺;先将拌合好的机砂水泥混凝土混合料卸料并摊铺在路基上,后将河砂水泥混凝土混合料卸料并浇筑在机砂水泥混凝土层上;所述机砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为20cm;河砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为7cm;所述卸料的间距为2cm,所述集中卸料高度≤30cm;所述机砂水泥混凝土混合料中由质量比为1:2:2.8:0.5:0.01的水泥、机制砂、粗集料、水及减水剂组成;所述河砂水泥混凝土混合料由质量比为1:2:2.8:0.5:0.01的水泥、天然砂、粗集料、水及减水剂组成;所述粗集料由粒径为4-32mm的碎石组成,其中粒径为4-16mm的碎石质量百分比为75%;所述减水剂的减水率为20%,含固量不低于40%;
(d)振捣:使用振动棒对机砂水泥混凝土层与河砂水泥混凝土进行振捣,振捣速度为4.2m/s,布设传力杆;
(e)整平:使用混凝土三轴机对河砂水泥混凝土层面进行整平,静置一段时间后进行人工磨面整平;
(f)养护及锯缝:喷洒养生剂或覆盖养护膜进行养护,在路面强度达到10MPa时进行锯缝,锯缝深度为路面结构厚度的1/4,并对各锯缝进行填缝密封。
实施例3
如图1所示,本实施例中,在实施例1和实施例2的基础上增加了黏结防水层8和沥青混凝土层4,所述黏结防水层8摊铺在所述混合砂水泥混凝土层2和河砂水泥混凝土层3之间,黏结防水层8为薄层软质材料,其厚度为0.4mm-0.8mm,可以有效提高路面结构的防水性、稳定性、抗裂性和耐磨性。在所述河砂水泥混凝土层3的表层热撒嵌入沥青混凝土层4,所述沥青混凝土层4表面为防滑耐磨面,该沥青混凝土层4可以有效地减少路面磨损,提高路面结构在低温或高温状况下抗变形能力。
上述一种混凝土路面结构的摊铺方法,由以下步骤组成:
(a)夯实路基:铺设并夯实路基层后洒水润湿;
(b)拌料:将机砂水泥混凝土混合料与河砂水泥混凝土混合料分别进行拌合;
(c)摊铺:先在路基上依次铺设透水过滤层及排水垫层,将步骤(b)拌合好的混合料分别运至施工现场、依次卸料并摊铺;先将拌合好的机砂水泥混凝土混合料卸料并摊铺在路基上,然后将黏结防水层铺设在机砂水泥混凝土层上,再摊铺机砂水泥混凝土混合料与河砂水泥混凝土混合料为1:1的混合料,最后浇筑河砂水泥混凝土混合料卸料;所述机砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为20cm;河砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为7cm;所述卸料的间距为2cm,所述集中卸料高度≤30cm;所述机砂水泥混凝土混合料中由质量比为1:2.0:3.41:0.43:0.02的水泥、机制砂、粗集料、水及减水剂组成;所述河砂水泥混凝土混合料由质量比为1:1.90:3.37:0.4:0.02的水泥、天然砂、粗集料、水及减水剂组成;所述粗集料由粒径为4-32mm的碎石组成,其中粒径为4-16mm的碎石质量百分比为60%;所述减水剂的减水率为18%,含固量不低于40%;
(d)振捣:使用振动棒对机砂水泥混凝土层与河砂水泥混凝土进行振捣,振捣速度为4.0m/s,布设传力杆;
(e)整平:使用混凝土三轴机对河砂水泥混凝土层面进行整平,静置一段时间后进行人工磨面整平;再在河砂水泥混凝层的表层热撒嵌入沥青混凝土层;
(f)养护及锯缝:喷洒养生剂或覆盖养护膜进行养护,在路面强度达到8MPa时进行锯缝,锯缝深度为路面结构厚度的1/5,并对各锯缝进行填缝密封。
对本发明实施例1-3的实施方法得到的混凝土路面结构的相关性能进行检测,并与传统单一的天然河砂混凝土制备的路面结构及单一的机砂混凝土制备的路面结构进行比较,测试结果如表1所示。
表1
本发明还分析了实施例1铺设混凝土路面结构的材料费用情况,并与传统的天然河砂水泥混凝土路面及机砂水泥混凝土路面进行比较,如表2所示。
表2
由表2可知单纯考虑用砂费用,本发明相对天然河砂混凝土路面节约材料费5.6万元/km,具有可观的经济效益。
由表1及表2可知,本发明相比传统的河砂水泥混凝土路面,有效降低建设成本,减少对生态环境的破坏,克服了机制砂水泥混凝土路面抗磨表层差的缺点,具有很好的层抗磨、承载能力和抗变能力,提高了路面结构整体式受力能力,降低了公路水泥路面工程的造价。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种混凝土路面结构,其特征在于:包括路基层(7)、机砂水泥混凝土层(1)、混合砂水泥混凝土层(2)和河砂水泥混凝土层(3),在所述路基层(7)上依次摊铺所述机砂水泥混凝土层(1)、混合砂水泥混凝土层(2)和河砂水泥混凝土层(3)。
2.根据权利要求1所述的混凝土路面结构,其特征在于:在所述路基层(7)和机砂水泥混凝土层(1)之间还依次设置有透水过滤层(6)和排水垫层(5)。
3.根据权利要求1所述的混凝土路面结构,其特征在于:在所述混合砂水泥混凝土层(2)和河砂水泥混凝土层(3)之间还摊铺有黏结防水层(8),在所述河砂水泥混凝土层(3)的表层热撒嵌入沥青混凝土层(4)。
4.根据权利要求3所述的混凝土路面结构,其特征在于:所述沥青混凝土层(4)表面为防滑耐磨面。
5.根据权利要求1所述的混凝土路面结构,其特征在于:所述机砂水泥混凝土层(1)的厚度为12-22cm,所述混合砂水泥混凝土层(2)的厚度为3cm-10cm,所述河砂水泥混凝土层(3)的厚度为2-16cm;所述路基层(7)为级配碎石砂,所述路基层(7)的厚度为15-30mm。
6.根据权利要求2所述的混凝土路面结构,其特征在于:所述透水过滤层(6)为厚度为0.5-1.2mm的透水过滤土工布层,所述排水垫层(5)的厚度为45-75cm。
7.一种混凝土路面结构的摊铺方法,其特征在于:包括以下步骤:
(a)夯实路基:铺设并夯实路基层后洒水润湿;
(b)拌料:将机砂水泥混凝土混合料与河砂水泥混凝土混合料分别进行拌合;
(c)摊铺:先在路基上依次铺设透水过滤层及排水垫层,再将步骤(b)拌合好的混合料分别运至施工现场、依次卸料并摊铺;先将拌合好的机砂水泥混凝土混合料卸料并摊铺在路基上,后将河砂水泥混凝土混合料卸料并浇筑在机砂水泥混凝土层上;所述机砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为12-22cm;河砂水泥混凝土混合料的松铺厚度为2-16cm;所述卸料的间距为1.5-2.2cm,所述集中卸料高度≤30cm;
(d)振捣:使用振动棒对机砂水泥混凝土层与河砂水泥混凝土进行振捣,振捣速度为3.8-4.2m/s,布设传力杆;
(e)整平:使用混凝土三轴机对河砂水泥混凝土层面进行整平,静置一段时间后进行人工磨面整平;
(f)养护及锯缝:喷洒养生剂或覆盖养护膜进行养护,在路面强度达到5-10MPa时进行锯缝,锯缝深度为路面结构厚度的1/4-1/5,并对各锯缝进行填缝密封。
8.根据权利要求7所述的混凝土路面结构的摊铺方法,其特征在于:
所述透水过滤层(6)为透水过滤土工布层;所述排水垫层(5)为粒料垫层、无机结合料稳定粒料垫层、有机结合料稳定粒料垫层或混合粒料垫层。
9.根据权利要求7所述的混凝土路面结构的摊铺方法,其特征在于:所述机砂水泥混凝土混合料中由质量比为1:1.5-2:2.8-3.5:0.3-0.5:0.01-0.02的水泥、机制砂、粗集料、水及减水剂组成;所述河砂水泥混凝土混合料由质量比为1:1.5-2:2.8-3.5:0.3-0.5:0.01-0.02的水泥、天然砂、粗集料、水及减水剂组成;所述粗集料由粒径为4-32mm的碎石组成,其中粒径为4-16mm的碎石质量百分比为60-75%;所述减水剂的减水率为18-20%,含固量不低于40%。
10.根据权利要求7所述的混凝土路面结构的摊铺方法,其特征在于:在步骤(e),对所述河砂水泥混凝层进行磨面整平后,还在其表层热撒嵌入沥青混凝土层(4)。
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