CN110846967B - 用于公路施工的路面改建方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于公路施工的路面改建方法及设备，其中方法为：环绕路面破损位置在路面上切缝；将切缝范围内的路面掀起，向下深挖形成纵切面呈上窄下宽的梯形的孔洞；环绕孔洞的内壁设置支撑钢筋；在孔洞内放置钢筋笼，并与支撑钢筋的顶端固定连接；将形成孔洞所挖出的路面废料收集并粉碎，并与水泥混凝土混合搅拌均匀形成修补填料；将修补填料填入孔洞内并振捣；待修补填料凝固后，在修补填料上铺设防水土工布；在防水土工布上铺设与正常路面相同材料的材料后，进行反复碾压，至填充的孔洞表面与正常路面表面齐平。其通过支撑钢筋和钢筋笼的配合，使得新铺设路面坚固耐用，有效的避免了修复路面的再次损坏，延长了公路的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及路面施工技术领域，尤其涉及一种用于公路施工的路面改建方法及设备。
背景技术
道路改建是指根据交通量发展的要求，对现有公路进行较大规模的改造，以提髙其技术标准或技术等级的工作。道路改建可分为全部改建和局部改建，前者是基本放弃原有道路重建，程序与新建道路相同；后者又可分路线的移改、路基的改建、路面的改建和桥涵的改建等。现有公路在使用过程中，总会出现局部损坏现象，为了提高公路的使用寿命，往往对局部损坏部位进行局部改建，以提高其技术标准或技术等级，也有利于节约成本。
在现有的路面改造中常用的方法是将旧板破除重建的方案，该方法虽然能暂时的消除了原有路面板层的危害，但是因新旧路面的材料差异，以及新旧结合的问题，致使重建的路面容易再次发生鼓胀、裂缝的危害，同时，修复路面没有利用原有的路面材料，形成了大量的建筑垃圾，造成了巨大的浪费，施工过程需要破除、外弃、重铺、养生等多道工序，工序交织、复杂，施工周期长，且本身施工费用高，还污染了环境。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于公路施工的路面改建方法，通过支撑钢筋和钢筋笼的配合，使得新铺设路面坚固耐用，有效的避免了修复路面的再次损坏，延长了公路的使用寿命。
为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于公路施工的路面改建方法，包括以下步骤：
S1、环绕路面破损位置在路面上切缝，以将破损路面与正常路面分隔；
S2、将切缝范围内的路面掀起，向下深挖0.5-1m，以形成纵切面呈上窄下宽的梯形的孔洞；
S3、环绕所述孔洞的内壁设置支撑钢筋，所述支撑钢筋的底端与所述孔洞的底面边缘相抵顶，所述支撑钢筋的顶端沿所述孔洞的侧壁向上延伸至所述孔洞靠近路面的位置；
S4、在所述孔洞内放置钢筋笼，所述钢筋笼的顶端外缘与孔洞靠近顶端的侧壁相抵顶，并与所述支撑钢筋的顶端固定连接；
S5、将S2形成孔洞所挖出的路面废料收集并粉碎，并与水泥混凝土混合搅拌均匀，形成修补填料；
S6、将所述修补填料填入所述孔洞内，并进行振捣；
S7、待所述修补填料凝固后，在所述修补填料的表面上铺设防水土工布；
S8、在所述防水土工布上铺设与正常路面相同材料的材料后，进行反复碾压，至填充的孔洞表面与正常路面表面齐平。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法中，所述支撑钢筋包括沿所述孔洞内壁方向延伸的纵向支撑钢筋和水平设置于所述孔洞底面上的横向连接钢筋；所述纵向支撑钢筋的底端与所述横向连接钢筋的第一端相连接，所述横向连接钢筋的第二端连接于所述钢筋笼的底端的边缘。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法中，所述钢筋笼由上下水平布置的上支撑环、下支撑环，以及连接于所述上支撑环和下支撑环间的连接筋组成；所述连接筋设置为多根；多根所述连接筋的底端分别与所述下支撑环固定连接，所述连接筋的顶端竖直向上延伸，并与所述上支撑环固定连接。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法中，所述下支撑环的底面上与所述横向连接钢筋对应的位置上设置有第一豁口；所述横向连接钢筋靠近第二端的侧壁上开设有与所述第一豁口配合的第二豁口；所述横向连接钢筋和钢筋笼通过所述第二豁口和第一豁口的嵌套相连接。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法中，所述路面废料粉碎后的粒径不大2cm；所述路面废料和水泥混凝土的重量比为1:0.75-1。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法中，振捣后所述修补填料的上表面与所述钢筋笼的上表面齐平；所述钢筋笼的上表面距路面的垂直距离不小于10cm。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法中，所述防水土工布和修补填料间还设置有沥青粘附层；所述防水土工布在所述沥青凝固前铺设在所述沥青粘附层上，以使所述防水土工布和所述修补填料相粘接。
一种用于公路施工的路面改建方法的设备，包括：
机身，其底部设置有将其撑离地面并带动所述机身运动的滚轮；
路面处理部，其设置于所述机身的底面上；所述路面处理部包括切割刀片和多条直径不同的圆形轨道；多条所述圆形轨道以直径由小至大的顺序同心布置于所述机身的底端；且所述圆形轨道间设置有贯通的辅助轨道；所述切割刀片以可沿所述圆形轨道和辅助轨道运动的方式通过嵌入在所述圆形轨道内的滑块与所述圆形轨道连接；所述切割刀片的侧边开设有刃口，所述切割刀片的底端连接有可沿所述切割刀片底端旋转并伸缩的切割锯片；
控制室，其设置于所述机身的前端；所述控制室内设置有显示屏和控制器；所述控制器和显示屏分别与设置于所述控制室前端的摄像头相连接；所述控制器通过摄像头拍摄的破损路面的影像分析得到所述破损路面的修复数据；所述控制器内还设置有路径规划模块和定位模块；所述路径规划模块依据所述影像和修复数据规划所述机身的运动路径，并在所述显示屏上显示的所述影像上进行运动轨迹的标记，所述定位模块依据所述运动路径指导所述机身按照所述运动路径移动；所述控制器连接于所述滑块，所述控制器根据分析得到的修复面积控制所述滑块带动所述切割刀片移动至对应直径的圆形轨道内后，控制所述切割锯片伸长并旋转，所述滑块沿所述圆形轨道运动；
混料室，其设置于所述机身上并位于所述控制室的后方，所述混料室内设置有粉碎刀片；所述混料室的底部设置有重量传感器；所述混料室的顶部设置有进料口，所述混料室的底端开设有贯通至路面的出料口。
优选的是，所述的用于公路施工的路面改建方法的设备中，所述修复数据包括：修复区域、修复面积、孔洞深度，以及孔洞侧壁倾斜角度。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明的用于公路施工的路面改建方法中，首先将路面破损位置与正常路面通过切缝隔离，使得在对破损路面进行掀起以及挖掘时，减少了对周围正常路面的影响，使得路面的掀起更加便于实施，降低了施工难度，同时提高了效率。
通过将破损路面的材料与水泥混凝土混合后应用于新路面的铺设，使得废旧材料得到了重新的利用，节省了原材料的使用成本，同时避免了大量建筑垃圾的产生，保护了环境。
通过将破损路面掀起并下挖形成纵切面呈上窄下宽的梯形孔洞，使得由路面向下灌注的新材料逐渐增多，增大了新材料与原路面材料的结合面积，进而减少了新旧路面间接缝开裂的可能，使得新形成的路面的坚固耐用性得到了保证。
通过支撑钢筋和钢筋笼的配合设置，进一步对新路面的填充材料进行支撑，从而减少了新建路面下陷的可能。
通过防水土工布的设置，有效的防止了水分由路面向下渗透，进而减少了水分对路面结构的破坏。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明提供的采用本发明用于公路施工的路面改建方法改建的路面的结构图；
图2是本发明提供的钢筋笼的结构图；
图3是本发明提供的用于公路施工的路面改建方法的设备的结构图；
图4是本发明提供的机身的仰视结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
如图1所示，一种用于公路施工的路面改建方法，包括以下步骤：
S1、环绕路面破损位置在路面上切缝，以将破损路面与正常路面1分隔。
S2、将切缝范围内的路面掀起，向下深挖0.5-1m，以形成纵切面呈上窄下宽的梯形的孔洞2。
S3、环绕所述孔洞2的内壁设置支撑钢筋3，所述支撑钢筋3的底端与所述孔洞2 的底面边缘相抵顶，所述支撑钢筋3的顶端沿所述孔洞2的侧壁向上延伸至所述孔洞2靠近路面的位置。
S4、在所述孔洞2内放置钢筋笼4，所述钢筋笼4的顶端外缘与孔洞2靠近顶端的侧壁相抵顶，并与所述支撑钢筋3的顶端固定连接。
S5、将S2形成孔洞2所挖出的路面废料收集并粉碎，并与水泥混凝土混合搅拌均匀，形成修补填料5。
S6、将所述修补填料5填入所述孔洞2内，并进行振捣。
S7、待所述修补填料5凝固后，在所述修补填料5的表面上铺设防水土工布6。
S8、在所述防水土工布6上铺设与正常路面1相同材料的材料后，进行反复碾压，至填充的孔洞2表面与正常路面1表面齐平。
在上述方案中，首先将路面破损位置与正常路面通过切缝隔离，使得在对破损路面进行掀起以及挖掘时，减少了对周围正常路面的影响，使得路面的掀起更加便于实施，降低了施工难度，同时提高了效率。
通过将破损路面的材料与水泥混凝土混合后应用于新路面的铺设，使得废旧材料得到了重新的利用，节省了原材料的使用成本，同时避免了大量建筑垃圾的产生，保护了环境。
通过将破损路面掀起并下挖形成纵切面呈上窄下宽的梯形孔洞，使得由路面向下灌注的新材料逐渐增多，增大了新材料与原路面材料的结合面积，进而减少了新旧路面间接缝开裂的可能，使得新形成的路面的坚固耐用性得到了保证。
通过支撑钢筋和钢筋笼的配合设置，进一步对新路面的填充材料进行支撑，从而减少了新建路面下陷的可能。
通过防水土工布的设置，有效的防止了水分由路面向下渗透，进而减少了水分对路面结构的破坏。
一个优选方案中，所述支撑钢筋3包括沿所述孔洞内壁方向延伸的纵向支撑钢筋7和水平设置于所述孔洞2底面上的横向连接钢筋8；所述纵向支撑钢筋7的底端与所述横向连接钢筋8的第一端相连接，所述横向连接钢筋8的第二端连接于所述钢筋笼4的底端的边缘。
在上述方案中，通过纵向支撑钢筋和横向连接钢筋组成支撑钢筋，使得支撑钢筋与钢筋笼组成一个整体的支撑结构，进而对填充至孔洞内的填充材料进行稳固的支撑。
如图2所示，一个优选方案中，所述钢筋笼4由上下水平布置的上支撑环9、下支撑环10，以及连接于所述上支撑环9和下支撑环10间的连接筋11组成；所述连接筋11设置为多根；多根所述连接筋11的底端分别与所述下支撑环10固定连接，所述连接筋11 的顶端竖直向上延伸，并与所述上支撑环9固定连接。
在上述方案中，钢筋笼的结构设置，在起到有效支撑作用的前提下，方便了修复填料在孔洞内的均匀填充。
一个优选方案中，所述下支撑环10的底面上与所述横向连接钢筋8对应的位置上设置有第一豁口12；所述横向连接钢筋8靠近第二端的侧壁上开设有与所述第一豁口12配合的第二豁口；所述横向连接钢筋8和钢筋笼4通过所述第二豁口和第一豁口12的嵌套相连接。
在上述方案中，通过第一豁口和第二豁口的设置，使得支撑钢筋和钢筋笼能够方便且稳固的连接。
一个优选方案中，所述路面废料粉碎后的粒径不大2cm；所述路面废料和水泥混凝土的重量比为1:0.75-1。
在上述方案中，通过严格的控制路面粉料粉碎的粒度以及与水泥混凝土的混合比例，使得制成的修复填料能够保证对路面改建后的使用寿命。
一个优选方案中，振捣后所述修补填料5的上表面与所述钢筋笼4的上表面齐平；所述钢筋笼4的上表面距路面的垂直距离不小于10cm。
在上述方案中，钢筋笼上表面距路面垂直距离不小于10cm，能够保证与原路面同材料的填充原料的厚度，进而提高新旧路面的结合强度，降低形成路面裂缝的可能。
一个优选方案中，所述防水土工布6和修补填料5间还设置有沥青粘附层13；所述防水土工布6在所述沥青凝固前铺设在所述沥青粘附层13上，以使所述防水土工布6和所述修补填料5相粘接。
在上述方案中，通过沥青粘附层的设置，使得防水土工布和修补填料之间连接的紧密性。
如图3和图4所示，一种用于公路施工的路面改建方法的设备，包括：
机身14，其底部设置有将其撑离地面并带动所述机身14运动的滚轮15。
路面处理部，其设置于所述机身14的底面上；所述路面处理部包括切割刀片18和多条直径不同的圆形轨道16；多条所述圆形轨道16以直径由小至大的顺序同心布置于所述机身14的底端；且所述圆形轨道16间设置有贯通的辅助轨道17；所述切割刀片18以可沿所述圆形轨道16和辅助轨道17运动的方式通过嵌入在所述圆形轨道16内的滑块与所述圆形轨道16连接；所述切割刀片18的侧边开设有刃口，所述切割刀片18的底端连接有可沿所述切割刀片18底端旋转并伸缩的切割锯片22。
控制室19，其设置于所述机身14的前端；所述控制室19内设置有显示屏和控制器；所述控制器和显示屏分别与设置于所述控制室19前端的摄像头20相连接；所述控制器通过摄像头拍摄的破损路面的影像分析得到所述破损路面的修复数据；所述控制器内还设置有路径规划模块和定位模块；所述路径规划模块依据所述影像和修复数据规划所述机身 14的运动路径，并在所述显示屏上显示的所述影像上进行运动轨迹的标记，所述定位模块依据所述运动路径指导所述机身14按照所述运动路径移动；所述控制器连接于所述滑块，所述控制器根据分析得到的修复面积控制所述滑块带动所述切割刀片18 移动至对应直径的圆形轨道16内后，控制所述切割锯片22伸长并旋转，所述滑块沿所述圆形轨道16运动。
混料室21，其设置于所述机身14上并位于所述控制室19的后方，所述混料室21内设置有粉碎刀片；所述混料室21的底部设置有重量传感器；所述混料室21的顶部设置有进料口，所述混料室21的底端开设有贯通至路面的出料口23。
在上述方案中，所述设备行驶至待修复路面处后，通过摄像头拍摄破损路面图像，控制器即可通过图像分析需要修复的路面的数据，并实现通过修复路面数据对切割刀片的位置即切割范围的调整，同时能够指导机身按照修复区域进行行驶，从而准确的将待修复路面和正常路面进行分隔，便于后续施工的顺利进行。
一个优选方案中，所述修复数据包括：修复区域、修复面积、孔洞深度，以及孔洞2侧壁倾斜角度。
在上述方案中，通过修复区域、修复面积、以及孔洞深度以及孔洞侧壁倾斜角度进行科学的分析计算，使得修复后的路面与旧路面结合紧密，提高了修复质量，延长了路面的使用寿命。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种用于公路施工的路面改建方法，其中，包括以下步骤：
S1、环绕路面破损位置在路面上切缝，以将破损路面与正常路面分隔；
S2、将切缝范围内的路面掀起，向下深挖0.5-1m，以形成纵切面呈上窄下宽的梯形的孔洞；
S3、环绕所述孔洞的内壁设置支撑钢筋，所述支撑钢筋的底端与所述孔洞的底面边缘相抵顶，所述支撑钢筋的顶端沿所述孔洞的侧壁向上延伸至所述孔洞靠近路面的位置；
S4、在所述孔洞内放置钢筋笼，所述钢筋笼的顶端外缘与孔洞靠近顶端的侧壁相抵顶，并与所述支撑钢筋的顶端固定连接；
S5、将S2形成孔洞所挖出的路面废料收集并粉碎，并与水泥混凝土混合搅拌均匀，形成修补填料；
S6、将所述修补填料填入所述孔洞内，并进行振捣；
S7、待所述修补填料凝固后，在所述修补填料的表面上铺设防水土工布；
S8、在所述防水土工布上铺设与正常路面相同材料的材料后，进行反复碾压，至填充的孔洞表面与正常路面表面齐平；
其中，所述支撑钢筋包括沿所述孔洞内壁方向延伸的纵向支撑钢筋和水平设置于所述孔洞底面上的横向连接钢筋；所述纵向支撑钢筋的底端与所述横向连接钢筋的第一端相连接，所述横向连接钢筋的第二端连接于所述钢筋笼的底端的边缘；所述钢筋笼由上下水平布置的上支撑环、下支撑环，以及连接于所述上支撑环和下支撑环间的连接筋组成；所述连接筋设置为多根；多根所述连接筋的底端分别与所述下支撑环固定连接，所述连接筋的顶端竖直向上延伸，并与所述上支撑环固定连接；所述下支撑环的底面上与所述横向连接钢筋对应的位置上设置有第一豁口；所述横向连接钢筋靠近第二端的侧壁上开设有与所述第一豁口配合的第二豁口；所述横向连接钢筋和钢筋笼通过所述第二豁口和第一豁口的嵌套相连接。
2.如权利要求1所述的用于公路施工的路面改建方法，其中，所述路面废料粉碎后的粒径不大2cm；所述路面废料和水泥混凝土的重量比为1:0.75-1。
3.如权利要求1所述的用于公路施工的路面改建方法，其中，振捣后所述修补填料的上表面与所述钢筋笼的上表面齐平；所述钢筋笼的上表面距路面的垂直距离不小于10cm。
4.如权利要求1所述的用于公路施工的路面改建方法，其中，所述防水土工布和修补填料间还设置有沥青粘附层；所述防水土工布在所述沥青凝固前铺设在所述沥青粘附层上，以使所述防水土工布和所述修补填料相粘接。
5.一种应用于如权利要求1所述的用于公路施工的路面改建方法的设备，其中，包括：
机身，其底部设置有将其撑离地面并带动所述机身运动的滚轮；
路面处理部，其设置于所述机身的底面上；所述路面处理部包括切割刀片和多条直径不同的圆形轨道；多条所述圆形轨道以直径由小至大的顺序同心布置于所述机身的底端；且所述圆形轨道间设置有贯通的辅助轨道；所述切割刀片以可沿所述圆形轨道和辅助轨道运动的方式通过嵌入在所述圆形轨道内的滑块与所述圆形轨道连接；所述切割刀片的侧边开设有刃口，所述切割刀片的底端连接有可沿所述切割刀片底端旋转并伸缩的切割锯片；
控制室，其设置于所述机身的前端；所述控制室内设置有显示屏和控制器；所述控制器和显示屏分别与设置于所述控制室前端的摄像头相连接；所述控制器通过摄像头拍摄的破损路面的影像分析得到所述破损路面的修复数据；所述控制器内还设置有路径规划模块和定位模块；所述路径规划模块依据所述影像和修复数据规划所述机身的运动路径，并在所述显示屏上显示的所述影像上进行运动轨迹的标记，所述定位模块依据所述运动路径指导所述机身按照所述运动路径移动；所述控制器连接于所述滑块，所述控制器根据分析得到的修复面积控制所述滑块带动所述切割刀片移动至对应直径的圆形轨道内后，控制所述切割锯片伸长并旋转，所述滑块沿所述圆形轨道运动；
混料室，其设置于所述机身上并位于所述控制室的后方，所述混料室内设置有粉碎刀片；所述混料室的底部设置有重量传感器；所述混料室的顶部设置有进料口，所述混料室的底端开设有贯通至路面的出料口。
6.如权利要求5所述的用于公路施工的路面改建方法的设备，其中，所述修复数据包括：修复区域、修复面积、孔洞深度，以及孔洞侧壁倾斜角度。
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