CN112080978A - 一种主动预防温度应力相关病害的路面结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动预防温度应力相关病害的路面结构及施工方法，该结构包括自下而上依次设置垫层、下基层、隔水层、上基层、调平层和面层，及雨水口和雨水检查井；所述隔水层的外边缘1.2m范围内的厚度比该层的其他区域的厚度大15～20cm，使得隔水层整体呈盆状；所述雨水口设置在所述上基层的上表面，且设置在隔水层厚度不增加的区域的上方；所述雨水检查井设置在所述隔水层外边缘厚度增加的区域，自上而下依次贯穿面层、调平层、上基层、隔水层、下基层和垫层，并与城市地下管网相贯通。本发明施工工序简单，建设难度低，能通过蓄水功能有效预防温度应力相关病害。

Description

一种主动预防温度应力相关病害的路面结构及施工方法

技术领域

本发明属于水泥混凝土路面建设技术领域，具体涉及一种主动预防温度应力相关病害的路面结构及施工方法。

背景技术

水泥混凝土路面具有强度高，耐久性好，承载能力高，利于夜间行车等优点，目前在我国各等级公路和城市道路中，水泥混凝土路面占有很大比重。

路面作为道路设施的最上层结构，完全裸露于自然环境中，承受着环境荷载的反复作用。一天之内大气温度不断变化，受之影响，路面温度也随时间持续变化。对于水泥混凝土路面，由于其在热胀冷缩的机制下而具有形变，因此产生伸缩应力和翘曲应力。当大气温度剧烈变化时，水泥混凝土路面内部应力可能来不及释放，导致应力过大，引起水泥混凝土路面损坏。温度应力相关病害是水泥混凝土路面的主要病害形式之一。目前水泥混凝土路面针对温度应力引起的损坏的常见预防措施是设置伸缩缝和温度缝等路面切缝，虽然这类切缝在释放路面应力方面起到一定作用，但切缝内部容易落入砂石等坚硬物质，导致其性能被打折扣，而且切缝处在车辆冲击荷载下很容易损坏，成为水泥混凝土路面的性能薄弱点，严重影响水泥混凝土路面的安全性和舒适性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种主动预防温度应力相关病害的路面结构及施工方法，施工工序简单，建设难度低，能通过蓄水功能有效预防温度应力相关病害。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种主动预防温度应力相关病害的路面结构，包括垫层、下基层、隔水层、上基层、调平层、面层、雨水口和雨水检查井；所述垫层、下基层、隔水层、上基层、调平层和面层自下而上依次设置；其中，所述隔水层的外边缘1.2m范围内的厚度比该层的其他区域的厚度大15～20cm，使得所述隔水层整体呈盆状；所述上基层与所述隔水层的结构相匹配，即隔水层厚度增加的区域对应的上基层的区域厚度减小；所述雨水口设置在所述上基层的上表面，且设置在隔水层厚度不增加的区域的上方；所述雨水检查井设置在所述隔水层外边缘厚度增加的区域，自上而下依次贯穿面层、调平层、上基层、隔水层、下基层和垫层，并与城市地下管网相贯通。

进一步地，所述雨水口沿道路的纵向方向连续设置，相邻两个雨水口之间的纵向间距≥30m；所述雨水检查井也沿道路的纵向方向连续设置，相邻两个雨水检查井之间的纵向间距与相邻两个雨水口之间的间距相等；所述雨水口和所述雨水检查井相间设置，不处在道路的同一断面处。

进一步地，所述垫层为20～30cm厚的级配碎石垫层；所述下基层为30cm厚的水泥稳定碎石下基层；所述隔水层为5cm厚的细石沥青混凝土隔水层；所述上基层为25～30cm厚的级配碎石上基层；所述调平层为5cm厚的细石沥青混凝土调平层；所述面层为20～30cm厚的水泥混凝土面层；所述雨水口和所述雨水检查井均为砖混结构。

进一步地，所述隔水层的盆状结构中，级配碎石间充满雨水或工程用水。

一种主动预防温度应力相关病害的路面结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1)砌筑雨水检查井，雨水检查井的上缘与水泥混凝土路面的面层的上缘标高一致，下缘与城市地下管网相贯通，横向分布在隔水层的外边缘厚度增加区域，相邻两个雨水检查井之间的纵向间距不小于30m；

步骤2)逐层铺筑并压实垫层、下基层、隔水层、上基层，在铺设上一层结构时，需先对下一层结构进行强度和厚度验收；

步骤3)砌筑雨水口，雨水口的上缘与水泥混凝土路面的面层的上缘标高一致，下缘直抵上基层的上表面，横向分布在隔水层的厚度不增加区域，纵向上雨水口与雨水检查井相间设置，且相邻两个雨水口之间的纵向间距与相邻两个雨水检查井之间的纵向间距一致；

步骤4)铺筑并压实调平层，待调平层强度和厚度验收合格后铺设面层；

步骤5)等待水泥混凝土路面养生结束后，通过雨水口使隔水层形成的盆状结构中的级配碎石间充满雨水或工程用水。

一种主动预防温度应力相关病害的路面结构在中国南方冬季无冰冻地区路面中的应用。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的路面结构及施工方法，将采取被动措施释放水泥路面温度应力的设计思维调整为采取主动措施减少水泥路面的温度应力，即通过主动措施减缓水泥路面温度随时间的变化速率，充分释放水泥混凝土结构内部应力。水泥混凝土的比热容较小，约为0.97kJ/(kg·℃)，所以水泥混凝土路面在环境温度剧烈变化时，其内部温度也迅速变化，容易积累较大的温度应力。而水具有较高的比热容，约为4.2kJ/(kg·℃)，因此，在路面结构中储水将大幅提高水泥混凝土路面整体的比热容，在大气温度剧烈变化时将起到减缓水泥混凝土路面温度变化速率和减小路面结构内部温度应力的作用，从而有效地减少水泥路面温度应力相关病害的发生。

2、本发明的路面结构，包括垫层、下基层、隔水层、上基层、调平层、面层、雨水口以及雨水检查井；由于隔水层整体呈盆状，因此隔水层盆状区域内的级配碎石间能存储大量雨水，而过多的雨水通过雨水检查井排往城市地下管网。由于水的比热容远大于碎石和水泥混凝土的比热容，因此，当昼夜温差很大，气温变化很快时，水的存在能有效减缓路面结构的温度变化，确保路面温度应力能得到释放，避免温度应力过大引起路面损坏，从而主动预防水泥路面的温度应力相关病害。

附图说明

图1为实施例1的水泥混凝土路面结构的断面结构示意图；

图2为实施例1的水泥混凝土路面结构的俯视结构示意图；

图中：1、垫层；2、下基层；3、隔水层；4、上基层；5、调平层；6、面层；7、雨水口；8、雨水检查井。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

一种主动预防温度应力相关病害的路面结构，如图1所示，包括垫层1、下基层2、隔水层3、上基层4、调平层5、面层6、雨水口7和雨水检查井8；所述垫层1、下基层2、隔水层3、上基层4、调平层5和面层6自下而上依次设置；其中，所述隔水层3的外边缘1.2m范围内的厚度比该层的其他区域的厚度大18cm，使得所述隔水层3整体呈盆状且能盛装18cm深的水；所述上基层4与所述隔水层3的结构相匹配，即隔水层3厚度增加的区域对应的上基层4的区域厚度减小，使得上基层4的上表面能保持平整。

所述雨水口7设置在所述上基层4的上表面，且设置在隔水层3厚度不增加的区域的上方；所述雨水检查井8设置在所述隔水层3外边缘厚度增加的区域，自上而下依次贯穿面层6、调平层5、上基层4、隔水层3、下基层2和垫层1，并与城市地下管网相贯通。

如图2所示，所述雨水口7沿道路的纵向方向连续设置，根据路面所处区域降雨量进行水文计算得到雨水口7的截面为80cm×80cm的矩形，相邻两个雨水口7之间的纵向间距为30m；所述雨水检查井8也沿道路的纵向方向连续设置，截面为直径1m的圆，相邻两个雨水检查井之间的纵向间距也为30m；所述雨水口7和雨水检查井8相间设置，不处在道路的同一断面处；路面左右两侧的雨水口7和雨水检查井8关于路面中心线对称分布。

如图1所示，所述垫层1为20cm厚的级配碎石垫层；所述下基层2为30cm厚的水泥稳定碎石下基层；所述隔水层3为5cm厚的细石沥青混凝土隔水层；所述上基层4为25cm厚的级配碎石上基层；所述调平层5为5cm厚的细石沥青混凝土调平层；所述面层6为26cm厚的水泥混凝土面层；所述雨水口7和所述雨水检查井8均为砖混结构。

所述隔水层3形成的盆状结构中，级配碎石间充满雨水或工程用水，起到增加水泥混凝土路面整体比热容的作用。

上述水泥混凝土路面结构可应用于我国海南地区。

实施例2

一种主动预防温度应力相关病害的路面结构的施工方法，具体步骤如下：

(1)首先砌筑雨水检查井8，雨水检查井8的上缘与水泥混凝土路面的面层6的上缘标高一致，下缘贯通城市地下管网，横向上居中分布在隔水层3的外边缘厚度增加区域，相邻两个雨水检查井8之间的纵向间距为30m。

(2)逐层铺筑并压实级配碎石垫层1、水泥稳定碎石下基层2、细石沥青混凝土隔水层3、级配碎石上基层4，在铺设上一层结构时，需先对下一层结构进行强度和厚度验收。

(3)砌筑雨水口7，雨水口7的上缘与面层6的上缘标高一致，下缘直抵上基层4的上表面，横向分布在隔水层3的厚度不增加区域，纵向上雨水口7与雨水检查井8相间设置，且相邻两个雨水口7之间的纵向间距为30m。

(4)铺筑并压实细石沥青混凝土调平层5，待调平层5强度和厚度验收合格后铺设水泥混凝土面层6。

(5)等待水泥混凝土路面养生结束后，通过雨水口7使隔水层3形成的盆状结构中的级配碎石间充满雨水或工程用水。

尽管这里参照上述实施例对本发明进行了描述，但上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本发明公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种主动预防温度应力相关病害的路面结构，其特征在于，包括垫层、下基层、隔水层、上基层、调平层、面层、雨水口和雨水检查井；所述垫层、下基层、隔水层、上基层、调平层和面层自下而上依次设置；其中，所述隔水层的外边缘1.2m范围内的厚度比该层的其他区域的厚度大15～20cm，使得所述隔水层整体呈盆状；所述上基层与所述隔水层的结构相匹配，即隔水层厚度增加的区域对应的上基层的区域厚度减小；所述雨水口设置在所述上基层的上表面，且设置在隔水层厚度不增加的区域的上方；所述雨水检查井设置在所述隔水层外边缘厚度增加的区域，自上而下依次贯穿面层、调平层、上基层、隔水层、下基层和垫层，并与城市地下管网相贯通。

2.根据权利要求1所述的一种主动预防温度应力相关病害的路面结构，其特征在于，所述雨水口沿道路的纵向方向连续设置，相邻两个雨水口之间的纵向间距≥30m；所述雨水检查井也沿道路的纵向方向连续设置，相邻两个雨水检查井之间的纵向间距与相邻两个雨水口之间的间距相等；所述雨水口和所述雨水检查井相间设置，不处在道路的同一断面处。

3.根据权利要求1所述的一种主动预防温度应力相关病害的路面结构，其特征在于，所述垫层为20～30cm厚的级配碎石垫层；所述下基层为30cm厚的水泥稳定碎石下基层；所述隔水层为5cm厚的细石沥青混凝土隔水层；所述上基层为25～30cm厚的级配碎石上基层；所述调平层为5cm厚的细石沥青混凝土调平层；所述面层为20～30cm厚的水泥混凝土面层；所述雨水口和所述雨水检查井均为砖混结构。

4.根据权利要求1所述的一种主动预防温度应力相关病害的路面结构，其特征在于，所述隔水层的盆状结构中，级配碎石间充满雨水或工程用水。

5.权利要求1～4任一项所述的一种主动预防温度应力相关病害的路面结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)砌筑雨水检查井，雨水检查井的上缘与水泥混凝土路面的面层的上缘标高一致，下缘与城市地下管网相贯通，横向分布在隔水层的外边缘厚度增加区域，相邻两个雨水检查井之间的纵向间距不小于30m；

步骤2)逐层铺筑并压实垫层、下基层、隔水层、上基层，在铺设上一层结构时，需先对下一层结构进行强度和厚度验收；

步骤3)砌筑雨水口，雨水口的上缘与水泥混凝土路面的面层的上缘标高一致，下缘直抵上基层的上表面，横向分布在隔水层的厚度不增加区域，纵向上雨水口与雨水检查井相间设置，且相邻两个雨水口之间的纵向间距与相邻两个雨水检查井之间的纵向间距一致；

步骤4)铺筑并压实调平层，待调平层强度和厚度验收合格后铺设面层；

步骤5)等待水泥混凝土路面养生结束后，通过雨水口使隔水层形成的盆状结构中的级配碎石间充满雨水或工程用水。

6.权利要求1～4任一项所述的一种主动预防温度应力相关病害的路面结构在中国南方冬季无冰冻地区路面中的应用。

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