CN112431086A - 一种路面结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面结构，其包括从下到上依次分布的水稳层、碎石封层、下面层和上面层，其特征在于，所述水稳层设置有横向延伸的凹槽，所述凹槽内填充有弹性密封条；所述凹槽和所述弹性密封条的上方覆盖有土工布，所述土工布在纵向上的宽度为0.5‑2m，所述土工布在所述水稳层和碎石封层之间；所述下面层和所述上面层之间还设置有土工格栅，所述土工格栅在纵向上的宽度为1‑3m，所述土工格栅位于所述土工布的上方。本发明还涉及该路面结构的施工方法。本发明缩短了施工周期，节省了部分人工费用与机械滞留费用，水稳层本身不规则裂缝也大量减少。同时，凹槽处上方沥青路面处并无反射裂缝，效果较佳，具备较大推广价值。

Description

一种路面结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种路面结构及其施工方法，属于沥青混凝土路面及施工技术领域。

背景技术

水稳层属于半刚性基层结构，在我国二级以上的公路建设中，使用较为普遍。在水稳基层施工过程中，由于其自身材料存在一定干缩现象(非荷载作用)、施工车辆等的频繁作用(荷载作用)，不可避免的使得水稳层出现了大量的龟裂，横向以及纵缝等病害(图1-2所示)，其最终会导致水稳层自身刚度下降，承载力下降。同时，反射到油面层的各种裂缝，不但降低了车辆行驶的舒适性与路面美观程度，亦会增大后期路面维养成本，降低了公路的运行品质与经济效益。

目前研究者们围绕水稳层裂缝处理开展了大量的研究工作，总体归纳为两类方法：一是从水稳层自身材料考虑，尽量少用干缩性较大的材料，改进水稳混合料的配合比；然而这种做法大幅度提高了成本，经济代价较大。二是等水稳龄期结束之后，对上层水稳裂缝直接进行修补；这种做法往往由于工期的影响，在现场操作过程中较为困难。

发明内容

为了克服水稳层自身材料特点所导致的路面开裂等技术问题，本发明提供一种路面结构及其施工方法，具体技术方案如下。

一种路面结构，其包括从下到上依次分布的水稳层、碎石封层、下面层和上面层，其特征在于，所述水稳层设置有横向延伸的凹槽，所述凹槽内填充有弹性密封条；所述凹槽和所述弹性密封条的上方覆盖有土工布，所述土工布在纵向上的宽度为0.5-2m，所述土工布在所述水稳层和碎石封层之间；所述下面层和所述上面层之间还设置有土工格栅，所述土工格栅在纵向上的宽度为1-3m，所述土工格栅位于所述土工布的上方。

采用上述的技术方案，凹槽的设置有利于让水稳层结构产生最大可能的较为集中的自由变形，并通过弹性密封条、土工布和土工格栅来平衡这种集中变形，最大程度地抑制水稳层的收缩变形导致路面开裂情况的的发生。其中，纵向是指路面延伸的方向，横向是指路面的宽度方向。

进一步地，所述弹性密封条采用沥青或密封胶。

进一步地，所述凹槽沿着纵向方向间隔25-50m设置。

进一步地，所述凹槽在纵向上的宽度为3-8mm。所述凹槽的深度为所述水稳层厚度的0.25-0.5倍。

进一步地，所述土工布在纵向上的两侧部均与钢钉连接，所述钢钉贯穿铁皮和土工布后固定于水稳层中。

进一步的，所述土工格栅在纵向上的两侧部均与所述下面层固定连接。

进一步地，所述土工布在纵向上的宽度优选地80-120cm。所述土工格栅在纵向上的宽度优选地100-160cm。

基于同一发明构思，本发明还涉及上述路面结构的施工方法，主要包括以下步骤：

1)、待水稳层施工完成后，在水稳层上开设横向延伸的凹槽；

2)、向凹槽内填充弹性密封条；

3)、在凹槽和弹性密封条上方覆盖土工布，将土工布在纵向上的两侧固定于水稳层；

4)、撒布透层油及碎石封层，接着施工下面层；待下面层施工完成后，在下面层上固定土工格栅，所述土工格栅位于所述土工布的上方；

5、施工上面层。

进一步地，所述弹性密封条为沥青，在向凹槽内施加沥青之前，先用热气喷枪将所述凹槽进行预热。

本发明相比于现有技术具有以下有益效果。

1、施工工艺流程简单，操作较为方便；能够明显地消除或抑制水稳裂缝。

2、可以在水稳层摊铺碾压之后第一时间设置凹槽，能在一定程度上缩减工期。

3相对于现有的水稳裂缝处理方法(改变材料配合比、直接修补裂缝)，本发明的方案折合每平方米路面费用非常低，并且施工效率更高。

附图说明

图1是本发明的路面结构的示意图；

图2是图1中A区域的放大示意图。

图中：水稳层1、下面层2、上面层3、凹槽4、弹性密封条5、土工布6、土工格栅7、钢钉8、铁皮9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参见图1-2，一种路面结构，其包括从下到上依次分布的水稳层1、碎石封层(未图示)、下面层2和上面层3，水稳层1设置有横向延伸的凹槽4，凹槽4内填充有弹性密封条5；凹槽4和弹性密封条5的上方覆盖有土工布6，土工布6在纵向上的宽度为0.5-2m，土工布6在水稳层1和碎石封层之间；下面层2和上面层3之间还设置有土工格栅7，土工格栅7在纵向上的宽度为1-3m，土工格栅7位于土工布6的上方。

其中，凹槽4沿着纵向方向间隔25-50m设置，优选为30m。凹槽4在纵向上的宽度为3-8mm，优选为5mm；凹槽4的深度为水稳层厚度的0.25-0.5倍，优选为水稳层厚度的1/3。土工布在纵向上的宽度优选地80-120cm。所述土工格栅在纵向上的宽度优选地100-160cm。

其中，为了固定土工布6，土工布6在纵向上的两侧部均与钢钉8连接，钢钉8贯穿铁皮9和土工布6后固定于水稳层1中。类似的，土工格栅7在纵向上的两侧部也可以通过钢钉等紧固件与下面层2固定连接。

弹性密封条可以采用沥青。普通基质沥青本身是一种很好的胶结材料，具有较好的粘结性能和极佳的耐水性能，通常将其加热至140-160摄氏度制成热沥青，便会具有很好的流动性和侵润性，热沥青可以作为优异的路面填充材料使用。同时，热沥青成本最低，质量也稳定。施工人员对热沥青的制备及使用经验也最为丰富。

弹性密封条也可以采用密封胶，密封胶具有良好的粘结性、低温弹柔性、热稳定性，接近理想弹性体，水稳层1在热胀冷缩的环境下，能够给水稳层提供较大的自由变形空间。同时，密封胶耐水性、抗嵌入性和耐老化性均不亚于热沥青。综合比较而言，密封胶比热沥青使用寿命更长，效益更加。

上述路面结构的施工方法，主要包括以下步骤：

1)、待水稳层1施工完成后，在水稳层1上开设横向延伸的凹槽4；

2)、向凹槽4内填充弹性密封条；

3)、在凹槽4和弹性密封条5上方覆盖土工布6，将土工布6在纵向上的两侧固定于水稳层1；

4)、撒布透层油及碎石封层，接着施工下面层2；待下面层2施工完成后，在下面层上2固定土工格栅7，所述土工格栅7位于所述土工布6的上方；

5、施工上面层3。

采用本申请的施工工法，主动地将水稳层1的变形集中到凹槽4附近，然后再通过土工布6和土工格栅7来“消化吸收”水稳层1的变形，从而防止水稳层的变形反射到油面层所引起的各种裂缝。

下面详细的介绍一个实施例

路面结构实施步骤如下。

1、施工放样

在水稳层1铺筑碾压1天之后(水稳基层不受行人等荷载的影响的时候)，以30m为基准进行放样测量，左右两幅用钢钎定点，撒白灰线。

2、横向凹槽的制作

可以使用切割机对水稳层进行凹槽加工，凹槽为水稳层厚度的1/3，凹槽宽5mm。凹槽加工完成后对凹槽内的小石子、石粉等杂物进行清理(可使用高压气泵或者钢毛刷等)。

3、凹槽填充

凹槽采用空气压缩机配合毛刷清理干净，接着用热气喷枪对凹槽进行预热，一方面预热会蒸发凹槽周遭水稳层中的水份，形成一个干燥的结合面；另一方面热气喷枪所产生的热量可瞬间对水稳层进行加热，使热熔沥青材料与凹槽形成热接触效应，增加水稳层与沥青材料之间的粘接性。

4、土工布固定

在凹槽上方铺设土工布宽度为1m(凹槽两侧各50cm范围内)。采用锚固法施工，施工人员必须戴手套，施工过程主要分为两步：

A、使用50mm×30mm×1mm的铁皮(要求平整不翘角，周边宜倒角处理)配合2英寸钢钉进行固定，先将一端用铁皮和钢钉固定在水稳层上，钢钉可用锤击或射枪射入。再将土工布纵向拉紧，纵向、横向均处于挺直张紧状态并固定，铁皮压紧土工布。固定后如发现钢钉断裂或铁皮松动，则需予重新固定。

B、土工布长度为不小于凹槽的延伸长度，土工布铺设应平顺，拉紧。

5、撒布透层油以及碎石封层

沥青运输至生产车间后应存放在自动加热贮存罐中，温度由电脑自动控制，施工前沥青温度应加热到185±5℃，并应结合人工用温度计进行检测，以校核其准确性。

沥青泵入同步碎石封层车的沥青贮存罐后，应通过同步碎石封层车的加热设备保温及加热，以保证橡胶沥青的洒布温度。

装好沥青和碎石的同步碎石封层车开至施工现场后，应在电脑上准确设置沥青的喷洒量和碎石的撒布量。

应根据测量放样结果准确调整好同步碎石封层车的位置后方可开始施工。

沥青喷洒温度应为185℃～190℃，洒布量以2.0～2.5kg/m2之间，喷洒搭接宽度为5～7cm，碎石撒布要达到分散均匀、颗粒不重叠、不成堆，石料覆盖率达到60％～70％。

6、下面层施工

此处施工过程与常规操作方法并无区别，不再赘述。

7、铺设土工格栅

当下面层质量验收合格之后，在凹槽的正上方位置铺设土工格栅宽度为1.4m(凹槽两侧各70cm范围内)。可以采用玻璃纤维土工格栅，利用钉子固定土工格栅时不能将钉子钉在玻纤上，也不能用锤子直接敲击玻纤。土工格栅纵向、横向均处于挺直张紧状态既可以。

8、上面层施工

此处施工过程与常规操作方法并无区别，不再赘述。

采用本发明的施工方法与现有的水稳层裂缝直接修补方法相比较，缩短了施工周期，节省了部分人工费用与机械滞留费用，水稳层本身不规则裂缝也大量减少。同时，凹槽处上方沥青路面处并无反射裂缝，效果较佳，具备较大推广价值。

由于本发明的施工方法是在水稳层碾压完毕之后，立即进行的凹槽加工处理工作，较之现有技术中养生龄期完毕之后再进行列分修补工作而言，施工周期大致缩短了近10天。

采用本发明的施工方法，龄期结束之后的水稳层并无大规模龟裂与横、纵向裂缝，达到了良好预期效果。另外，凹槽正上方沥青上面层并无反射裂缝等，整体效果较为理想。

而且本发明的施工方法取得了较好的经济效益。

现在以2000m水稳层裂缝修补费用为计算标准，本发明的施工方法较以往裂缝直接修补方法所创造的具体经济效益如表1所示：

表1费用比较表

序号	项目	单位	单价	耗用量	费用(元)
						1	人工费用	工日	4000/4000	4/8	16000/32000
2	材料费	--	--	--	--
						2.1	铁皮	块	10/0	360/0	3600/0
2.2	土工布	m<sup>2</sup>	4/0	504/0	2016/0
						2.3	土工格栅	m<sup>2</sup>	8/0	360/0	2880/0
2.4	SBS改性沥	吨	3200/3200	0.18/0.40	576/1280
						3	机械费	台班	1000/1000	2/3	2000/3000
4	费用总计	--	--	--	27072/36280

注：表格中的“--/--”斜杠，左边数据为本发明施工方法所产生的费用，右边为裂缝直接修补方法所产生的费用

从表1得知，在2000m的水稳层裂缝处理过程中，本发明的施工方法节省：36280-27072＝9208元。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种路面结构，其包括从下到上依次分布的水稳层(1)、碎石封层、下面层(2)和上面层(3)，其特征在于，所述水稳层(1)设置有横向延伸的凹槽(4)，所述凹槽(4)内填充有弹性密封条(5)；所述凹槽(4)和所述弹性密封条(5)的上方覆盖有土工布(6)，所述土工布(6)在纵向上的宽度为0.5-2m，所述土工布(6)在所述水稳层(1)和碎石封层之间；所述下面层(2)和所述上面层(3)之间还设置有土工格栅(7)，所述土工格栅(7)在纵向上的宽度为1-3m，所述土工格栅(7)位于所述土工布(6)的上方。

2.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述弹性密封条(5)采用沥青或密封胶。

3.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述凹槽(4)沿着纵向方向间隔25-50m设置。

4.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述凹槽(4)在纵向上的宽度为3-8mm；所述凹槽(4)的深度为所述水稳层(1)厚度的0.25-0.5倍。

5.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述土工布(6)在纵向上的两侧部均与钢钉(8)连接，所述钢钉(8)贯穿铁皮(9)后固定于水稳层(1)中。

6.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述土工格栅(7)在纵向上的两侧部均与所述下面层(2)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述土工布(6)在纵向上的宽度优选地80-120cm。

8.根据权利要求1所述的一种路面结构，其特征在于，所述土工格栅(7)在纵向上的宽度优选地100-160cm。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的路面结构的施工方法，主要包括以下步骤：

1)、待水稳层(1)施工完成后，在水稳层(1)上开设横向延伸的凹槽(4)；

2)、向凹槽(4)内填充弹性密封条(5)；

3)、在凹槽(4)和弹性密封条(5)上方覆盖土工布(6)，将土工布(6)在纵向上的两侧固定于水稳层(1)；

4)、撒布透层油及碎石封层，接着施工下面层(2)；待下面层(2)施工完成后，在下面层(2)上固定土工格栅(7)，所述土工格栅(7)位于所述土工布(6)的上方；

5、施工上面层(3)。

10.根据权利要求9所述的一种路面结构，其特征在于，所述弹性密封条(5)为沥青，在向凹槽(4)内施加沥青之前，先用热气喷枪将所述凹槽(4)进行预热。

Images