CN113481787A - 一种沥青路面装配式基层及预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青路面装配式基层及预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，所述路面基层为砂浆构建的网格及在网孔内填充多个基块组成的半刚性板体结构，其中，多个基块间相互拼接；所述基块呈类立方体形，所述基块的四个侧面表面设有涂层，由基块、涂层、砂浆形成刚+柔+刚的基层整体结构；本发明通过采用基块侧面喷涂层与在砂浆体插板的方法，实现预防沥青路面装配式基层反射裂缝的作用，可有效减少反射裂缝的产生，使沥青路面装配式基层这种新型的路面基层结构最大限度发挥优势。

Description

一种沥青路面装配式基层及预防沥青路面装配式基层反射裂 缝的方法

技术领域

本发明公开涉及道路路面施工技术领域，尤其涉及一种沥青路面装配式基层及预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法。

背景技术

反射裂缝是在温度应力与荷载应力的耦合作用下形成的。在温度变化的情况下混凝土板也会随之收缩、翘曲、变形，以及在车辆荷载的作用下接缝产生挠曲和剪切变形，使沥青混凝土在接缝处产生应力集中，从而形成反射裂缝。

刚柔复合式路面装配式基层基块之间的接缝与水泥路面接缝工况不同，首先是有沥青面层的遮盖，接缝料顶端受热辐射、化学腐蚀的影响减弱；其次有沥青面层作为行车路面，接缝料不需要耐磨损、耐硬物嵌入的功能；第三是板块面积比水泥板块小12～24倍，单块受温缩、干缩及板块翘曲应力的影响小，众多均匀密集的接缝使应力分散，接缝宽度变化范围在微米级别；第四是三维嵌挤结构使板块之间的应变协调性好，弯沉差小。自身特殊结构能使沉降应力得到部分减弱。因此不设置横缝、纵缝、施工缝，基层为一块整体板。

在多年的施工实践中，基于装配式基层沥青路面的上述优点仍不可避免道路反射裂缝的发生。随着装配式基层沥青路面的不断推广及应用，在北方严寒地区，当温差较大时，还会出现温缩开裂现象，所以提供一种预防沥青路面装配式基层产生反射裂缝的方法是有意义的。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了一种预防反射裂缝的沥青路面装配式基层及其制备工艺。采用涂层与隔板来实现预防装配式基层反射裂缝；

第一方面，本发明提供了一种沥青路面装配式基层，所述装配式基层为砂浆构建的网格及在网孔内填充多个基块组成的半刚性板体结构，其中，所述基块呈类立方体形，基块的每个面为梯形，相对的侧面外形一致的梯形，相邻的侧面互为颠倒且分别向外倾斜及向内倾斜的梯形。多个基块间相互拼接，拼接中相邻基块分别通过外倾斜面搭接内倾斜面构成基层铺装面；

所述基块的四个侧面表面设有涂层，由基块、涂层、砂浆形成刚+柔+刚的基层整体结构；相互拼接的多个基块中；

斜面上设有外凸和内凹的结构，即斜面上设有横槽、竖槽，在相邻基块的竖槽位置设有双层叠压弯曲的弹性隔板，隔板呈弯曲状；所述双层隔板将砂浆构建的网格阻隔成多个均匀的单元，每个单元均有变形空间；双层叠压弯曲的弹性隔板间具有变形空隙，且密封。

所述涂层由里到外依次包括：粘结层、功能层、防水层。

所述隔板为塑料PVC板，隔板长度不超过基块的厚度，约为20-40cm，宽度约为15-20cm。

所述隔板表面设置凸榫及凹槽，凸榫及凹槽为圆形或方形，凸榫及凹槽的长度、深度约为1-2cm；两隔板通过表面的凸榫及凹槽相互叠压咬合形成双层隔板结构。

砂浆与隔板表面的凸榫及凹槽分别形成相应的卯榫配合结构；基块的横槽与竖槽与砂浆同样构成卯榫配合结构。

第二方面，本发明还提供了一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，包括以下步骤：在路面基层生产过程中，对基块四个侧面喷射涂层，将喷涂好的基块按嵌挤方式拼装，基于形成的基块缝，在基块缝中设置硬隔断，最后再灌注砂浆形成基层类板体结构。

将基块在铺装面固定后，将下一相邻基块旋转90°与上一基块对中拼装，使上一基块的外倾斜面与相邻基块的内倾斜面相对中，内倾的斜面与相邻基块外倾的斜面相对中，构成搭接关系。

优选地，所述涂层为厚度为1～2mm的耐候韧性涂层。所述耐候韧性涂层为高分子韧性复合涂层，包括：底层为聚氨酯类粘结层、中间层为功能层、顶层为聚氨酯类或沥青类防水保护层，且顶层与现浇砂浆具有粘结性；其中功能层为甘油改性可分散乳胶粉低温韧性功能层；所述甘油改性可分散乳胶粉低温韧性功能层按照重量份数计，包括0.5份的可再分散乳胶粉、0.425份的水及0.075份的甘油。

优选地，所述在基块缝中设置硬隔断的具体方式为：在相邻基块的竖槽内，即在道路横断设置预应力塑料隔板，使浇筑的砂浆网格在纵向长度被分隔成较短的数段。

优选地，所述预应力塑料隔板间隔2-4米布置。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种预防反射裂缝的沥青路面装配式基层及其制备工艺，1)通过采用涂层与插板实现预防沥青路面装配式基层反射裂缝的作用，可有效减少反射裂缝的产生，使沥青路面装配式基层这种新型的路面基层结构最大限度发挥优势。2)通过预防沥青路面装配式基层反射裂缝的形成，能够减少道路病害的产生，为道路使用者提供更好的舒适性。3)装配式路面反射裂缝的有效减少，极大的延长了道路的使用寿命，降低道路的养护费用。4)装配式道路使用寿命的延长，最大限度降低了翻建道路的不利社会影响，同时更有利于城市环境保护及卫生建设。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开实施例提供的一种预防反射裂缝的沥青路面装配式基层整体结构示意图；

图2为本发明公开实施例提供的装配式基块结构示意图；

图3为本发明公开实施例提供的涂层结构示意图；

图4为本发明公开实施例提供的基块、涂层、砂浆组合剖面图；

图5为本发明公开实施例提供的隔板结构示意图；

图6为本发明公开实施例提供的隔板安装结构侧视结构示意图；

图7为本发明公开实施例提供的隔板安装结构俯视示意图；

图8为本发明公开实施例提供的一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法工艺流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统的例子。

为了避免道路反射裂缝的发生，首先本实施方案提供了一种沥青路面装配式基层，如图1所示，路面基层为砂浆构建的网格及在网孔内填充多个基块组成的半刚性板体结构，多个基块1间相互拼接；基块1呈类立方体形，基块1的四个侧面表面设有涂层，由基块1、涂层2、砂浆3形成刚+柔+刚的基层整体结构；涂层由里到外依次包括：粘结层21、功能层22、防水层23；

每个相互拼接的基块1的相对的侧面外形一致的梯形，相邻的斜面互为颠倒且分别向外倾斜及向内倾斜的梯形。斜面上设有外凸和内凹的结构，即斜面上设有横槽11、竖槽12，在相邻基块1的竖槽12位置设有双层叠压弯曲的弹性隔板4，隔板4呈弯曲状；双层隔板4将砂浆构建的网格阻隔成多个均匀的单元，每个单元均有变形空间；双层叠压弯曲的弹性隔板4间具有变形空隙，且密封。两板相互卯榫防止隔板上下窜动，且设置后有一定的弯曲挠度，可呈马蹄状或圆形，具有密封性，可阻断自流平砂浆，双层板间预留一定间隙为砂浆收缩提供空间。

隔板4材料可选用塑料PVC板，隔板4长度不超过基块的厚度约20-40cm，宽度约15-20cm。隔板4表面设置凸榫41及凹槽42，凸榫41及凹槽42的形式可为圆形、方形等各种样式，凸榫41及凹槽42的长度、深度约为1-2cm深度。两侧隔板4通过表面的凸榫41及凹槽42相互叠压咬合。塑料PVC插板4具有折不断、不脆裂、耐老化、重量轻等特性。

砂浆与隔板4表面的凸榫41及凹槽42分别形成相应的卯榫配合结构；基块1的横槽11与竖槽12与砂浆同样构成卯榫配合结构。

传统伸缩缝在道路横断呈一条连续的直线，水泥路面接缝两端分别属于不同板块，工作状态下板块间有弯沉差，较大的弯沉差会引起反射裂缝出现。设置预应力塑料隔板与设置水泥路面伸缩缝的不同之处在于设置隔板的基层具有多重预防反射裂缝的措施，第一，在道路横断各插板之间，间隔2-4米布置插板，阻断现浇砂浆网格即湿接缝的连续性。第二，插板处在基块的接缝中段，砂浆与基块侧面的横槽产生约束，应变与基块同步，不具备产生较大弯沉差的条件；第三，插板表面设置的凸榫和凹槽在浇筑砂浆后形成榫卯具有抗剪措施可增加插板两侧砂浆应变协调性；第四，插板呈马蹄形弯曲其张力使插板卡在槽内保持固定位置，两片重叠的插板紧密贴合既能隔断两侧的砂浆，又为砂浆收缩变形提供空隙。第五。将插板双层重叠后呈马蹄形插入竖槽，插板顶面弯曲的断面不利于裂缝扩展与相邻插板连通。以上各项综合措施使插板两侧弯沉差被有效限制，因此本实施方案提供的沥青路面装配式基层能够预防反射裂缝产生。

本实施方案还提供了一种能够预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，最大程度的减少装配式路面反射裂缝的形成，沥青路面装配式基层是采用基块铺装并浇筑砂浆灌缝形成的半刚性板体结构，通过对装配式基层基块的四个侧面喷射涂层和对现浇砂浆提前设置硬隔断的联合方法来实现预防装配式基层反射裂缝的形成。

包括以下步骤：在路面基层生产过程中，对基块四个侧面喷射涂层，将喷涂好的基块按嵌挤方式拼装，基于形成的基块缝，在基块缝中设置硬隔断，最后再灌注砂浆形成基层类板体结构。基层整体呈刚性，但在多个界面处涂层呈柔性，使装配式基层“筋骨”相连，增强协调变形能力。

具体如图8所示，首先在工厂预制成型装配式基块1，养生后，对装配式基块1采用专用的喷涂设备对基块四个侧面进行均匀喷洒涂层，喷涂顺序为粘结层21→功能层22→防水层。如图4所示，在相邻带有涂层2的基块1，灌注水泥砂浆3后使基块1+涂层2+砂浆3形成刚+柔+刚的基层整体结构。

本实施方案采用的装配式基层涂层的性能主要应具备1、与水泥路面板块接缝壁混凝土有良好的黏合能力，在受到交通动荷载及动水损坏的双重影响下，能与接缝壁混凝土共同工作承受各种应力应变作用不发生脱落；2、有一定的韧性和较高的拉伸率，基层发生集中极限温度、荷载推移叠加伸缩变形时，不被拉断、拉裂；3、具有足够的弹性和延展性，在其受到拉力、压力、剪力的作用时产生的变形，在作用消失后具有一定的弹性恢复能力；4、具有低温抗拉能力，抵抗外界带来的破坏不发生脆裂；5、优越的耐久性；6、良好的防水性；7、具备良好的工艺性能，可常温作业，适合快速作业。综合上特性及工艺性，并根据结构计算分析数据灌缝砂浆所受最大法向拉应力1.1兆帕，压应力0.56兆帕，以此作为遴选涂层材料的依据。

上述耐候韧性涂层为高分子韧性复合涂层，可以包括：底层为聚氨酯类粘结层、中间层为功能层、顶层为聚氨酯类或沥青类防水保护层，且顶层与现浇砂浆具有粘结性；其中功能层为甘油改性可分散乳胶粉低温韧性功能层；甘油改性可分散乳胶粉低温韧性功能层按照重量份数计，包括0.5份的可再分散乳胶粉、0.425份的水及0.075份的甘油。

优选地，涂层为厚度1～2mm的耐候韧性涂层。

本实施方案中，涂层具有以下优点：其一，当基层发生干缩、温缩(或温胀)时，高分子材料可以延展或压缩，使应力被限制在基块及四周涂层包裹的孤岛之内，通过应变减弱环境的影响，避免应力连续积累最终使基层产生开裂；其二，设有涂层的基块的斜面也可视为大榫卯，其与涂层的配合能承担传力杆的功能，具有传荷能力；其三，涂层还能通过应变对垫层强度的非均匀性进行时实补偿，具有良好的变形协调性及跟随性。其四，高分子涂层使基块侧面与砂浆之间形成韧性材料过度层可减弱界面处应力集中现象，不至于使砂浆的性能处于既要保持足够强度，又要避免应力集中的两难处境，更适应有早强需求的抢修工程。

本实施例提供的上述方法的技术原理如下：道路基层可视为由砂浆构建的网格和在网孔内填充的基块组成的整体。当温度减低时，基块与砂浆低温收缩，使之间界面拉开，由于界面设置柔韧性涂层，可吸收温缩应力产生的变形。从而减少裂缝的发生。此外，在车辆荷载作用下受荷基块发生向下的应力变形，使涂层界面随基块受扭，但仍继续保持传递荷能力。涂层受到低温水平拉伸与荷载竖直下沉的组合变形。同时受荷块向下的应变，也传递给下基层，该层也发生向下的应变。温缩给基层造成的拉伸应力，通过基块斜面传荷在竖向荷载作用下转变为涂层的扭转和下基层的下沉变形。

通过上述方案能够解决预制基块本身的温缩问题，但装配式基层的现浇砂浆网格框架的干缩及温缩仍需采用必要的工艺措施。故本发明工艺又通过在相邻基块竖槽内在道路横断设置预应力塑料隔板，使现浇砂浆网格在纵向长度被分隔成较短的数段，减弱温缩的连续性，保证温缩变形的均匀性。

插板工艺示例如图5-8所示：在相邻基块1竖槽12位置设置双层隔板4对灌注砂浆3进行分割。在施工中，铺设完成带复合高分子耐候涂层2的装配式基块1后。在相邻基块竖槽内设置双层叠压弯曲的塑料隔板隔板4，隔板弯曲后呈马蹄形或半圆型，具有一定预应力，双层板间具有一定变形空隙，且密封性好，可阻断砂浆。当灌注砂浆后砂浆网被隔板阻隔成多个均匀的单元，且每个单元均有变形空间来应用温度应力产生的应变。砂浆凝固和与隔板表面的凸榫41及凹槽42均形成相应的卯榫关系。基块1横槽11与竖槽12充满砂浆后均构成卯榫结构，使现浇的砂浆网在与基块界面出的应力有涂层吸收，在砂浆网自身的应力通过隔板的预应力吸收。

隔板的布设方式为在道路横断方向内的基块竖槽进行设置，将道路分隔成若干小段，箭头为道路方向。横断间距一般为2-4m。对于宽度较大的道路，还可在沿着道路方向设置纵向隔断，形成隔断网格，减弱砂浆在道路横向的温缩影响。隔板隔断间距可根据当地最大温差，以基层某长度内积累温缩量小于沥青混凝土面层隔断处抗拉变形量控制，具体数据还应通过实际工程检验。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种沥青路面装配式基层，其特征在于，所述装配式基层为砂浆构建的网格及在网孔内填充多个基块组成的半刚性板体结构，其中，所述基块(1)呈类立方体形，基块(1)的每个面为梯形，相对的侧面为外形一致的梯形，相邻的侧面互为颠倒且分别为向外倾斜及向内倾斜的梯形；多个基块(1)间相互拼接，拼接中相邻基块分别通过外倾斜面搭接内倾斜面构成基层铺装面；

所述基块(1)的四个侧面表面设有涂层，由基块(1)、涂层(2)、砂浆(3)形成刚+柔+刚的基层整体结构；基块斜面上设有横槽(11)、竖槽(12)，在相邻基块1的竖槽(12)位置设有双层叠压弯曲的弹性隔板(4)，隔板(4)呈弯曲状；所述双层隔板(4)将砂浆构建的网格阻隔成多个均匀的单元，每个单元均有变形空间；双层叠压弯曲的弹性隔板(4)间具有变形空隙，且密封。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面装配式基层，其特征在于，所述涂层由里到外依次包括：粘结层(21)、功能层(22)、防水层(23)。

3.根据权利要求1所述的一种沥青路面装配式基层，其特征在于，所述隔板(4)为塑料PVC板，隔板(4)长度不超过基块的厚度，为20-40cm，宽度为15-20cm。

4.根据权利要求1所述的一种沥青路面装配式基层，其特征在于，所述隔板(4)表面设置凸榫(41)及凹槽(42)，凸榫(41)及凹槽(42)为圆形或方形，凸榫(41)及凹槽(42)的长度、深度为1-2cm；两隔板(4)通过表面的凸榫(41)及凹槽(42)相互叠压咬合形成双层隔板结构。

5.根据权利要求1所述的一种沥青路面装配式基层，其特征在于，砂浆与隔板(4)表面的凸榫(41)及凹槽(42)分别形成相应的卯榫配合结构；基块(1)的横槽(11)与竖槽(12)与砂浆同样构成卯榫配合结构。

6.一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，其特征在于，包括以下步骤：在路面基层生产过程中，对基块四个侧面喷射涂层；将喷涂好的基块按嵌挤方式拼装，基于形成的基块缝，在基块缝中设置硬隔断，最后再灌注砂浆形成基层类板体结构。

7.根据权利要求6所述的一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，其特征在于，将基块在铺装面固定后，将下一相邻基块旋转90°与上一基块对中拼装，使上一基块的外倾斜面与相邻基块的内倾斜面相对中，内倾的斜面与相邻基块外倾的斜面相对中，构成搭接关系。

8.根据权利要求6所述的一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，其特征在于，所述涂层为厚度为1～2mm的耐候韧性涂层；所述耐候韧性涂层为高分子韧性复合涂层，包括：底层为聚氨酯类粘结层、中间层为功能层、顶层为聚氨酯类或沥青类防水保护层，且顶层与现浇砂浆具有粘结性；其中功能层为甘油改性可分散乳胶粉低温韧性功能层；所述甘油改性可分散乳胶粉低温韧性功能层按照重量份数计，包括0.5份的可再分散乳胶粉、0.425份的水及0.075份的甘油。

9.根据权利要求6所述的一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，其特征在于，所述在基块缝中设置硬隔断的具体方式为：在相邻基块的竖槽内，即在道路横断设置预应力塑料隔板，使浇筑的砂浆网格在纵向长度被分隔成较短的数段。

10.根据权利要求6所述的一种预防沥青路面装配式基层反射裂缝的方法，其特征在于，所述预应力塑料隔板间隔2-4米布置。

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