CN114960336B - 一种装配式路面基层快速修复结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式路面基层快速修复结构，包括沥青混凝土面层、局部软卧层、超薄钢纤维混凝土预制板和快硬自流平高强砂浆材料，超薄钢纤维混凝土预制板位于所述沥青混凝土面层和局部软卧层之间，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板之间的间隙和板材底部通过快硬自流平高强砂浆材料填充。本发明装配式路面基层快速修复结构无需处治原有受损软卧基层，发挥装配式路面基层结构层的“板梁效应”，将上部传递下来的集中轮载均匀分散至装配式路面基层结构层下部，降低了原有受损软卧基层的荷载集度，变相提高了原有路面基层的承载能力，使得无需处治原有受损软卧基层就能达到彻底解决路面基层承载力不足导致的路面破损等病害的反复出现的问题。
Description
技术领域
本发明涉及土木建筑领域，尤其涉及一种装配式路面基层快速修复结构及施工方法。
背景技术
沥青混凝土路面具有平整度高，行车舒适、噪声低等优点，在我国得到了广泛应用。但是在交通荷载、气温升降、雨水侵蚀等作用下，逐渐出现诸如网裂、沉陷等各种病害，严重影响交通安全和行车质量。当路面破损到一定程度时就需要对路面进行整体或局部修复。
病害调查发现，路面局部破损主要由于破损区域基层结构软弱、在交通荷载作用下软弱区域沉降过大等原因造成的。如果简单的凿除沥青混凝土面层后重新铺筑，并没有解决下卧层软弱的问题，会陷入反复修补反复破损的恶性循环。如果采取换填、注浆等工艺处治软弱区域，又存在工程量浩大、成本高昂，处治周期较长，对道路通行造成较大干扰等问题。
因此，如何开发一种装配式路面基层快速修复结构及施工方法成为本领域内技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种装配式路面基层快速修复结构及施工方法，解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种装配式路面基层快速修复结构，包括沥青混凝土面层、局部软卧层、完好路面基层、超薄钢纤维混凝土预制板和快硬自流平高强砂浆材料，所述超薄钢纤维混凝土预制板位于所述沥青混凝土面层和局部软卧层之间，所述超薄钢纤维混凝土预制板设置在所述局部软卧层的正上方，所述超薄钢纤维混凝土预制板的边缘位置与所述局部软卧层周围的完好路面基层配合，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板之间的间隙通过快硬自流平高强砂浆材料填充，所述超薄钢纤维混凝土预制板底部与局部软卧层和完好路面基层之间的间隙通过快硬自流平高强砂浆材料填充，所述超薄钢纤维混凝土预制板的上端设置有沥青混凝土面层。
进一步的，所述超薄钢纤维混凝土预制板的板厚为3至5cm，所述超薄钢纤维混凝土预制板采用内含钢筋网片的细骨料钢纤维混凝土预制而成。
进一步的，所述超薄钢纤维混凝土预制板上开有圆形排气孔，所述圆形排气孔的数量为6个。
进一步的，所述超薄钢纤维混凝土预制板内布设钢筋网片，所述超薄钢纤维混凝土预制板四周外露段钢筋长度为10cm。
进一步的，所述超薄钢纤维混凝土预制板的铺筑数量根据破损区域面积大小确定。
进一步的，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板之间的间距为12cm；相邻的超薄钢纤维混凝土预制板之间采用免焊工艺，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板之间填充快硬自流平高强砂浆材料。
进一步的，所述超薄钢纤维混凝土预制板内布设π型支撑筋，所述π型支撑筋的双肢从所述超薄钢纤维混凝土预制板的底侧外露，外露尺寸为5cm。
采用如上所述权利要求1-7任意一项所述的装配式路面基层快速修复结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、调查路面破损情况，包括破损面积和坑槽深度；
S2、根据路面破损面积、基层破损状况和路段交通荷载等级，设计超薄钢纤维混凝土预制板的规格、尺寸和数量；
S3、浇筑超薄钢纤维混凝土预制板并养护至龄期；
S4、局部封闭交通，根据路面破损边界线确定切割线，沿着切割线切割破损路面，凿除破损区域沥青混凝土面层后继续往下凿除10cm；
S5、清理凿除区域建筑垃圾，安装超薄钢纤维混凝土预制板，其中外露π型支撑筋的一面面朝下；
S6、通过调整π型支撑筋的外露长度，使得超薄钢纤维混凝土预制板顶面和凿除区域周边路面基层结构层顶面标高基本相同；
S7、灌注快硬自流平高强砂浆，将相邻的超薄钢纤维混凝土预制板之间的接缝以及板底空间填充密实；
S8、养护约6小时后铺筑沥青混凝土面层，风冷降温并开放交通。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明装配式路面基层快速修复结构通过采用超薄钢纤维混凝土预制板，起到提高道路面基层整体刚度、强度效果，路面的集中轮载通过整体板均匀向下传递，改善了下层结构的受力状态，变相的解决了基层承载力不足的问题；本发明装配式路面基层快速修复结构通过采用超薄钢纤维混凝土预制板，在层间以及预制板之间采用快硬自流平高强砂浆材料灌注，解决了现场修复工程量较大、处治周期较长的难题，同时由于快硬性高强材料的填充量相对较小，解决了快硬性高强材料普遍收缩性较大且成本高昂，采用该材料大面积修补引起的收缩问题更显著，导致处治后的路面平整度难以保证难题。总得来说，本发明装配式路面基层快速修复结构无需处治原有受损软卧基层，充分利用装配式结构预制化施工优势，并且发挥装配式路面基层结构层的“板梁效应”，将上部传递下来的集中轮载均匀分散至装配式路面基层结构层下部，降低了原有受损软卧基层的荷载集度，变相提高了原有路基基层的承载能力，使得无需处治原有受损软卧基层就能达到彻底解决路基基层承载力不足导致的路面破损等病害的反复出现的问题。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明：
图1为本发明装配式路面基层快速修复结构纵剖面示意图；
图2为本发明装配式路面基层快速修复结构对应的原有破坏路面平面切割示意图；
图3为本发明装配式路面基层快速修复结构平面示意图；
图4为本发明装配式路面基层快速修复结构的单块预制板立面图；
图5为本发明装配式路面基层快速修复结构的单块预制板平面图；
图6为本发明装配式路面基层快速修复结构的单块预制板钢筋布置立面图；
图7为本发明装配式路面基层快速修复结构的单块预制板钢筋布置平面图；
图8为原破损路面荷载传递分解示意图；
图9为本发明装配式路面基层快速修复结构荷载传递分解示意图。
附图标记说明：1、沥青混凝土面层；2、超薄钢纤维混凝土预制板；3、快硬自流平高强砂浆材料；4、局部软卧层；5、完好路面基层；6、圆形排气孔；7、π型支撑筋；8、钢筋网片；9、路面破损边界线；10、切割线。
具体实施方式
如图1至图7所示，一种装配式路面基层快速修复结构，包括沥青混凝土面层1、局部软卧层4、完好路面基层5、超薄钢纤维混凝土预制板2和快硬自流平高强砂浆材料3。
所述超薄钢纤维混凝土预制板2位于所述沥青混凝土面层1和局部软卧层4之间，所述超薄钢纤维混凝土预制板2设置在所述局部软卧层4的正上方，所述超薄钢纤维混凝土预制板2的边缘位置与所述局部软卧层4周围的完好路面基层5配合，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板2之间的间隙通过快硬自流平高强砂浆材料3填充，所述超薄钢纤维混凝土预制板2底部与局部软卧层4和完好路面基层5之间的间隙通过快硬自流平高强砂浆材料3填充，所述超薄钢纤维混凝土预制板2的上端设置有沥青混凝土面层1。
所述超薄钢纤维混凝土预制板2的板厚板据交通荷载等级以及基层破损程度确定，一般为3至5cm，所述超薄钢纤维混凝土预制板2采用内含钢筋网片8的细骨料钢纤维混凝土预制而成。
所述超薄钢纤维混凝土预制板2上开有圆形排气孔6，所述圆形排气孔6的数量为6个。所述圆形排气孔6用于灌注快硬自流平高强砂浆材料3时确保板底空气顺利排出，砂浆填充密实。
所述超薄钢纤维混凝土预制板2内布设钢筋网片8，所述超薄钢纤维混凝土预制板2四周外露段钢筋长度为10cm。相邻的超薄钢纤维混凝土预制板2之间的间距为12cm；相邻的超薄钢纤维混凝土预制板2之间采用免焊工艺，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板2之间填充快硬自流平高强砂浆材料3。预制板间连接采取免焊工艺，仅通过该高强砂浆和板四周外露段钢筋间的握裹力保证多块预制板形成整体结构，共同受力。
所述超薄钢纤维混凝土预制板2内布设π型支撑筋7，所述π型支撑筋7的双肢从所述超薄钢纤维混凝土预制板2的底侧外露，外露尺寸为5cm。π型支撑筋7起架立预制板、保持预制板板顶和原有路面面层底至同一标高、强化预制板和板底砂浆体共同受力的作用，发挥共同受力的“组合板”效应。
本发明的实施过程如下：
某高速公路有10处影响行车安全的路面破损，经现场调查，路面破损面积均在1m2-5m2之间，结合实测交通量、基层破损程度，在预制场内集中预制40片钢纤维混凝土预制板2。
所述的钢纤维混凝土预制板2，尺寸规格为长130cm、宽60cm、厚5cm。
所述的钢纤维混凝土预制板2，内含直径6mm、间距10cm的钢筋网片8，钢纤维混凝土由以水泥和矿物掺合料为主的活性粉末预混料与钢纤维、水按照11kg：1.05kg：1kg的质量比，按序投料搅拌而成。
所述的钢纤维为平直型结构，长13mm、直径0.2mm、抗拉强度2300MPa；钢纤维体积掺量2.6％。
所述的快硬自流平高强砂浆3由早强微膨胀灌浆预混料与水按100:15的质量比搅拌而成。
所述的某高速公路破损区块，现场处治包括以下步骤：
S1、调查路面破损情况，包括破损面积和坑槽深度；
S2、根据路面破损面积、基层破损状况和路段交通荷载等级，设计超薄钢纤维混凝土预制板2的规格、尺寸和数量；
S3、浇筑超薄钢纤维混凝土预制板2并养护至龄期；
S4、局部封闭交通，根据路面破损边界线9确定切割线10，沿着切割线10切割破损路面，凿除破损区域沥青混凝土面层1后继续往下凿除10cm；
S5、清理凿除区域建筑垃圾，安装超薄钢纤维混凝土预制板2，其中外露π型支撑筋7的一面面朝下；
S6、通过调整π型支撑筋7的外露长度，使得超薄钢纤维混凝土预制板2顶面和凿除区域周边路基结构层顶面标高基本相同；
S7、灌注快硬自流平高强砂浆3，将相邻的超薄钢纤维混凝土预制板2之间的接缝以及板底空间填充密实；
S8、养护约6小时后铺筑沥青混凝土面层1，风冷降温并开放交通。
通过对比图8和图9可知，车辆轮载等荷载集度为P，经路面面层以θ角度扩散，传递到基层顶时荷载集度为P1，在P1荷载集度长期作用下，基层部分区域破损；当基层顶安装装配式路面基层结构层后，路面基层顶部承受的荷载集度降低至P2，由于P2远小于P1，使得路面基层顶部承受的荷载集度较处治前大幅度降低，满足了破损基层的极限承载能力要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种装配式路面基层快速修复结构，其特征在于：包括沥青混凝土面层(1)、局部软卧层(4)、完好路面基层(5)、超薄钢纤维混凝土预制板(2)和快硬自流平高强砂浆材料(3)，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)位于所述沥青混凝土面层(1)和局部软卧层(4)之间，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)设置在所述局部软卧层(4)的正上方，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)的边缘位置与所述局部软卧层(4)周围的完好路面基层(5)配合，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板(2)之间的间隙通过快硬自流平高强砂浆材料(3)填充，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)底部与局部软卧层(4)和完好路面基层(5)之间的间隙通过快硬自流平高强砂浆材料(3)填充，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)的上端设置有沥青混凝土面层(1)；所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)的板厚为3至5cm，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)采用内含钢筋网片(8)的细骨料钢纤维混凝土预制而成。
2.根据权利要求1所述的装配式路面基层快速修复结构，其特征在于：所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)上开有圆形排气孔(6)，所述圆形排气孔(6)的数量为6个。
3.根据权利要求1所述的装配式路面基层快速修复结构，其特征在于：所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)内布设钢筋网片(8)，所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)四周外露段钢筋长度为10cm。
4.根据权利要求1所述的装配式路面基层快速修复结构，其特征在于：所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)的铺筑数量根据破损区域面积大小确定。
5.根据权利要求1所述的装配式路面基层快速修复结构，其特征在于：相邻的超薄钢纤维混凝土预制板(2)之间的间距为12cm；相邻的超薄钢纤维混凝土预制板(2)之间采用免焊工艺，相邻的超薄钢纤维混凝土预制板(2)之间填充快硬自流平高强砂浆材料(3)。
6.根据权利要求1所述的装配式路面基层快速修复结构，其特征在于：所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)内布设π型支撑筋(7)，所述π型支撑筋(7)的双肢从所述超薄钢纤维混凝土预制板(2)的底侧外露，外露尺寸为5cm。
7.一种采用权利要求1-6任意一项所述的装配式路面基层快速修复结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、调查路面破损情况，包括破损面积和坑槽深度；
S2、根据路面破损面积、基层破损状况和路段交通荷载等级，设计超薄钢纤维混凝土预制板(2)的规格、尺寸和数量；
S3、浇筑超薄钢纤维混凝土预制板(2)并养护至龄期；
S4、局部封闭交通，根据路面破损边界线(9)确定切割线(10)，沿着切割线(10)切割破损路面，凿除破损区域沥青混凝土面层(1)后继续往下凿除10cm；
S5、清理凿除区域建筑垃圾，安装超薄钢纤维混凝土预制板(2)，其中外露π型支撑筋(7)的一面面朝下；
S6、通过调整π型支撑筋(7)的外露长度，使得超薄钢纤维混凝土预制板(2)顶面和凿除区域周边路基结构层顶面标高基本相同；
S7、灌注快硬自流平高强砂浆材料(3)，将相邻的超薄钢纤维混凝土预制板(2)之间的接缝以及板底空间填充密实；
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Non-Patent Citations (1)
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