CN202280007U - 用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构 - Google Patents

用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，包括沥青下面层与水泥稳定粒料基层连接处设有的射钉，还包括缠绕在射钉上的玻璃纤维纱。采用本实用新型的补强沥青路面结构，不仅提高了面层与基层界面的连接强度，而且玻璃纤维纱的使用加强了射钉之间的联系，使路面结构成为一个整体，使其受力均匀；由于缠绕射钉的玻璃纤维纱对路面材料的加筋作用，增加了路面的抗剪切强度，同时减少了路面反射裂缝的发生。

Description

用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构
技术领域
本实用新型涉及道路工程沥青路面中的沥青面层与水泥稳定粒料基层之间的连接结构。 
背景技术
沥青路面施工过程中，水泥稳定粒料基层表面很难清扫干净；透层油渗透深度有限。层间连接处于半连续状态，导致下面层施工过程中出现混合料推移、开裂和松散现象；通车后，在交通荷载作用下沥青层底部产生较大的拉应力，从而发生疲劳破坏。 
已经公布的专利“提高沥青面层与水泥稳定基层界面连接强度的结构和方法”(专利号：ZL200910104999.3)的不足之处在于：连接沥青面层和水泥稳定基层所用射钉之间是孤立的，没有形成“网络”，每个射钉的受力是不均匀的。也不能保证每个射钉都能发挥其作用。 
本实用新型在已有专利ZL200910104999.3的基础上，用玻璃纤维纱对射钉进行有规则的缠绕，不仅加强了射钉之间的联系，使其受力均匀；而且，起到了对路面加筋的作用，增加了路面的抗剪强度。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种沥青面层与水泥稳定粒料基层之间的连接方法。要解决的问题是加强了射钉之间的联系，增强了路面的连续性，提高了层间抗剪强度。 
本实用新型所采用的射钉的类型、射钉的安装设备、评价界面连接性能的试验方法与已有专利ZL200910104999.3相同。 
本实用新型目的通过以下技术方案来实现。 
一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，包括沥青下面层与水泥稳定粒料基层连接处设有的射钉，还包括缠绕在射钉上的玻璃纤维纱。 
优选射钉的排列方式为正方形或三角形。 
所述缠绕在射钉上的玻璃纤维纱将所有射钉连接。 
所述射钉为长40mm～80mm，钉杆直径为3mm～5mm。 
所述射钉射入水泥稳定粒料基层深度为射钉长的1/10～9/10。 
所述的一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构的施工方法，包括以下步骤： 
(1)在路面制作水泥稳定粒料基层；在水泥稳定粒料基层表面射入射钉； 
(2)通过在每个射钉上缠绕玻璃纤维纱，将所有射钉连接起来； 
(3)摊铺和碾压沥青面层。 
所述射钉的排列方式为正方形或三角形。 
所述缠绕玻璃纤维纱的方法优选：进行横向和纵向的缠绕，横向：水平开始进行“S”形缠绕；纵向：垂直开始进行倒“S”形的缠绕，并且玻璃纤维纱在每个射钉上缠绕一圈；。 
所述射钉长为40mm～80mm，射入水泥稳定粒料基层深度为射钉长的1/10～9/10。 
缠绕射钉所采用的玻璃纤维纱可以采用无碱玻璃纤维无捻粗纱。 
玻璃纤维纱直径为0.2～3mm，1.5mm，断裂强度为5kN/m～100kN/m，纵向 断裂伸长率0～4％。 
玻璃纤维纱的缠绕方法采用安装在摊铺机摊铺箱与行走装置(履带或车轮)之间的缠绕设备，可以按照射钉的间距、排列方式来调节玻璃纤维纱的缠绕长度、缠绕方式等技术参数，或者采用人工缠绕玻璃纤维纱。 
本实用新型相对于现有技术所具有的优点及有益效果： 
本实用新型采用缠绕玻璃纤维纱的射钉连接沥青面层与水泥稳定粒料基层，相比已公布专利ZL200910104999.3，由于玻璃纤维纱的使用，不仅提高了面层与基层界面的连接强度，而且玻璃纤维纱的使用加强了射钉之间的联系，使路面结构成为一个整体，使其受力均匀；由于缠绕射钉的玻璃纤维纱对路面材料的加筋作用，增加了路面的抗剪切强度，同时，减少了路面反射裂缝的发生。 
附图说明
图1为射钉连接下面层与基层的路面结构示意图； 
图2为横向向右进行“S”形缠绕的示意图； 
图3为纵向进行倒“S”形缠绕的示意图； 
图4为射钉正方形排列时缠绕结束后形成的图形； 
图5为剪切试验的试件与加载模式； 
图6为剪切试件中射钉排列方式和绕纱的样式； 
图7为疲劳试验的试件与加载模式； 
图8为疲劳试件中射钉排列位置和绕纱的样式。 
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型界面连接性能的评价试验过程作进一步详细说 明。 
实施例1 
本实用新型采用了强度等级为P.C32.5的普通硅酸盐水泥、SBS(I-D)改性沥青、石灰岩集料和矿粉，各项技术指标均满足《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034-2000)、《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。水泥稳定粒料级配为《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034-2000)给出的水泥稳定碎石级配范围的中值，水泥用量为4.5％。沥青混合料级配为《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)给出的AC-20C混合料级配范围中值，沥青用量为4.3％。 
一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，包括沥青下面层与水泥稳定粒料基层连接处设有的射钉，还包括缠绕在射钉上的玻璃纤维纱。 
射钉的排列方式为正方形，所述缠绕在射钉上的玻璃纤维纱将所有射钉连接。采用了四川南山射钉紧固器材有限公司生产的PS52型小平头射钉，长52mm，钉杆直径3.5mm，钉帽直径7.6mm；所述射钉射入水泥稳定粒料基层深度为射钉长的1/10～9/10。 
玻璃纤维纱采用山东泰山玻璃纤维有限公司生产的无碱玻璃纤维无捻粗纱，直径为1.5mm，断裂强度为30kN/m，纵向断裂伸长率4％。 
所述的一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构的施工方法，包括以下步骤： 
(1)在路面制作水泥稳定粒料基层；在水泥稳定粒料基层表面射入射钉； 
(2)通过在每个射钉上缠绕玻璃纤维纱，将所有射钉连接起来； 
(3)摊铺和碾压沥青面层。按现行的《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)规定的工艺摊铺和碾压沥青下面层、中面层和上面层。 
所述射钉的排列方式为正方形。 
所述缠绕玻璃纤维纱的一种方法：进行横向和纵向的缠绕，横向：水平开始进行“S”形缠绕；纵向：垂直开始进行倒“S”形的缠绕，并且玻璃纤维纱在每个射钉上缠绕一圈。 
实施例2 
通过试验评价界面连接性能 
①剪切试验 
通过剪切试验，评价缠有玻璃纤维纱的射钉连接的水泥稳定粒料与沥青混合料叠合梁试件的界面剪切性能，试验模型如图5所示。 
试件制备方法为：试件的大小、制备方法，养生条件和时间、射钉的安装、试件的切割等都与已公布专利ZL200910104999.3相同，只是在射钉安装结束后，用玻璃纤维纱对射钉进行缠绕，缠绕方式按照图2和3所示。射钉的排列方式和绕纱的效果如图4所示。 
在射钉和绕纱完成后的水泥稳定粒料表面上，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)中T 0703-1993试验方法，轮碾成型厚6cm的沥青混合料；室温下放置24h后，切割成长20cm、宽15cm、高15cm叠合梁试件。 
用作对比试验的无缠绕射钉连接的试件制备方法和已公布的专利ZL200910104999.3中试件制备的方法相同。 
剪切试验方法为：首先，将试件在20℃的环境箱中保温6h。然后，用反力架固定水泥稳定粒料试件，如图5所示。在沥青混合料试件底部安装千斤顶， 用千斤顶加载，加载速率为50mm/min。需在20℃的空调房间内进行试验。当施加的最大荷载为P(N)时，界面剪切强度 
Figure BDA0000102185120000061
表1给出了有、无玻璃纤维纱缠绕的剪切试验结果。由表1可见，有绕纱、有射钉连接的沥青混合料与水泥稳定碎石界面的剪切强度比有射钉、无绕纱连接的界面提高了将近1倍。 
表1界面剪切试验结果 
Figure BDA0000102185120000062
②弯曲疲劳试验 
通过疲劳试验评价缠有玻璃纤维纱的射钉连接的水泥稳定粒料和沥青混合料叠合梁试件的界面疲劳性能，试验模型如图7所示。 
试件制备方法为：首先，按照剪切试验相同的方法制作用玻璃纤维纱缠绕射钉连接制成的长300mm、宽300mm、高260mm的双层板。然后再切割成如图7、图8所示的长250mm、宽30mm、高70mm的叠合梁试件。 
用作对比试验的无缠绕的射钉连接的试件制备方法与已公布的专利ZL200910104999.3中试件制作的方法相同。 
疲劳试验方法为：采用应变控制模式的弯曲疲劳试验方法，以沥青混合料与水泥稳定粒料脱开为界面疲劳破坏标准。试验设备为美国生产的MTS 810材料试验机。试验过程中，通过控制小梁试件跨中挠度值来控制试件底部的弯拉应变。加载方法如图7所示，中点加载，支座间距为200mm。加载波形和频率为10Hz连续式半正矢波荷载。应变水平为400微应变。试验温度为15℃。 
表2给出了有、无玻璃纤维纱缠绕的疲劳试验结果。由表2可见，有绕纱、有射钉连接的沥青混合料与水泥稳定碎石界面的剪切强度比有射钉、无绕纱连接的界面提高了1100多次。 
本实用新型的工艺特点是：在沥青混合料下面层摊铺过程中，采用玻璃纤维纱缠绕射钉连接水泥稳定粒料基层和沥青面层。与已实用新型专利ZL200910104999.3中只有射钉起连接作用相比，加强单个射钉之间的联系，增强了面层与基层界面的连接强度，可以显著减小沥青面层底部拉应力；对防止下面层产生推移、开裂和松散等现象的发生有非常明显的效果；而且玻璃纤维纱对射钉进行缠绕之后，起到了对路面加筋和补强的作用，提高了下面层的刚度和抗剪切强度，可以减薄沥青面层厚度并且减少了路面反射裂缝的发生。 
表2界面疲劳试验结果 
Figure BDA0000102185120000081
。

Claims (5)

1.一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，包括沥青下面层与水泥稳定粒料基层连接处设有的射钉，其特征在于：还包括缠绕在射钉上的玻璃纤维纱。
2.根据权利要求1所述的一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，其特征在于：所述射钉的排列方式为正方形或三角形。
3.根据权利要求1或2所述的一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，其特征在于：所述缠绕在射钉上的玻璃纤维纱将所有射钉连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，其特征在于：所述射钉为长40mm～80mm，钉杆直径为3mm～5mm。
5.根据权利要求3所述的一种用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构，其特征在于：所述射钉射入水泥稳定粒料基层深度为射钉长的1/10～9/10。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102505602A (zh) * 2011-10-26 2012-06-20 华南理工大学 用射钉缠绕玻璃纤维纱补强沥青路面的结构及施工方法
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