CN209194267U - 一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，包括由下而上依次设置的垫层，基层和面层，其中垫层采用级配碎石铺筑，基层采用水泥稳定碎石铺筑，其中基层包括分开设置的第一基层和位于第一基层两侧的第二基层；在基层上的面层包括位于中间的水泥混凝土面层，对称设置在水泥混凝土面层两侧的沥青混凝土面层，和设置在沥青混凝土面层两侧的凹型的水泥混凝土面层，凹型的水泥混凝土面层卡合在基层的第二基层上，通过这样的设置，形成了具有抗车辙的轨道区。

Description

一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面

技术领域

本实用新型属于路面工程技术领域，具体涉及一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面。

背景技术

由于我国的汽车总数较多，高速公路的使用频率较高，因而导致路面病害发生的频率较为频繁。而在众多病害当中车辙病害是当今沥青路面的主要病害形式，因此长期以来，如何治理高速公路沥青路面病害是我国高速公路养护工作的一道难题。

所谓车辙，是车辆在路面上行驶后留下的车轮的压痕，可以分为：磨耗型车辙、结构型车辙、失稳型车辙、压密型车辙。磨耗型车辙是在交通车辆轮胎磨耗和环境条件的综合作用下，路面磨损，面层内集料颗粒逐渐脱落产生的；结构型车辙主要是由于基层等路面结构层或路基强度不足，在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形，作用或反射于路面产生的；失稳型车辙是由于在交通荷载产生的剪切应力的作用下，路面层材料失稳，凹陷和横向位移形成的。此类车辙的外观特点是沿车辙两侧可见混合料失稳横向蠕变位移形成的凸缘。一般出现于车辆轮迹的区域内，当经碾压的路面材料的强度不足以抵抗交通荷载作用于它上面的应力、特别是重载车辆高频率通过，路面反复承受高频重载时，极易产生此类车辙。

随着无人驾驶，物联网等技术的发展，高速公路渠道化交通的现象日益加深，从而导致轮载行驶的区域固定，产生轨迹。轨迹两侧的路面结构受到荷载直接作用的可能性较小，而轮迹部分的路面是受荷载作用破坏最严重的区域。

因此可想而知，在无人驾驶迅猛发展的同时，这种基于渠道化交通的车辙病害也必定会日益加剧。然而，有研究表明，这种危害已经不仅仅是一种猜想，而是已经得到了证实。

在我国，渠化交通引起路面车辙显著增加，在温度、轴重和轴载相同时，渠化交通段车辙深度是混合交通段的1.9倍；轴载的重型化加速了车辙的发生，重载作用产生的车辙比轻型荷载大得多，轴载超过1倍，车辙要达到10-15倍；路面的高温度也是车辙的重要影响因素，在40-60℃范围内，温度每升高5℃永久变形增加2倍。

综上所述，由于车辙病害的严重性以及无人驾驶的飞速发展，这种基于渠道化交通的车辙问题必将成为交通领域所面临的一项难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，以解决上述背景技术中的车辙问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，包括由下至上依次铺设的垫层，基层和面层；所述垫层，基层和面层等宽设置；其中，

基层包括第一基层和对称设置在第一基层两侧的第二基层，第二基层的顶部中间位置凸起设置，凸起的顶部与第一基层的顶部平齐；两个第二基层等宽设置，且第二基层的高度为第一基层高度的一半；

面层包括第一面层，第一面层的两侧对称设置有第二面层，两个第二面层等宽设置；两个第二面层的外侧均设置有第三面层，第三面层的底部中间位置设置有凹槽，且凹槽的凹陷深度与第二基层的凸起高度相同，凹槽的凹陷宽度与第二基层的凸起宽度相同。

进一步的，所述垫层为级配碎石层；基层为水泥稳定碎石层。

进一步的，所述面层中的第一面层和第三面层为水泥混凝土面层，第二面层为沥青混凝土面层。

进一步的，所述面层、基层以及垫层的厚度比为3：6：3～4：8：3。

进一步的，所述第二面层与第一面层之间以及第二面层与第三面层之间设置有改性乳化沥青层。

进一步的，所述第一面层、第二面层和第三面层之间宽度比为6：3：2。

进一步的，所述第一面层与第二面层等高设置；第三面层的高度为第一面层和第二面层的1.5～2倍。

进一步的，所述第二基层与第一基层的宽度比为2：15。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提出了一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，适用于交通进一步渠道化的重载公路，与未来交通的无人驾驶相契合。由于行车荷载和大气因素对路面的影响作用，一般随深度而逐渐减弱，本实用新型路面采用面层、基层、垫层，三层结构设计，将品质好的材料铺设在应力较大的上层，品质较差的材料铺设在应力较小的下层，从而提高了路面的稳定性，耐久性；并且利用了水泥混凝土的刚性约束与基层的凸起结构，避免沥青路面产生车辙与疲劳开裂；同时，面层采用三个部分分开设置，充分利用了目前最常见的水泥混凝土和沥青混凝土两种路面形式，降低施工材料成本并且便于后期道路的养护与维修。

进一步的，基层采用水泥稳定碎石，面层采用水泥混凝土和沥青混凝土铺筑而成，充分利用了目前最常见的水泥混凝土和沥青混凝土两种路面形式，降低施工材料成本并且便于后期道路的养护与维修；由于水泥路面比沥青路面寿命较高，本实用新型路面既达到了水泥路面的使用寿命又将沥青路面在行驶中的良好性能得以发挥，并且减少了普通沥青路面在夏季的高温危害。

进一步的，由于面层直接与车辆轮胎接触，暴露在自然环境下，因此面层需要有一定的厚度；而基层的主要作用之一是尽可能的扩散来自面层的荷载应力，因此为了保证路面稳定性，基层的厚度最厚；垫层由于处于最底层，其受到的荷载应力较小，主要作用是改善水稳状况，因此厚度不用太厚，面层、基层和垫层采用3：6：3～4：8：3的厚度比，既发挥了各层应有的作用，同时也简化了施工的难度，方便施工。

进一步的，在第二面层与第一面层和第三面层的交界处设置改性乳化沥青层，可以提高水泥与沥青的粘合性。

进一步的，将面层分为三部分，并采用6：3：2的方式设置，在不影响路面承载能力的情况下，有效提高了轨道化交通的利用率。

附图说明

图1为本实用新型的垫层结构示意图；

图2为本实用新型的基层结构示意图；

图3为本实用新型的混凝土面板设计图；

图4为本实用新型的整体路面结构设计图；

图5为本实用新型的路面结构平面图；

图中，1、垫层，2、基层，3、面层，21、第一基层，22、第二基层，31、第一面层，32、第二面层，33、第三面层，4、交界处。

具体实施方式

下面结合附图以铺筑在普通砂性土路堤上的路面结构为例对本实用新型作进一步详细描述，以下所述长度、宽度和厚度的尺寸均为地理条件与环境气候良好，行车道宽度为375cm的高速公路的路面情况，在实际施工中，可以按照该标准的比例范围对每层及相应路段进行针对设置。

本实用新型一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，包括由下而上依次铺设的垫层1、基层2和面层3，其中垫层1以级配碎石作为主要材料，基层2以多孔水泥混凝土作为主要材料，面层3包括轨道区和非轨道区，其中轨道区采用沥青混凝土铺设，非轨道区采用水泥混凝土铺设。

下面对本实用新型路面的铺设方法进行介绍：

在路面铺设前，需要对路基表面进行清理，使其清洁，干燥，坚实，无松散的石料，并且保证其表面平整。

第一步，首先在路基上铺筑宽为375cm，厚度为15cm的垫层1，如图1所示为垫层1的结构，以级配碎石作为主要材料，进行垫层1的铺筑，在铺筑前需要对级配碎石进行技术鉴定，保证其质量达到设计或者规范要求；用摊铺机将级配碎石铺筑在路基顶层，并用压路机按照规范要求进行碾压，对未达到要求的地方进行重新压实，垫层1压夯完成后，对垫层1的表面进行拉线找平。

第二步，在垫层1上铺设基层2，如图2所示为基层2的结构，以水泥稳定碎石作为基层2主要材料进行铺筑，对已经摊铺好的垫层1表面进行清理，保证其平整、坚实，达到设计规范要求；选取达到规范要求的水泥稳定碎石，在温度不低于0摄氏度的条件下进行施工；

具体方法为：在拌合厂对水泥稳定碎石进行拌合，将拌合好的水泥稳定碎石用运输车运送至施工现场，按照规范要求，用摊铺机将水泥稳定碎石进行摊铺、整形；根据路宽，压路机的车轮宽度，轮距的不同，制定碾压方案；用压路机对摊铺好的基层2进行碾压，碾压次数尽量相同；碾压完成后，设置横向接缝与纵向接缝，同日施工的两工作段的衔接处进行横向接缝处理，前一段拌合整形后，留5～8m不进行碾压；后一段施工时，前段留下未压部分，应再加部分水泥重新拌合，并与后段一起碾压，在必须分两幅施工时进行纵向接缝处理，避免纵向接缝，在前一幅施工时，在两侧用方木模板做支撑，碾压整形后，拆除模板，再进行第二幅的摊铺和碾压。最后根据当地气候条件对基层2进行养生；对基层2进行养生7天之后，用铣刨机对行车道两侧铣刨出两条厚度、宽度均为18cm的凸起，从而增强外侧水泥混凝土面板与基层2之间的抗剪切力。

如图2所示，最后形成由第一基层21和第二基层22两部分组合而成的基层2；其中，第一基层21是厚度为36cm，宽度为295cm的长方形截面；第二基层22分别设置在第一基层21的两侧，第二基层22分为两层，下层为厚度18cm，宽度40cm的长方形截面，上部为宽度与厚度都为18cm的正方形凸起。从而形成宽度为375cm，厚度为36cm的基层。

第三步，铺面板，铺筑水泥混凝土面板即水泥混凝土层，

在铺筑好的基层2上安装水泥混凝土模板，为铺筑水泥混凝土面层做准备；如图3所示，由于此新型路面结构与普通水泥路面结构存在差异，即在每条行车道上均设置有两个轨道区，轨道区上铺筑沥青混凝土；因此需要对水泥混凝土模板进行隔离，将水泥混凝土模板的两侧分别隔离出一个宽度为70cm的模板，用于浇筑沥青混凝土；水泥混凝土模板的第一基层分宽度为155cm，用于浇筑水泥混凝土；模板高度为38cm，厚度宜为5cm；

考虑到与普通水泥路面相比，此路面结构水泥混凝土面板宽度较窄，为了防止在行车过程中面板发生横向剪切，将每块面板长度设置为1～1.5m。

第四步，铺设水泥混凝土面层3，在上述模板安装好之后，在模板内浇筑C30水泥混凝土，按照规范要求对其进行摊铺振捣以及养生；最终在中间形成宽为155cm，厚度为20cm的第一面层31，两边为两个宽度为40cm，厚度为38cm，凹陷处为宽度厚度均为18cm的凹型结构第三面层33。

第五步，交界面处理，水泥混凝土面板与沥青混凝土交界处处理，参考路缘石施工工艺，在水泥面板与沥青混凝土交界处4涂抹改性乳化沥青，以提高水泥与沥青的粘合性。

第六步，铺设沥青混凝土面层3，对第三步所述的预留轨迹区域内的基层2表面进行清洁、干燥处理，保证该轨迹区域内坚实、无松散石料，在合适的温度下分别使用拌合设备、自卸式汽车、沥青混合料摊铺机、压路机对OGFC-13型沥青混凝土进行拌合、运输、摊铺以及碾压。碾压还需分为初压、复压、终压；与水泥混凝土面层相同，沥青混凝土层的长度也同样为1～1.5m。最后按照规范要求对沥青混凝土施工质量进行检查。

最后如图4所示，在行车道的中央形成宽为155cm，厚度为20cm的水泥混凝土第一面层31；在第一面层31两侧的宽度为70cm，厚度为20cm的由沥青混凝土构成的轨道区；在行车道最外侧形成两个具有凹槽结构的水泥混凝土结构，倒扣在基层2的第二基层22部分，形成宽为40cm，厚度为38cm，凹陷处宽度与厚度均为18cm的第三面层33。

铺筑完成后的路面的平面结构如图5所示，可以看出，面层的表面分别采用了水泥混凝土和沥青混凝土构筑，形成了轨道区和非轨道区，从而有效解决了路面车辙现象的发生。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，但本领域的技术人员应当了解到以下内容：技术人员依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，以使得本实用新型能够合理的运用到实际工程中；同时技术人员所做的修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，包括由下至上依次铺设的垫层(1)，基层(2)和面层(3)；所述垫层(1)，基层(2)和面层(3)等宽设置；其中，

基层(2)包括第一基层(21)和对称设置在第一基层(21)两侧的第二基层(22)，第二基层(22)的顶部中间位置凸起设置，凸起的顶部与第一基层(21)的顶部平齐；两个第二基层(22)等宽设置，且第二基层(22)的高度为第一基层(21)高度的一半；

面层(3)包括第一面层(31)，第一面层(31)的两侧对称设置有第二面层(32)，两个第二面层(32)等宽设置；两个第二面层(32)的外侧均设置有第三面层(33)，第三面层(33)的底部中间位置设置有凹槽，且凹槽的凹陷深度与第二基层(22)的凸起高度相同，凹槽的凹陷宽度与第二基层(22)的凸起宽度相同。

2.如权利要求1所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述垫层(1)为级配碎石层；基层(2)为水泥稳定碎石层。

3.如权利要求1所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述面层(3)中的第一面层(31)和第三面层(33)为水泥混凝土面层，第二面层(32)为沥青混凝土面层。

4.如权利要求1或2或3所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述面层(3)、基层(2)以及垫层(1)的厚度比为3：6：3～4：8：3。

5.如权利要求1所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述第二面层(32)与第一面层(31)之间以及第二面层(32)与第三面层(33)之间设置有改性乳化沥青层。

6.如权利要求1所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述第一面层(31)、第二面层(32)和第三面层(33)之间宽度比为6：3：2。

7.如权利要求1或5所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述第一面层(31)与第二面层(32)等高设置；第三面层(33)的高度为第一面层(31)和第二面层(32)的1.5～2倍。

8.如权利要求1或2所述的一种基于渠道化交通的抗车辙新型路面，其特征在于，所述第二基层(22)与第一基层(21)的宽度比为2：15。