CN210657841U - 一种刚柔性无缝路面基层结构 - Google Patents

Abstract

一种刚柔性无缝路面基层结构,路基上设置垫层，垫层上设置有底基层，底基层上设置刚柔性复合基层，底基层和刚柔性复合基层之间设置有双向土工格栅，土工格室通过锚固钢钎固定于底基层上，与土工格栅绑扎相连，土工格室内填充再生混凝土，刚柔性复合基层上设置有混凝土保护层，混凝土保护层上设置有路面面层，本实用新型一方面提高路面耐久性、解决半刚性基层沥青路面裂缝问题，另一方面为建筑垃圾、破碎砾石、风积沙等可循环利用材料提供新的应用途径，解决在路面基层中使用建筑垃圾再生料等材料时强度低的难点。

Description

一种刚柔性无缝路面基层结构

技术领域

本实用新型属于公路路面施工技术领域，具体涉及到一种刚柔性无缝路面基层结构及其施工方法。

背景技术

受传统＂强基薄面＂路面设计思想的影响，我国传统高速公路建设中常采用半刚性基层路面结构，即水稳碎石半刚性结构为基层、上面铺筑沥青混凝土面层，这种结构具有较髙的强度与承载力。但是由于半刚性基层材料的温缩裂缝和干缩裂缝无法避免，基层裂缝顶端的集中应力导致沥青路面产生反射裂缝。反射裂缝是沥青路面裂缝的主要形式，它的存在破坏了路面结构整体性和连续性，并在—定程度上导致了结构强度的削弱。而且随着雨水或雪水的浸入，基层变软，在大量行车荷载反复作用下导致路面强度大大降低，产生冲刷和唧泥等病害。

近年来，为发展循环经济，不少人将建筑垃圾、软弱砾石、风积沙等废弃材料替代碎石应用于路面基层结构，可以缓解天然集料短缺的问题，但是由于这些材料的压碎值、吸水率过高等缺点，导致路面基层的各项路用性能难以满足规范要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,一方面提供一种结构简单、提高路面耐久性、解决半刚性基层沥青路面裂缝问题、提高可再生路用材料的适用性的刚柔性无缝路面基层结构。

另一方面为建筑垃圾、破碎砾石、风积沙等可循环利用材料提供一种新的应用途径，解决在路面基层中使用建筑垃圾再生料等材料时强度低的难点，既减少对天然集料的需求、减少对山体的开采，同时保证其在公路工程中的应用质量。

解决上述技术问题采用的技术方案是：路基上设置垫层，垫层上设置有底基层，底基层上设置刚柔性复合基层，底基层和刚柔性复合基层之间设置有双向土工格栅，土工格室绑扎于双向土工格栅上，土工格室内填充再生混凝土，刚柔性复合基层上设置有混凝土保护层，混凝土保护层上设置有路面面层。

本实用新型的土工格室由多个格室片通过超声波针式焊接而成，焊炬为40cm，高度为20cm。

本实用新型的土工格室的焊缝处每隔0.5～1m设置有锚固钢钎，锚固钢钎插入底基层深度为5～10cm。

本实用新型的锚固钢钎由钢筋弯曲成U形结构。

本实用新型的路面面层采用中粒式密集配沥青混凝土；混凝土保护层采用再生混凝土；刚柔性复合基层内填充风积沙与水泥形成的无骨料混凝土或者采用建筑垃圾再生料作为粗骨料的再生混凝土；底基层采用水泥稳定废旧混凝土再生料或者水泥稳定风积沙材料或者水泥稳定建筑垃圾再生料；垫层采用采用再生细集料或者风积沙铺筑。

本实用新型相比于现有技术具有以下优点：

1、本实用新型针对基层提出了一种刚柔性无缝路面基层结构，在再生混凝土刚性基层中加入柔性土工格室，土工格室是一种三维网格,除具有一般土工加筋材料的作用外,格室还可产生横向限制力及网格壁的摩阻力，土工格室与再生混凝土可构成强大侧向限制的大刚度结构体，再生混凝土起承载作用，土工格室的拉力和柔性可有效防裂，并可产生一种粘固及弹性的架桥作用，这种大刚度板结构可防止复合基层因载重变形，解决了再生材料作为粗集料的基层强度不足的难题。

2、土工格室在刚性基层内部形成自然节理，在发生较大收缩时，利用土工格室的拉力和柔性约束内部混凝土微裂缝的延展，避免基层发生不规则干缩温缩开裂。

3、本实用新型采用预置节理替代刚性基层的接缝，避免了基层接缝处产生的应力集中而导致的反射裂缝。

4、本实用新型在复合基层底部铺设双向土工格栅，土工格室与土工格栅绑扎起来可形成三维结构，可以互相约束，充分发挥两种土工筋材的优势，很好地提高了基层承载力，缓解因地基大变形和不均匀沉降而发生的破坏。

5、本实用新型采用双向土工格栅可以将底基层与基层合理的分隔开，提高基层的抗剪强度，可防止底基层的裂缝向上扩展，有效的预防了反射裂缝的形成。

6、本实用新型以土工格室和双向土工格栅作为加筋基层材料，以再生混凝土作为填料，可利用建筑垃圾再生料、破碎砾石、砂岩、风积沙等废弃材料作为集料，实现了对可再生材料的循环利用，不但能够缓解天然集料紧缺的情况，同时也有助于解决建筑垃圾等废弃物的处理问题，本实用新型不受材料限制，适用性广，不局限于提高集料材料性能来提高路面耐久性。

7、本实用新型是一种主动型的抵抗沥青路面开裂预防性养护方法，能够持久的维持路面结构不发生开裂破坏，延长沥青路面的使用寿命，降低了养护成本，提高了质量，且本实用新型结构简单，节约资源，便于施工，经济实惠。

附图说明

图1是本实用新型实施例中涉及的路面横断面剖面结构示意图。

图2是本实用新型实施例中涉及的锚固钢钎3-4布置示意图；

图3是本实用新型实施例中涉及的土工格室3-2与锚固钢钎3-4的连接示意图；

图4是本实用新型实施例中涉及的土工格室再生混凝土复合基层施工流程图。

图中：1、路面面层；2、混凝土保护层；3、刚柔性复合基层；3-1、再生混凝土；3-2、土工格室；3-3、双向土工格栅；3-4、锚固钢钎；4、底基层；5、垫层；6、路基。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

二级公路旧路“白改黑”路段，粗集料采用现场破碎处理的旧路面层水泥混凝土再生料，为了保证集料质量，规定采用移动式破碎机进行破碎，一级颚破、二级反击破，一级吸附除尘设施生产再生集料，处理后再生混凝土集料最大粒径不得超过31.5mm。

在图1～3中，本实用新型一种刚柔性无缝路面基层结构,在路基6上铺筑垫层5，本实施例的所述垫层5采用再生细集料垫层，粒径不得大于5mm，含泥量不超过5％，厚度为5cm，垫层5上铺筑有底基层4，底基层4采用水泥稳定废旧混凝土再生料，厚度为20cm，底基层4上铺筑刚柔性复合基层3，本实施例的刚柔性复合基层3的厚度为20cm，底基层4和刚柔性复合基层3之间放置有双向土工格栅3-3，双土工格栅3-3的材料为玻璃纤无碱无捻粗纱，其网格尺寸不得大于集料最大粒径，土工格室3-2绑扎于双向土工格栅3-3上，土工格室3-2的材料为高密度聚乙烯，土工格室3-2内填充再生混凝土3-1，再生混凝土3-1由旧路面层水泥混凝土再生料作为粗集料拌制而成，土工格室3-2由多个格室片通过超声波针式焊接而成，焊炬为40cm，高度为20cm，土工格室3-2的焊缝处每隔0.5～1m设置有锚固钢钎3-4，锚固钢钎3-4插入底基层深度为5～10cmm，其作用在于固定土工格室3-2以充分发挥其三维立体的特性，锚固钢钎3-4采用直径18mm长度30mm的R235钢筋弯曲成U形结构。刚柔性复合基层3上铺筑有混凝土保护层2，混凝土保护层2由再生混凝土3-1铺筑，混凝土保护层2上铺筑有路面面层1，路面面层1采用中粒式密集配沥青混凝土，厚度为9cm。

实施例2

上述实施例1中，本实施例适用于在沙漠路段，可合理开发并有效利用当地的特细砂资源，混凝土保护层2采用风积沙无骨料混凝土，厚度为5cm；刚柔性复合基层3利用风积沙与水泥形成的无骨料混凝土填充于土工格室3-2中而形成，厚度为25cm；底基层4采用水泥稳定风积沙材料，厚度为15cm；垫层5采用风积沙铺筑，厚度为5cm。其余各零部件以及零部件的连接关系与实施例1完全相同。

实施例3

上述实施例1中，本实施例采用建筑垃圾再生料作为集料应用于基层结构中，有助于解决建筑垃圾等废弃物的处理问题，刚柔性复合基层3采用建筑垃圾再生料作为粗骨料的再生混凝土，底基层4采用水泥稳定建筑垃圾再生料，水泥稳定建筑垃圾再生集料应洁净、均匀、无毒、无污染，其中砖块与废弃混凝土的质量比值不得大于6:4，粒径不得大于31.5mm，压碎值不得大于50％。其余各零部件以及零部件的连接关系与实施例1完全相同。

本实用新型一种刚柔性无缝路面基层结构的施工方法，由以下步骤组成：

S1、按照施工设计图纸进行测量放线，标出路线的边线，填筑范围，做好永久和临时的排水工作；

S2、将路基6碾压至设计标高；

S3、在路基6上铺筑垫层5，垫层采用再生混凝土细集料，含泥量不大于5％，铺设粒径不大于5mm的再生细骨料形成厚度为50mm的垫层，将垫层压实至设计标高；

S4、铺筑底基层4，采用水泥稳定建筑垃圾再生集料，水泥稳定再生集料的最大干密度和最佳含水量采用DB61/T529中的垂直振动成型方法确定，水泥稳定建筑垃圾再生料的7d无侧限抗压强度应满足公路沥青路面设计规范(JTG D50-2017)要求，施工时严格按照试验确定的配合比进行拌和，将底基层碾压至设计高度。

S5、在底基层4上铺设双向土工格栅3-3；在验收合格的底基层4表面进行处理，洒水湿润，对底基层4顶面松散地方进行彻底清除，避免产生层间软弱夹层，对底基,4表面进行凿毛处理，按照单位面积撒布水泥(一般为1～2kg/m²)，处理完成后按照设计图纸将土工格栅3-3在底基层4上部平顺展开，所用土工格栅3-3网格尺寸应不大于建筑垃圾再生集料的最大粒径，铺设时要力求平整、无褶皱、尽量张紧。

S6、铺设土工格室3-2，将土工格室3-2在双向土工格栅3-3上部平顺展开，充分张开格室组件，沿格室顶部每0.5m～1m处采用钻孔机预先打孔，利用铁锤将锚固钢钎3-4固定，并将双向土工格栅3-3与土工格室3-2绑扎相连；本实施例中，是采用高强钢丝将双向土工格栅3-3交叉处与土工格室3-2穿孔处绑扎连接，保证荷载施加后加筋结构处于良好受力状态，使筋材更好的发挥作用，土工格室3-2完全张开后，还需用锚固钢钎3-4固定四周，中间按梅花形(2m*2m)采用锚固钢钎3-4固定，锚固钢钎3-4成孔位置，必须位于土工格室3-2对角上方，以保证土工格室3-2重量能传到钢钎上，土工格室3-2与土工格室3-2之间必须完全连接，以形成片，连成一个整体，布置完土工格室3-2和锚固钢钎3-4之后，在混合料填入之前，应对布置位置及尺寸进行检验，按照设计图纸的要求，检验布置位置、间距，网中锚固钢钎3-4布置间距及固定效果。

S7、浇筑建筑垃圾再生混凝土3-1；所配置的再生料建筑垃圾混凝土强度不得低于C10，并确保混凝土的工作性满足规范要求，利用摊铺机将混凝土填入土工格室3-2中，并初步整平，土工格室3-2填料虚填厚度控制在20～30cm，高于土工格室3-2上表面5～10cm，形成混凝土保护层2，土工格室3-2未填料前，严禁机械设备在其上行驶，填料完成后采用人工挂线，进行精确整平。

土工格室3-2建筑垃圾再生料的压实采用重型振动压路机，直线路段先两侧后中间，曲线段先内侧后外侧，进行反复碾压，碾压遍数不少于6～8次，碾压的纵向行与行之间重叠0.5m，前后相邻区段重叠2m以上，压实应均匀，按设计要求控制密实度，保证其平整度和稳定性。

S8、铺筑路面面层1，基层养护完成，对混凝土保护层2表面进行拉毛处理后即可铺筑路面面层1。

本实用新型按上述施工方法铺筑了1km试验段，在施工完成一年后，试验段沥青面层表面并未产生反射裂缝，而采用半刚性基层沥青路面结构的相同路段平均1km出现了10～15条反射裂缝。

本实用新型施工方法采用建筑垃圾再生料替代碎石形成水泥稳定类底基层与再生混凝土基层填料，其他可再生材料如破碎砾石、沙岩、风积沙等材料的施工方法与其类似，只在材料的再生处理措施上有所区别。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种刚柔性无缝路面基层结构,其特征在于：路基(6)上设置垫层(5)，垫层(5)上设置有底基层(4)，底基层(4)上设置刚柔性复合基层(3)，底基层(4)和刚柔性复合基层(3)之间设置有双向土工格栅(3-3)，土工格室(3-2)绑扎于双向土工格栅(3-3)上，土工格室(3-2)内填充再生混凝土(3-1)，刚柔性复合基层(3)上设置有混凝土保护层(2)，混凝土保护层(2)上设置有路面面层(1)。

2.根据权利要求1所述的一种刚柔性无缝路面基层结构，其特征在于：所述的土工格室(3-2)由多个格室片通过超声波针式焊接而成，焊炬为40cm，高度为20cm。

3.根据权利要求2所述的一种刚柔性无缝路面基层结构，其特征在于：所述的土工格室(3-2)的焊缝处每隔0.5～1m设置有锚固钢钎(3-4)，锚固钢钎(3-4)插入底基层深度为5～10cm。

4.根据权利要求3所述的一种刚柔性无缝路面基层结构，其特征在于：所述的锚固钢钎(3-4)由钢筋弯曲成U形结构。

5.根据权利要求1所述的一种刚柔性无缝路面基层结构，其特征在于：所述的路面面层(1)采用中粒式密集配沥青混凝土；混凝土保护层(2)采用再生混凝土(3-1)；刚柔性复合基层(3)内填充风积沙与水泥形成的无骨料混凝土或者采用建筑垃圾再生料作为粗骨料的再生混凝土；底基层(4)采用水泥稳定废旧混凝土再生料或者水泥稳定风积沙材料或者水泥稳定建筑垃圾再生料；垫层(5)采用采用再生细集料或者风积沙铺筑。

Images