一種雙層連續(xù)配筋修補接縫水泥混凝土路面的方法
【專利摘要】本發(fā)明具體公開了一種雙層連續(xù)配筋修補接縫水泥混凝土路面的方法，步驟1確定所需移除軟弱基層，移除軟弱基層；步驟2在混凝土面層中布置加強筋、拉桿和傳力桿；步驟3在原路面橫縫處設(shè)置橫向切縫，在切縫中填充填縫料，防止路表滲水。本發(fā)明采用動力錐貫入儀評價路基強度，故而能準(zhǔn)確確定軟弱路基的厚度（加州承載比CBR值小于100的軟弱層必須被修補）；雙層連續(xù)配筋加強了水泥混凝土路面抵抗重交通荷載的能力；傳力桿和拉桿的傳遞荷載作用，有效降低了板角及板邊受荷的情況。
【專利說明】一種雙層連續(xù)配筋修補接縫水泥混凝土路面的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種雙層連續(xù)配筋修補接縫水泥混凝土路面的方法，具體地涉及一種在軟弱路基支承、表面滲水地段，有效抵抗重交通荷載的雙層連續(xù)配筋水泥混凝土路面的設(shè)計與施工方法，本發(fā)明屬于道路養(yǎng)護(hù)維修領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]在軟弱路基支承、表面滲水地段，采用傳統(tǒng)接縫水泥混凝土路面修補方法的路段常經(jīng)歷著反復(fù)的路面病害。在重交通荷載作用下，出現(xiàn)斷板和路面板之間不同程度的錯臺。這一切顯示傳統(tǒng)的接縫水泥混凝土路面的換板修補方式不能很好的解決路面病害。據(jù)文獻(xiàn)報道，合理的設(shè)計修補接縫水泥混凝土路面能有效提高駕駛舒適性，增強路面結(jié)構(gòu)強度以及延長路面使用壽命。斷板和錯臺常成為路面修補后的早期破壞形式，主要原因來自拉桿和傳力桿的設(shè)計和施工問題和路面板本身強度不夠和軟弱的路基支承。
[0004]隨著交通量和汽車軸載的迅速增加，接縫水泥混凝土路面對路面結(jié)構(gòu)和路基承載能力都提出來更高的要求。一方面要求路面結(jié)構(gòu)本身具有抵抗重交通荷載的能力；另一方面又要求路基承載能力能提供均勻及有力的支承。
[0005]增強路面結(jié)構(gòu)抵抗重交通荷載的能力包括兩方面的內(nèi)容:一是提高路面結(jié)構(gòu)本身的強度；二是減少板角和板邊受荷的情況。而抵抗重交通荷載路面的關(guān)鍵技術(shù)，是路面板加強筋、拉桿和傳力桿的設(shè) 計和應(yīng)用問題。在路基承載能力方面，需要借助動力錐貫入儀(Dynamic Cone Penetrometer)來確定路基軟弱層的厚度，以便于準(zhǔn)確確定路面修補厚度。
[0006]在通過路面狀況調(diào)查評價路面結(jié)構(gòu)承載能力的各項實驗中，通常不采用現(xiàn)場原位試驗來直接評價路基承載能力。本專利引入動力錐貫入儀，能準(zhǔn)確評價路基各結(jié)構(gòu)層的厚度和強度?，F(xiàn)場試驗證明，采用動力錐貫入儀是一種行之有效的無損原位評估實驗方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種有效修補重交通荷載、軟弱路基支承、表面滲水地段接縫水泥混凝土路面病害的方法，并提供該修補方法的施工方法。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種雙層連續(xù)配筋修補接縫水泥混凝土路面的方法:
步驟I確定所需移除軟弱基層，移除軟弱基層；
步驟2在混凝土面層中布置加強筋、拉桿和傳力桿；
步驟3在原路面橫縫處設(shè)置橫向切縫，在切縫中填充填縫料，防止路表滲水。
[0009]所述的步驟I中通過動力錐貫入儀檢測及確定軟弱基層，具體如下:
(1-1)通過動力錐貫入儀檢測貫入率，得到加州承載比CBR
CBR = TmlPR L12 式中，CM為加州承載比，(%) ;/況為動力錐貫入儀測試的貫入率，(mm/錘擊次)。
[0010](1-2)根據(jù)步驟(1-1)得到的參數(shù)，確定出需移除軟弱基層，準(zhǔn)則如下:加州承載比CM值小于100的路基層為軟弱層。
[0011]所述的步驟2加強筋、拉桿和傳力桿的具體布置如下:
所述的加強筋包括上、下兩層，每一層包括橫向鋼筋和縱向鋼筋，所述的上層縱向鋼筋設(shè)置面層的0.6倍面層厚度處，下層縱向鋼筋設(shè)置于面層的0.4倍面層厚度處，在上層縱向鋼筋和下層鋼筋的底部設(shè)有橫向鋼筋。
[0012]所述的0.6倍面層厚度、0.4倍面層厚度均是從面層的最底部開始算起。
[0013]所述的橫向鋼筋間距900mm，位于縱向鋼筋之下，起支承作用。位于路面邊緣的縱向鋼筋至縱縫或面板自由邊的距離為70mm。
[0014]所述的縱向鋼筋的配筋率0.55%以上、縱向鋼筋直徑為19mm。
[0015]所述的縱向鋼筋間距可由配筋率和路面厚度計算得出，計算公式如下:
縱向鋼筋間距=(ds)2/8phc,
式中，ds為鋼筋直徑，Cm) ； P為配筋率；hc為路面厚度，Cm);縱向鋼筋間距的單位為
m0
[0016]所述的傳力桿安裝在路面修補段橫向接縫處，安裝深度為0.5倍現(xiàn)有接縫混凝土路面厚度；且傳力桿的間距為300mm,長度500mm。
[0017]所述的傳力桿的一端安裝有套管。
[0018]所述的拉桿安裝在路面修補段縱向接縫處，安裝深度為0.5倍現(xiàn)有接縫混凝土路面厚度，拉桿的間距為900mm,長度900mm。
[0019]所述的步驟3橫向切縫的具體鋪設(shè)方法如下:
在修補縫中設(shè)置若干橫行切縫，且橫向切縫深度為面層厚度的1/3 ;橫向切縫間距，數(shù)量和位置與相鄰路面板橫向接縫一致。
[0020]所述的橫向切縫設(shè)計指切縫位置與相鄰接縫混凝土路面接縫一致，切縫采用填縫材料防止路表滲水。
[0021]本發(fā)明的有益效果如下:
1.采用動力錐貫入儀評價路基強度，故而能準(zhǔn)確確定軟弱路基的厚度(加州承載比CBR值小于100的軟弱層必須被修補)；
2.雙層連續(xù)配筋加強了水泥混凝土路面抵抗重交通荷載的能力；
3.傳力桿和拉桿的傳遞荷載作用，有效降低了板角及板邊受荷的情況；
4.套管的使用，消除了傳力桿對混凝土板縱向移動的約束，減少了病害；
5.橫向切縫深度為面層厚度的1/3，有效保證了裂縫的形成，有效降低環(huán)境荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力，減少隨機(jī)裂縫的發(fā)生；
6.采用填縫材料有效減少路表滲水，降低唧泥等路基損壞發(fā)生的概率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1.拉桿和傳力桿布置示意圖(尺寸單位:mm)；
圖2拉桿設(shè)計與安裝示意圖(尺寸單位:mm)；
圖3.傳力桿設(shè)計與安裝示意圖(尺寸單位:mm)；圖4切縫示意圖(尺寸單位:mm)；
圖中:1.橫向切縫；2.傳力桿；3.拉桿；4.接縫混凝土路面；5.基層；6.底基層；7.雙層連續(xù)配筋混凝土路面；8.套管；9.縱向鋼筋；10.橫向鋼筋；H’面層厚度；h接縫混凝土路面的厚度。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
路面包括接縫混凝土路面4、基層5、底基層6 ；
本發(fā)明的雙層連續(xù)配筋混凝土路面7的配設(shè)分三個階段:
第一階段為確定所需移除軟弱基層1，移除弱基層1，這一階段主要是采用動力錐貫入儀確定所需移除的路基厚度；
CBR = TmlPR L12
式中，CM為加州承載比，(%) ;/況為動力錐貫入儀測試的貫入率，(mm/錘擊次)。
[0024]第二階段為抵抗重荷載交通的水泥混凝土路面攤鋪，主要是加強筋、拉桿3和傳力桿2的布置；
加強筋包括上、下兩層，每一層包括橫向鋼筋10和縱向鋼筋9，所述的上層縱向鋼筋9設(shè)置面層的0.6倍面層厚度H’處，下層縱向鋼筋9設(shè)置于面層的0.4倍面層厚度H’處，在上層縱向鋼筋和下層鋼筋的底部設(shè)有橫向鋼筋。
[0025]所述的0.6倍面層厚度`、0.4倍面層厚度均是從面層的最底部開始算起。
[0026]橫向鋼筋10間距900mm，位于縱向鋼筋之下，起支承作用；位于路面邊緣的縱向鋼筋至縱縫或面板自由邊的距離為70mm。
[0027]縱向鋼筋間距可由配筋率和路面厚度計算得出，計算公式如下:
縱向鋼筋間距=(ds)2/8phc, (m)
式中，ds為鋼筋直徑，Cm) ； P為配筋率；hc為路面厚度，Cm)
傳力桿安裝在路面修補段橫向接縫處，安裝深度為0.5倍現(xiàn)有接縫混凝土路面厚度h ；且傳力桿的間距為300mm,長度500mm。
[0028]所述的傳力桿的一端安裝有套管8，套管8的使用消除了傳力桿對混凝土路面板縱向移動的約束，減少了病害。
[0029]拉桿安裝在路面修補段縱向接縫處，安裝深度為0.5倍現(xiàn)有接縫混凝土路面4厚度，拉桿的間距為900mm,長度900mm。
[0030]第三階段為橫向切縫I的設(shè)置以及采用填縫料防止路表滲水。
[0031]切縫深度為面層厚度的1/3。
[0032]本發(fā)明提出的雙層鋼筋布局極大的加強了路面結(jié)構(gòu)強度；拉桿和傳力桿的傳遞荷載作用，降低了路面板角和板邊受荷的幾率；套管的使用消除了傳力桿對混凝土路面板縱向移動的約束，減少了病害；與現(xiàn)有路面一致的橫向切縫有效降低了環(huán)境荷載應(yīng)力，預(yù)防橫向隨機(jī)裂縫的產(chǎn)生。本專利提出的修補方法有效地減少在重交通荷載下路面病害的發(fā)生，提高了修補路段的耐久性。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層連續(xù)配筋修補接縫水泥混凝土路面的方法，其特征在于: 步驟I確定所需移除軟弱基層，移除軟弱基層； 步驟2在混凝土面層中布置加強筋、拉桿和傳力桿； 步驟3在原路面橫縫處設(shè)置橫向切縫，在切縫中填充填縫料，防止路表滲水。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟I中通過動力錐貫入儀檢測及確定軟弱基層，具體如下: (1-1)通過動力錐貫入儀檢測貫入率，得到加州承載比CBR CBR = TmlPR L12 式中，CM為加州承載比，％ -,PR為動力錐貫入儀測試的貫入率，_/錘擊次； (1-2)根據(jù)步驟(1-1)得到的參數(shù)，確定出需移除軟弱基層，準(zhǔn)則如下:加州承載比CM值小于100的路基層為軟弱層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟2加強筋的具體布置如下: 所述的加強筋包括上、下兩層，每一層包括橫向鋼筋和縱向鋼筋，所述的上層縱向鋼筋設(shè)置面層的0.6倍面層厚度處，下層縱向鋼筋設(shè)置于面層的0.4倍面層厚度處，在上層縱向鋼筋和下層鋼筋的底部設(shè)有橫向鋼筋； 所述的0.6倍面層厚度、0.4倍面層厚度均是從面層的最底部開始算起。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述的橫向鋼筋間距900mm，位于縱向鋼筋之下，位于路面邊緣的縱向鋼筋至縱縫或面板自由邊的距離為70mm;所述的縱向鋼筋的配筋率0.55%以上、縱向鋼筋直徑為19mm。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述的縱向鋼筋間距可由配筋率和路面厚度計算得出，計算公式如下: 縱向鋼筋間距=(ds)2/8phc； 式中，ds為鋼筋直徑，m ； P為配筋率；hc為路面厚度，m。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟2中的傳力桿安裝在路面修補段橫向接縫處，安裝深度為0.5倍現(xiàn)有接縫混凝土路面厚度；且傳力桿的間距為300mm，長度 500mm。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟2中拉桿安裝在路面修補段縱向接縫處，安裝深度為0.5倍現(xiàn)有接縫混凝土路面厚度，拉桿的間距為900mm，長度900mm。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟3橫向切縫的具體鋪設(shè)方法如下: 在修補縫中設(shè)置若干橫行切縫，且橫向切縫深度為面層厚度的1/3 ;橫向切縫間距，數(shù)量和位置與相鄰路面板橫向接縫一致，且切縫采用填縫材料防止路表滲水。
【文檔編號】E01C11/18GK103452028SQ201310403966
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】陳達(dá)豪, 姚占勇, 孫仁娟, 張曉萌 申請人:山東大學(xué)