專(zhuān)利名稱(chēng)：設(shè)置透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新建水泥砼路面技術(shù)，尤其是設(shè)透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法。
水泥砼路面是機(jī)場(chǎng)和道路最主要的路面結(jié)構(gòu)之一，水泥砼路面一次性投資巨大，維修養(yǎng)護(hù)困難，一旦破壞，必將造成巨大的損失。斷裂破壞是水泥砼路面最主要的破壞形式，也是制約水泥砼路面發(fā)展的主要原因。
傳統(tǒng)的水泥砼路面模型假定水泥砼面層與基層為光滑接觸，即在接觸面上，面層與基層沿法向的位移和法向的力相等，而沿切向可以有相對(duì)滑動(dòng)，且切向剪力忽略不計(jì)。傳統(tǒng)路面理論主要依據(jù)面層砼的抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度作為控制面層裂紋出現(xiàn)的指標(biāo)。
但是，按現(xiàn)行方法新建水泥砼路面時(shí)，是將水泥砼直接澆筑在基層或路基表面，這就造成實(shí)際路面結(jié)構(gòu)與路面理想模型之間存在巨大差異，通過(guò)對(duì)水泥砼路面破壞過(guò)程的分析表明，這種差異正是造成路面破壞的重要原因，這是因?yàn)榈谝?、路面設(shè)計(jì)模型將路面與基層或路基的接觸面理想化為光滑接觸面，在光滑接觸面上，面層和基層可以相互滑動(dòng)，而實(shí)際的接觸面凹凸不平，它極大地阻止了砼的自由收縮和溫度變形，使得砼面層常常因?yàn)轫抛陨淼氖湛s變形和溫度變形而產(chǎn)生裂紋；第二、實(shí)際砼面層澆筑在基層上，面層底面的砼強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律受到很多因素的影響，與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)試件的強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律不同，將實(shí)驗(yàn)室砼標(biāo)準(zhǔn)試件的抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度作為控制砼面層開(kāi)裂的設(shè)計(jì)指標(biāo)，與實(shí)際情況存在很大差異；第三、路面設(shè)計(jì)模型假定接觸面上下的面層與基層(或路基)各自完好無(wú)損，而實(shí)際情況是，在基層上直接澆筑砼后，由于水泥砂漿滲入基層或路基，必然在面層與基層(或路基)之間產(chǎn)生一過(guò)渡層，在砼澆筑后的早期，面層和基層通過(guò)過(guò)渡層連為一體，它們之間不能互相滑動(dòng)，隨著砼的收縮、溫度變形和荷載的作用，最終會(huì)導(dǎo)致過(guò)渡層的破壞而使面層和基層分離，分離后的面層和基層均各自在接觸面的上下表面嚴(yán)重?fù)p傷，且存在大量的缺陷和表面裂紋，這種缺陷和表面裂紋將引起砼面層在低應(yīng)力水平下的斷裂破壞和疲勞破壞，所以，面層與基層在接觸面附近各自完好無(wú)損的假定與實(shí)際情況差別巨大。
本發(fā)明的目的在于顯著提高砼面板的抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度，消除薄弱過(guò)渡層的存在，大幅度提高水泥砼面層的結(jié)構(gòu)承載能力，根本上減少路面的斷裂破壞，提高路面質(zhì)量和耐久性。為此，特提供一種設(shè)透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)，由水泥砼面層、基層、隔離層、結(jié)合層組成，其結(jié)構(gòu)基層上鋪有一層能透水濾漿的隔離層、隔離層上有絲網(wǎng)或織物的結(jié)合層，結(jié)合層上有水泥砼面層。
其施工方法是在經(jīng)碾壓找平后的基層表面鋪設(shè)一層透水濾漿的薄層隔離層，再在隔離層上鋪設(shè)一層絲網(wǎng)或織物結(jié)合層，在結(jié)合層上直接澆筑水泥砼面層。
本發(fā)明所指透水濾漿隔離層是指具有透水、吸水但能過(guò)濾掉水泥砂漿中的水泥顆粒及其它固體顆粒的有紡或無(wú)紡織物。
本發(fā)明所指結(jié)合層是指能透水并與水泥砂漿一同凝結(jié)后，能與砼面層板底自然牢固粘結(jié)或結(jié)合的有紡或無(wú)紡織物或絲網(wǎng)。
本發(fā)明與已申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利“設(shè)置隔離層和結(jié)合層的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)和施工方法”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0113169.9)的根本區(qū)別在于第一、前一個(gè)發(fā)明專(zhuān)利中的隔離層特指不滲漏水和水泥砂漿的薄膜、卷材、織物，而本發(fā)明中的隔離層是透(漏)水、吸水但能過(guò)濾掉水泥砂漿中的水泥顆粒及其它固體顆粒的有紡或無(wú)紡織物；第二、前一個(gè)發(fā)明專(zhuān)利中只要求結(jié)合層能和砼面層底面結(jié)合，而本發(fā)明中的結(jié)合層必須能夠透水。
發(fā)明人在進(jìn)一步對(duì)已申請(qǐng)的前一個(gè)發(fā)明的研究中得到了一個(gè)國(guó)內(nèi)外從未報(bào)道過(guò)的重要發(fā)現(xiàn)，從而提出了本發(fā)明。這一發(fā)現(xiàn)是在模擬路面實(shí)際養(yǎng)護(hù)條件的情況下，設(shè)置透水濾漿隔離層的砼試件的抗折強(qiáng)度比實(shí)驗(yàn)室砼標(biāo)準(zhǔn)試件(包括設(shè)置防水隔離層的砼試件)的抗折強(qiáng)度有驚人的提高。
水泥砼發(fā)展100余年來(lái)，水泥砼凝結(jié)過(guò)程中通過(guò)透水濾漿隔離層與基層發(fā)生吸排水作用而使抗折強(qiáng)度顯著增長(zhǎng)這一現(xiàn)象在國(guó)內(nèi)外還從未報(bào)道過(guò)，發(fā)明人在對(duì)設(shè)置隔離層的路面的研究中，發(fā)現(xiàn)了這一奇特現(xiàn)象并得到大量實(shí)驗(yàn)的充分證實(shí)，尤其是在和路面實(shí)際養(yǎng)護(hù)條件相似的情況下，抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)尤為顯著，因此，本發(fā)明具有十分顯著的意義。水泥砼路面是以砼面層抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度為設(shè)計(jì)指標(biāo)，而抗折疲勞強(qiáng)度又與抗折強(qiáng)度有固定的關(guān)系，因此，透水濾漿隔離層的設(shè)立，不僅會(huì)顯著提高面層的抗折強(qiáng)度，而且會(huì)顯著提高面層的抗折疲勞強(qiáng)度。本發(fā)明將從根本上提高路面的承載能力。
如下兩個(gè)典型實(shí)驗(yàn)充分證明了這一點(diǎn)1、砼試件的抗折試驗(yàn)為了對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)試件與設(shè)置隔離層試件強(qiáng)度的區(qū)別，我們采用了3種砼試件，(1)成型在側(cè)板和底板均為鋼模板的標(biāo)準(zhǔn)試模中的砼標(biāo)準(zhǔn)試件；(2)保留鋼模側(cè)板，去掉鋼模底板，成型于水平基層表面的防水隔離層上的試件；(3)保留鋼模側(cè)板，去掉鋼模底板，成型于水平基層表面的透水濾漿隔離層上的試件。三種試件的尺寸完全相同，僅試件底面的狀態(tài)不同，選定了三種常見(jiàn)的穩(wěn)定粒料基層。通過(guò)對(duì)數(shù)十組上百個(gè)試件的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第一、同一配合比的砼試件在與道路實(shí)際養(yǎng)護(hù)情況相似的情況下(即澆筑后每天對(duì)試件進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù))，設(shè)置防水隔離層的試件與砼標(biāo)準(zhǔn)試件的抗折強(qiáng)度一致，但設(shè)置透水濾漿隔離層的砼試件的7天抗折強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)試件和設(shè)置防水隔離層試件的7天抗折強(qiáng)度普遍高25％以上，最高組高達(dá)83％，28天后抗折強(qiáng)度普遍提高20％以上，最高組高達(dá)53％。
第二，砼試件成型一至二天后入水養(yǎng)護(hù)，設(shè)置透水濾漿隔離層的砼試件的抗折強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)試件和設(shè)置防水隔離層試件的7天抗折強(qiáng)度一般高10％以上，最高組高達(dá)25％，28天后抗折強(qiáng)度一般提高10％以上，最高組高達(dá)37％。
2、路面板脫空實(shí)驗(yàn)為了進(jìn)一步驗(yàn)證透水濾漿隔離層的設(shè)置對(duì)抗折強(qiáng)度的影響，在設(shè)置防水隔離層和透水濾漿隔離層的基層上澆筑了兩組共10塊90cm×40cm×10cm的小型路面板，澆筑后灑水養(yǎng)護(hù)，與實(shí)際路面的養(yǎng)護(hù)條件相似，在對(duì)路面板進(jìn)行脫空壓測(cè)實(shí)驗(yàn)后，測(cè)得設(shè)置透水濾漿隔離層的路面板比防水隔離層的路面板抗彎承載力高27％。
本發(fā)明除了具有顯著提高水泥砼面層抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度的作用外，還具有已申請(qǐng)的前一個(gè)發(fā)明專(zhuān)利“設(shè)置隔離層和結(jié)合層的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)和施工方法”的其它優(yōu)點(diǎn)，即第一、使面層與基層在接觸面盡可能光滑接觸，使砼面層能自由交形，減少砼面層由收縮和溫度變形引起的斷裂破壞；第二、使面層和基層(或路基)各自在接觸面附近保持完好無(wú)損，減少砼面層在低載荷水平下的斷裂或疲勞破壞；第三，結(jié)合層與砼面層粘結(jié)或結(jié)合緊密后，便在砼面層底面形成了一層加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的作用在于延緩面層的開(kāi)裂并阻止裂紋的進(jìn)一步發(fā)展。第四，隔離層和結(jié)合層的設(shè)立，既可減小基層破壞對(duì)水泥砼面層的影響也可減少水泥砼面層破壞對(duì)基層的影響。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有施工簡(jiǎn)單，取材方便，成本低，顯著提高水泥砼面層抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度，路面質(zhì)量高，能有效提高路面承載能力和減少斷裂破壞等特點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖
和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
附圖為本發(fā)明的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-水泥砼面層2-基層3-隔離層4-結(jié)合層如附圖所示，隔離層3上有結(jié)合層4和水泥砼面層1、下有基層2。
在新建水泥砼路面時(shí)，直接在經(jīng)碾壓找平后的基層2表面用手工或機(jī)器鋪設(shè)一層均勻、平整的具有透水、吸水但能過(guò)濾掉水泥砂漿中的水泥顆粒及其它固體顆粒的有紡或無(wú)紡織物形成隔離層3，再在透水濾漿隔離層3上用手工或機(jī)器鋪設(shè)一層均勻、平整的能透水并與水泥砂漿一同凝結(jié)后，能與水泥砼自然牢固粘結(jié)或結(jié)合的織物或絲網(wǎng)形成結(jié)合層4，再在結(jié)合層4上直接澆筑水泥砼面層1。這樣便形成了一種在基層2和水泥砼面層1之間設(shè)置透水濾漿隔離層3和結(jié)合層4的水泥砼路面結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1．一種設(shè)透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法，其特征是由水泥砼面層(1)、基層(2)、隔離層(3)、結(jié)合層(4)組成，其結(jié)構(gòu)基層(2)上鋪有一層能透水濾漿的隔離層(3)，隔離層(3)上有絲網(wǎng)或織物的結(jié)合層(4)，結(jié)合層(4)上有水泥砼面層(1)。
2．一種設(shè)透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法，其特征是施工方法在經(jīng)碾壓并找平后的基層(2)表面鋪設(shè)一層透水濾漿的薄層隔離層(3)，再在隔離層(3)上鋪設(shè)一層絲網(wǎng)或織物結(jié)合層(4)，在結(jié)合層(4)上直接澆筑水泥砼面層(1)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)置透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法，其特征是薄層隔離層(3)能透水濾漿，即由能透水、吸水但能過(guò)濾掉水泥砂漿中的水泥顆粒及其它固體顆粒的有紡或無(wú)紡織物形成隔離層。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)置透水濾漿隔離層和結(jié)合層的水泥砼路面結(jié)構(gòu)及施工方法，其特征是絲網(wǎng)或薄膜結(jié)合層(4)能透水并在水泥砂漿凝結(jié)后，能與水泥砼面層板底自然牢固粘結(jié)或結(jié)合的絲網(wǎng)、有紡或無(wú)紡織物形成結(jié)合層。
全文摘要
本發(fā)明,其結(jié)構(gòu)基層2上鋪有一層能透水濾漿的隔離層3,隔離3上有絲網(wǎng)或織物的結(jié)合層4,結(jié)合層4上有水泥砼面層1。施工方法在經(jīng)碾壓并找平后的基層2表面鋪設(shè)一層透水濾漿的隔離層3,再在隔離層3上鋪設(shè)一層絲網(wǎng)或織物的結(jié)合層4,在結(jié)合層4上直接澆筑水泥砼面層1。具有施工簡(jiǎn)單,取材方便,成本低,顯著提高水泥砼面層抗折強(qiáng)度和抗折疲勞強(qiáng)度,路面質(zhì)量高,能有效提高路面承載能力和減少斷裂破壞等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01C7/32GK1310265SQ0110712
公開(kāi)日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2001年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月14日
發(fā)明者易志堅(jiān), 唐伯明, 楊慶國(guó) 申請(qǐng)人:易志堅(jiān), 唐伯明, 楊慶國(guó)