一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法，涉及公路工程混凝土路面破损养护维修技术领域，本发明专利技术设置凸型坑槽修补结构，在改善新旧混凝土面板接缝之外的区域的层间接触状态的基础上，重载及环境耦合作用下，有效改善水泥路面新旧板接缝区域的受力特征，在面层或者接缝处产生裂缝时，复合隔离层中的防水薄膜层防止水流到基层中，防止在行车荷载作用下，路面板产生泵吸

【技术实现步骤摘要】
一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法


[0001]本专利技术涉及公路工程混凝土路面破损养护维修
，具体为一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法
。

技术介绍

[0002]当前混凝土路面修补主要采取划线切割
—
凿除破损混凝土
—
浇筑修补混凝土这一方式，未对修补区域混凝土路面与路基接触状态进行处理，同时未对新旧混凝土面板接缝处进行处理，这一处理方式，不符合我国水泥混凝土路面弹性半空间地基上小挠度薄板设计理论，它假设面层与基层间为竖向连续光滑接触，即在变形过程中面板与基层接触面始终吻合，面板与基层的竖向位移相等，且在面板与基层的接触面上没有摩擦阻力的存在
。
[0003]而当前水泥混凝土路面修补摊铺混凝土面层时，水泥浆通过基层裂缝渗入基层内，在基层与面层间形成一种强度较弱的过渡层，过渡层使得基层与水泥混凝土面层之间存在很高的摩擦作用
。
新旧混凝土接缝处底部更是作为薄弱区域，在重载荷交通反复作用
、
温度或湿度梯度产生的翘曲应力或者干缩应力因素情况下产生应力集中，板底受到弯拉应力，由于应力集中而产生裂纹，在裂纹贯穿板厚的瞬间，混凝土板在裂纹两端附近的拉应力完全释放，就像一个拉紧的弹簧突然断开一样，混凝土板将产生巨大的回复力而使面层回缩，这种突然产生的回复力是非常大的
。
由于过渡层的存在将面层和基层粘接成了整体，因此，基层将阻止这种回复运动，这就必然在连结界面附近产生巨大的剪切力，剪切力的作用将很快使面层和基层之间的界面形成水平方向的裂纹，这一裂纹将使面层与基层沿过渡层分离，出现分离界面；
[0004]层间过渡层破碎后，破碎层会发生非均匀膨胀，加剧路面非均匀脱空，使路面承载力下降；水沿路面接缝或裂缝进入面层与基层的界面后，在车辆荷载冲击作用下，会引起破碎层的冲刷脱空，使面层与基层接触状况进一步恶化，水泥混凝土路面修补结构的破坏速度变快，从而使得水泥混凝土路面修补结构的使用寿命较短，修补效果不佳
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的水泥混凝土路面修补结构易产生二次破损的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法，其特征在于，该方法包括：
[0008]路面修补结构组合，包括凸型坑槽
、
基层
、
多层土工布层与防水薄膜层结合组成的复合隔离层
、
砂浆找平层
、
加强筋
、
传力杆
、
注浆层
、
预埋压力盒以及混凝土面层，其中：
[0009]a.
凸型坑槽由凿除破损混凝土路面
、
待修补部分凿除基层组成，待修补部分凿除基层面积大于破损面层凿除面积，待修补部分凿除基层边界超出上层切割线并与原有面层底部组成空腔；
[0010]b.
基层顶面经部分凿除后出现粗糙表面后，使用砂浆对基层粗糙顶面进行平层并形成找平层；
[0011]c.
多层土工布层与防水薄膜层结合组成的复合隔离层位于凸型坑槽内找平层上；
[0012]d.
传力杆采用
U
型传力杆，与加强筋配合，
U
型传力杆
‑
加强筋复合结构安装时，传力杆
‑
加强筋的传力杆功能端插入钻孔内，加强筋功能端随之插入空腔内，传力杆
‑
加强筋复合结构在行车方向纵向排列，修补结构两侧边角处适当加密布置，通过横向加强筋焊接使之形成整体结构；
[0013]e.
注浆层由具有弹性的注浆袋构成，注浆袋尺寸与空腔尺寸一致，注浆袋靠近加强筋的一侧开设两个连接孔
A
和两个连接孔
B
，弹性注浆袋外表面布置有小型网状管路，小型网状管路上设置有均匀分布小孔，网状管路呈井字结构并均匀分布于弹性注浆袋表面
。
[0014]优化修补施工方法，包括：
[0015]步骤
1、
施工边界确定，受损旧水泥混凝土路面切割破除；
[0016]步骤
2、
路基顶面夯实
、
找平；
[0017]步骤
3、
压力盒预埋；
[0018]步骤
4、
隔离层铺设；
[0019]步骤
5、
加强筋
‑
传力杆安装；
[0020]步骤
6、
注浆层铺设；
[0021]步骤
7、
修补材料浇筑
。
[0022]本专利技术进一步地设置为：所述施工边界确定，受损旧水泥混凝土路面切割破除步骤中，待修补部分凿除基层边界与原有面层底部组成的空腔，在行车方向上长度大于
0.5m
小于
1m
，高度大于
5cm
小于
20cm
；
[0023]本专利技术进一步地设置为：所述压力盒预埋步骤中，在修补区域中心，基层顶面位置布置一个预埋压力盒，在修补区域边角两侧位置，基层顶面位置分别布置一个预埋压力盒，压力盒位于复合隔离层下，基层顶面上；对应的，在空腔区域，位于空腔顶面中心区域，以及临近修补接缝一侧的两个边角分别布置预埋压力盒；
[0024]本专利技术进一步地设置为：所述隔离层铺设步骤中，多层土工布层具体为两层，第一层土工布位于找平层上，防水薄膜层位于第一层土工布上，第二层土工布位于防水薄膜层上，两层土工布与一层防水薄膜形成复合隔离层夹层结构，复合隔离层边界粘结处理，多层土工布层与防水薄膜层结合组成的复合隔离层位于凸型坑槽内找平层上，铺设面积等于被凿除部分路基面积，一端深入原有混凝土路面与被凿除部分基层所夹成的空腔内并紧贴基层一侧；
[0025]本专利技术进一步地设置为：所述加强筋
‑
传力杆安装步骤中，空腔铺设完复合隔离层后，在原有混凝土路面切割面一侧钻孔，将
U
型传力杆
‑
加强筋复合结构安装，传力杆
‑
加强筋的传力杆功能端插入钻孔内，加强筋功能端随之插入空腔内，传力杆
‑
加强筋复合结构在行车方向纵向排列，修补结构两侧边角处适当加密布置，横向加强筋焊接构成整体结构；
[0026]本专利技术进一步地设置为：所述注浆层铺设步骤中，具体的，首先将
L
型注浆管出浆口一端连接弹性注浆袋，分别连接接口
A
与接口
B
，将弹性注浆袋放置入空腔区域，位于复合隔离层以及加强筋上，注浆口另一端朝上并高出原有路面标高；
[0027]本专利技术进一步地设置为：所述注浆层铺设步骤中，整平修补区域隔离层并清理干
净接缝表面浮渣，在进行混凝土浇筑前，通过接口
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法，其特征在于，该方法包括：路面修补结构组合，包括凸型坑槽
、
基层
、
多层土工布层与防水薄膜层结合组成的复合隔离层
、
砂浆找平层
、
加强筋
、
传力杆
、
注浆层
、
预埋压力盒以及混凝土面层，其中：
a.
凸型坑槽由凿除破损混凝土路面
、
待修补部分凿除基层组成，待修补部分凿除基层面积大于破损面层凿除面积，待修补部分凿除基层边界超出上层切割线并与原有面层底部组成空腔；
b.
基层顶面经部分凿除后出现粗糙表面后，使用砂浆对基层粗糙顶面进行平层并形成找平层；
c.
多层土工布层与防水薄膜层结合组成的复合隔离层位于凸型坑槽内找平层上；
d.
传力杆采用
U
型传力杆，与加强筋配合，
U
型传力杆
‑
加强筋复合结构安装时，传力杆
‑
加强筋的传力杆功能端插入钻孔内，加强筋功能端随之插入空腔内，传力杆
‑
加强筋复合结构在行车方向纵向排列，修补结构两侧边角处适当加密布置，通过横向加强筋焊接使之形成整体结构；
e.
注浆层由具有弹性的注浆袋构成，注浆袋尺寸与空腔尺寸一致，注浆袋靠近加强筋的一侧开设两个连接孔
A
和两个连接孔
B
，弹性注浆袋外表面布置有小型网状管路，小型网状管路上设置有均匀分布小孔，网状管路呈井字结构并均匀分布于弹性注浆袋表面
。
优化修补施工方法，包括：步骤
1、
施工边界确定，受损旧水泥混凝土路面切割破除；步骤
2、
路基顶面夯实
、
找平；步骤
3、
压力盒预埋；步骤
4、
隔离层铺设；步骤
5、
加强筋
‑
传力杆安装；步骤
6、
注浆层铺设；步骤
7、
修补材料浇筑
。2.
根据权利要求1所述的一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法，其特征在于，所述施工边界确定，受损旧水泥混凝土路面切割破除步骤中，待修补部分凿除基层边界与原有面层底部组成的空腔，在行车方向上长度大于
0.5m
小于
1m
，高度大于
5cm
小于
20cm。3.
根据权利要求1所述的一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法，其特征在于，所述压力盒预埋步骤中，在修补区域中心，基层顶面位置布置一个预埋压力盒，在修补区域边角两侧位置，基层顶面位置分别布置一个预埋压力盒，压力盒位于复合隔离层下，基层顶面上；对应的，在空腔区域，位于空腔顶面中心区域，以及临近修补接缝一侧的两个边角分别布置预埋压力盒
。4.
根据权利要求1所述的一种水泥路面修补用结构组合设计优化方法，其特征在于，所述隔离层铺设步骤中，多层土工布层具体为两层，第一层土工布位于找平层上，防水薄膜层位于第一层土工布上，第二层土工布位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆俊晖，莫鹏，盘柱，刘红燕，闫泽南，唐浩，周怀德，
申请(专利权)人：广西北投交通养护科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：