一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及土木工程中的道路工程领域，具体关于一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构。
【背景技术】
[0002]在旧混凝土路面上加铺沥青罩面层，是一种简单、快速、有效的修复措施，而且具有造价低，能避开交通高峰时期施工，以及施工后可短时间内开放交通等优点，是旧混凝土路面修复的首选类型；但其主要问题是沥青罩面层将在短期内出现反射裂缝，其主要原因是旧混凝土断板处加铺沥青罩面层时，旧混凝土断板板底处存在脱空问题，在荷载作用下，旧混凝土断板处变形较大，导致沥青罩面层与旧混凝土板的粘结被拉开；随着荷载的逐渐增大，旧混凝土板的不均匀沉降进一步增大，此时沥青罩面层层底的剪力逐渐增大，沥青罩层层底开始出现裂缝，当超过沥青罩面层所能承受的最大剪力时，裂缝逐渐由沥青罩面层层底向面层扩展，反射裂缝便随之产生。
[0003]目前道路工程领域提出了多种预防反射裂缝的措施，其中包括:加铺应力吸收层、增加沥青加铺层的厚度、设置裂缝缓解层、设置土工合成材料夹层、设置结合隔断层等，这些方法都只能在一定程度上延缓反射裂缝的产生，不能从根本上解决旧混凝土板加铺沥青罩面层反射裂缝的问题，并且处治的成本较高；此外，也有部分学者考虑将钢筋布设在裂缝处，抵抗旧混凝土板裂缝处的剪力，但只是简单的将钢筋布置在裂缝处，未能将旧混凝土断板连接为一个整体，不能抵抗温差引起的张拉应力。
[0004]另一方面，随着尾气大量排放导致生态环境不断恶化，生存的环境问题已经成为亟待解决的难题。光催化降解污染物由于其具有新颖性、耗能少、环境友好等特点逐渐成为降解尾气污染的一项新课题。
[0005]尾气的主要成分为N0x、C0、HC和S02，尾气排放后首先与路面材料接触，故选择路面材料作为光催化剂的载体。纳米二氧化钛是一种能带间隙较宽的新型半导体(η)型材料，由于半导体能带不连续，在波长小于一定范围的光照射下，能吸收能量高于其禁带宽度的波长光的辐射，产生电子跃迀，形成空穴(h+)电子(e_)对，从而产生活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，易将有机物和有害气体催化分解为相应的碳酸盐和硝酸盐吸附在路面空隙中，遇下雨天即可随雨水冲走。
[0006]目前在沥青路面上利用纳米二氧化钛降解尾气的方法主要有两种:①掺入式是将纳米二氧化钛作为一种矿粉加入到沥青混合料中，然后摊铺形成一种新的路面；这种新型路面中的纳米二氧化钛与尾气接触面积小，处理尾气的效率低，且消耗纳米二氧化钛的量多。②涂覆式是在已修好的路面上通过载体粘结材料将纳米二氧化钛粘在沥青路面上，此种沥青路面降解汽车尾气的效率高，但受温度影响大，且粘结材料容易起皮耐久性不好。
【实用新型内容】
[0007]针对以上问题，本实用新型公开了一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构；采用以下技术方案:所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构包括:路基基层、旧混凝土断板、沥青罩面层、特制U型钉、纳米二氧化钛；其中，所述钻孔位于旧混凝土断板上；所述压浆剂通过钻孔压入旧混凝土断板板底脱空处；所述U型钉通过钻孔固定在旧混凝土板上；所述沥青罩面层铺筑于旧混凝土板上；所述的纳米二氧化钛喷洒于沥青罩面层骨料空隙处的沥青油膜上。本实用新型不仅可以有效抵抗旧混凝土板在温差变化影响下，产生的不均匀变形，而且能够抵抗车辆荷载作用下，旧混凝土断板板底处产生的剪力；此外还能降解尾气污染，保护环境。
[0008]所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，所述特制U型钉采用HRB400、直径为14毫米的钢筋，并且特制U型钉彼此间距不超过300毫米。
[0009]所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，所述钻孔必须贯穿整个旧混凝土面板，同时钻孔距断板裂隙的垂直距离，大于等于200毫米。钻孔孔径略大于14毫米。
[0010]所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，钻孔后对混凝土板板底脱空处进行压浆处理，要求压浆剂满足:30min，60min流动度分别为10?20s，10~25so水胶比0.26-0.28，初凝彡5h，终凝彡24h。
[0011]所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，纳米二氧化钛喷洒于沥青罩面层骨料空隙处的沥青油膜上。
[0012]与现有技术相比，本实用新型利用压浆剂填充旧混凝土断板板底脱空处，减小旧混凝土断板在荷载作用下产生不均匀变形，旧混凝土面板受力更加均匀，钢筋与混凝土具有相近的线膨胀系数，利用特制U型钉将旧混凝土断板连接成一个整体，特制U型钉可兼作传力杆，使混凝土板变形更加协调，避免因为温度的变化使沥青罩面层层底产生较大的张拉应力，利用钢筋的抗拉强度抵抗荷载作用下，旧混凝土断板裂隙处产生的剪力；此外，与传统降解尾气的方法相比，将纳米二氧化钛喷洒在沥青罩面层骨料空隙处的沥青油膜上，不仅可以提升纳米二氧化钛的施工效率实现降解尾气的目的，而且不会对路面的抗滑性能造成影响。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型结构加铺沥青罩面层前，预防反射裂缝的平面图。
[0014]图2为本实用新型结构预防反射裂缝以及降解尾气污染的立面图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型结构和实施步骤作进一步说明。
[0016]如图1所示为本实用新型结构加铺沥青罩面层前，预防反射裂缝的平面图包括:I日混凝土断板(2 )、钻孔(4 )、填充裂缝的改性沥青(5 )、特制的U型钉(6 )。
[0017]1、对道路中旧混凝土路面板的破碎情况进行调研，统计旧混凝土路面板断板(2)尺寸，若旧混凝土断板长边尺寸小于400毫米，应予以清除，重新浇筑混凝土板。
[0018]2、若旧混凝土断板长边尺寸大于等于400毫米，分别在距裂缝的垂直距离等于200毫米处钻孔，钻孔(4)的孔径略大于14毫米。
[0019]3、清除钻孔中以及裂缝中的残渣，通过钻孔对旧混凝土断板板底脱空处进行压浆处理，直至压浆剂填满混凝土断板板底脱空处，并用敲击听声法判别旧混凝土断板板底脱空处是否填满。
[0020]4、采用改性沥青(5)将整个裂缝填满，避免雨水下渗，并将特制U型钉(6)压入钻孔(4)中，U型钉必须贯穿旧混凝土面板，特制U型钉的间距不超过300毫米。
[0021]如图2所示为本实用新型结构预防反射裂缝以及降解尾气污染的立面图包括:沥青罩面层(3 )、纳米二氧化钛(7 )。
[0022]5、在钻孔、清缝、压浆、灌缝、压入U型钉等步骤完成后，待压浆剂强度达到7天抗压强度，在旧混凝土路面板加铺沥青罩面层，在沥青罩面层碾压一遍之后，利用纳米二氧化钛喷洒装置将纳米二氧化钛(7)喷洒于沥青罩面层骨料空隙处的沥青油膜(8)上，喷洒时保证喷洒均匀。为保证纳米二氧化钛与沥青油膜充分粘结，采用钢轮压路机碾压沥青罩面层的粗骨料，利用骨料间的挤压将纳米二氧化钛部分压入沥青油膜中。
[0023]6、当尾气排放到路面上时，尾气首先与纳米二氧化钛接触，在紫外线的作用下将尾气氧化为相应的碳酸盐、硝酸盐，实现降低尾气污染，保护环境的目的。
【主权项】
1.一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构包括:路基基层(1)、旧混凝土断板(2)、沥青罩面层(3)、特制U型钉(6)、纳米二氧化钛(7);其中，所述钻孔(4)位于旧混凝土断板(2)上；所述压浆剂通过钻孔(4)压入旧混凝土断板(2)板底脱空处；所述特制U型钉(6 )通过钻孔(4 )固定在旧混凝土板(2 )上；所述沥青罩面层(3 )铺筑于旧混凝土断板(2)上；所述纳米二氧化钛(7)喷洒于沥青罩面层(3)骨料空隙处。2.根据权利要求1所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，所述特制U型钉钢筋型号采用HRB400、直径为14毫米，并且特制U型钉彼此间距不超过300毫米。3.根据权利要求1所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，所述钻孔(4)必须贯穿整个旧混凝土断板(2)，同时钻孔(4)距旧混凝土断板(2)裂隙的垂直距离大于等于200毫米，钻孔(4)的孔径略大于14毫米。4.根据权利要求1所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，钻孔后对旧混凝土断板(2)板底脱空处进行压浆处理，要求压浆剂满足:30min，60min流动度分别为10?20s，10~25s。水胶比0.26-0.28，初凝彡5h，终凝彡24h。5.根据权利要求1所述一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构其特征在于，纳米二氧化钛(7 )喷洒于沥青罩面层(3 )骨料空隙处的沥青油膜上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可预防反射裂缝及降解尾气污染的沥青罩面结构包括：路基基层（1）、旧混凝土断板（2）、沥青罩面层（3）、特制U型钉（6）、纳米二氧化钛层（7）。本实用新型利用特制U型钉抵抗荷载作用下，旧混凝土断板裂隙处产生的剪力以及温差变化引起的张拉应力，特制U型钉还能兼做传力杆，将旧混凝土断板连接成一个整体；同时利用加铺沥青罩面层施工过程中骨料之间存在空隙，将纳米二氧化钛喷洒在空隙处的沥青油膜上，在紫外线照射下降解尾气。本实用新型既能有效解决旧水泥路面加铺沥青罩面层反射裂缝问题，避免旧混凝土路面改造时混凝土板破碎问题，又能降解尾气污染；并且结构简单、经济适用、施工便利、适用范围广。
【IPC分类】E01C7/35
【公开号】CN205012186
【申请号】CN201520749806
【发明人】何忠明, 邓喜, 赵文秀, 钱国平, 李炎清, 黄少新, 苏镇洪, 于颖
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月25日