一种基于沉降控制的道路修复结构的制作方法

本实用新型涉及道路工程，特别是涉及一种基于沉降控制的道路修复结构。
背景技术：
：随着城市的快速发展，原有的管线设施不能满足现有的使用要求，城市管线的埋设需要开挖大量既有道路。目前开挖道路主要采用垂直开挖和台阶开挖的方式进行修复，道路在修复后使用初期易产生两类病害，一类是在路面修复接触面产生平行于修复方向的裂缝，另一类是在维修部分发生路表沉陷，若不及时加以维修，水分进入道路结构后，会生成次生病害，影响路面的使用性能。传统的修复方式不能较好的解决裂缝与沉降问题，裂缝和沉降的产生影响行车的舒适性和安全性，使得道路的使用寿命下降。基于此，有必要突破传统的开挖修复思维，提出一种新的结构形式来减小裂缝和沉降的发展以提高道路使用性能。技术实现要素：鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种能够较好控制路表沉降的新型道路开挖修复结构和方法，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型一方面提供一种基于沉降控制的道路修复结构，所述道路修复结构包括路面和路基，所述路面包括面层、基层和垫层，所述道路自表面至底部依次包括面层、基层、垫层和路基，所述面层和基层中还包括第一缺口，所述第一缺口由面层的上表面延伸至基层的底部，所述第一缺口的截面为倒梯形，所述垫层和路基中还包括第二缺口，所述第一缺口的底部向垫层和路基方向延伸形成第二缺口，所述第一缺口中填充有面层修补层和基层修补层，所述第二缺口中填充有垫层修补层和路基修补层。在本实用新型一些实施方式中，所述基层和垫层之间还设有底基层。在本实用新型一些实施方式中，所述在基层修补层和面层修补层之间设有第三结合层，当基层为半刚性材料或刚性材料时，所述第三结合层为应力吸收层和/或土工材料层，当基层为柔性材料时，所述第三结合层为粘结层。在本实用新型一些实施方式中，所述基层修补层和基层之间设有第一结合层，所述第一结合层为粘结层，所述面层修补层和面层之间设有第二结合层，所述第二结合层为粘结层。在本实用新型一些实施方式中，所述第一缺口的截面为底角30°～60°的倒梯形，所述第一缺口的截面为等腰倒梯形。在本实用新型一些实施方式中，所述第二缺口的截面为矩形；在本实用新型一些实施方式中，所述路基修补层中埋设有管线。在本实用新型一些实施方式中，路面缺口延伸方向与道路行车方向一致或垂直。在本实用新型一些实施方式中，所述面层的材料为沥青混凝土、水泥混凝土中的一种或多种的组合，所述面层修补层材料与面层材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述基层的材料为水泥稳定碎石、石灰稳定碎石、沥青稳定碎石或级配碎石中的一种或多种的组合，所述基层修补层材料与基层材料相配合。所述垫层的材料为碎石、沙砾、煤渣中的一种或多种的组合，所述垫层修补层材料与垫层材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述路基经处理的天然土，所述路基修补层材料与路基材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述面层的高度为6～30cm。在本实用新型一些实施方式中，所述基层的高度为10～50cm。在本实用新型一些实施方式中，所述垫层的高度为15～25cm。在本实用新型一些实施方式中，所述路基的高度为100～500cm。本实用新型另一方面提供一种基于沉降控制的道路修复方法，所述道路包括路面和路基，所述路面包括面层、基层和垫层，所述道路自表面至底部依次包括面层、基层、垫层和路基，所述方法包括如下步骤：开设路面缺口，所述路面缺口包括第一缺口和第二缺口，所述第一缺口的截面为倒梯形，所第一缺口的底部向垫层和路基方向延伸形成第二缺口；填补面层修补层和基层修补层以填补第一缺口；填补垫层修补层和路基修补层以填补第二缺口。在本实用新型一些实施方式中，在第一缺口的基层表面设置第一结合层，所述第一结合层为粘结层，在第一缺口的面层表面设置第二结合层，所述第二结合层为粘结层。在本实用新型一些实施方式中，在基层修补层和面层修补层之间设置第三结合层，当基层为半刚性材料或是刚性材料时，所述第三结合层为应力吸收层和/或土工材料层，当基层为柔性材料时，所述第三结合层为粘结层。在本实用新型一些实施方式中，所述第一缺口的截面为底角30°～60°的倒梯形，所述第一缺口的截面为等腰倒梯形。在本实用新型一些实施方式中，所述第二缺口的截面为矩形。在本实用新型一些实施方式中，所述路基修补层中埋设有管线。在本实用新型一些实施方式中，路面缺口延伸方向与道路行车方向一致或垂直。在本实用新型一些实施方式中，所述面层的材料为沥青混凝土、水泥混凝土中的一种或多种的组合，所述面层修补层材料与面层材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述基层的材料为水泥稳定碎石、石灰稳定碎石、沥青稳定碎石或级配碎石中的一种或多种的组合，所述基层修补层材料与基层材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述垫层的材料为碎石、沙砾、煤渣中的一种或多种的组合，所述垫层修补层材料与垫层材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述路基的材料为经过处理的天然土，所述路基修补层材料与路基材料相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述面层的高度为6～30cm，所述面层修补层高度与面层高度相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述基层的高度为10～50cm，所述基层修补层高度与基层高度相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述垫层的高度为15～25cm，所述垫层修补层高度与垫层高度相配合。在本实用新型一些实施方式中，所述路基的高度为100～500cm，所述路基修补层高度与路基高度相配合。附图说明图1显示为本实用新型三维结构示意图。图2显示为本实用新型剖面结构示意图。元件标号说明1路面11面层12基层13垫层2路基3第一缺口31面层修补层32基层修补层33第一结合层34第二结合层35第三结合层4第二缺口41垫层修补层42路基修补层43管线具体实施方式请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。本实用新型提供一种基于沉降控制的道路修复结构，如图1和图2所示，所述道路修复结构包括路面1和路基2，所述路面1包括面层11、基层12和垫层13，所述道路自表面至底部依次包括面层11、基层12、垫层13和路基2，所述面层11和基层12中还包括第一缺口3，所述第一缺口3由面层11的上表面延伸至基层12的底部，所述第一缺口3的截面为倒梯形，所述截面是按路面缺口的延伸方向垂直截取的截面，所述垫层13和路基2中还包括第二缺口4，所述第一缺口3的底部向垫层13和路基2方向延伸形成第二缺口4，所述第一缺口3的底部向垫层13和路基2方向延伸形成第二缺口4，所述第一缺口3中填充有面层修补层31和基层修补层32，所述第二缺口4中填充有垫层修补层41和路基修补层42。本实用新型所提供的道路修复结构，通过位于第一缺口和第二缺口的具体形状结构，从而可以有效预防修复结构与原结构结合部位出现的拉伸裂缝，并预防修复结构在荷载的作用下产生的压密沉降和差异沉降，延缓裂缝和病害的产生时间，延长道路的使用寿命。本实用新型提供的道路修复结构中，所述基层12和垫层13之间可能还设有底基层，底基层应当根据《公路沥青路面设计规范jtgd50-2017》、《jtgd40-2011公路水泥混凝土路面设计规范》相关规定进行设置。本实用新型提供的道路修复结构中，在基层修补层32和基层12之间可以设有第一结合层33，所述第一结合层33可以为粘结层，在面层修补层31和面层11之间可以设有第二结合层34，所述第二结合层34可以为粘结层，从而可以加强修补层和原有道路之间的结合力，作为粘结层的第一结合层33和/或第二结合层34的材料可以为乳化沥青、水泥净浆等。本实用新型提供的道路修复结构中，在基层修补层32和面层修补层31之间可以设有第三结合层35，当基层12为半刚性材料或刚性材料时，所述第三结合层35可以为应力吸收层和/或土工材料层，从而可以减少基层反射裂缝；当基层12为柔性材料时，所述第三结合层35可以为粘结层，从而可以加强层体之间的结合强度。作为应力吸收层的第三结合层35的材料可以为改性沥青混合料应力吸收层、沥青碎石、同步碎石过渡层、层布法应力吸收层等，作为土工材料层的第三结合层35的材料可以是无纺土工织布、玻璃纤维格等，作为粘结层的第三结合层35的材料可以为乳化沥青等。本实用新型提供的道路修复结构中，所述路面缺口的延伸方向通常取决于道路的开挖方向，例如，路面缺口的延伸方向可以与道路行车方向一致或垂直。所述第一缺口3的截面可以为底角30°～60°的倒梯形，通常来说，底角大小的选择可以根据道路开挖宽度进行调整，宽度越宽角度越小，从而形成合适形状的第一缺口3和第二缺口4。在本实用新型一优选实施方式中，所述第一缺口3的截面为等腰倒梯形，所述第二缺口4的截面可以为矩形。在本实用新型一优选实施方式中，所述路基修补层42中可以埋设有管线43，所述管线43可以是管道、电缆等。本实用新型提供的道路修复结构中，本领域技术人员可选择合适的材料，以形成所述道路修复结构。例如，所述粘结层可以是乳化沥青层等，所使用的材料可以是包括但不限于阳离子乳化沥青pc-3等，所述粘结层在沥青层之间洒布量为0.3-0.6升/平方米，根据施工现场可做适当调整。再例如，所述应力吸收层的材料可以是改性沥青混合料应力吸收层、沥青碎石、同步碎石过渡层、层布法应力吸收层等，作为土工材料层的材料可以是无纺土工织布、玻璃纤维格等，所述应力吸收层厚度可以为0.6cm-1cm，土工材料应符合《公路土工合成材料运用技术(jtgtd322012)》标准。再例如，所述面层11的材料可以为沥青混凝土、水泥混凝土等中的一种或多种的组合，所使用的材料具体可以是热拌沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石(sma)、开级配抗磨耗层(ogfc)等，所述面层修补层31材料与面层11材料相配合。再例如，所述基层12的材料可以是水泥稳定碎石、石灰稳定碎石、沥青稳定碎石或级配碎石等中的一种或多种的组合，所述基层修补层32材料与基层12材料相配合。再例如，所述垫层13的材料可以是碎石、沙砾、煤渣等中的一种或多种的组合，所述垫层修补层41材料与垫层13材料相配合。再例如，所述路基2所使用的材料具体可以是填料等，例如，可以是经过处理的天然土，具体可以是例如，砾类土、砂类土、符合要求的原状土等土。路基2中，层底至管顶以上50cm范围内应采用渗水性好、容易密实的中粗砂、砂砾石等填料，填料最大粒径≤50mm，含泥量≤5wt％，且不得有明显的粗细集料分离，且路基2通常符合《上海市建设规范城市道路掘路修复技术规程》路基压实度要求，所述路基修补层42材料与路基2材料相配合。上述各层的材料相配合通常指原路面结构中的材料和修补结构中的所对应的层体的材料的理化性质接近或基本相同，平稳过渡。本实用新型提供的道路修复结构中，路面中各层体的高度通常可以是本领域路面结构中的适用高度例如，所述面层11的高度可以为6～30cm，所述面层修补层31高度与面层11高度相配合；再例如，所述基层12的高度为10～50cm，所述基层修补层32高度与基层12高度相配合；再例如，所述垫层13的高度为15～25cm，所述垫层修补层41高度与垫层13高度相配合；再例如，所述路基2的高度为100～500cm，所述路基修补层42高度与路基2高度相配合。上述各层的高度相配合通常指原路面结构中的各层和修补结构中的各层的所对应的分界面基本契合，平稳过渡，例如，回填时通常各层的高程与原道路一致，再例如，面层11和基层12的厚度不小于原路面对应层体的厚度。本实用新型第二方面提供一种基于沉降控制的道路修复方法，所述道路包括路面1和路基2，所述路面1包括面层11、基层12和垫层13，所述道路自表面至底部依次包括面层11、基层12、垫层13和路基2，所述方法包括如下步骤：开设路面缺口，所述路面缺口包括第一缺口3和第二缺口4，所述第一缺口3的截面为倒梯形，所第一缺口3的底部向垫层13和路基2方向延伸形成第二缺口4；填补面层修补层31和基层修补层32以填补第一缺口3；填补垫层修补层41和路基修补层42以填补第二缺口4。通过本实用新型所提供的道路修复方法，可以形成本实用新型第一方面所提供的道路修复结构，可以有效预防修复结构与原结构结合部位出现的拉伸裂缝，并预防修复结构在荷载的作用下产生的压密沉降和差异沉降，延缓裂缝和病害的产生时间，延长道路的使用寿命。本实用新型所提供的道路修复方法中，可以包括：开设路面缺口，所述路面缺口包括第一缺口3和第二缺口4，所述第一缺口3的截面为倒梯形，所述第一缺口3的底部向垫层13和路基2方向延伸形成第二缺口4。如上所述，路面缺口延伸方向与道路形成方向可以是一致或垂直的，所述第一缺口3的截面可以为底角30°～60°的倒梯形。在本实用新型一优选实施方式中，所述第一缺口3的截面为等腰倒梯形，所述第二缺口4的截面可以为矩形。在本实用新型一优选实施方式中，所述路基修补层42中可以埋设有管线43。本实用新型所提供的道路修复方法中，可以包括：填补垫层修补层41和路基修补层42以填补第二缺口4。采用合适的材料对第二缺口4进行填补，以形成垫层修补层41和路基修补层42的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，可以采用选择合适的材料，先后在第二缺口4中形成路基修补层42和垫层修补层41。在本实用新型一具体实施例中，在形成路基修补层42之前，还可以在第二缺口4中铺设管道5。本实用新型所提供的道路修复方法中，可以包括：填补面层修补层31和基层修补层32以填补第一缺口3。采用合适的材料对第一缺口3进行填补，以形成面层修补层31和基层修补层32的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，可以选择合适的材料，先后在第一缺口3中形成基层修补层32和面层修补层31。本实用新型所提供的道路修复方法中，可以包括：在第一缺口3的基层12表面设置第一结合层33，所述第一结合层33为粘结层，在第一缺口3的面层11表面设置第二结合层34，所述第二结合层34为粘结层，从而可以增加修补材料与原路面结构之间的结合强度。还可以包括：在基层修补层32和面层修补层31之间设置第三结合层35，当基层12为半刚性材料或是刚性材料时，所述第三结合层35为应力吸收层和/或土工材料层，从而可以减少基层反射裂缝，当基层12为柔性材料时，所述第三结合层为粘结层从而可以加强层体之间的结合强度。本实用新型所提供的基于沉降控制的道路修复结构和基于沉降控制的道路修复方法，能够有效解决修复结构与原结构结合部位粘结相对较弱而出现的拉伸裂缝，并能够避免修复结构与原结构之间因压实难以达到要求而在荷载的作用下产生的压密沉降和新旧路基差异沉降问题，具有非常良好的产业化前景。以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。实施例1(1)施工前准备：根据设计要求准备好需要埋设的管道等，组织施工机械进场，计算槽底高程，槽底宽度应根据管径及土质情况确定，按设计要求开挖，若无设计要求可根据《gb50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范》中4.3.2规定确定槽底宽度，本实施例的路面结构为4cmac-13沥青混凝土上面层，5cmac-16沥青混凝土中面层，6cmac-20沥青混凝土下面层，基层为30cm水泥稳定碎石基层，垫层厚度为15cm级配碎石，路面厚度为60cm(15+30+15)路基土为低液限粉土。管道的内径为60cm，外径为88cm，设计高程为260cm(距路表面)，沟底设计宽度为130cm，开挖角度为45°(梯形底角)，所以路面开挖宽度为220cm(130+(15+30)×2)，基层顶面开挖宽度为190cm(130+30×2)；(2)沟槽开挖：测量放线确定开挖位置，采用挖掘机进行沟槽的开挖，先对沟槽中线进行开挖到设计槽底高程以上20cm，余量20cm由人工开挖，并用小型压路机进行压实；沟槽壁应当进行适当的凿毛，以增加回填后的结合部的摩擦力；(3)沟槽回填：沟槽回填应当分层回填压实，分层厚度应当满足表1的要求，分层厚度通常取决于所使用的机具。槽底至管顶以上50cm范围内应采用渗水性好、容易密实的中粗砂、砂砾石等填料。填料最大粒径应小于50mm，含泥量不应大于5％，且不得有明显的粗细集料分离。槽底至管顶以上50cm内的沟槽回填应按相关管线工程的规定执行，采用3wt％普通硅酸盐水泥p.o32.5处治土进行回填，分层厚度25到30cm，采用小型机具压实，压实度达到90％以上，管顶以上50cm范围内应采用机夯或人工夯实，不得采用压路机压实。压实度要求、材料要求等具体相关细则参照《dgtj08-2257-2018城市道路掘路修复技术规程》4.3和5.3章节规定；(4)垫层和基层修复：垫层与基层材料、厚度与原基层相同，垫层和基层修复前，开挖边界应凿切整齐、清理干净。垫层摊铺前，应对下层沟槽及土基回填料顶面洒水预湿，撒布级配碎石，用小型机具进行摊铺，并在接近最佳含水量的情况下迅速铺摊，摊铺结束后进行找平，夯压密实，确保压实度达到要求；基层材料采用水泥稳定碎石基层，厚度为30cm，分两次用小型机具压实，各层的压实度不小于95％，在新旧基层结合部采用水泥净浆进行处置，基层顶部洒布透层油，养生14d后，并铺上一层聚酯长丝无纺土工布(规格为200g/㎡)，洒布封层油。(5)面层修复：修复应不小于原有面层厚度，在新旧面层结合部涂抹乳化沥青，沥青路面材料可以采用热拌沥青混凝土，具体的，面层材料采用5cmac-16热拌沥青混凝土上面层和10cmac-20热拌沥青混凝土下面层，在每层压实结束后应当洒布粘层油来加强上下沥青层的粘结，例如，下面层压实结束时，洒布粘层油，然后进行上面层压实，各层的压实度不小于95％，沥青路面应分层铺筑并达到规定压实度，每层压实厚度不应大于10cm。压实结束后整平路面，使其与原路面高程一致。所有工作结束后，即可逐渐恢复交通。水泥路面可采用普通水泥混凝土路面，选择摊铺机具，摊铺完成后应当进行养生，若想减少养生时间，可采取早强型沥青混凝土。路面材料均应当满足《上海市建设规范路面设计规范dg/tj08-231-2013》第6章和第7章的相关规定。表1沟槽分层回填厚度夯实或压实机具虚铺厚度(cm)振动压路机<40压路机20～30轻型压实设备20～25木夯、铁夯<20道路修复结束之后，每隔3个月观察一下路表面情况，并测试道路的路面损坏状况指数(pci)和行驶质量指数rqi，相关测量参照《cjj36-2016城镇道路养护技术规范》标准。数据结果记录见表2路面使用性能记录表。表2路面使用性能记录表经过与同等路面结构形式的其他沟槽开挖修复方式相比，本实用新型在延缓平行裂缝的出现、平行裂缝的发展、减少路表沉陷等方面均优于其他修复形式，可以起到延长路面的使用寿命、减少道路维护次数的作用。综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。当前第1页12