一种复合式路面的接缝体及复合式路面的制作方法

本实用新型涉及道路工程领域，尤其涉及一种复合式路面的接缝体和复合式路面。

背景技术：

温缩裂缝与反射裂缝是刚柔复合式路面常见病害。传统混凝土道路基层为现浇成型，在道路混凝土板横断位置预埋传力杆，接缝处板块之间依靠传力杆传递垂直荷载，传力杆一端与水泥混凝土板固定，另一端在钢筋外涂沥青，作为滑动端。当温差产生沿着道路纵向的应力时，将使传力杆的滑动端发生伸缩位移，而钢筋在接缝处仍能保持传荷能力。当水泥混凝土板罩面之后，由于温度、荷载、土基沉降的作用，使接缝两侧的板块沉降不均及接缝宽度的变化容易在混凝土板在横向接缝处产生反射裂缝。不仅影响路面的美观和行车舒适性，也降低路面使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是提供一种复合式路面的接缝体及一种复合式路面，替代现有技术中采用传力杆钢筋作为接缝处板块的传力杆，使接缝处受力形式从钢筋抗剪切转换成混凝土斜面受压，提高接缝传荷能力和增强结构稳定性，提高预防基层反射裂缝的能力。

为实现上述目的，根据本申请的一个实施例，本实用新型提供如下技术方案：一种复合式路面的接缝体，所述接缝体和混凝土板块构成复合式路面的基层，所述接缝体的两侧设置有对称的卯头，所述混凝土板块的一侧设置有与接缝体卯头对应的榫槽，所述卯头和榫槽构成混凝土板块接缝处的活动伸缩结构。

进一步地，所述接缝体的整体为哑铃状的薄板，所述薄板断面左右两侧均有梯形卯头，所述左右两侧梯形卯头的短边的中点连线与接缝体上下边缘平行。

进一步地，所述接缝体的每侧设置有单个或多个卯头。

进一步地，所述接缝体或混凝土板块中的一个采用的是预制无机结合料，另一个采用的是现浇成型的无机结合料。

进一步地，采用预制无机结合料的接缝体或混凝土板的侧面涂有具有变形特性的高分子涂层。

进一步地，所述高分子涂层主要由聚氨酯、纤维、橡胶粉中的一项或多项组成。

根据本申请的另一个实施例，本实用新型还提供了一种复合式路面，所述复合式路面的基层由混凝土板块和本申请任一项所述的接缝体构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型提供的接缝体的卯头能够与混凝土板块的榫槽配合形成类似混凝土面板接缝处所用的传力杆结构，替代了现有技术中的传力杆钢筋，榫槽作为容纳卯头以及提供卯头伸缩的空间，能够增加倾斜面的抗剪能力，并与斜面协同作用联合传递荷载。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体立体图；

图2为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体俯视图；

图3为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体正视图；

图4为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体侧视图；

图5为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的喷涂高分子涂层且与混凝土板块相结合的接缝体的示意图；

图6为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体按照x型拼装的示意图；

图7为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体按照方格网式结构铺装的示意图；

图8为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体拼装成的基层示意图图；

图9为本申请一个实施例的接缝体式刚柔复合式路面整体结构断面图；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的结构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了更好地理解本申请的技术方案，在描述本申请的技术方案之前，对相关技术在此进行进一步描述。

水泥混凝土在刚柔复合式道路工程中通常被作为基层主要材料，其是由多种材料组成的非匀质复合材料，具有热胀冷缩的性质。在道路工程中温度变形是引起混凝土结构产生表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝的主要原因。而裂缝为空气与水进入混凝土提供了通道，易使混凝土发生碳化腐蚀，降低结构整体性、耐久性。混凝土温度变形的大小可用温度变形系数（也称线性膨胀系数）表示。根据相关学术研究普通混凝土的温度变形系数一般在10×10-6/℃左右，变化范围大约为6×10-6/℃～13×10-6/℃。同时，混凝土板块尺寸越大、工作环境温差越大,产生的温度应力越大，越容易产生基层开裂。

传统混凝土道路基层为现浇成型，在道路混凝土板横断位置预埋传力杆，接缝处板块之间依靠传力杆传递垂直荷载，传力杆一端与水泥混凝土板固定，另一端在钢筋外涂沥青，是滑动端。当温差产生沿着道路纵向的应力时，将使传力杆的滑动端发生伸缩位移，而钢筋在接缝处仍能保持传荷能力。当水泥混凝土板罩面之后，由于温度、荷载、土基沉降的作用，使接缝两侧的板块沉降不均及接缝宽度的变化容易在混凝土板在横向接缝处产生反射裂缝。不仅影响路面的美观和行车舒适性，也降低路面使用寿命。传统混凝土基层成型工艺繁琐，使用钢材、延长工期、增加能源消耗。

另外，混凝土板块尺寸越大，积累的温缩应力越大。可以通过减小混凝土板块尺寸来减小单个板块承担的温缩应力和应变量，传统道路基层混凝土板块顶部平面面积在14平方米至22.5平方米之间。较大的板块尺寸，温度应力大，更容易发生温缩开裂。

接下来，对本申请的技术方案进行描述。在描述本申请的接缝体之前，为了更好地了解本实用新型的技术方案，请先参考图9，图9为本申请一个实施例的接缝体式刚柔复合式路面整体结构断面图。

如图9所示，本申请的接缝体式刚柔复合式路面的道路基层可以由接缝体1和混凝土板块2组成。其中，接缝体1和混凝土板块2中可以任选其一预制，所谓预制，即干法成型，而另一个则可现浇成型，即湿法成型。也即，由于接缝体1和混凝土板块2为相互配合的结构，两者的制造工艺可以互换，混凝土板与接缝体之一均可作为预制件，并且，预制件可以作为现浇件的模板使用。所述接缝体1和混凝土板块2的材料可以都为无机结合料，例如采用混凝土或砂浆等。另外，接缝体1和混凝土板块2预制与填充的先后顺序也可互换，均能获得本申请道路基层的结构。

优选地，接缝体1和混凝土板块2只选择其中之一预制形成预制件，例如先预制混凝土板块，在预制件的侧面涂有高分子涂层，例如涂有复合式耐候涂层3，也即本申请的接缝体式刚柔复合式路面的道路基层可以由接缝体1和混凝土板块2以及复合式耐候涂层3组合构成。该涂层具有一定变形能力，一方面使混凝土板块2与接缝体1的界面具有一定的柔性，减弱应力集中现象，另一方面当基层发生温缩（或温涨）时，高分子材料可以延展或压缩，通过应变减弱应力。进一步地，在基层上，可以铺设沥青混凝土面层4。

在实际作业中，可以将预制件（可以含涂层）运输到路槽内按照规则铺装，然后在空隙中浇筑混凝土或砂浆即为基层。所述混凝土板块2可以先预制，喷涂耐候涂层3后在现场拼装，预留出接缝体1的空隙，采用现浇接缝体1的方式形成基层整体结构。例如，先预制混凝土板块2，在预制件侧面喷涂高分子材料，预制件运输至道路施工现场按规则安放，混凝土板块2之间预留与接缝体1样式、尺寸及布置方式相同的空隙，在空隙中浇筑接缝料制作成现浇的对称传力杆式卯榫结构。当基层的另一部分浇筑时，预制件则作为模具承担围挡与塑性作用。现浇材料凝固后即与预制件结合成类似的板体结构，构成刚柔复合式路面的基层。

基于本申请的优选实施例，通过高分子涂层材料使温度应力在一个混凝土板块及接缝包裹范围内通过涂层的应变来减少应力，避免温度应力连续积累最终使基层产生开裂，同时涂层也能预防水损害，提高基层耐候性和使用寿命。另外，本申请所提供的传力杆式卯榫结构，能够改变接缝单纯依靠钢筋抗剪受力的方式，使接缝处混凝土受力方式为抗压与抗折结合，提高接缝传荷能力和增强结构稳定性，提高预防基层反射裂缝的能力。而且，采用传力杆式卯榫能取消道路结构所用的钢材，有利于节能环保。

需要注意的是，在路槽内铺装时，需要遵守三维嵌挤结构规则。以预制接缝体1为例，接缝体1在路槽内按多个纵列及横排组成的方格网式结构铺装，接缝体1是网孔的分隔件，网孔间距是单个接缝体1的长度，对此可以参考图6至图8，图6为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体按照x型拼装的示意图；图7为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体按照方格网式结构铺装的示意图；图8为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体拼装成的基层示意图图。

根据图6-图8，在实际施工中，接缝体1可以被运输到现场，在路槽内先放着倾斜的接缝体1，相邻的接缝体1通过搭接耳11进行搭接。这里的搭接耳11可以参考图1-图4所示，其设置在接缝体1的边角处，用于实现相邻接缝体1之间的搭接。

请继续参考图6，在每一纵列或横排，接缝体1可以以其长度延伸的轴向方式铺设，并绕该轴按照左右交替倾斜的方式安放，使其在纵轴及横轴向视图中呈类似x型样式。多个接缝体1通过铺设，形成如图7和图8所示的方格网。在方格网中的任意纵横相交处，均由四块接缝体1对接而成。优选地，图6中，每个接缝体1的朝向可以如同风车的叶片具有相同的倾斜角度。图7中，四个相邻的接缝体1能够形成基层网孔，可以作为现浇混凝土板块2的模板。也即，在该网孔内浇筑混凝土后，能够形成基层混凝土板块2。

其中，所述混凝土板块2可以构成接缝体1卯头12的榫槽。这里的卯头12可以参考图1-图4所示，接缝体1的整体可以为预制混凝土的哑铃形状的薄板，所述卯头12设置在薄板两侧，呈梯形状。

接下来，请继续参考图6-图8，混凝土板块2受到相邻板块在垂直及水平方向的约束（x、y、z三个轴)，即构成三维嵌挤结构。由此，基于本申请，混凝土板块2与接缝体1的成型工艺无论如何选择，铺装后均能保持三维嵌挤结构特征。接缝体1具有很强的传递荷载及分散应力能力，如同传统混凝土道路基层的传力杆及传力杆。如图8所示，多个带有耐候涂层3的接缝体1在现浇混凝土板2后，能够构成道路基层整体结构。也即，本申请的接缝体1和混凝土板块2共同组成刚柔复合式路面的基层，该基层不同于现有技术，不需要设置缩缝、涨缝、施工缝，也不需要设置传力杆钢筋。

与现有技术相比，本申请的实施例能够带来以下技术效果：

本申请的接缝体1及侧面的高分子涂层3替代混凝土路面接缝处钢筋传力杆及涂刷沥青的结构，用应变削减温度应力。另外，接缝体1按纵横向铺装形成方格网状结构的框架，并遵循纵向及横向均呈现x型交叉布置的铺装规则，由于各接缝体1侧面均为斜面，混凝土板块2的四个侧面与接缝体侧面的形状互为补集，也是倾斜面，铺装后构成三维嵌挤结构板体，既可以取消传力杆钢筋，还能使接缝处受力形式从钢筋抗剪切转换成混凝土斜面受压。

另外，本申请通过板块倾斜侧面、卯榫式接缝体以及复合涂层的创新，从宏观尺寸、亚尺寸到微小尺寸从三个不同维度传递荷载并分散温度应力，共同构成道路基层整体结构，使得基层能够取消伸缩缝、施工缝，而且使得路面裂缝减少，道路舒适性更好。

另外，由于接缝体尺寸小、重量轻，比预制混凝土板块更容易提高运输能力，安装更方便，预制及铺装成本更低，更适合智能铺装，为刚柔复合式路面基层的装配式作业提供新的工艺思路。

另外，本申请所述的刚柔复合式路面基层的混凝土板及接缝体制作成型方式可以互换，也即，当其中之一采用预制成型时，另一则采取现浇成型，均可获得相同的具有板块之间三维嵌挤和柔性界面的基层结构，这是本申请的突出的实质性特点之一。

在描述清楚复合式路面整体结构的前提下，接下来对本申请的接缝体1进行重点和详细描述。

根据本申请的一个优选实施例，本申请提供的复合式路面的接缝体，所述接缝体和混凝土板块构成复合式路面的基层，所述接缝体的两侧设置有对称的卯头，所述混凝土板块的一侧设置有与接缝体卯头对应的榫槽，所述卯头和榫槽构成混凝土板块接缝处的活动伸缩结构，所述活动伸缩结构例如为类似混凝土板块接缝处所用的传力杆结构，卯头替代原有的传力杆钢筋，榫槽则作为容纳卯头（传力杆）并提供使其伸缩的空间。

其中，所述接缝体两侧对称设置的卯头具有增加界面接触面积、散应力、提高抗剪强度的优点。接缝体与混凝土板块可以以纵横双向承插的方式连接成整体，可将有涂层的接缝体卯榫视为具有微小应变的传力杆。

优选地，所述接缝体的整体为哑铃状的薄板，所述薄板断面左右两侧均有梯形卯头，所述左右两侧梯形卯头的短边的中点连线与接缝体上下边缘平行。

优选地，所述接缝体的每侧设置有单个或多个卯头。

其中，所述接缝体或混凝土板块中的一个可以采用预制无机结合料，另一个采用现浇成型的无机结合料。例如，当混凝土板块采用现浇工艺时，以预制件接缝体为模板，形成现浇榫槽，从而与预制件接缝体的卯头配合；而当接缝体采用现浇工艺时，以预制件混凝土板块为模板，形成现浇卯头，与预制件混凝土板块榫槽配合。需要说明的是，无论是预制混凝土板块还是预制接缝体，所述卯头只与接缝体作为一体，所述榫槽只与混凝土板块作为一体，以更好地实现本申请的技术效果。

其中，采用预制无机结合料的接缝体或混凝土板的侧面涂有具有变形特性的高分子涂层，该涂层具有一定变形能力，一方面使接缝体和混凝土板块的界面具有一定的柔性，减弱应力集中现象，另一方面当基层发生温缩（或温涨）时，高分子材料可以延展或压缩，通过应变减弱应力，卯榫与涂层的配合具备传力杆所承担的传递荷载及提高抗剪能力及应变的功能。其中，所述的高分子涂层可由多种材料组成，例如主要由单组份水溶性聚氨酯、易分散纤维和橡胶粉中的一项或多项组成。该涂层可以是单层、也可以按材料性能及作用分为多层喷涂，形成多层状复合涂层。所述高分子复合材料具有较高的韧性及良好低温伸长率、高粘结强度、良好的防水性。

与现有技术相比，本申请的实施例能够带来以下技术效果：

本申请接缝体的左右两个侧面对称设置有卯头，与混凝土板设置的榫槽配合，替代传统的钢筋传力杆，改变原有钢筋传力杆一端固定另一端滑动的结构为两端滑动，进一步减少传力杆的滑动量（高分子涂层的拉伸量），使温缩分散化。而且，接缝体的卯榫增加倾斜面的抗剪能力，并与斜面协同作用联合传递荷载。另外，预制件（接缝体或混凝土板块）外侧涂有高分子材料制成的具有大应变及耐候性能的复合涂层，使之与混凝土板及接缝体之间具有良好粘合性及适当的变形能力，可利用涂层的能量吸收作用以应变缓解混凝土板之间的温度应力，预防裂缝的产生，该涂层还具有防水特性，防止路面水对基层接缝出的侵蚀。另外，本申请的接缝体采用现浇成型工艺时，其材料具有自流平、早强、防冻、耐久等特性。

请参考图1-图4，图1为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体立体图；图2为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体俯视图；图3为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体正视图；图4为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的接缝体侧视图；图5为本申请一个实施例的刚柔复合式路面的喷涂高分子涂层的接缝体的示意图。

如图1-图4，本申请的复合式路面的接缝体1在整体上优选为预制混凝土的哑铃形状的薄板，板块两侧面设有对称的卯头12，所述卯头12的形状优选为梯形，该梯形卯头12的短边中点连线与接缝体1上下边缘平行。进一步地，在接缝体1上可以对称设置搭接耳11，用于搭接相邻接缝体1。当接缝体1正立于地面时，其与地面可以构成预定的倾斜夹角，由此，接缝体1可以为切斜的预制件。

接下来，请参考图5，对于刚柔复合式路面的接缝体1，其侧面可以喷涂高分散耐候涂层3。高分子耐候涂层3具有柔韧性和变形能力。通过现浇混凝土板块2、高分子耐候涂层3和接缝体1的结合，可以构成刚-柔-刚的整体基层结构，其具有刚柔并济、分散应力、抵御形变、避免基层反射裂缝及温缩裂缝的优点。在实际应用中、根据气候条件，所选的涂层材料可分为低温环境的拉伸型与高温环境的压缩性，并具有良好的防水性，使其在较大温度范围区间均能保持优良的吸能及防水作用。在基层断面形成了混凝土-胶凝材料-接缝体-胶凝材料-混凝土的多层界面结构，当被分隔的混凝土板块2产生温度应力时，弹性胶凝材料层会产生微小的应变，使温度应力不能连续传递与积累。即将温度应力限制在小网格内。

根据本申请的一个实施例，本申请的混凝土板块2的顶部平面面积缩小至约1.0平方米，例如在0.8至1.2范围波动，比传统板块顶部平面面积缩小14至22.5倍，以缩小温缩应力。当网孔内的混凝土板块2采用预制工艺时，预制块的上下平面均为矩形，且使上下平面互转90°，预制块有两个侧面的上平面的长边与下平面的短边相对应，预制块的另两个侧面的上平面的短边与下平面的长边相对应。预制块铺装后道路断面的接缝布置符合纵向及横向均呈现x型交叉的规则。

需要说明的是，虽然本申请没有在附图中给出混凝土板块2中与接缝体1卯头12对应的榫槽的附图标记，但是本领域的技术人员根据专业常识应该知晓，任何能够与本申请的接缝体1的卯头12相配合实现本申请技术效果的榫槽都可以适用于本申请，且本申请的普通技术人员根据本申请的描述及附图能够很清楚地知晓与本申请卯头12配合的榫槽结构，故在此不予赘述。

另外，图1到图9仅是本实用新型的优选实施例，对于所属技术领域的技术人员可以合理预测说明书给出的实施方式的所有等同替代方式或明显变型方式，都能实现本实用新型的目的的，也都包含在本实用新型的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。