一种无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构

1.本实用新型涉及一种路面结构，特别是一种无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构。


背景技术：

2.近年来，沥青混合料面层+水泥混凝土刚性基层的刚柔复合式路面被大量运用于我国的道路工程中。这种复合式路面结构结合了沥青路面和水泥路面两者的优点，即沥青面层能够缓和行车荷载对混凝土板的冲击，提高行车的舒适性，同时能够大大降低水泥路面固有的噪音；水泥混凝土基层可以提高路面结构的承载力。
3.然而工程实践表明这种复合式路面存在一个很大的缺陷，即反射裂缝。产生的原因一方面是因为沥青混凝土面层与水泥混凝土基层的热膨胀系数不同，在温度与湿度作用下混凝土干缩、温缩裂缝很容易扩展到沥青面层形成反射裂缝；另一方面，车辆荷载作用在普通混凝土板接缝两侧时会产生弯沉差与应力集中，导致沥青面层出现反射裂缝。这些反射裂缝不仅影响了路面的美观和行车舒适性，更严重的是大大缩短了路面的使用寿命。
4.申请号为201610135167.8的专利公开了一种适用于城市道路的连续配筋水泥混凝土路面结构，所述路面结构从下至上包括级配碎石垫层、水泥稳定碎石下基层、贫混凝土上基层和水泥混凝土面层。水泥混凝土面层设有双层连续钢筋及支座。但该结构“在面层上每隔150m设一条横向接缝”，没有解决水泥混凝土路面存在的接缝、裂缝问题。
5.申请号为202010593402.2的专利公开了一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面，所述路面从下至上依次铺设有垫层、底基层、基层、应力吸收层及面层，所述垫层为不易冻胀粒料，所述底基层为石灰-粉煤灰稳定碎石，所述基层为水泥稳定碎石，所述应力吸收层为超高延性混凝土，厚度为20～50mm，所述面层为密级配沥青混凝土。但该路面应力吸收层采用20～50mm超高延性混凝土，造价非常高。另外，这种路面的目标是“将宽度大的裂缝分散成宽度不足0.2mm的细小裂缝”，即宏观裂缝仍然存在；同时由于高延性混凝土厚度很薄，难以配置连续钢筋，难以消除车辆荷载作用引起的反射裂缝。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构，该无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构能够有效避免反射裂缝、节省工序造价、延长使用寿命、节约养护经费。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构，包括由上而下依次包括面层、应力吸收层、连续配筋混凝土基层、底基层和路基。
9.应力吸收层为自黏式高性能应力吸收贴，自黏式高性能应力吸收贴的底面具有黏胶层。
10.连续配筋混凝土基层包括水泥混凝土基层和两层钢筋网；两层钢筋网均水平铺设
在水泥混凝土基层中。
11.自黏式高性能应力吸收贴的厚度不小于2.2mm，断裂强度不小于30kn/m，cbr顶破强力不小于3kn，且在0.3mpa的水压力荷载下，120min内自黏式高性能应力吸收贴的上下表面均不透水。
12.水泥混凝土28d抗弯拉强度值不低于5mpa。
13.每层钢筋网均包括横向钢筋和纵向连续钢筋；其中，纵向连续钢筋分别位于两层横向钢筋的顶部和底部，且分别距连续配筋混凝土基层上下表面不小于50mm。
14.纵向连续钢筋直径大于等于18mm，间距为120～150mm，纵向连续钢筋的配筋率大于等于1.0％。
15.连续配筋混凝土基层的厚度为200～360mm。
16.所述沥青面层包括从上至下依次铺设的沥青上面层和沥青下面层。
17.所述沥青上面层的厚度为30～60mm，沥青上面层为改性沥青混合料；改性沥青混合料中集料的最大公称粒径为9.5mm或13.2mm。
18.所述沥青下面层的厚度为50～100mm，集料的最大公称粒径为16mm或19mm。
19.底基层为刚性底基层、半刚性底基层或柔性底基层。
20.所述路基材料为黏土或砂土或碎石，路基的回弹模量不小于30mpa。
21.本实用新型具有如下有益效果：
22.1、本新型的无裂缝连续配筋混凝土基层中铺设有两层钢筋网，因而能够有效阻止水泥混凝土基层的开裂。
23.2、本实用新型设置的自黏式高性能应力吸收贴，具有自黏功能，施工简单、快捷、方便，同时具有抗拉与防水的功能，可以防止后期使用过程中，沥青面层和无裂缝连续配筋混凝土基层产生裂缝问题，同时能够隔断沥青面层中的水渗入无裂缝连续配筋混凝土，进而避免腐蚀水泥混凝土中的钢筋网，也能减少水对无裂缝连续配筋混凝土基层和底基层的不利影响。
24.3、本发明因减少了沥青面层与基层之间的透层、封层施工工艺，进而缩短工期，节省工程工序造价。
25.4、本技术能将路面使用寿命由原来的20～30年延长到50年。
26.5、本技术能使养护年限延长1倍，进而节约50％的道路养护经费。
附图说明
27.图1是本实用新型无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构的示意图；
28.图2是本实用新型无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构的示意图；
29.图3是上层钢筋网的结构示意图。
30.图4是下层钢筋网的结构示意图。
31.其中有：
32.1、沥青面层；101、沥青上面层；102、沥青下面层；
33.2、应力吸收层；3、连续配筋混凝土基层；4、底基层；5、路基；
34.6、上层纵向连续钢筋；7、上层横向钢筋；
35.8、下层纵向连续钢筋；9、下层横向钢筋。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
37.本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本技术的保护范围。
38.实施例1
39.如图1所示，本实用新型所述的无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构自上而下包括沥青面层1、应力吸收层2、连续配筋混凝土基层3、底基层4和路基5。
40.沥青面层1自上而下包括沥青上面层101和沥青下面层102。
41.沥青上面层101厚度优选为30～60mm，进一步优选为40mm，沥青上面层101优选由sbs改性沥青混合料铺筑而成。其中，sbs改性沥青混合料为现有材料，如通过向沥青混合料中添加sbs改性剂与聚酯纤维制备而成，优选采用sma级配，集料最大公称粒径优选为9.5mm或13.2mm。
42.沥青下面层102厚度优选为50～100mm，进一步优选为60mm，沥青下面层102中的集料优选采用ac级配，集料最大公称粒径优选为16mm或19mm。
43.上述应力吸收层2优选为自黏式高性能应力吸收贴，自黏式高性能应力吸收贴能够隔断沥青面层中的水渗入无裂缝连续配筋混凝土，进而避免腐蚀水泥混凝土中的钢筋网，也能减少水对无裂缝连续配筋混凝土基层和底基层的不利影响。
44.进一步，本技术的自黏式高性能应力吸收贴的厚度优选不小于2.2mm，断裂强度优选不小于30kn/m，cbr顶破强力优选不小于3kn，且不透水，具体为：在0.3mpa的水压力荷载下，150min内自黏式高性能应力吸收贴的上下表面均不透水。
45.本实施例中的具体技术指标优选如表1所示：
46.表1自黏式高性能应力吸收贴技术指标
47.项目单位(条件)数值整体单位质量kg/m22.9整体厚度mm2.2幅宽m1断裂强度纵/横kn/m35伸长率纵/横％6.4梯形撕破强力纵/横kn0.39cbr顶破强力kn3.6不透水性不透水0.3mpa，150min耐热性70℃不流淌、滴落低温柔性-30℃无裂纹
48.上述无裂缝的连续配筋混凝土基层3，厚度优选为200～360mm，本实施例中优选为260mm，其包括水泥混凝土基层和两层钢筋网；两层钢筋网均水平铺设在水泥混凝土基层中。
49.上述水泥混凝土基层中的水泥混凝土优选为c50混凝土，水泥混凝土28d抗弯拉强度值优选不低于5mpa，本实施例中优选为5.5mpa。
50.每层钢筋网均包括横向钢筋和纵向连续钢筋；其中，纵向连续钢筋分别位于两层
横向钢筋的顶部和底部，且分别距连续配筋混凝土基层上下表面不小于50mm。
51.纵向连续钢筋直径大于等于18mm，间距为120～150mm，纵向连续钢筋的配筋率大于等于1.0％。在本实施例中，纵向连续钢筋优选为hrb500螺纹钢筋，直径优选为18mm，间距优选为150mm，纵向连续钢筋的配筋率优选为1.37％。
52.横向钢筋优选为hrb500螺纹钢筋，直径优选为16mm，间距优选为500mm，横向钢筋的配筋率优选为0.31％。
53.在本实施例中，两层钢筋网分别为上层钢筋网和下层钢筋网。
54.上层钢筋网包括上层纵向连续钢筋6和上层横向钢筋7，上层纵向连续钢筋6优选采用定位焊接或绑扎等方式布设在上层横向钢筋7的顶部，且与连续配筋混凝土基层3上表面之间的间距为50mm。
55.下层钢筋网包括下层纵向连续钢筋8和下层横向钢筋9，下层纵向连续钢筋8优选采用定位焊接或绑扎等方式布设在下层横向钢筋9的底部，且与连续配筋混凝土基层3下表面之间的间距为50mm。
56.在本实施例中，连续配筋混凝土基层设计参数如表2所示：
57.表2连续配筋混凝土基层设计参数
58.指标单位参数值混凝土弯拉强度mpa5.5混凝土板弯拉弹性模量ecmpa33000混凝土线膨胀系数αc/℃1.1
×
10-5
混凝土泊松比vc/0.15钢筋种类/hrb500钢筋屈服强度f
sv
mpa500弹性模量esmpa200000钢筋的线膨胀系数αs/℃1
×
10-5
纵向钢筋配筋率％1.37横向钢筋配筋率％0.31
59.优选的，水泥混凝土基层中的水泥混凝土掺有混合料质量0.5％的抗裂增强剂，抗裂增强剂中纳米粉的技术指标如表3所示：
60.表3抗裂增强剂中纳米粉的技术指标
61.试验项目单位参数值含水率％9.00.6mm方孔筛余％0.00.075mm方孔筛余％79.0塑性指数/2.0
62.进一步，水泥稳定碎石底基层的水泥含量优选为5％。
63.上述底基层4优选为水泥稳定碎石，厚度优选为200mm。
64.上述路基5优选为土基，土基的回弹模量优选为50mpa。
65.实施例2
66.如图2所示，本实用新型所述的无裂缝连续配筋混凝土复合式路面结构自上而下
包括沥青面层1、应力吸收层2、连续配筋混凝土基层3、底基层4和路基5。
67.沥青面层1由高黏高弹改性沥青混合料铺筑而成，高黏高弹改性沥青混合料为现有材料，本技术仅对物理特性进行了选择，具体为：高黏高弹改性沥青的针入度优选为60mm，5℃延度优选为80cm，软化点优选为76℃，采用sma级配，集料最大公称粒径优选为13.2mm。
68.上述应力吸收层2优选为自黏式高性能应力吸收贴，自黏式高性能应力吸收贴能够隔断沥青面层中的水渗入无裂缝连续配筋混凝土，进而避免腐蚀水泥混凝土中的钢筋网，也能减少水对无裂缝连续配筋混凝土基层和底基层的不利影响。
69.进一步，本技术的自黏式高性能应力吸收贴的厚度优选不小于2.2mm，断裂强度优选不小于30kn/m，cbr顶破强力优选不小于3kn，且不透水。本实施例中的具体技术指标优选如表4所示：
70.表4自黏式高性能应力吸收贴技术指标
71.项目单位(条件)参数值整体单位质量kg/m23.0整体厚度mm2.7幅宽m1断裂强度纵/横kn/m39伸长率纵/横％5梯形撕破强力纵/横kn0.5cbr顶破强力kn3.9不透水性不透水0.3mpa，150min耐热性70℃不流淌、滴落低温柔性-30℃无裂纹
72.上述无裂缝的连续配筋混凝土基层3，厚度优选为200～360mm，本实施例中优选为280mm，其包括水泥混凝土基层和两层钢筋网；两层钢筋网均水平铺设在水泥混凝土基层中。
73.上述水泥混凝土基层中的水泥混凝土优选为c45混凝土，水泥混凝土28d抗弯拉强度值优选不低于5.0mpa，本实施例中优选为5.0mpa。
74.每层钢筋网均包括横向钢筋和纵向连续钢筋；其中，纵向连续钢筋分别位于两层横向钢筋的顶部和底部，且分别距连续配筋混凝土基层上下表面50mm。
75.纵向连续钢筋优选为hrb500螺纹钢筋，直径优选为18mm，间距优选为120mm，纵向连续钢筋的配筋率优选为1.46％。
76.横向钢筋优选为hrb500螺纹钢筋，直径优选为16mm，间距优选为400mm，横向钢筋的配筋率优选为0.29％。
77.在本实施例中，两层钢筋网分别为上层钢筋网和下层钢筋网。
78.上层钢筋网包括上层纵向连续钢筋6和上层横向钢筋7，上层纵向连续钢筋6优选采用定位焊接或绑扎等方式布设在上层横向钢筋7的顶部，且与连续配筋混凝土基层3上表面之间的间距为50mm。
79.下层钢筋网包括下层纵向连续钢筋8和下层横向钢筋9，下层纵向连续钢筋8优选
采用定位焊接或绑扎等方式布设在下层横向钢筋9的底部，且与连续配筋混凝土基层3下表面之间的间距为50mm。
80.在本实施例中，连续配筋混凝土基层设计参数如表5所示：
81.表5连续配筋混凝土基层设计参数
82.指标单位参数值混凝土弯拉强度mpa5.0混凝土板弯拉弹性模量ecmpa31000混凝土线膨胀系数αc/℃1.1
×
10-5
混凝土泊松比vc/0.15钢筋种类/hrb500钢筋屈服强度f
sv
mpa500弹性模量esmpa200000钢筋的线膨胀系数αs/℃1
×
10-5
纵向钢筋配筋率％1.46横向钢筋配筋率％0.29
83.优选的，水泥混凝土基层中的水泥混凝土掺有混合料质量0.3％的抗裂增强剂，抗裂增强剂中纳米粉的技术指标如表6所示：
84.表6抗裂增强剂中纳米粉的技术指标
85.试验项目单位参数值含水率％7.00.6mm方孔筛余％0.00.075mm方孔筛余％90.0塑性指数/1.0
86.进一步，水泥稳定碎石底基层的水泥含量优选为5％。
87.上述底基层4优选为水泥稳定碎石，厚度优选为200mm。
88.上述路基5优选为土基，土基的回弹模量优选为50mpa。
89.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。