可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于道路工程檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也逐步完善，交通運(yùn)輸領(lǐng)域的相關(guān)設(shè)施也進(jìn)一步建設(shè)，與此同時(shí)相關(guān)技術(shù)問題也逐漸多見。高等級(jí)公路主要包括瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面與復(fù)合式路面。瀝青路面具有良好的行車舒適性以及易于維修而被廣泛采用。近幾年，我國經(jīng)濟(jì)增長開始滯緩，鋼材和水泥價(jià)格維持在較低水平，一些重載地區(qū)交通部門便重提水泥混凝土路面的建設(shè)，水泥路面不僅具有較高的承載能力，還能降低施工污染氣體的排放，對(duì)于綠色道路工程的建設(shè)具有重要的意義。
[0003]水泥混凝土路面包括水泥混凝土面層和基層，設(shè)計(jì)過程中為了緩和水泥混凝土溫縮和干縮引起的開裂病害，通常在固定的長度將水泥混凝土路面人為的分割開，形成水泥混凝土板塊。水泥混凝土路面對(duì)基層要求大于一般的瀝青路面，應(yīng)用過程中路面雨水極易沿水泥板預(yù)留縫滲入基層，引起功能層和基層的沖刷破壞，造成水泥混凝土路面的板底脫空。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論中，一般認(rèn)為路面各層位的接觸面都是完全連續(xù)，水泥混凝土路面面層和基層的材料相差很大，兩結(jié)構(gòu)層的變形追從性難以相伴，脫空極易導(dǎo)致板塊斷裂，對(duì)行車安全造成極大的影響。
[0004]現(xiàn)有關(guān)于水泥混凝土板板底工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)備主要包括探地雷達(dá)、路面彎沉測(cè)試儀。路面探地雷達(dá)可以較為精確的掃描路面以下材料的均勻性，但其圖像處理需要借助專門開發(fā)的軟件，在處理過程中較多的結(jié)合了人為因素，故其評(píng)價(jià)過程相當(dāng)復(fù)雜，并且設(shè)備昂貴。路面彎沉測(cè)試儀依據(jù)落錘系統(tǒng)測(cè)試荷載作用下的路面回彈情況，分析水泥混凝土板板底的工作狀態(tài)，操作簡單，但容易對(duì)路面造成一定的破損，且對(duì)水泥混凝土板板底脫空檢測(cè)的精度較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，施工方便，而且能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水泥混凝土路面板板底工作狀態(tài)，對(duì)路面層間結(jié)構(gòu)的脫空破壞進(jìn)行預(yù)警的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，包括相鄰的第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板；所述第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板之間留置有縫隙；縫隙中填充有由填充材料構(gòu)成的填充層；其特征在于:所述可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面還包括預(yù)警系統(tǒng)；所述預(yù)警系統(tǒng)包括塊狀聚四氟乙烯、Al電極、電流計(jì)以及電阻；所述塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連；所述塊狀聚四氟乙烯止靠在Al電極上并與Al電極共同設(shè)置在填充層中；所述Al電極通過電流計(jì)以及電阻接地。
[0008]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯與Al電極共同豎向插入填充層中。
[0009]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯與Al電極是成對(duì)出現(xiàn)的且為一對(duì)或多對(duì)。
[0010]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯與Al電極是多對(duì)時(shí)，所述多對(duì)塊狀聚四氟乙烯與Al電極均布設(shè)置在填充層中。
[0011]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別通過環(huán)氧粘結(jié)劑與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]1、該路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，所使用的材料均為普通材料，材質(zhì)的應(yīng)用比較廣泛，因而裝置具的制造成本非常低廉。
[0014]2、該路面結(jié)構(gòu)施工方便，可以隨時(shí)測(cè)試行車荷載對(duì)水泥混凝土板彎曲變形，為不同的路面結(jié)構(gòu)在運(yùn)營過程中全周期檢測(cè)提供準(zhǔn)確而全面的板底數(shù)據(jù)。
[0015]3、該模具能夠自身提供測(cè)試需要的能量，不要額外用電。所采用的施工工藝不影響路面正常的施工工序。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型提供的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型所采用的預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)參考圖；
[0019]其中:
[0020]1-面層；2_功能層；3-基層；4_填縫材料；5_預(yù)警系統(tǒng)；6_塊狀聚四氟乙烯；7_A1電極；8_環(huán)氧粘結(jié)劑；9_電流計(jì)；10_電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]本實(shí)用新型提供的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)如圖1、圖
2和圖3所示，包括面層1、功能層2、基層3與預(yù)警系統(tǒng)，可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)從上到下依次為:面層1、功能層2、基層3，其中填縫材料4設(shè)置在水泥混凝土板接縫處，預(yù)警系統(tǒng)5設(shè)置在水泥混凝土板塊中間由填縫材料4包裹。其中預(yù)警系統(tǒng)5包括塊狀聚四氟乙烯6、Al電極7、環(huán)氧粘結(jié)劑8、電流計(jì)9與電阻10，由左到右依次為環(huán)氧粘結(jié)劑8、塊狀聚四氟乙烯6、Al電極7、環(huán)氧粘結(jié)劑8。
[0023]功能層2設(shè)在面層I和基層3之間，將面層I和基層3連接在一起。面層I為水泥混凝土板，或復(fù)合式路面的剛性基層。功能層2可以為碎石封層、SMA-5功能層或其他層間材料制備而成?；鶎?可以為柔性材料、剛性材料或半剛性材料制備而成。塊狀聚四氟乙烯6由環(huán)氧粘結(jié)劑8粘貼到水泥混凝土板接縫一側(cè)。Al電極7由環(huán)氧粘結(jié)劑8粘貼到水泥混凝土板接縫一側(cè)。Al電極7由導(dǎo)線與電流計(jì)9、電阻連接10，并與地線連接。塊狀聚四氟乙烯6成塊狀，與Al電極7成對(duì)出現(xiàn)，并對(duì)齊保持表面接觸，沿水泥混凝土板接縫斷面均勻布設(shè)。
[0024]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的所依據(jù)的技術(shù)原理為:
[0025]水泥混凝土路面在施工過程中被人為的切割成固定長度的板塊，板塊間有填縫材料填充。在應(yīng)用過程中，路面雨水很可能沿預(yù)切縫滲入路面內(nèi)部引起功能層和基層的沖刷破壞，造成功能層和基層材料的流失，導(dǎo)致水泥混凝土板板底脫空。此外，由水分的滲入規(guī)律可知，水泥混凝土板底的脫空多發(fā)生于板底靠近預(yù)留縫處，故荷載作用下，脫空的水泥混凝土板會(huì)發(fā)生類似于懸臂彎曲變形，與常規(guī)板的變形相比更大；荷載消失后，剛性水泥混凝土板會(huì)發(fā)生彈性恢復(fù)。因此，單次荷載作用后，脫空的水泥混凝土板的邊緣會(huì)產(chǎn)生上下位移，直到板塊斷裂。為此，在板塊邊緣的裂縫處設(shè)聚四氟乙烯、Al電極，將此兩者布設(shè)在相鄰的板塊側(cè)面，當(dāng)兩塊板發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，聚四氟乙烯與Al電極摩擦產(chǎn)生電信號(hào)，憑借電信號(hào)的強(qiáng)弱評(píng)價(jià)兩個(gè)板塊相對(duì)位移的大小，電信號(hào)越強(qiáng)，板底脫空越嚴(yán)重。隨著脫空程度的增加，電信號(hào)呈現(xiàn)一個(gè)由弱到強(qiáng)的過程，當(dāng)電信號(hào)突然消失時(shí)，表明脫空已經(jīng)超出板塊變形的極限范圍，需要進(jìn)行板底筑漿加固處理。
[0026]本實(shí)用新型提供的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的使用方法如下:
[0027]鋪筑路面基層3，鋪筑路面功能層2，鋪裝面層I，切縫，填充少量填縫材料4到預(yù)留縫1/3處，將塊狀聚四氟乙烯6和Al電極7的一側(cè)面涂抹環(huán)氧粘結(jié)劑8，成對(duì)放入預(yù)留縫，校正兩者的位置，保證二者表面成對(duì)接觸，等待環(huán)氧粘結(jié)劑8強(qiáng)度成型后，填充剩余填縫材料4，鋪裝設(shè)完成。道路運(yùn)行過程中，定時(shí)讀取電流計(jì)數(shù)值并記錄，并繪制電流值隨交通量的變化曲線，當(dāng)電流值增加時(shí)，層間脫空破壞變嚴(yán)重，當(dāng)電流計(jì)沒有讀數(shù)時(shí)，表明已經(jīng)超出極限的范圍，進(jìn)行筑漿加固處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，包括相鄰的第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板；所述第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板之間留置有縫隙；縫隙中填充有由填充材料構(gòu)成的填充層；其特征在于:所述可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面還包括預(yù)警系統(tǒng)；所述預(yù)警系統(tǒng)包括塊狀聚四氟乙烯、Al電極、電流計(jì)以及電阻；所述塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連；所述塊狀聚四氟乙烯止靠在Al電極上并與Al電極共同設(shè)置在填充層中；所述Al電極通過電流計(jì)以及電阻接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯與Al電極共同豎向插入填充層中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯與Al電極是成對(duì)出現(xiàn)的且為一對(duì)或多對(duì)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯與Al電極是多對(duì)時(shí)，所述多對(duì)塊狀聚四氟乙烯與Al電極均布設(shè)置在填充層中。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別通過環(huán)氧粘結(jié)劑與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，包括相鄰的第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板；第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板之間留置有縫隙；縫隙中填充有由填充材料構(gòu)成的填充層；可對(duì)板底脫空進(jìn)行自預(yù)警的水泥混凝土路面還包括預(yù)警系統(tǒng)；預(yù)警系統(tǒng)包括塊狀聚四氟乙烯、A1電極、電流計(jì)以及電阻；塊狀聚四氟乙烯以及A1電極分別與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連；塊狀聚四氟乙烯止靠在A1電極上并與A1電極共同設(shè)置在填充層中；A1電極通過電流計(jì)以及電阻接地。本實(shí)用新型具有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，施工方便，能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水泥混凝土路面板板底工作狀態(tài)，對(duì)路面層間結(jié)構(gòu)的脫空破壞進(jìn)行預(yù)警的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E01C5/06, G01N27/00
【公開號(hào)】CN205175947
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520858552
【發(fā)明人】劉志勝, 賈鋒, 張翛, 吳江, 寇永大, 王寧
【申請(qǐng)人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月29日