專利名稱：具有組合結構的公路混凝土路面的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及公路水泥混凝土路面設計。
建國以來，我國公路通車里程由建國初期的8萬公里上升到目前104萬多公里，年均增長2萬多公里，發(fā)展是比較快的，但公路標準低，質量差，至今仍是公路運輸事業(yè)發(fā)展中的一個突出問題。在我國104萬公里的公路總里程中，二級以上的公路里程占5％，鋪有高級、次高級路面的公路也占有公路總里程的1/4左右，且大多是六、七十年代修筑的渣油或瀝青表面處理路面，其技術狀況日趨惡化，通行能力降低，已成為制約國民經(jīng)濟和公路運輸事業(yè)發(fā)展的重要因素之一。同時，打開中國公路交通圖，不難發(fā)現(xiàn)，在3/4沒有路面的公路段落，其自然條件多為山區(qū)、草原以及人煙稀少的貧困地區(qū)，鋪有路面的1/4里程中，其中小城市城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村(大中城市除外)所占公路里程的比重更小。大部分公路也是純野外公路。盡管近幾年汽車業(yè)迅猛發(fā)展，養(yǎng)路費征收量有所增加，但相應的汽車業(yè)的發(fā)展給公路帶來了更高的要求，對公路也產(chǎn)生了更大的破壞性，縮短了瀝青路面的使用壽命，加速了瀝青、渣油路面的建設周期，使公路建設資金陷入了不良循環(huán)。為此，交通部提出“公路建設要實行普及與提高相結合，以提高公路技術等級與標準為主”的發(fā)展方針。高級路面的建設也有以發(fā)展瀝青路為主，轉為“發(fā)展瀝青路面與發(fā)展水泥混凝土路面并舉”。公路建設中，水泥混凝土路面造價高，初始投資大，施工期長，接縫多等缺點，一直是水泥混凝土路面發(fā)展的障礙。據(jù)有關部門資料表明，1970年我國鋪筑水泥混凝土路面僅200公里。至1980年增至1600公里。80年以來，交通部立項研究的“水泥混凝土路面設計理論、方法與參數(shù)”和國家科委科技工作引導性項目“我國水泥混凝土路面發(fā)展對策及修筑技術研究”取得的多項成套使用技術。促進了我國公路水泥混凝土路面發(fā)展到15244公里。但初始建設投資仍然居高不下。根據(jù)我國財力狀況和鋪筑有路面公路的發(fā)展速度，很難解決多達3/4的無路面公路工程。
本發(fā)明的目的是在滿足國家技術標準和設計規(guī)范的前提下，提供一種公路混凝土組合路面，解決混凝土路面施工成本高的問題。
本發(fā)明技術方案如下路面由主要路面結構和附屬路面結構組成，構成主要路面結構的是輪跡行車道板，一個行車道有兩條輪跡行車板道，輪跡行車板道寬度為50厘米至130厘米，兩個輪跡行車道板中線之間的距離為180厘米，相鄰兩個車道的相鄰兩個輪跡行車道板之間中線到中線的安全距離為130厘米至260厘米。
每條輪跡行車道板上的伸縮縫為加有墊板的銳鈍角組合接縫。
根據(jù)我國對各級公路等級的劃分和公路路面設計基本原則。在滿足技術標準和設計規(guī)范基本原則的前提下，總結多年野外公路設計、施工調查資料，結合野外公路的實際使用情況，將公路路面在橫斷面上進行優(yōu)化組合設計。設計中，根據(jù)“前有車后有撤”的古典道路理論，依據(jù)路面在實際運營中所起的作用將其劃分為兩大類，主要路面和附屬路面。
我國地域遼闊，又是一個多山川，多草原的國家。在公路自然區(qū)化上，自然因素變化極為復雜。但在同樣的自然因素下，道路工程特征具有相似性，所以我們的路面結構形式應本著因地制宜的原則，進行優(yōu)化組合。對于山區(qū)、草原或人煙稀少的野外公路和經(jīng)過城鎮(zhèn)村莊的公路要加以區(qū)別，根據(jù)實際情況進行設計。本發(fā)明研究的主線條是山區(qū)、草原和人煙稀少的野外公路，對于高等級分車道行駛的公路也比較適用。研究中對路面材料、結構以水泥混凝土路面為主基調，組合漿砌塊石、漿砌片石以及片石混凝土、粉煤灰混凝土等結構根據(jù)交通量大小和公路等級可開發(fā)預應力混凝土、鋼筋混凝土結構在公路路面上的應用。并能拓展公路混凝土路面設計標準，構件預制工廠化、施工安裝程序化。有效地縮短了水泥混凝土路面的施工工期，進一步提高了路面使用周期和再利用價值。另外，對路面結構形式的改革，使附屬路面有效的增加了整體路面防滑措施，為車輛運行提供一條緊急剎車帶。在一定條件下，能提高汽車的剎車效果，縮短剎車距離。其次，從道路表面形式直觀的引導司機和行人以及自行車、摩托車、非機動車等各行其道的意識。一般來說，混合交通的二級公路，中間設計兩個車道，為上行和下行汽車行駛的線路，并兼顧超車線位。兩側為上行和下行的自行車、摩托車、非機動車、行人及汽車停車、讓車的運行線路；三、四級公路，由于其交通量相對較小，相對固定機動車上行與下行線后，在形式上也能提醒行人靠邊走的目的。有條件的可以將路面堅硬化，更能夠提高汽車、機動車的通行能力。在路線縱斷面滿足對向車輛錯車、超車、并列行駛的規(guī)矩下，在橫斷面設計上，明確了對向車輛錯車的位置，將超車、并列行駛問題也趨于簡潔化。在超車視距內給駕駛員一個正確判斷和一個合理的超車線位以及超車機會。從而可以使以往紊亂的交通流，逐步排列成行通行。
主要路面結構主要路面結構也稱輪跡行車道板或車撤道板，該結構主要承受車輛正常前進運行軌跡及其車輛荷載，并將其荷載傳遞給路面。輪跡行車道板間距，按部頒技術標準規(guī)定的車輛橫象布置尺寸擬定。單一結構為長方形，板寬60厘米，板長一般可采用5米；10米；15米；20米等；最長可達到200米。板長是沿路線縱向的尺寸，是根據(jù)公路的等級、交通量的大小以及結構材料的性能等因素設計計算的結構。
主要路面結構根據(jù)主要材料的性質統(tǒng)稱為混凝土路面(也叫做剛性路面)。但根據(jù)結構骨料、結構鋼筋以及受力鋼筋的性質分為以下幾個類型(1)素混凝土路面包括片石混凝土、礫石混凝土、碎石混凝土、粉煤灰混凝土。板長一般不宜大于10米。此外對于三四級公路可采用整齊塊石、半整齊的塊石砌筑輪跡行車道板。
(2)加筋混凝土路面根據(jù)公路等級及設計計算，板長的增加和受力情況配置構造鋼筋，且鋼筋含量小于鋼筋混凝土結構最小含筋率，稱做加筋混凝土路面。板長一般在20米左右為宜。
(3)鋼筋混凝土路面混凝土路面配筋含量大于鋼筋混凝土最小含筋率的路面構件，稱為鋼筋混凝土路面。板長根據(jù)溫度影響力以及結構受力計算設計，一般現(xiàn)澆板可長達百米以上設計伸縮縫。在開發(fā)預制、安裝混凝土路面方面，吊裝構件自重也是培筋的重量依據(jù)，該結構在路面工程中應用。主要解決板的縱向接縫問題和溫度影響力以及吊裝自重問題。預制的輪跡行車道板尺寸可根據(jù)施工隊伍吊裝設備及安裝技能設計，然后用高一標號小石子混凝土將塊件連接成整體，達到設置伸縮縫長度為限。
(4)預應力混凝土路面由預應力混凝土構件組成的輪跡行車道板，稱為預應力混凝土路面。主要目的是解決行車道板縱向接縫多的問題及溫度應力對板的伸縮影響。
另一方面減少板的自重，使路面板預制安裝設計有更廣闊的前景。遠景目標是發(fā)展縱向無伸縮縫、使用壽命達到永久性的輪跡行車道板。
主要路面結構，采用鋼筋混凝土或采用預應力混凝土，是公路拓展永久性路面結構的有效途徑。也是縮短混凝土路面施工工期，克服諸多缺點的重要措施。
附屬路面結構，附屬路面結構也稱作路面橫向聯(lián)接路面。即橫向聯(lián)接輪跡行車道板，并包括車輪間隔帶、路緣帶、硬路肩、車道間隔帶、中央分隔帶等，統(tǒng)稱為附屬路面。附屬路面主要是將輪跡行車道板連接成整體平面，主要為車輛在行駛過程提供超車、錯車、停車、調頭等無規(guī)律性運行場所。并與輪跡行車道板共同承擔傳遞車輛荷載給路基以及擔負路面橫向排水功能，為提高整體路面剎車性能，附屬路面根據(jù)采用的結構材料，可做成小波紋板、刻槽板、麻面板以及采用漿砌塊、片石等結構，形成的有效防滑措施。我們將輪跡行車道板每側30至60厘米寬內附屬路面稱為緊急剎車帶。為車輛在行駛中發(fā)生緊急情況，充分利用剎車帶剎車。一般情況下，車輛行駛在剎車帶上，將增大路面與車輪的摩擦力，達到縮短剎車距離的目的。為克服單一色調的路面由陽光反射給駕駛員帶來的眼睛疲勞、困乏的缺點，附屬路面可選擇有色澤材料鋪筑或將其表面噴涂成綠色路面，形成鮮明行車軌跡路線，相對固定上行與下行車輛位置，有利于引導駕駛員視線，保持良好視覺，保障行車安全。對車輛夜間行駛具有良好的安全保障。
路面等級及結構組合根據(jù)組合路材料的成分，依據(jù)部頒技術標準等級劃分原則，將組合路面劃分為以下四個等級1、高級路面主要路面結構預應力混凝土；鋼筋混凝土；加筋混凝土；素混凝土。
附屬路面結構加筋混凝土；素混凝土；瀝青混凝土。
適用于高速公路和一級公路。
2、次高級路面主要路面結構鋼筋混凝土；加筋混凝土；素混凝土。
附屬路面結構素混凝土；片石混凝土(其中包括卵石、礫石混凝土)；粉煤灰混凝土；漿砌混凝土；漿砌條石、塊石或黑色路面。
適用于二級或三級路面3、中級路面主要路面結構加筋混凝土；素混凝土；片石混凝土。
附屬路面結構片石混凝土；粉煤灰混凝土；漿砌混凝土；漿砌塊石；干砌塊片石；泥結碎石；泥結礫石。
適用于三級路面或山嶺重丘區(qū)二級路。
4、低級路面主要路面結構素混凝土；片石混凝土；粉煤灰混凝土；漿砌條石、塊石。
附屬路面結構干砌塊片石及風化石；泥結碎石；天然沙礫穩(wěn)定土；草坪等就地取材的路面。
適合于四級公路或山嶺重丘區(qū)三級路。
組合路面結構尺寸設計高速公路和設有中央分隔帶的一級公路，可參照一級路按部頒技術標準規(guī)定的路面寬度進行設計。
路面結構橫向尺寸路面總寬度按部頒技術標準根據(jù)所要設計的公路等級擬定。一個車道內設兩塊輪跡行車道板。每塊輪跡行車道板最小橫向尺寸為50厘米至130厘米。兩個車道間的安全橫距(相鄰兩塊輪跡行車道板中到中距離)130厘米至260厘米。一般根據(jù)公路等級，設計時速進行計算，參照技術標準擬定。附屬路面的橫向尺寸是一個可變值。它隨著公路等級和主要路面尺寸的確定而定。
主要路面板縱行伸縮設計可采用圖示中銳鈍角組合接縫墊板法，其中銳角5-45度。也可以采用傳統(tǒng)的接縫法。主要路面板的工作縫、附屬路面的工作縫、伸縮縫以及橫向路面整體聯(lián)接均按部頒技術標準和有關部門規(guī)范設計。
路面設計中，有關平、縱曲線等技術指標均執(zhí)行部頒技術標準和相關設計規(guī)范。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于采用了主、附路面組合結構，在保障公路質量的前提下降低了公路施工成本，適用于草原和人煙稀少的野外公路和高等級分道行駛的公路。
下面結合附圖列舉一個實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為路面組合結構示意圖；圖2為路面組合結構橫斷面剖面圖；圖3為輪跡行車道板伸縮縫局部示意圖。
在圖1、圖2中，所示設有中央間隔帶(1)的高等級公路，輪跡行車道板(2)、(4)、(6)、(7)為主要路面結構，中央分隔帶(1)、車輪間隔帶(3)、車道間隔帶(5)、路肩(8)、路緣帶(9)為附屬路面，從圖中的半幅路面可看出，構成主要路面結構的是輪跡行車道板，一個行車道有兩條輪跡行車道(2)和(4)為一組，(6)和(7)為一組，輪跡行車道板寬度為60厘米，每組輪跡行車道板間距中線至中線為180厘米，相鄰兩個車道的相鄰兩個輪跡行車道板(4)、(6)之間中線到中線的安全距離為130厘米。主要路面結構采用鋼筋混凝土，附屬路面結構采用瀝青混凝土。
圖3所示，每條輪跡行車道板上設有伸縮縫，伸縮縫結構為銳鈍角組合結構，底部加墊板，銳角為25度。
權利要求
1.具有組合結構的公路混凝土路面，其特征是路面由主要路面結構和附屬路面結構組成，構成主要路面結構的是輪跡行車道板，一個行車道有兩條輪跡行車板道(2)、(4)，輪跡行車板道寬度為50厘米至130厘米，兩個輪跡行車道板(2)、(4)中線到中線之間的距離為180厘米，相鄰兩個車道的相鄰兩個輪跡行車道板(4)、(6)之間中線到中線的安全距離為130厘米至260厘米。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有組合結構的公路混凝土路面，其特征還在于每條輪跡行車道板上的伸縮縫為加有墊板的銳鈍角組合接縫，銳角范圍是5度至45度。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有組合結構的公路混凝土路面,路面由主要路面結構和附屬路面結構組成,構成主要路面結構的是輪跡行車道板,一個行車道有兩條輪跡行車板道,輪跡行車板道寬度為50厘米至130厘米,兩個輪跡行車道板中線到中線之間的距離為180厘米,相鄰兩個車道的相鄰兩個輪跡行車道板之間中線到中線的安全距離為130厘米至260厘米。本發(fā)明很好地解決了修建混凝土公路造價高的問題,適合草原、人煙稀少的地區(qū)和分道行駛的高等級公路應用。
文檔編號E01C7/14GK1208100SQ9811588
公開日1999年2月17日 申請日期1998年7月24日 優(yōu)先權日1998年7月24日
發(fā)明者王自成 申請人:王自成