一种易维护永久性农村公路水泥路面的制作方法

本发明涉及农村公路领域，尤其是一种易维护永久性农村公路水泥路面。

背景技术：

传统的乡村农村公路、街区街道、厂(站)区硬化、停车场、临时快速行车便道的水泥混凝土路面现浇法施工，普遍存在混凝土拌合、摊铺、振捣、成型、切缝等环节变异性大，质量不稳定的通病。而且，常用的水泥路面结构采用半刚性基层上铺设水泥路面板，面板和基层刚度都较大，由于水泥混凝土面板横缝间距较大、加上接缝施工质量不好，在车辆荷载和外界高低温作用下，容易出现混凝土面板局部脱空，与基层不能一起工作受力，出现接缝和角隅处的破坏。水泥路面设计使用寿命往往达不到就需要进行板块更换和维修，由于现浇混凝土强度形成需要一定时间，维修期间车辆不能碾压新建路面板，对正常行车带来了一定程度的干扰。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种易维护永久性农村公路水泥路面，解决现有水泥路面铺设繁琐，维护困难的问题。

本发明的二亩地是通过以下方案实现的：

一种易维护永久性农村公路水泥路面，该水泥路面自上至下包括：水泥混凝土路面板、级配碎石基层、路基；

水泥混凝土路面板为预制水泥板拼接而成；

级配碎石基层采用级配碎石；

路基的采用压实的路基填料，压实度不小于93％。

级配碎石按各筛孔直径通过质量百分率的级配要求为：37.5mm-100％、31.5mm-90％、19.0mm-73％、9.5mm-49％、4.75mm-29％、2.36mm-17％、0.6mm-8％、0.075mm-0％。

预制水泥板的原料为水、粉煤灰、水泥、细集料、粗集料；

各原料的质量份数比依次为：1：0.4-0.6：2.3-2.8：2.5-3.0：6.0-7.0；

水泥、粉煤灰、水称量的允许质量偏差为±1％，粗集料、细集料称量的允许质量偏差为±2％。

粉煤灰采用电收尘i、ⅱ级干排或磨细粉煤灰；

水满足：硫酸盐含量小于0.0027mg/mm³，含盐量不超过0.005mg/mm³，ph值不小于4，不含有油污、泥；

细集料为天然砂或机制砂或混合砂，且硅质含量不低于25％；

粗集料为碎石或碎卵石或卵石；卵石最大公称粒径不大于19.0mm，碎卵石最大公称粒径不大于26.5mm，碎石最大公称粒径不大于31.5mm；

水泥为425#硅酸盐水泥。

预制水泥板的弯拉强度不低于4.5mpa，且长度为250cm，宽度为150-200cm，厚度为18-25cm。

预制水泥板的预制流程为：混合原料形成混凝土，按照模板浇筑混凝土，经过养生达到强度后脱模，同一移运、堆放，形成批量预制生产。

混合原料形成混凝土使用强制式混凝土拌合机，直至拌制的混凝土颜色一致，没有离析和泌水现象为止，停止搅拌；

模板使用钢模板，且板面平整、接缝严密，所用钢材根据《碳素结构钢》(gb700)中的标准选取；混凝土浇筑前，模板内涂抹脱模剂；

混凝土浇筑时，使用振动器振实按，且由下至上的顺序逐层浇筑，即在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土；

混凝土完成浇筑后，进行覆盖和洒水养护，且没7天洒水一次；

当混凝土的强度达到2.5mpa时，对模板进行拆除。

预制水泥板的上表面设有预留吊钩，通过预留吊钩，运载设备吊起或放下预制水泥板，完成预制水泥板的移运或拼接。

预制水泥板的横缝采用非咬合梯形结构：

横缝处的两块预制水泥板的拼接处为梯形阶梯状，且各自的两级竖直面的高度相等，两级竖直面之间的距离9cm。

预制水泥板的纵缝采用咬合梯形结构：

纵缝处的两块预制水泥板的拼接处为梯形阶梯状，且各自的两级竖直面的高度相等，两级竖直面之间的距离9cm；在上的一块预制水泥板的梯形阶梯状结构的斜面处设有竖直向下的凸起咬合齿；在下的一块预制水泥板的梯形阶梯状结构的斜面处设有竖直向下的咬合槽。

预制水泥板的拼铺过程为：

使用运载设备将预制水泥板运至待铺设水泥路面的附近已铺路面位置；使用运载设备的吊架下端的连接吊钩钩住水泥路面的预留吊钩，使用运载设备的安装结构将预制水泥板吊起，并将其吊至待铺设水泥路面位置的正上方；通过姿态调整装置调整运载设备的姿态，通过姿态调整装置的摄像头判断预制水泥板是否正对待铺设水泥路面的位置；当预制水泥板正对待铺设水泥路面的位置时放下预制水泥板，完成预制水泥板的拼铺过程。

本发明的有益效果是：

1.水泥混凝土路面板采用工厂预制，可以有效控制混凝土拌路面板制造质量，避免现浇水泥混凝土路面在拌合、摊铺、振捣、养生等环节的变异性，提高面板使用寿命；

2.将传统现浇混凝土路面板块划分由4.5m×5m减小为1.5m×2.5m或2m×2.5m，且采用级配碎石基层，与半刚性基层水泥路面相比，面板局部脱空几率大大降低，实现面板与基层共同受力，使得整个路面结构受力更加合理，与设计假设符合较好。可以延长路面使用寿命，减少路面破损病害；

3.采用工厂预制水泥混凝土路面板，现场机械拼装施工，更加方便维护，对于个别破损板块可以进行快速更换，减少对正常通行的干扰。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是一种易维护永久性农村公路水泥路面的剖面示意图；

图2是一种易维护永久性农村公路水泥路面的预制水泥板的拼铺示意图；

图3是一种易维护永久性农村公路水泥路面的预制水泥板的横缝的示意图；

图4是一种易维护永久性农村公路水泥路面的预制水泥板的纵缝的示意图；

图5是一种易维护永久性农村公路水泥路面拼铺时使用的拼铺设备的示意图。

图中：1-预制水泥板、2-砂垫层、3-级配碎石、4-安装结构、5-姿态调整装置、6-摄像头、7-吊架、8-连接吊钩、9-已铺路面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图2所示，一种易维护永久性农村公路水泥路面，该水泥路面自上至下包括：水泥混凝土路面板、级配碎石基层、路基；

水泥混凝土路面板为预制水泥板1拼接而成；

级配碎石基层采用级配碎石3；

路基的采用压实的路基填料，压实度不小于93％。

级配碎石3按各筛孔直径通过质量百分率的级配要求为：37.5mm-100％、31.5mm-90％、19.0mm-73％、9.5mm-49％、4.75mm-29％、2.36mm-17％、0.6mm-8％、0.075mm-0％。

预制水泥板1的原料为水、粉煤灰、水泥、细集料、粗集料；

各原料的质量份数比依次为：1：0.4-0.6：2.3-2.8：2.5-3.0：6.0-7.0；

水泥、粉煤灰、水称量的允许质量偏差为±1％，粗集料、细集料称量的允许质量偏差为±2％。

粉煤灰采用电收尘i、ⅱ级干排或磨细粉煤灰；

水满足：硫酸盐含量小于0.0027mg/mm³，含盐量不超过0.005mg/mm³，ph值不小于4，不含有油污、泥；

细集料为天然砂或机制砂或混合砂，且硅质含量不低于25％；

粗集料为碎石或碎卵石或卵石；卵石最大公称粒径不大于19.0mm，碎卵石最大公称粒径不大于26.5mm，碎石最大公称粒径不大于31.5mm；

水泥为425#硅酸盐水泥。

预制水泥板1的弯拉强度不低于4.5mpa，且长度为250cm，宽度为150-200cm，厚度为18-25cm。

预制水泥板1的预制流程为：混合原料形成混凝土，按照模板浇筑混凝土，经过养生达到强度后脱模，同一移运、堆放，形成批量预制生产。

混凝土拌合要求：混凝土搅拌应采用强制式混凝土拌合机，生产能力与用料量相适应，搅拌时间按混凝土拌合机使用说明书规定并经试验确定。混凝土性能要求：拌制的混凝土应颜色一致，不得有离析和泌水现象，满足施工性能、力学性能、耐久性能要求。

混凝土运输要求：运输能力应与混凝土的凝结速度和浇筑速度相适应，应使浇筑工作不间断且混凝土运到浇筑地点时仍能保持其均匀性和规定的坍落度。

模板的要求：宜优先使用钢模板。模板板面之间应平整，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面美观，线条流畅。钢材可采用现行国家标准《碳素结构钢》(gb700)中的标准。浇筑混凝土之前，模板应涂刷脱模剂，外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种，不得使用废机油等油料，且不得污染钢筋及混凝土的施工缝处。

模板安装的要求：模板安装完成后，其尺寸、平面位置和顶部高程等应符合设计要求，节点联系应牢固。固定在模板上的预埋件和预留孔洞不得遗漏、安装应牢固，位置应准确。

混凝土的浇筑：混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。在倾斜面上浇筑混凝土时，应从低处开始逐层扩展升高，保持水平分层。浇筑混凝土时，应采用振动器振实，当确实无法使用振动器振实的部位时，才可用人工捣固。混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。

养生的要求：混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快、及早予以覆盖和洒水养护。混凝土养护用水的要求与拌和用水相同。混凝土的洒水养护时间一般为7d，可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂等情况，酌情延长或缩短。每天洒水次数以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。混凝土强度达到1.2mpa前，不得在其上踩踏；强度达到2.5mpa前，不得使其承受行人、运输工具等荷载。

模板拆除的要求：应在混凝土抗压强度达到2.5mpa，且能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除。

移运和堆放要求：混凝土强度达到设计强度等级的75％后方可移运，存放场地应平整、坚实，不应有不均匀沉降，且场地应有防排水设施。堆放时应设置垫木，支垫位置宜按设计吊点位置确定，其偏差不宜超过200mm；多层堆放时，各层垫木应位于同-垂直面上，且层数不宜超过3层。

预制水泥板1的上表面设有预留吊钩，通过预留吊钩，运载设备吊起或放下预制水泥板1，完成预制水泥板1的移运或拼接。

预制水泥板1的横缝采用非咬合梯形结构：

横缝处的两块预制水泥板1的拼接处为梯形阶梯状，且各自的两级竖直面的高度相等，两级竖直面之间的距离9cm。

如图3所示，预制水泥板1的纵缝采用咬合梯形结构：

纵缝处的两块预制水泥板1的拼接处为梯形阶梯状，且各自的两级竖直面的高度相等，两级竖直面之间的距离9cm；在上的一块预制水泥板1的梯形阶梯状结构的斜面处设有竖直向下的凸起咬合齿；在下的一块预制水泥板1的梯形阶梯状结构的斜面处设有竖直向下的咬合槽。

如图4所示，预制水泥板1的拼铺过程为：

使用运载设备将预制水泥板1运至待铺设水泥路面的附近已铺路面9位置；使用运载设备的吊架7下端的连接吊钩8钩住水泥路面的预留吊钩，使用运载设备的安装结构4将预制水泥板1吊起，并将其吊至待铺设水泥路面位置的正上方；通过姿态调整装置5调整运载设备的姿态，通过姿态调整装置5的摄像头6判断预制水泥板1是否正对待铺设水泥路面的位置；当预制水泥板1正对待铺设水泥路面的位置时放下预制水泥板1，完成预制水泥板1的拼铺过程。

使用该易维护永久性农村公路水泥路面对某段农村路面进行处理，根据农村公路中等交通荷载等级，即设计基准期内设计车道承受设计轴载累计作用次数30000～1000000次，厚度为22cm，弯拉强度不低于4.5mpa。中间层为级配碎石基层厚度为15cm，最下层为路基，压实度不小于93％，级配碎石3与预制水泥板1之间设有3-5cm砂垫层2。

本实施例中，目前农村公路水泥路面面宽以4～6米居多，本实施例中以5米为例，进行分块。

水泥混凝土路面板分块应尽量大，才能在实体工程中体现此种路面的优点，在保证板块预制质量的同时，增加行车的舒适性，并提高安装的效率，但随着体积的增大，板块的自重也会增加。1.5m×2.5m的板块自重达2吨，2m×2.5m板块自重近3吨。考虑到施工及后期维护的便捷性，板块最大采用2m×2.5m。对于宽度为5米的路面，考虑采用5块1m×2m板，或2块1.5m×2.5m板加1块2m×2.5m板。

预制水泥板1的原料为水、粉煤灰、水泥、细集料、粗集料，各原料的质量份数比依次为：1：0.5：2.5：2.7：6.3。

现场浇筑的路面板，板块之间采用预埋钢筋进行连接。装配式水泥混凝土路面板，为满足安装便捷的要求而不能预埋钢筋，为避免板块之间的接缝在行车荷载作用下损坏，必须合理确定板块之间的接缝构造，才可以有效减少板块的损坏。

实际路面铺设过程中，路线前进方向采用带咬合的梯形接缝；横向采用不带咬合的梯形接缝。这样就兼顾考虑了整体性和后期维护的便捷性。

左右搭接的梯形接缝构造如图3所示，接缝处相对接的两端均设置梯形连接块。由横截面图可知，两对接的板块接缝处结构是互补的，该梯形连接块结构包括凸起、过渡段、根部段。凸起段高度10cm，宽度9cm，根部段高度12cm，过渡段高度2cm，宽度9cm，用于连接凸起段和根部段。

路线前进方向采用带咬合的梯形接缝，如图4所示的结构形式，凸起段高度9.6cm，宽度13cm，根部段高度12.4cm，过渡段高度2.8cm，宽度13cm。结构形式在图3所述结构形式的基础上，斜面上设置咬合，用于增强板之间的联接强度。

使用如图5所示的设备进行预制水泥板1的拼铺过程为：

使用运载设备将预制水泥板1运至待铺设水泥路面的附近已铺路面9位置；使用运载设备的吊架7下端的连接吊钩8钩住水泥路面的预留吊钩，使用运载设备的安装结构4将预制水泥板1吊起，并将其吊至待铺设水泥路面位置的正上方；通过姿态调整装置5调整运载设备的姿态，通过姿态调整装置5的摄像头6判断预制水泥板1是否正对待铺设水泥路面的位置；当预制水泥板1正对待铺设水泥路面的位置时放下预制水泥板1，完成预制水泥板1的拼铺过程。

综上所述，本发明提供了一种农村公路水泥路面，面板与基层共同受力，使得整个路面结构受力更加合理，可以延长路面使用寿命，减少路面破损病害，采用工厂预制水泥混凝土路面板，现场机械拼装施工，更加方便维护，对于个别破损板块可以进行快速更换，减少对正常通行的干扰。

尽管已经结合优选的实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解的是在不违背本发明精神和实质的情况下，各种修正都是允许的，它们都落入本发明的权利要求的保护范围之中。