农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构

1.本实用新型属于公路路面结构领域，涉及一种公路路面结构的修复方法，具体为农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构。


背景技术：

2.由于水泥混凝土路面具有高强度，修路工艺成熟，以及投资不高等优点，自上世纪七八十年代起，我国农村地区广泛采用水泥混凝土铺筑路面。但是随着农村地区的交通需求越来越大，大量的水泥混凝土路面出现了断板、唧泥、坑洞等病害，已经不能满足经济发展对公路的快速性、安全性以及舒适性的要求，急需对这些废旧的水泥混凝土道路进行翻新改造。
3.水泥混凝土道路的翻新改造常采用两种方法，分别为：
4.(1)将原路面全部铣刨挖除，将废料直接运出改造区域，随后修筑新基层，铺筑新路面。该改造方法增加了运输和原材料购置成本，若铣刨废料得不到妥善处理，就会成为建筑垃圾，造成环境污染。
5.(2)在原有水泥混凝土路面上直接加铺沥青混合料面层，但是随着时间的推移，新铺路面上将会出现原水泥路面的反射裂缝，反射裂缝的产生会使路面渗水，从而使改造的新路面出现大量病害，缩短改造路面的使用寿命、影响交通。


技术实现要素：

6.解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，获得一种能够有效提升路基的整体结构稳定性，提高路基的承载力，同时减少沥青路面反射裂缝出现的可能性，提高改造路面的使用寿命，本实用新型提供了农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构。
7.技术方案：农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构，所述路面结构包括在土基上方自上而下设置的沥青面层、级配碎石层和再生碎石层；再生碎石层两侧开设v形再生碎石排水沟，沟内填充再生碎石；路面结构两侧自沥青面层延伸至再生碎石排水沟设有路肩；级配碎石层四周环绕植物纤维格栅。
8.优选的，再生碎石层内的再生碎石的最大粒径为40mm，其中粒径小于5mm的碎石占25％-30％、粒径为5mm-10mm的碎石占25％-30％、粒径为10mm-20mm的碎石占25％-35％、粒径为20mm-30mm的碎石占10％-20％、30mm-40mm的碎石占5％-10％。
9.优选的，所述再生碎石排水沟内填充再生碎石，沟顶与再生碎石层顶面齐平，沟底高程低于再生碎石层底面高程。
10.优选的，再生碎石排水沟内填充的再生碎石粒径为20-40mm。
11.优选的，所述植物纤维格栅分为上层格栅、侧面格栅和下层格栅，且三者顺次联结成一体；其中上层格栅位于沥青面层和级配碎石层之间，下层格栅位于级配碎石层和再生碎石层之间，侧面格栅位于路肩和级配碎石层之间。
12.优选的，植物纤维格栅的网孔边长为20mm-40mm。
13.优选的，植物纤维格栅的材质为稻草秸秆纤维、椰壳纤维或麻类植物纤维。
14.优选的，路肩上铺种草皮。
15.以上任一所述农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构的填筑方法，所述方法包括以下步骤：s1铣刨、破碎废旧水泥混凝土路面；s2清理、整平、压实原土基；s3铺筑再生碎石层；s4铺设下层格栅；s5铺筑级配碎石层；s6铺设上层格栅和侧面格栅；s7铺筑沥青面层；s8填筑再生碎石排水沟；s9铺筑路肩。
16.本实用新型所述农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构设计的原理在于：当路面荷载通过沥青面层传递到级配碎石层时，植物纤维格栅独特的网状结构和集料之间产生的嵌锁咬合作用及摩擦作用，可有效减少或延缓反射裂缝的数量，抵抗沥青路面的车辙，减缓疲劳开裂，提高路面结构的稳定性。同时侧面植物纤维格栅埋置于路肩土体中，由于网状结构和土体之间产生摩擦作用，能够增强土体的强度与稳定性，提高路肩的抗冲刷能力。结构中级配碎石层、再生碎石层和再生碎石排水沟形成排水系统，使得路面层向下的渗水能够快速下渗及导流，有效避免渗水对路基及路面层造成的不利影响，防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象。
17.有益效果：(1)植物纤维格栅原材料来自当地农作物秸秆，减少秸秆焚烧对环境污染的同时，农作物秸秆资源得到了综合利用，对促进农民增收、环境保护、资源节约以及农业经济可持续发展意义重大。本实用新型中的植物纤维格栅层包括置于沥青面层和级配碎石层之间的上层格栅、置于再生碎石层和级配碎石层之间的下层格栅以及侧面格栅三部分组成，三部分格栅通过编织工艺联结成一体，能够有效提升路基的整体结构稳定性，提高路基的承载力，同时减少沥青路面反射裂缝出现的可能性，提高改造路面的使用寿命。侧面格栅能够发挥固定土壤和草皮的作用，提高路肩边坡抗雨水冲刷能力。
18.(2)再生碎石层和再生碎石排水沟原料为原废旧水泥混凝土道路经破碎后得到的碎石，碎石按照相应的粒径和级配要求混合，满足承载力要求。充分利用了旧水泥路面的剩余强度和剩余价值，节省了原材料，与道路整体挖除废弃相比，大大减少了投资，减少了建筑垃圾，对保护环境有重要的意义。
19.(3)排水沟填充以再生碎石形成再生碎石排水沟，避免了排水明沟堵塞淤积发臭、滋生蚊虫等缺点，而且具有美观、更加安全等优点。
20.(4)通过设置级配碎石层、再生碎石层和再生碎石排水沟，使得路面层向下的渗水能够快速下渗及导流，从而实现快速排除路基水，有效避免渗水对路基及路面层造成的不利影响，防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象。
附图说明
21.图1为本实用新型翻新改造的道路结构示意图；
22.图2为本实用新型植物纤维格栅示意图；
23.其中：1—沥青面层，2—植物纤维格栅，3—级配碎石层，4—再生碎石层，5—路肩，6—再生碎石排水沟。
具体实施方式
24.以下实施例进一步说明本实用新型的内容，但不应理解为对本实用新型的限制。
在不背离本实用新型精神和实质的情况下，对本实用新型方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本实用新型的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
25.实施例1
26.农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构，所述路面结构包括在土基上方自上而下设置的沥青面层1、级配碎石层3和再生碎石层4；再生碎石层4两侧开设v形再生碎石排水沟6，沟内填充再生碎石；路面结构两侧自沥青面层1延伸至再生碎石排水沟6设有路肩5；级配碎石层3四周环绕植物纤维格栅2。
27.再生碎石层4内的再生碎石的最大粒径为40mm，其中粒径小于5mm的碎石占25％-30％、粒径为5mm-10mm的碎石占25％-30％、粒径为10mm-20mm的碎石占25％-35％、粒径为20mm-30mm的碎石占10％-20％、30mm-40mm的碎石占5％-10％。
28.再生碎石排水沟6内填充的再生碎石粒径为20-40mm。
29.所述植物纤维格栅2分为上层格栅、侧面格栅和下层格栅，且三者顺次联结成一体；其中上层格栅位于沥青面层1和级配碎石层3之间，下层格栅位于级配碎石层3和再生碎石层4之间，侧面格栅位于路肩5和级配碎石层3之间。
30.植物纤维格栅2的网孔边长为20mm-40mm。
31.植物纤维格栅2的材质为稻草秸秆纤维、椰壳纤维或麻类植物纤维。并经过防腐处理。
32.所述农村废旧水泥混凝土道路翻新改造路面结构的填筑方法，其特征在于，所述方法包括以下工序：
33.s1铣刨、破碎废旧水泥混凝土路面。可通过破碎机多次破碎，使得破碎后得到的再生碎石最大粒径为40mm，将再生碎石就近进行筛分；
34.s2清理、整平、压实原土基。应清除原土基表层杂物，铣刨、破碎原混凝土路面造成的坑穴应进行填平处理，随后通过压路机压实。
35.s3铺筑再生碎石层4；将再生碎石按照级配进行混合，随后进行机械摊铺、碾压密实，碾压过程，通过控制最佳含水率，保证再生碎石层4压实后达到最大干密度。
36.s4铺设下层格栅；植物纤维格栅2的下层格栅幅宽应大于再生碎石层4 10cm-20cm，使其两侧各伸出再生碎石层4 5cm-10cm。铺设过程应尽量拉紧，以“u”型钉定位于再生碎石层4上。纵向铺设时，可通过编制工艺或尼龙绳绑扎联结。
37.s5铺筑级配碎石层3；选择合适的碎石原料，铺筑前确定碎石的最佳含水率和最大干密度，确保级配碎石层3碾压密实平整，同时避免对下层植物纤维格栅的扰动。
38.s6铺设上层格栅和侧面格栅；上层植物格栅幅宽应大于级配碎石层4 10cm-20cm，使其两侧各伸出级配碎石层4 5cm-10cm。铺设过程应尽量拉紧，以“u”型钉定位于再生碎石层4上。纵向铺设时，可通过编制工艺或尼龙绳绑扎联结。上层植物格栅铺设完成后，将侧面格栅通过编织工艺与上层格栅和下层格栅联结起来。
39.s7铺筑沥青面层1；上层格栅铺设完成后，洒布乳化沥青透层油，破乳后撒布石屑，随后尽快铺筑沥青面层1。
40.s8填筑再生碎石排水沟6；再生碎石层两侧开挖排水沟，沟底高程低于再生碎石层4底面高程，随后填筑再生碎石，填筑后与再生碎石层4顶面齐平。再生碎石排水沟6施工可
与s5铺筑级配碎石层3同步进行。
41.s9铺筑路肩5；s1-s8工序完成后，进行路肩5铺筑，并在路肩5上铺种草皮。
42.综上所述本实用新型对农村废旧水泥混凝土道路铣刨出的材料进行了充分回收利用，具有巨大的经济、环保和社会效益。植物纤维格栅的运用有效增强路面的结构强度、减少各类裂缝的产生，提高沥青路面质量，从而延长沥青路面的使用寿命，降低道路的养护成本，优化道路运行的综合效益。本实用新型路面结构中级配碎石层、再生碎石层和再生碎石排水沟的组合，使得路面层向下的渗水能够快速下渗及导流，从而实现快速排除路基水，有效避免渗水对路基及路面层造成的不利影响，防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象。