一种路面补强结构及方法与流程

本发明属于路面基层、底基层补强技术领域，具体涉及一种路面补强结构及方法。

背景技术：

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面，简称混凝土路面。亦称刚性路面，俗称白色路面，它是一种高级路面。混凝上面层是由一定厚度的混凝土面板组成的。沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、经久耐用，现有公路多采用半刚性基层沥青路面结构或水泥路面结构，在实践中暴露出一些缺陷和不足，其中反射裂缝及水损害问题难以解决，给半刚性基层沥青路面结构带来很大的危害，特别是我国半刚性沥青路面结构，设计寿命为15年，大中修时，若采用大量击碎旧路面或铣刨，重新铺设基层和面层，工作量大，施工期间交通难以维持，产生大量的建筑垃圾需要堆放，现有对半刚性基层沥青路面结构产生的病害翻修多采用垂直打孔向沥青面层底部的半刚性基层注入如环氧树脂胶黏剂对裂缝进行胶黏，不但价格昂贵，而且对于路基裂缝只能做到胶黏作用，路面修补后承载力难以保证。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种路面补强结构，其设计新颖合理，利用多个斜桩底部交汇形成扩大锚固头，并在斜桩顶部构筑尺寸扩径的上翼缘夹板，利用扩大锚固头和对应的上翼缘夹板夹持补强路面待修复层，且全部斜桩构成立体网状补强体，有效的连接承载断裂或破碎的路面待修复层，立体网状补强体以任意方式延伸扩展，实现路面待修复层的全面补强，补强效果好，耗材少，施工工期短，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种路面补强结构，其特征在于：包括对路面待修复层中的裂缝或破碎区进行整体补强的立体网状补强体，所述立体网状补强体包括多个斜桩，多个所述斜桩中的一个斜桩与剩余斜桩中至少一个斜桩连接，多个所述斜桩中的一个斜桩的底部与剩余斜桩中至少一个斜桩的底部连接，底部相连接的多个斜桩的底端为扩大锚固头，所述扩大锚固头位于路面待修复层下侧且位于裂缝或破碎区的底部，所述路面待修复层为水泥路面面板层、路面基层和/或路面底基层，所述路面基层为沥青路面基层或水泥路面基层，所述路面底基层为沥青路面底基层或水泥路面底基层。

上述的一种路面补强结构，其特征在于：所述斜桩的顶部构筑有上翼缘夹板，上翼缘夹板位于路面待修复层上侧且位于裂缝或破碎区的顶部。

上述的一种路面补强结构，其特征在于：所述上翼缘夹板的横截面尺寸大于斜桩的横截面尺寸。

上述的一种路面补强结构，其特征在于：所述上翼缘夹板、斜桩和所述扩大锚固头灌注为一体。

上述的一种路面补强结构，其特征在于：所述立体网状补强体为微膨胀式水泥立体网状补强体或高分子树脂立体网状补强体。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理的路面补强方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、钻斜桩孔：在路面层多个指定位置分别钻筑多个斜桩孔，所述斜桩孔穿过路面待修复层伸入路面待修复层底部，多个所述斜桩孔相互连通；

多个所述斜桩孔中的一个斜桩孔的底部与剩余斜桩孔中至少一个斜桩孔的底部连通；

步骤二、钻扩孔：在路面层上若干个斜桩孔位置处分别钻筑扩孔，所述扩孔与对应的斜桩孔连通，且扩孔的尺寸大于所述斜桩孔的尺寸；

步骤三、填筑灌注体：向斜桩孔内填筑灌注体，直至灌注体上溢至扩孔内，待灌注体凝固后，凝固后的灌注体形成一体结构的立体网状补强体；

其中，灌注体在底部相连通的多个斜桩孔的底端形成扩大锚固头，灌注体在若干个扩孔内形成上翼缘夹板，灌注体在斜桩孔内形成斜桩，所述扩大锚固头位于路面待修复层下侧且位于裂缝或破碎区的底部，上翼缘夹板位于路面待修复层上侧且位于裂缝或破碎区的顶部，扩大锚固头和对应的上翼缘夹板夹持补强路面待修复层，实现路面待修复层的整体补强；

步骤四、补全扩孔：将若干个扩孔内空余空间补全，完成路面的补强；

当路面为沥青路面时，利用沥青将若干个扩孔内空余空间补全，完成沥青路面的补强；

当路面为水泥路面时，利用水泥填筑体将若干个扩孔内空余空间补全，完成水泥路面的补强。

上述的方法，其特征在于：步骤一中，采用斜孔钻机钻设所述斜桩孔。

上述的方法，其特征在于：步骤三中，所述灌注体为微膨胀式水泥或高分子树脂。

上述的方法，其特征在于：步骤二中，所述扩孔的深度不小于上翼缘夹板的厚度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的补强结构，利用多个斜桩底部交汇形成扩大锚固头，对路面待修复层进行补强，扩大锚固头伸入路面待修复层底部对断裂的路面待修复层进行有效的连接和支撑承载，施工简单快捷，避免使用变径钻头钻取变径桩孔，该扩大锚固头结构更加稳定，承载力更强，且施工简单，穿过路面层向路面待修复层设置多个斜桩，多个斜桩连接为一体，全部斜桩构成立体网状补强体对路面待修复层进行全面补强，保证路面待修复层修补强度满足要求，便于推广使用。

2、本发明采用的补强结构，在斜桩顶部构筑尺寸扩径的上翼缘夹板，利用扩大锚固头和对应的上翼缘夹板夹持补强路面待修复层，补强强度可靠，使用寿命长，避免垂直离散打孔向沥青面层底部的基层注入胶黏剂导致补强寿命短的问题，如环氧树脂胶黏剂对裂缝进行胶黏，全部斜桩构成立体网状补强体，有效的连接承载断裂或破碎的路面待修复层，立体网状补强体以任意方式延伸扩展，结构变化灵活，实现路面待修复层的全面补强，耗材少，施工工期短，对道路交通影响小。

3、本发明设计新颖合理，斜桩具有一定的自膨胀性，弥补了混凝土的收缩性，达到防治混凝土裂缝病害，提高混凝土性能，可靠稳定，使用效果好。

4、本发明采用的方法，步骤简单，首先打斜桩孔，确定补强位置，多个斜桩孔相互连通，在打扩孔确定上翼缘夹板位置，构筑立体网状补强体补强路面待修复层的地层强度，斜向打孔构筑的斜桩通过交汇形成扩大头结构，避免采用专用的变径螺旋钻孔机获取扩大头桩孔，对原有的路面厚度改变小，施工快捷，避免大量击碎旧路面，重新铺设基层和面层，导致的工作量大，施工期间交通难以维持，产生大量的建筑垃圾需要堆放的问题，成本低，对于基层裂缝或破碎区有效补强，路面修补后受力效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，利用多个斜桩底部交汇形成扩大锚固头，并在斜桩顶部构筑尺寸扩径的上翼缘夹板，利用扩大锚固头和对应的上翼缘夹板夹持补强路面待修复层，且全部斜桩构成立体网状补强体，有效的连接承载断裂或破碎的路面待修复层，立体网状补强体以任意方式延伸扩展，实现路面待修复层的全面补强，补强效果好，耗材少，施工工期短，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明采用的结构中扩大锚固头随机分布的结构示意图。

图2为本发明采用的结构中扩大锚固头阵列式分布的结构示意图。

图3为图2的a-a剖视图(上翼缘夹板位于路面层中且路面待修复层为路面基层)。

图4为图2的a-a剖视图(上翼缘夹板位于路面基层顶部且路面待修复层为路面基层)。

图5为图2的a-a剖视图(上翼缘夹板位于路面层中且路面待修复层为路面底基层)。

图6为图2的a-a剖视图(上翼缘夹板位于路面基层顶部且路面待修复层为路面底基层)。

图7为图2的a-a剖视图(上翼缘夹板位于路面层中且路面待修复层为路面底基层和路面底基层)。

图8为图2的a-a剖视图(上翼缘夹板位于路面基层顶部且路面待修复层为路面底基层和路面底基层)。

图9为本发明斜桩顶部选择性构筑上翼缘夹板的结构示意图。

图10为本发明斜桩顶部选择性构筑上翼缘夹板且增设垂直补强桩的结构示意图。

图11为本发明水泥路面的面板补强结构示意图。

图12为本发明水泥路面增设垂直补强桩的面板补强结构示意图。

图13为本发明方法的流程框图。

附图标记说明:

1—路基；2—路面层；4-1—路面基层；

4-2—路面底基层；7—斜桩；8—扩孔；

9—上翼缘夹板。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种路面补强结构，包括对路面待修复层中的裂缝或破碎区进行整体补强的立体网状补强体，所述立体网状补强体包括多个斜桩7，多个所述斜桩7中的一个斜桩7与剩余斜桩7中至少一个斜桩7连接，多个所述斜桩7中的一个斜桩7的底部与剩余斜桩7中至少一个斜桩7的底部连接，底部相连接的多个斜桩7的底端为扩大锚固头，所述扩大锚固头位于路面待修复层下侧且位于裂缝或破碎区的底部，所述路面待修复层为水泥路面面板层、路面基层4-1和/或路面底基层4-2，所述路面基层4-1为沥青路面基层或水泥路面基层，所述路面底基层4-2为沥青路面底基层或水泥路面底基层。

本实施例中，所述斜桩7的顶部构筑有上翼缘夹板9，上翼缘夹板9位于路面待修复层上侧且位于裂缝或破碎区的顶部。

需要说明的是，利用多个斜桩底部交汇形成扩大锚固头，对路面待修复层进行补强，扩大锚固头伸入路面待修复层底部对断裂的路面待修复层进行有效的连接和支撑承载，施工简单快捷，避免使用变径钻头钻取变径桩孔，该扩大锚固头结构更加稳定，承载力更强，且施工简单，穿过路面层向路面待修复层设置多个斜桩，多个斜桩连接为一体，全部斜桩构成立体网状补强体对路面待修复层进行全面补强，保证路面待修复层修补强度满足要求；可在斜桩顶部构筑尺寸扩径的上翼缘夹板，根据设计需要在斜桩顶部选择性构筑尺寸扩径的上翼缘夹板，如图9所示；当在斜桩顶部构筑尺寸扩径的上翼缘夹板时，利用扩大锚固头和对应的上翼缘夹板夹持补强路面待修复层，补强强度可靠，使用寿命长，避免垂直离散打孔向沥青面层底部的基层注入胶黏剂导致补强寿命短的问题，如环氧树脂胶黏剂对裂缝进行胶黏，全部斜桩构成立体网状补强体，有效的连接承载断裂或破碎的路面待修复层，立体网状补强体以任意方式延伸扩展，结构变化灵活，实现路面待修复层的全面补强，耗材少，施工工期短，对道路交通影响小。

需要说明的是，根据设计需求，若干个扩大锚固头位置还可垂直钻孔，增设一个垂直补强桩，形成垂直补强桩和斜桩7交织的立体网状补强体，如图10和图12所示。

实际施工中，优选的以每个扩大锚固头位于路面的投影设计位置为阵列式结构设计扩大锚固头的分布，从每个扩大锚固头位于路面的投影设计位置的四角开始钻筑底部橡胶的四个斜桩孔，如图2所示。

当路面待修复层为路面基层4-1时，斜桩孔打穿路面基层4-1，斜桩孔底端位于路面底基层4-2内，底部相连接的多个斜桩7的底端的扩大锚固头则停留在路面底基层4-2内，如图3和图4所示，上翼缘夹板9可构筑在路面层2中，如图3所示；上翼缘夹板9也可构筑在路面基层4-1顶部，如图4所示。

当路面待修复层为路面底基层4-2时，斜桩孔打穿路面基层4-1和路面底基层4-2，斜桩孔底端位于路基1内，底部相连接的多个斜桩7的底端的扩大锚固头则停留在路基1内，如图5和图6所示，上翼缘夹板9可构筑在路面层2中，如图5所示；上翼缘夹板9也可构筑在路面基层4-1顶部，如图6所示。

路面待修复层即位于路面基层4-1中，也位于路面底基层4-2中时，对于路面待修复层位于路面基层4-1中的，斜桩孔打穿路面基层4-1，斜桩孔底端位于路面底基层4-2内，底部相连接的多个斜桩7的底端的扩大锚固头则停留在路面底基层4-2内；对于路面待修复层位于路面底基层4-2中的，斜桩孔打穿路面基层4-1和路面底基层4-2，斜桩孔底端位于路基1内，底部相连接的多个斜桩7的底端的扩大锚固头则停留在路基1内，如图7和图8所示，上翼缘夹板9可构筑在路面层2中，如图7所示；上翼缘夹板9也可构筑在路面基层4-1顶部，如图8所示。

当路面待修复层为水泥路面面板层时，路面层2为水泥路面面板层，斜桩孔打穿水泥路面面板层，斜桩孔底端位于水泥路面基层内，底部相连接的多个斜桩7的底端的扩大锚固头则停留在水泥路面基层内，如图10所示。针对水泥路面面板层中裂缝病害，立体网状补强体中扩大锚固头沿水泥路面的面板裂缝的长度延伸方向构筑，扩大锚固头的扩大头结构伸入至水泥路面的面板裂缝底部，利用扩大锚固头和对应的上翼缘夹板夹持补强水泥路面的面板，实现对水泥路面的面板裂缝的全面补强。

本实施例中，所述上翼缘夹板9的横截面尺寸大于斜桩7的横截面尺寸。

需要说明的是，上翼缘夹板9的横截面尺寸大于斜桩7的横截面尺寸，便于实现上翼缘夹板9和扩大锚固头配合夹持补强路面待修复层，补强强度可靠。

本实施例中，所述上翼缘夹板9、斜桩7和所述扩大锚固头灌注为一体。

本实施例中，所述立体网状补强体为微膨胀式水泥立体网状补强体或高分子树脂立体网状补强体。

需要说明的是，所述微膨胀式水泥立体网状补强体可以采用aec微膨胀式水泥立体网状补强体，但不限定是aec微膨胀式水泥立体网状补强体，斜桩具有一定的自膨胀性，弥补了混凝土的收缩性，达到防治混凝土裂缝病害，提高混凝土性能，可靠稳定，使用效果好。所述高分子树脂立体网状补强体可以采用ab-1灌浆树脂立体网状补强体，但不限定是ab-1灌浆树脂立体网状补强体。

如图13所示的一种路面补强方法，包括以下步骤：

步骤一、钻斜桩孔：在路面层2多个指定位置分别钻筑多个斜桩孔，所述斜桩孔穿过路面待修复层伸入路面待修复层底部，多个所述斜桩孔相互连通；

多个所述斜桩孔中的一个斜桩孔的底部与剩余斜桩孔中至少一个斜桩孔的底部连通；

本实施例中，步骤一中，采用斜孔钻机钻设所述斜桩孔。

步骤二、钻扩孔：在路面层2上若干个斜桩孔位置处分别钻筑扩孔8，所述扩孔8与对应的斜桩孔连通，且扩孔8的尺寸大于所述斜桩孔的尺寸；

本实施例中，步骤二中，所述扩孔8的深度不小于上翼缘夹板9的厚度。

实际施工中，当路面为沥青路面时，路面层2为沥青路面层；当路面为水泥路面时，路面层2为水泥面板层。

需要说明的是，首先打斜桩孔，确定补强位置，多个斜桩孔相互连通，在打扩孔确定上翼缘夹板位置，构筑立体网状补强体补强路面待修复层的地层强度，斜向打孔构筑的斜桩通过交汇形成扩大头结构，避免采用专用的变径螺旋钻孔机获取扩大头桩孔，对原有的路面厚度改变小，施工快捷，避免大量击碎旧路面，重新铺设基层和面层，导致的工作量大，施工期间交通难以维持，产生大量的建筑垃圾需要堆放的问题，成本低，对于基层裂缝或破碎区有效补强，路面修补后受力效果好。

步骤三、填筑灌注体：向斜桩孔内填筑灌注体，直至灌注体上溢至扩孔8内，待灌注体凝固后，凝固后的灌注体形成一体结构的立体网状补强体；

其中，灌注体在底部相连通的多个斜桩孔的底端形成扩大锚固头，灌注体在若干个扩孔8内形成上翼缘夹板9，灌注体在斜桩孔内形成斜桩7，所述扩大锚固头位于路面待修复层下侧且位于裂缝或破碎区的底部，上翼缘夹板9位于路面待修复层上侧且位于裂缝或破碎区的顶部，扩大锚固头和对应的上翼缘夹板9夹持补强路面待修复层，实现路面待修复层的整体补强；

本实施例中，步骤三中，所述灌注体为微膨胀式水泥或高分子树脂。

步骤四、补全扩孔：将若干个扩孔8内空余空间补全，完成路面的补强；

当路面为沥青路面时，利用沥青将若干个扩孔8内空余空间补全，完成沥青路面的补强；

当路面为水泥路面时，利用水泥填筑体将若干个扩孔8内空余空间补全，完成水泥路面的补强。

当路面待修复层中仅是裂缝时，扩大锚固头可沿裂缝延伸方向设计在裂缝底部，斜桩孔从路面打向扩大锚固头设计位置，穿过路面层向路面待修复层浇筑的多个斜桩连接为一体，全部斜桩构成立体网状补强体对路面待修复层进行全面补强，保证裂缝补强后受力稳定。

本发明立体网状补强体的底端扩大锚固头伸入路面待修复层底部，有效的连接承载断裂或破碎的路面基层，立体网状补强体以任意方式延伸扩展，拓扑结构多样化，实现路面基层的全面补强，耗材少，施工工期短，对道路交通影响小，便于在实际工程中使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。