能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构的制作方法

[0001]
本发明涉及道路工程领域，特别是一种能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构。


背景技术：

[0002]
冻土是指具有负温和含冰的土体和岩石，按生存时间主要分为多年冻土和季节冻土。我国多年冻土面积约占国土面积的22 .4％，是世界第三冻土大国。冻土中由于冰以及未冻水的存在，其性质极其复杂且对温度极为敏感。道路工程施工以及全球变暖都会引起冻土的升温，给路基带来融沉病害，严重危害多年冻土区道路的稳定性。
[0003]
为了减少路基内的积热，缓解冻土融沉，国内外学者已经提出了一系列的保护冻土的方法，例如：块石路基、热棒技术、通风管路基、保温隔热层、遮阳板技术等，这些方法经过实际工程的检验都具有一定的路基降温效果。然而都存在一定局限性，均未能从根本上解决热量从路面进入路基的问题。
[0004]
另外，现有的多年冻土区道路施工时，因均需现场填筑，故而施工周期长。


技术实现要素：

[0005]
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构，该能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构通过在预制空心板基层中设置空心孔，对侵入路面结构内的热量进行疏导。另外，通过预制空心板，能够加快施工进度，增加施工稳定性。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构，包括从下至上依次铺设的级配砂砾垫层、预制空心板基层、级配碎石层和沥青面层。
[0007]
预制空心板基层包括若干块预制空心板，若干块预制空心板呈n*m矩阵排列，其中，n为沿道路纵向每列中所包含的预制空心板块数，m为沿道路横向每行中所包括的预制空心板块数。
[0008]
每块预制空心板中均等距布设有h个空心孔，每个空心孔均沿道路横向布设。
[0009]
沿道路纵向，每列中的n块预制空心板块两两之间均形成等宽的多边形现浇带，通过在多边形现浇带中浇筑水泥基灌浆料，使得每列中的n块预制空心板块数形成一个整体。
[0010]
沿道路横向，每行中的m块预制空心板两两之间均相贴合拼接。拼接后，每行中m块预制空心板的h个空心孔均对齐，形成沿道路横向贯通的散热通孔。散热通孔的两侧均与环境大气相连通。
[0011]
多边形现浇带呈波浪形或锯齿形。
[0012]
当多边形现浇带呈锯齿形时，每个锯齿的纵截面均为等腰梯形。
[0013]
每个空心孔的圆心均位于预制空心板的中心截面上，每个空心孔的直径均为10~20cm。
[0014]
每个散热通孔与道路横向之间均呈0~30
°
夹角，具体角度值根据当地风向确定，使散热通孔朝向当地风向，加快气流对流。
[0015]
级配砂砾垫层的厚度为15~20cm，预制空心板基层的厚度为20~40cm，级配碎石层的厚度为8~15cm，沥青面层的厚度为4~10cm。
[0016]
每块预制空心板均采用c30素混凝土预制形成。
[0017]
本发明具有如下有益效果：1、多年冻土区，年平均气温较低，在基层设置横向贯通的空心孔，可以有效增加基层与空气的接触面，通过空气在空心孔内流动，使孔洞周围基层的温度与气温趋于一致，疏导路面吸收的热量，减少热量的下传，起到保护冻土的作用。
[0018]
2、空心孔内的空气强迫对流是造成多年冻土层产生降温效果的主要原因。在冷季时，空心孔可将外界冷空气导入，降低基层温度，从而对下伏多年冻土产生主动冷却效果；在暖季时，外界热空气同样也会进入管内，引入的热量将对多年冻土热稳定性会产生不利影响。但从全年的热量收支角度，空心孔的放热大于吸热，对提高多年冻土区的热稳定性有利。
[0019]
3、本发明中采用素混凝土作为刚性基层，承重性能比半刚性基层要好，整体能够满足基层承重能力。
[0020]
4、本发安装快速块，预制板一与预制板二之间的横部搭接和现浇的混凝土，增加了基层的整体性，起到整体传荷的功能。另外，通过预制空心板，能够加快施工进度，增加施工稳定性。
附图说明
[0021]
图1显示了本发明一种能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构的断面图。
[0022]
图2显示了本发明中预制空心板的三维结构图。
[0023]
图3显示了本发明中预制空心板的矩阵排列图。
[0024]
其中有：1.预制空心板基层；2.上沥青面层；3.下沥青面层；4.级配碎石层；5.级配砂砾垫层；6.预制空心板；7.空心孔；8.多边形边界面；9.多边形现浇带。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0026]
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
[0027]
如图1所示，一种能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构，包括从下至上依次铺设的级配砂砾垫层5、预制空心板基层1、级配碎石层4和沥青面层。
[0028]
级配砂砾垫层5铺设在下伏多年冻土路基表面，用于支撑预制空心板基层1，厚度优选为15~20cm。
[0029]
预制空心板基层包括若干块预制空心板6，若干块预制空心板呈n*m矩阵排列，其中，n为沿道路纵向每列中所包含的预制空心板块数，m为沿道路横向每行中所包括的预制空心板块数。
[0030]
预制空心板6的主体均优选采用c30素混凝土预制形成，承重性能比半刚性基层要好，在整体能够满足基层承重能力的同时，还能降低成本。
[0031]
如图2和图3所示，预制空心板优选为长方体板，具有顶面、底面、两个长侧面和两个宽侧面。
[0032]
预制空心板的两个长侧面均为多边形边界面8，每个多边形边界面的断面均优选为波浪形或锯齿形。当多边形现浇带呈锯齿形时，每个锯齿的纵截面均优选为等腰梯形。这种设计，施工方便，现场安装，施工快速，通过多边形结构加强咬合，通过现浇段连接成整体，整体受力。另外，本发明中的多边形是通过边界之间的咬合，加上现浇带形成整体受力。
[0033]
两个多边形边界面之间的预制空心板中均等距布设有h个沿长度方向贯通的空心孔。预制空心板的尺寸优选为1m*1m*0.3m，每个空心孔7的直径优选根据预制空心板的厚度确定，进一步优选为10~20cm，板长可根据空心孔7尺寸和间距做出适当调整。
[0034]
进一步，每个空心孔的圆心均位于预制空心板的中心截面上。
[0035]
沿道路纵向，每列中的n块预制空心板块两两之间均形成等宽（优选为2cm）的多边形现浇带，通过在多边形现浇带中浇筑水泥基灌浆料，使得每列中的n块预制空心板块数形成一个整体。
[0036]
沿道路横向，每行中的m块预制空心板两两之间均相贴合拼接。拼接后，每行中m块预制空心板的h个空心孔均对齐，形成沿道路横向贯通的散热通孔。散热通孔的两侧均与环境大气相连通。
[0037]
在图3中，每行中的m块预制空心板两两之间也设置有现浇带，现浇过程中，采用pvc管、pe管、钢波纹管等进行现浇带孔洞预留，施工结束后将模板脱出；从而防止散热通孔的堵塞。预留现浇带能加强横向连接，另外，级配碎石层的布置，能够防止基层的接缝传递到面层，形成反射裂缝。
[0038]
上述拼接后的空心孔洞（也即散热通孔）与道路横向之间优选呈0~30
°
夹角，具体角度值根据当地风向确定，使空心孔洞朝向当地风向，加快气流对流。
[0039]
在预制空心板基层的顶部，铺设有级配碎石层，作为过渡层和应力吸收层。级配碎石层的厚度优选为8~15cm。
[0040]
在级配碎石层的顶部铺设沥青面层，沥青面层优选采用分层铺设的方式，本申请中优选分两层铺设，分别为下沥青面层和上沥青面层，沥青面层的总铺设厚度优选为4~10cm。
[0041]
多年冻土区，年平均气温较低，在基层设置横向贯通的通风孔洞，可以有效增加基层与空气的接触面，通过空气在孔洞内流动，使孔洞周围基层的温度与气温趋于一致，疏导路面吸收的热量，减少热量的下传，起到保护冻土的作用。
[0042]
本发明的能加快施工速度的多年冻土区预制空心板基层路面结构，通过基层的空心孔，有效疏导侵入路面结构的热量。同时预制构件现场进行拼接，能够加快施工速度，增加施工稳定性，可广泛应用于多年冻土区道路建设中。
[0043]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中
的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。