专利名称：具有组合结构的公路混凝土路面的制作方法
技术领域：
本发明涉及公路水泥混凝土路面设计。
建国以来，我国公路通车里程由建国初期的8万公里上升到目前104万多公里，年均增长2万多公里，发展是比较快的，但公路标准低，质量差，至今仍是公路运输事业发展中的一个突出问题。在我国104万公里的公路总里程中，二级以上的公路里程占5％，铺有高级、次高级路面的公路也占有公路总里程的1/4左右，且大多是六、七十年代修筑的渣油或沥青表面处理路面，其技术状况日趋恶化，通行能力降低，已成为制约国民经济和公路运输事业发展的重要因素之一。同时，打开中国公路交通图，不难发现，在3/4没有路面的公路段落，其自然条件多为山区、草原以及人烟稀少的贫困地区，铺有路面的1/4里程中，其中小城市城镇、乡村(大中城市除外)所占公路里程的比重更小。大部分公路也是纯野外公路。尽管近几年汽车业迅猛发展，养路费征收量有所增加，但相应的汽车业的发展给公路带来了更高的要求，对公路也产生了更大的破坏性，缩短了沥青路面的使用寿命，加速了沥青、渣油路面的建设周期，使公路建设资金陷入了不良循环。为此，交通部提出“公路建设要实行普及与提高相结合，以提高公路技术等级与标准为主”的发展方针。高级路面的建设也有以发展沥青路为主，转为“发展沥青路面与发展水泥混凝土路面并举”。公路建设中，水泥混凝土路面造价高，初始投资大，施工期长，接缝多等缺点，一直是水泥混凝土路面发展的障碍。据有关部门资料表明，1970年我国铺筑水泥混凝土路面仅200公里。至1980年增至1600公里。80年以来，交通部立项研究的“水泥混凝土路面设计理论、方法与参数”和国家科委科技工作引导性项目“我国水泥混凝土路面发展对策及修筑技术研究”取得的多项成套使用技术。促进了我国公路水泥混凝土路面发展到15244公里。但初始建设投资仍然居高不下。根据我国财力状况和铺筑有路面公路的发展速度，很难解决多达3/4的无路面公路工程。
本发明的目的是在满足国家技术标准和设计规范的前提下，提供一种公路混凝土组合路面，解决混凝土路面施工成本高的问题。
本发明技术方案如下路面由主要路面结构和附属路面结构组成，构成主要路面结构的是轮迹行车道板，一个行车道有两条轮迹行车板道，轮迹行车板道宽度为50厘米至130厘米，两个轮迹行车道板中线之间的距离为180厘米，相邻两个车道的相邻两个轮迹行车道板之间中线到中线的安全距离为130厘米至260厘米。
每条轮迹行车道板上的伸缩缝为加有垫板的锐钝角组合接缝。
根据我国对各级公路等级的划分和公路路面设计基本原则。在满足技术标准和设计规范基本原则的前提下，总结多年野外公路设计、施工调查资料，结合野外公路的实际使用情况，将公路路面在横断面上进行优化组合设计。设计中，根据“前有车后有撤”的古典道路理论，依据路面在实际运营中所起的作用将其划分为两大类，主要路面和附属路面。
我国地域辽阔，又是一个多山川，多草原的国家。在公路自然区化上，自然因素变化极为复杂。但在同样的自然因素下，道路工程特征具有相似性，所以我们的路面结构形式应本着因地制宜的原则，进行优化组合。对于山区、草原或人烟稀少的野外公路和经过城镇村庄的公路要加以区别，根据实际情况进行设计。本发明研究的主线条是山区、草原和人烟稀少的野外公路，对于高等级分车道行驶的公路也比较适用。研究中对路面材料、结构以水泥混凝土路面为主基调，组合浆砌块石、浆砌片石以及片石混凝土、粉煤灰混凝土等结构根据交通量大小和公路等级可开发预应力混凝土、钢筋混凝土结构在公路路面上的应用。并能拓展公路混凝土路面设计标准，构件预制工厂化、施工安装程序化。有效地缩短了水泥混凝土路面的施工工期，进一步提高了路面使用周期和再利用价值。另外，对路面结构形式的改革，使附属路面有效的增加了整体路面防滑措施，为车辆运行提供一条紧急刹车带。在一定条件下，能提高汽车的刹车效果，缩短刹车距离。其次，从道路表面形式直观的引导司机和行人以及自行车、摩托车、非机动车等各行其道的意识。一般来说，混合交通的二级公路，中间设计两个车道，为上行和下行汽车行驶的线路，并兼顾超车线位。两侧为上行和下行的自行车、摩托车、非机动车、行人及汽车停车、让车的运行线路；三、四级公路，由于其交通量相对较小，相对固定机动车上行与下行线后，在形式上也能提醒行人靠边走的目的。有条件的可以将路面坚硬化，更能够提高汽车、机动车的通行能力。在路线纵断面满足对向车辆错车、超车、并列行驶的规矩下，在横断面设计上，明确了对向车辆错车的位置，将超车、并列行驶问题也趋于简洁化。在超车视距内给驾驶员一个正确判断和一个合理的超车线位以及超车机会。从而可以使以往紊乱的交通流，逐步排列成行通行。
主要路面结构主要路面结构也称轮迹行车道板或车撤道板，该结构主要承受车辆正常前进运行轨迹及其车辆荷载，并将其荷载传递给路面。轮迹行车道板间距，按部颁技术标准规定的车辆横象布置尺寸拟定。单一结构为长方形，板宽60厘米，板长一般可采用5米；10米；15米；20米等；最长可达到200米。板长是沿路线纵向的尺寸，是根据公路的等级、交通量的大小以及结构材料的性能等因素设计计算的结构。
主要路面结构根据主要材料的性质统称为混凝土路面(也叫做刚性路面)。但根据结构骨料、结构钢筋以及受力钢筋的性质分为以下几个类型(1)素混凝土路面包括片石混凝土、砾石混凝土、碎石混凝土、粉煤灰混凝土。板长一般不宜大于10米。此外对于三四级公路可采用整齐块石、半整齐的块石砌筑轮迹行车道板。
(2)加筋混凝土路面根据公路等级及设计计算，板长的增加和受力情况配置构造钢筋，且钢筋含量小于钢筋混凝土结构最小含筋率，称做加筋混凝土路面。板长一般在20米左右为宜。
(3)钢筋混凝土路面混凝土路面配筋含量大于钢筋混凝土最小含筋率的路面构件，称为钢筋混凝土路面。板长根据温度影响力以及结构受力计算设计，一般现浇板可长达百米以上设计伸缩缝。在开发预制、安装混凝土路面方面，吊装构件自重也是培筋的重量依据，该结构在路面工程中应用。主要解决板的纵向接缝问题和温度影响力以及吊装自重问题。预制的轮迹行车道板尺寸可根据施工队伍吊装设备及安装技能设计，然后用高一标号小石子混凝土将块件连接成整体，达到设置伸缩缝长度为限。
(4)预应力混凝土路面由预应力混凝土构件组成的轮迹行车道板，称为预应力混凝土路面。主要目的是解决行车道板纵向接缝多的问题及温度应力对板的伸缩影响。
另一方面减少板的自重，使路面板预制安装设计有更广阔的前景。远景目标是发展纵向无伸缩缝、使用寿命达到永久性的轮迹行车道板。
主要路面结构，采用钢筋混凝土或采用预应力混凝土，是公路拓展永久性路面结构的有效途径。也是缩短混凝土路面施工工期，克服诸多缺点的重要措施。
附属路面结构，附属路面结构也称作路面横向联接路面。即横向联接轮迹行车道板，并包括车轮间隔带、路缘带、硬路肩、车道间隔带、中央分隔带等，统称为附属路面。附属路面主要是将轮迹行车道板连接成整体平面，主要为车辆在行驶过程提供超车、错车、停车、调头等无规律性运行场所。并与轮迹行车道板共同承担传递车辆荷载给路基以及担负路面横向排水功能，为提高整体路面刹车性能，附属路面根据采用的结构材料，可做成小波纹板、刻槽板、麻面板以及采用浆砌块、片石等结构，形成的有效防滑措施。我们将轮迹行车道板每侧30至60厘米宽内附属路面称为紧急刹车带。为车辆在行驶中发生紧急情况，充分利用刹车带刹车。一般情况下，车辆行驶在刹车带上，将增大路面与车轮的摩擦力，达到缩短刹车距离的目的。为克服单一色调的路面由阳光反射给驾驶员带来的眼睛疲劳、困乏的缺点，附属路面可选择有色泽材料铺筑或将其表面喷涂成绿色路面，形成鲜明行车轨迹路线，相对固定上行与下行车辆位置，有利于引导驾驶员视线，保持良好视觉，保障行车安全。对车辆夜间行驶具有良好的安全保障。
路面等级及结构组合根据组合路材料的成分，依据部颁技术标准等级划分原则，将组合路面划分为以下四个等级1、高级路面主要路面结构预应力混凝土；钢筋混凝土；加筋混凝土；素混凝土。
附属路面结构加筋混凝土；素混凝土；沥青混凝土。
适用于高速公路和一级公路。
2、次高级路面主要路面结构钢筋混凝土；加筋混凝土；素混凝土。
附属路面结构素混凝土；片石混凝土(其中包括卵石、砾石混凝土)；粉煤灰混凝土；浆砌混凝土；浆砌条石、块石或黑色路面。
适用于二级或三级路面3、中级路面主要路面结构加筋混凝土；素混凝土；片石混凝土。
附属路面结构片石混凝土；粉煤灰混凝土；浆砌混凝土；浆砌块石；干砌块片石；泥结碎石；泥结砾石。
适用于三级路面或山岭重丘区二级路。
4、低级路面主要路面结构素混凝土；片石混凝土；粉煤灰混凝土；浆砌条石、块石。
附属路面结构干砌块片石及风化石；泥结碎石；天然沙砾稳定土；草坪等就地取材的路面。
适合于四级公路或山岭重丘区三级路。
组合路面结构尺寸设计高速公路和设有中央分隔带的一级公路，可参照一级路按部颁技术标准规定的路面宽度进行设计。
路面结构横向尺寸路面总宽度按部颁技术标准根据所要设计的公路等级拟定。一个车道内设两块轮迹行车道板。每块轮迹行车道板最小横向尺寸为50厘米至130厘米。两个车道间的安全横距(相邻两块轮迹行车道板中到中距离)130厘米至260厘米。一般根据公路等级，设计时速进行计算，参照技术标准拟定。附属路面的横向尺寸是一个可变值。它随着公路等级和主要路面尺寸的确定而定。
主要路面板纵行伸缩设计可采用图示中锐钝角组合接缝垫板法，其中锐角5-45度。也可以采用传统的接缝法。主要路面板的工作缝、附属路面的工作缝、伸缩缝以及横向路面整体联接均按部颁技术标准和有关部门规范设计。
路面设计中，有关平、纵曲线等技术指标均执行部颁技术标准和相关设计规范。
本发明的优点是由于采用了主、附路面组合结构，在保障公路质量的前提下降低了公路施工成本，适用于草原和人烟稀少的野外公路和高等级分道行驶的公路。
下面结合附图列举一个实施例对本发明作进一步说明。
图1为路面组合结构示意图；图2为路面组合结构横断面剖面图；图3为轮迹行车道板伸缩缝局部示意图。
在图1、图2中，所示设有中央间隔带(1)的高等级公路，轮迹行车道板(2)、(4)、(6)、(7)为主要路面结构，中央分隔带(1)、车轮间隔带(3)、车道间隔带(5)、路肩(8)、路缘带(9)为附属路面，从图中的半幅路面可看出，构成主要路面结构的是轮迹行车道板，一个行车道有两条轮迹行车道(2)和(4)为一组，(6)和(7)为一组，轮迹行车道板宽度为60厘米，每组轮迹行车道板间距中线至中线为180厘米，相邻两个车道的相邻两个轮迹行车道板(4)、(6)之间中线到中线的安全距离为130厘米。主要路面结构采用钢筋混凝土，附属路面结构采用沥青混凝土。
图3所示，每条轮迹行车道板上设有伸缩缝，伸缩缝结构为锐钝角组合结构，底部加垫板，锐角为25度。
权利要求
1.具有组合结构的公路混凝土路面，其特征是路面由主要路面结构和附属路面结构组成，构成主要路面结构的是轮迹行车道板，一个行车道有两条轮迹行车板道(2)、(4)，轮迹行车板道宽度为50厘米至130厘米，两个轮迹行车道板(2)、(4)中线到中线之间的距离为180厘米，相邻两个车道的相邻两个轮迹行车道板(4)、(6)之间中线到中线的安全距离为130厘米至260厘米。
2.根据权利要求1所述的具有组合结构的公路混凝土路面，其特征还在于每条轮迹行车道板上的伸缩缝为加有垫板的锐钝角组合接缝，锐角范围是5度至45度。
全文摘要
本发明公开了具有组合结构的公路混凝土路面,路面由主要路面结构和附属路面结构组成,构成主要路面结构的是轮迹行车道板,一个行车道有两条轮迹行车板道,轮迹行车板道宽度为50厘米至130厘米,两个轮迹行车道板中线到中线之间的距离为180厘米,相邻两个车道的相邻两个轮迹行车道板之间中线到中线的安全距离为130厘米至260厘米。本发明很好地解决了修建混凝土公路造价高的问题,适合草原、人烟稀少的地区和分道行驶的高等级公路应用。
文档编号E01C7/14GK1208100SQ9811588
公开日1999年2月17日 申请日期1998年7月24日 优先权日1998年7月24日
发明者王自成 申请人:王自成