可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于道路工程检测与养护技术领域，涉及一种可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的迅猛发展，国民基础设施建设也逐步完善，交通运输领域的相关设施也进一步建设，与此同时相关技术问题也逐渐多见。高等级公路主要包括沥青混凝土路面、水泥混凝土路面与复合式路面。沥青路面具有良好的行车舒适性以及易于维修而被广泛采用。近几年，我国经济增长开始滞缓，钢材和水泥价格维持在较低水平，一些重载地区交通部门便重提水泥混凝土路面的建设，水泥路面不仅具有较高的承载能力，还能降低施工污染气体的排放，对于绿色道路工程的建设具有重要的意义。
[0003]水泥混凝土路面包括水泥混凝土面层和基层，设计过程中为了缓和水泥混凝土温缩和干缩引起的开裂病害，通常在固定的长度将水泥混凝土路面人为的分割开，形成水泥混凝土板块。水泥混凝土路面对基层要求大于一般的沥青路面，应用过程中路面雨水极易沿水泥板预留缝渗入基层，引起功能层和基层的冲刷破坏，造成水泥混凝土路面的板底脱空。路面结构设计理论中，一般认为路面各层位的接触面都是完全连续，水泥混凝土路面面层和基层的材料相差很大，两结构层的变形追从性难以相伴，脱空极易导致板块断裂，对行车安全造成极大的影响。
[0004]现有关于水泥混凝土板板底工作状态监测的设备主要包括探地雷达、路面弯沉测试仪。路面探地雷达可以较为精确的扫描路面以下材料的均匀性，但其图像处理需要借助专门开发的软件，在处理过程中较多的结合了人为因素，故其评价过程相当复杂，并且设备昂贵。路面弯沉测试仪依据落锤系统测试荷载作用下的路面回弹情况，分析水泥混凝土板板底的工作状态，操作简单，但容易对路面造成一定的破损，且对水泥混凝土板板底脱空检测的精度较低。
【实用新型内容】
[0005]为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种路面结构设计简单，施工方便，而且能够准确评价水泥混凝土路面板板底工作状态，对路面层间结构的脱空破坏进行预警的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，包括相邻的第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板；所述第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板之间留置有缝隙；缝隙中填充有由填充材料构成的填充层；其特征在于:所述可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面还包括预警系统；所述预警系统包括块状聚四氟乙烯、Al电极、电流计以及电阻；所述块状聚四氟乙烯以及Al电极分别与第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相连；所述块状聚四氟乙烯止靠在Al电极上并与Al电极共同设置在填充层中；所述Al电极通过电流计以及电阻接地。
[0008]作为优选，本实用新型所采用的块状聚四氟乙烯与Al电极共同竖向插入填充层中。
[0009]作为优选，本实用新型所采用的块状聚四氟乙烯与Al电极是成对出现的且为一对或多对。
[0010]作为优选，本实用新型所采用的块状聚四氟乙烯与Al电极是多对时，所述多对块状聚四氟乙烯与Al电极均布设置在填充层中。
[0011]作为优选，本实用新型所采用的块状聚四氟乙烯以及Al电极分别通过环氧粘结剂与第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相连。
[0012]本实用新型与现有技术相比，其有益效果和优点在于:
[0013]1、该路面结构设计简单，所使用的材料均为普通材料，材质的应用比较广泛，因而装置具的制造成本非常低廉。
[0014]2、该路面结构施工方便，可以随时测试行车荷载对水泥混凝土板弯曲变形，为不同的路面结构在运营过程中全周期检测提供准确而全面的板底数据。
[0015]3、该模具能够自身提供测试需要的能量，不要额外用电。所采用的施工工艺不影响路面正常的施工工序。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型提供的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型所采用的预警装置的结构示意图；
[0018]图3为本实用新型的使用状态参考图；
[0019]其中:
[0020]1-面层；2_功能层；3-基层；4_填缝材料；5_预警系统；6_块状聚四氟乙烯；7_A1电极；8_环氧粘结剂；9_电流计；10_电阻。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0022]本实用新型提供的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面的结构如图1、图
2和图3所示，包括面层1、功能层2、基层3与预警系统，可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构从上到下依次为:面层1、功能层2、基层3，其中填缝材料4设置在水泥混凝土板接缝处，预警系统5设置在水泥混凝土板块中间由填缝材料4包裹。其中预警系统5包括块状聚四氟乙烯6、Al电极7、环氧粘结剂8、电流计9与电阻10，由左到右依次为环氧粘结剂8、块状聚四氟乙烯6、Al电极7、环氧粘结剂8。
[0023]功能层2设在面层I和基层3之间，将面层I和基层3连接在一起。面层I为水泥混凝土板，或复合式路面的刚性基层。功能层2可以为碎石封层、SMA-5功能层或其他层间材料制备而成。基层3可以为柔性材料、刚性材料或半刚性材料制备而成。块状聚四氟乙烯6由环氧粘结剂8粘贴到水泥混凝土板接缝一侧。Al电极7由环氧粘结剂8粘贴到水泥混凝土板接缝一侧。Al电极7由导线与电流计9、电阻连接10，并与地线连接。块状聚四氟乙烯6成块状，与Al电极7成对出现，并对齐保持表面接触，沿水泥混凝土板接缝断面均匀布设。
[0024]实现本实用新型上述目的所依据的技术原理为:
[0025]水泥混凝土路面在施工过程中被人为的切割成固定长度的板块，板块间有填缝材料填充。在应用过程中，路面雨水很可能沿预切缝渗入路面内部引起功能层和基层的冲刷破坏，造成功能层和基层材料的流失，导致水泥混凝土板板底脱空。此外，由水分的渗入规律可知，水泥混凝土板底的脱空多发生于板底靠近预留缝处，故荷载作用下，脱空的水泥混凝土板会发生类似于悬臂弯曲变形，与常规板的变形相比更大；荷载消失后，刚性水泥混凝土板会发生弹性恢复。因此，单次荷载作用后，脱空的水泥混凝土板的边缘会产生上下位移，直到板块断裂。为此，在板块边缘的裂缝处设聚四氟乙烯、Al电极，将此两者布设在相邻的板块侧面，当两块板发生相对位移时，聚四氟乙烯与Al电极摩擦产生电信号，凭借电信号的强弱评价两个板块相对位移的大小，电信号越强，板底脱空越严重。随着脱空程度的增加，电信号呈现一个由弱到强的过程，当电信号突然消失时，表明脱空已经超出板块变形的极限范围，需要进行板底筑浆加固处理。
[0026]本实用新型提供的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构的使用方法如下:
[0027]铺筑路面基层3，铺筑路面功能层2，铺装面层I，切缝，填充少量填缝材料4到预留缝1/3处，将块状聚四氟乙烯6和Al电极7的一侧面涂抹环氧粘结剂8，成对放入预留缝，校正两者的位置，保证二者表面成对接触，等待环氧粘结剂8强度成型后，填充剩余填缝材料4，铺装设完成。道路运行过程中，定时读取电流计数值并记录，并绘制电流值随交通量的变化曲线，当电流值增加时，层间脱空破坏变严重，当电流计没有读数时，表明已经超出极限的范围，进行筑浆加固处理。
【主权项】
1.一种可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，包括相邻的第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板；所述第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板之间留置有缝隙；缝隙中填充有由填充材料构成的填充层；其特征在于:所述可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面还包括预警系统；所述预警系统包括块状聚四氟乙烯、Al电极、电流计以及电阻；所述块状聚四氟乙烯以及Al电极分别与第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相连；所述块状聚四氟乙烯止靠在Al电极上并与Al电极共同设置在填充层中；所述Al电极通过电流计以及电阻接地。2.根据权利要求1所述的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，其特征在于:所述块状聚四氟乙烯与Al电极共同竖向插入填充层中。3.根据权利要求2所述的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，其特征在于:所述块状聚四氟乙烯与Al电极是成对出现的且为一对或多对。4.根据权利要求3所述的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，其特征在于:所述块状聚四氟乙烯与Al电极是多对时，所述多对块状聚四氟乙烯与Al电极均布设置在填充层中。5.根据权利要求1或2或3或4所述的可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，其特征在于:所述块状聚四氟乙烯以及Al电极分别通过环氧粘结剂与第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相连。
【专利摘要】本实用新型涉及一种可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面结构，包括相邻的第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板；第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板之间留置有缝隙；缝隙中填充有由填充材料构成的填充层；可对板底脱空进行自预警的水泥混凝土路面还包括预警系统；预警系统包括块状聚四氟乙烯、A1电极、电流计以及电阻；块状聚四氟乙烯以及A1电极分别与第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相连；块状聚四氟乙烯止靠在A1电极上并与A1电极共同设置在填充层中；A1电极通过电流计以及电阻接地。本实用新型具有路面结构设计简单，施工方便，能够准确评价水泥混凝土路面板板底工作状态，对路面层间结构的脱空破坏进行预警的优点。
【IPC分类】E01C5/06, G01N27/00
【公开号】CN205175947
【申请号】CN201520858552
【发明人】刘志胜, 贾锋, 张翛, 吴江, 寇永大, 王宁
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月29日