一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构及施工方法

技术领域

本发明涉及交通工程技术领域，尤其涉及一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构及施工方法。

背景技术

交叉口深车辙形成是经历压密、流动和剪切破坏3个阶段，但是道路交叉口因其特殊性，在交叉口处由于信号灯的管控，车辆会在此处频繁启停，使得路面结构反复受到较大的拉应力和剪应力作用，据研究表明，剪应力大小的峰值出现在上、中面层里，长期反复的作用下沥青混凝土就会产生剪切流动变形，尤其是交叉口进口道位置车辙病害最为严重。从路面结构来看，车辙主要发生在面层，一般受路基和基层的影响不大。

沥青路面水损害是由于水的作用因素而导致沥青路面产生了一系列破坏病害的统称。它主要是指，沥青路面在水的浸泡下，同时受到汽车移动荷载的反复作用，使得进入到路面空隙中的水不断产生动水压力，逐渐渗入到沥青面层的材料空隙中，或者经由中央分隔带等排水结构渗入至路面结构。在汽车荷载的作用下，进入到结构层空隙中的水逐渐形成具有高流速和高孔隙水压力的水流，从而导致沥青的黏结力和黏附性逐渐降低，进而产生一系列问题，导致沥青公路的使用性能降低。同时下雨时传统被动降水慢，沥青路面在水中浸泡时间长，会发生水损害现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构及施工方法，通过与混凝土台相结合，将沥青路面分割成小块，限制位移，降低车辙现象的发生，同时结合主动排水的装置，降低水浸泡时间，提高沥青路面水损害的防治水平，保证沥青路面的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构，包括设于道路交叉口处的一般构造区和主动排水区，所述主动排水区包括设于斑马线两侧的弹性装置、以及设于斑马线下方的若干个混凝土底座、纵梁和沥青面层；

若干个所述混凝土底座依次紧密排列设置，且每个所述混凝土底座上设有缺口，所述缺口处安装有纵梁，相邻两个混凝土底座通过纵梁连接，所述纵梁上设有弹性装置；

所述弹性装置包括弹性筒、设于弹性筒上方的钢板片，所述弹性筒内设有弹性网，所述弹性筒的底部分别设有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀通过排水管与排水道上的管壁孔连接；所述第二单向阀通过通气管与气孔道连接；

所述排水道和气孔道均开设于混凝土底座的下端部。

本发明还提供了一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤S1、预制混凝土底座，混凝土底座的尺寸根据临时道路的宽度、长度形成确定的模数，在模板中提前浇筑好并养护，完成混凝土底座的预制；

步骤S2、在道路上挖出预留的坑道，并压实临时的路基，将混凝土底座吊装到坑道中，并按顺序有规律的排在一起，形成受力的整体；

步骤S3、斑马线区域，吊装纵梁，将混凝土底座的中心通过纵梁连接在一起，形成路面网格化；

步骤S4、待纵梁养护完毕，达到受力的要求，安装弹性装置，先将通气管和排水管分别与气孔道和排水道安装好，然后将弹性装置放置在纵梁上，并将通气管和排水管与弹性装置相连接，最后用沥青填充所有的空隙并压实。

优选地，所述混凝土底座的宽度a4为3.3～3.6m，长度b6略大于路宽，高度h3为60-65cm。

优选地，所述纵梁的宽度b4为40-45cm，弹性装置的宽度a1为20～30cm。

通过采用上述技术方案：将弹性装置放置在纵梁上，且弹性装置是安放在斑马线两侧，当有车辆通过时，车辆的重量就会压迫弹性筒，弹性筒内部弹性网就会变形，其内部的空气就会冲出第一单向阀，向下冲去，当汽车离去时，由于弹性筒内部的气压较小，第二单向阀就会打开，通气管内的空气就会冲进弹性筒，如此循环。弹性筒上部的钢板片是为了避免车辆对弹性筒的摩擦，同时使其变形更均匀，钢板片本身的转动有局限，避免弹性筒的变形过大，使汽车在行驶过程中产生较大的颠簸。本结构管道均采用两公分，距离最近的纵梁为b4，接近道路宽度的八分之一。

本发明将一块块混凝土底座分割路面，限制交叉口处因车辆频繁启停而导致的沥青路面的塑性变形，以混凝土为底提升路面的整体刚度。同时下雨时传统被动降水慢，沥青路面在水中浸泡时间长，会发生水损害现象，故利用主动排水装置，减少沥青路面在下雨时浸泡时长，主动将水排出，降低水的作用对沥青路面的影响。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过气压来主动降水，强制降水排掉，比传统静置降水速度要快，将沥青路面中的水快速排出，提高沥青路面水损害的防治水平，保证沥青路面的使用寿命。

2、本发明采用混凝土结构为底，比传统结构承载力更大，有效保障路面结构的完整性和使用性能。

3、本发明利用车辆行使过的能量，不需要耗费额外的能源，将原本浪费的能量充分利用起来，进而提高降水速度。

4、本发明设计合理巧妙，施工方法简单，具有良好的使用效果，安全性高，降低了路面问题发生的机率。

附图说明

图1为本发明的位置分布示意图；

图2为本发明中主动排水区的结构示意图；

图3为图2中I-I向的剖视图；

图4为图2中II-II向的剖视图；

图5为本发明中混凝土底座的结构示意图；

图6为本发明中一般构造区下方的示意图；

图7为本发明中主动排水区下方的示意图；

图8为本发明中弹性装置的结构示意图。

图中：1弹性装置、2斑马线、3混凝土底座、4纵梁、5沥青面层、6排水道、7气孔道、8通气管、9排水管、10第一单向阀、11第二单向阀、12钢板片、13弹性筒、14弹性网、15管壁孔、A一般构造区、B主动排水区。

具体实施方式

下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-8，一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构，包括设于道路交叉口处的一般构造区A和主动排水区B，所述主动排水区B包括设于斑马线2两侧的弹性装置1、以及设于斑马线2下方的若干个混凝土底座3、纵梁4和沥青面层5。

参照图1，附图1为一个交叉路口，因为在交叉口区域车辙现象是最容易发生，因此本结构是设计在道路交叉口下方的区域，主动排水区B即是斑马线那部分。

其中，若干个所述混凝土底座3依次紧密排列设置，且每个所述混凝土底座3上设有缺口，所述缺口处安装有纵梁4，相邻两个混凝土底座3通过纵梁4连接，所述纵梁4上设有弹性装置1。

实际应用时，混凝土底座3为两层条形台阶状，宽度a4为3.3～3.6m，长度为b6，大于路宽，每层的宽度为前一层的三分之一，总高度为h4+h5+h6即h3，大概在60cm左右，顶面与路面距离为h2，大概5cm左右，分为有缺口和无缺口两种，缺口是预留纵梁4的安装位置，斑马线下混凝土底座3有缺口，并会在其二层和三层预留气孔道7和排水道6，纵梁4的宽度为b4，大概40cm，相邻的纵梁4距离两倍b3，约为路宽的三分之一。

其中，附图2是主动排水区B道路平面示意图，这段主要是交叉口道路斑马线部分，弹性装置1宽度为a1，20～30cm。附图7是主动排水区B道路下方示意图，两两之间通过纵梁4相连接，同时在纵梁4上放置弹性装置1，距离底座最外侧距离为a5。

附图6是一般构造区A道路下方的示意图，混凝土底座3排列紧密，这段区域的长度在50m左右。

具体的，所述弹性装置1包括弹性筒13、设于弹性筒13上方的钢板片12，所述弹性筒13内设有弹性网14，所述弹性筒13的底部分别设有第一单向阀10和第二单向阀11，所述第一单向阀10通过排水管9与排水道6上的管壁孔15连接；所述第二单向阀11通过通气管8与气孔道7连接；

所述排水道6和气孔道7均开设于混凝土底座3的下端部。

本实施例中，弹性装置1放置在纵梁4上的，弹性装置1安放在斑马线两侧，当有车辆通过时，车辆的重量就会压迫弹性筒13，弹性筒13内部弹性网14则会变形，其内部的空气就会冲出第一单向阀10，向下冲去，当汽车离去时，由于弹性筒13内部的气压较小，第二单向阀11则会打开，通气管8内的空气则会冲进弹性筒13，如此循环。弹性筒13上部的钢板片12是为了避免车辆对弹性筒13的摩擦，同时使其变形更均匀，钢板片12本身的转动有局限，避免弹性筒13的变形过大，使汽车在行驶过程中产生较大的颠簸。本结构管道均采用两公分，距离最近的纵梁为b4，接近道路宽度的八分之一。

一种集抗车辙及主动排水一体沥青路面结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤S1、预制混凝土底座3，混凝土底座3的尺寸根据临时道路的宽度、长度形成确定的模数，在模板中提前浇筑好并养护，完成混凝土底座3的预制；

步骤S2、在道路上挖出预留的坑道，并压实临时的路基，将混凝土底座3吊装到坑道中，并按顺序有规律的排在一起，形成受力的整体；

步骤S3、斑马线区域，吊装纵梁4，将混凝土底座3的中心通过纵梁4连接在一起，形成路面网格化；

步骤S4、待纵梁4养护完毕，达到受力的要求，安装弹性装置1，先将通气管8和排水管9分别与气孔道7和排水道6安装好，然后将弹性装置1放置在纵梁4上，并将通气管8和排水管9与弹性装置1相连接，最后用沥青填充所有的空隙并压实。

本发明的工作原理：当沥青路面温度升高时，路面软化，在车辆作用下路面受到冲击、推移、塑性流动，纵梁4和混凝土底座3结构可以阻止沥青的位移，从而避免车辙现象的发生；同时在下雨天时，面层层中的雨水会通过管壁孔15流入到排水管9中，当有车辆通过时，车辆的重量就会压迫弹性筒13，弹性筒13内部弹性网14就会变形，其内部的空气就会冲出第一单向阀10，将水加速向下排去，当汽车离去时，由于弹性筒13内部的气压较小，第二单向阀11就会打开，通气管8内的空气就会冲进弹性筒13，如此循环。

综上所述，本发明通过与混凝土台相结合，将沥青路面分割成小块，限制位移，降低车辙现象的发生，同时结合主动排水的装置，降低水浸泡时间，提高沥青路面水损害的防治水平，保证沥青路面的使用寿命。

本发明中披露的说明和实践，对于本技术领域的普通技术人员来说，都是易于思考和理解的，且在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，也应视为本发明的保护范围。