可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于道路工程檢測與養護技術領域，涉及一種可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的迅猛發展，國民基礎設施建設也逐步完善，交通運輸領域的相關設施也進一步建設，與此同時相關技術問題也逐漸多見。高等級公路主要包括瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面與復合式路面。瀝青路面具有良好的行車舒適性以及易于維修而被廣泛采用。近幾年，我國經濟增長開始滯緩，鋼材和水泥價格維持在較低水平，一些重載地區交通部門便重提水泥混凝土路面的建設，水泥路面不僅具有較高的承載能力，還能降低施工污染氣體的排放，對于綠色道路工程的建設具有重要的意義。
[0003]水泥混凝土路面包括水泥混凝土面層和基層，設計過程中為了緩和水泥混凝土溫縮和干縮引起的開裂病害，通常在固定的長度將水泥混凝土路面人為的分割開，形成水泥混凝土板塊。水泥混凝土路面對基層要求大于一般的瀝青路面，應用過程中路面雨水極易沿水泥板預留縫滲入基層，引起功能層和基層的沖刷破壞，造成水泥混凝土路面的板底脫空。路面結構設計理論中，一般認為路面各層位的接觸面都是完全連續，水泥混凝土路面面層和基層的材料相差很大，兩結構層的變形追從性難以相伴，脫空極易導致板塊斷裂，對行車安全造成極大的影響。
[0004]現有關于水泥混凝土板板底工作狀態監測的設備主要包括探地雷達、路面彎沉測試儀。路面探地雷達可以較為精確的掃描路面以下材料的均勻性，但其圖像處理需要借助專門開發的軟件，在處理過程中較多的結合了人為因素，故其評價過程相當復雜，并且設備昂貴。路面彎沉測試儀依據落錘系統測試荷載作用下的路面回彈情況，分析水泥混凝土板板底的工作狀態，操作簡單，但容易對路面造成一定的破損，且對水泥混凝土板板底脫空檢測的精度較低。
【實用新型內容】
[0005]為解決上述現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種路面結構設計簡單，施工方便，而且能夠準確評價水泥混凝土路面板板底工作狀態，對路面層間結構的脫空破壞進行預警的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]—種可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，包括相鄰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間留置有縫隙；縫隙中填充有由填充材料構成的填充層；其特征在于:所述可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面還包括預警系統；所述預警系統包括塊狀聚四氟乙烯、Al電極、電流計以及電阻；所述塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連；所述塊狀聚四氟乙烯止靠在Al電極上并與Al電極共同設置在填充層中；所述Al電極通過電流計以及電阻接地。
[0008]作為優選，本實用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯與Al電極共同豎向插入填充層中。
[0009]作為優選，本實用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯與Al電極是成對出現的且為一對或多對。
[0010]作為優選，本實用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯與Al電極是多對時，所述多對塊狀聚四氟乙烯與Al電極均布設置在填充層中。
[0011]作為優選，本實用新型所采用的塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別通過環氧粘結劑與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連。
[0012]本實用新型與現有技術相比，其有益效果和優點在于:
[0013]1、該路面結構設計簡單，所使用的材料均為普通材料，材質的應用比較廣泛，因而裝置具的制造成本非常低廉。
[0014]2、該路面結構施工方便，可以隨時測試行車荷載對水泥混凝土板彎曲變形，為不同的路面結構在運營過程中全周期檢測提供準確而全面的板底數據。
[0015]3、該模具能夠自身提供測試需要的能量，不要額外用電。所采用的施工工藝不影響路面正常的施工工序。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型提供的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型所采用的預警裝置的結構示意圖；
[0018]圖3為本實用新型的使用狀態參考圖；
[0019]其中:
[0020]1-面層；2_功能層；3-基層；4_填縫材料；5_預警系統；6_塊狀聚四氟乙烯；7_A1電極；8_環氧粘結劑；9_電流計；10_電阻。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0022]本實用新型提供的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面的結構如圖1、圖
2和圖3所示，包括面層1、功能層2、基層3與預警系統，可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構從上到下依次為:面層1、功能層2、基層3，其中填縫材料4設置在水泥混凝土板接縫處，預警系統5設置在水泥混凝土板塊中間由填縫材料4包裹。其中預警系統5包括塊狀聚四氟乙烯6、Al電極7、環氧粘結劑8、電流計9與電阻10，由左到右依次為環氧粘結劑8、塊狀聚四氟乙烯6、Al電極7、環氧粘結劑8。
[0023]功能層2設在面層I和基層3之間，將面層I和基層3連接在一起。面層I為水泥混凝土板，或復合式路面的剛性基層。功能層2可以為碎石封層、SMA-5功能層或其他層間材料制備而成。基層3可以為柔性材料、剛性材料或半剛性材料制備而成。塊狀聚四氟乙烯6由環氧粘結劑8粘貼到水泥混凝土板接縫一側。Al電極7由環氧粘結劑8粘貼到水泥混凝土板接縫一側。Al電極7由導線與電流計9、電阻連接10，并與地線連接。塊狀聚四氟乙烯6成塊狀，與Al電極7成對出現，并對齊保持表面接觸，沿水泥混凝土板接縫斷面均勻布設。
[0024]實現本實用新型上述目的所依據的技術原理為:
[0025]水泥混凝土路面在施工過程中被人為的切割成固定長度的板塊，板塊間有填縫材料填充。在應用過程中，路面雨水很可能沿預切縫滲入路面內部引起功能層和基層的沖刷破壞，造成功能層和基層材料的流失，導致水泥混凝土板板底脫空。此外，由水分的滲入規律可知，水泥混凝土板底的脫空多發生于板底靠近預留縫處，故荷載作用下，脫空的水泥混凝土板會發生類似于懸臂彎曲變形，與常規板的變形相比更大；荷載消失后，剛性水泥混凝土板會發生彈性恢復。因此，單次荷載作用后，脫空的水泥混凝土板的邊緣會產生上下位移，直到板塊斷裂。為此，在板塊邊緣的裂縫處設聚四氟乙烯、Al電極，將此兩者布設在相鄰的板塊側面，當兩塊板發生相對位移時，聚四氟乙烯與Al電極摩擦產生電信號，憑借電信號的強弱評價兩個板塊相對位移的大小，電信號越強，板底脫空越嚴重。隨著脫空程度的增加，電信號呈現一個由弱到強的過程，當電信號突然消失時，表明脫空已經超出板塊變形的極限范圍，需要進行板底筑漿加固處理。
[0026]本實用新型提供的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構的使用方法如下:
[0027]鋪筑路面基層3，鋪筑路面功能層2，鋪裝面層I，切縫，填充少量填縫材料4到預留縫1/3處，將塊狀聚四氟乙烯6和Al電極7的一側面涂抹環氧粘結劑8，成對放入預留縫，校正兩者的位置，保證二者表面成對接觸，等待環氧粘結劑8強度成型后，填充剩余填縫材料4，鋪裝設完成。道路運行過程中，定時讀取電流計數值并記錄，并繪制電流值隨交通量的變化曲線，當電流值增加時，層間脫空破壞變嚴重，當電流計沒有讀數時，表明已經超出極限的范圍，進行筑漿加固處理。
【主權項】
1.一種可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，包括相鄰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間留置有縫隙；縫隙中填充有由填充材料構成的填充層；其特征在于:所述可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面還包括預警系統；所述預警系統包括塊狀聚四氟乙烯、Al電極、電流計以及電阻；所述塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連；所述塊狀聚四氟乙烯止靠在Al電極上并與Al電極共同設置在填充層中；所述Al電極通過電流計以及電阻接地。2.根據權利要求1所述的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯與Al電極共同豎向插入填充層中。3.根據權利要求2所述的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯與Al電極是成對出現的且為一對或多對。4.根據權利要求3所述的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯與Al電極是多對時，所述多對塊狀聚四氟乙烯與Al電極均布設置在填充層中。5.根據權利要求1或2或3或4所述的可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，其特征在于:所述塊狀聚四氟乙烯以及Al電極分別通過環氧粘結劑與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連。
【專利摘要】本實用新型涉及一種可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面結構，包括相鄰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間留置有縫隙；縫隙中填充有由填充材料構成的填充層；可對板底脫空進行自預警的水泥混凝土路面還包括預警系統；預警系統包括塊狀聚四氟乙烯、A1電極、電流計以及電阻；塊狀聚四氟乙烯以及A1電極分別與第一水泥混凝土板以及第二水泥混凝土板相連；塊狀聚四氟乙烯止靠在A1電極上并與A1電極共同設置在填充層中；A1電極通過電流計以及電阻接地。本實用新型具有路面結構設計簡單，施工方便，能夠準確評價水泥混凝土路面板板底工作狀態，對路面層間結構的脫空破壞進行預警的優點。
【IPC分類】E01C5/06, G01N27/00
【公開號】CN205175947
【申請號】CN201520858552
【發明人】劉志勝, 賈鋒, 張翛, 吳江, 寇永大, 王寧
【申請人】山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設計院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年10月29日