一种单向纤维防裂基层结构和施工方法与流程

1.本发明涉及道路工程基层结构技术领域，具体为一种单向纤维防裂基层结构和施工方法。


背景技术：

2.目前，半刚性基层由于具有较好的抗压强度、耐疲劳性能及一定刚度与良好的水稳定性，在我国道路基层结构设计中普遍采用，但由于半刚性基层受荷载及非荷载共同作用下易发生变形从而出现裂缝，继而反射到面层，从而影响道路的使用寿命和舒适性，其中半刚性基层在行车荷载以及温度干缩非荷载共同作用下容易产生横向裂缝，横向裂缝的产生一方面容易给路面结构的整体性和平整度造成破坏，影响行车安全，降低路面美观度，另一方面，由于半刚性基层作为一种致密材料层，路面一旦开裂，外界的水分将会渗入裂缝并渗入汇聚到基层顶面，在行车荷载作用下产生唧浆，唧浆会导致裂缝加宽并使面层与基层进一步脱离，严重影响了层间连续性；国内外预防裂缝的发生主要方式是加强半刚性基层材料自身性能，或者在基层与面层之间布置裂缝夹层，但其处置效果有限；鉴于上述现状，有必要提出一种单向纤维防裂基层结构和施工方法，将增强基层材料自身抗裂性能与消散裂缝应力功能相结合，以解决或至少缓解上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供了一种单向纤维防裂基层结构和施工方法，达到解决上述背景技术中提出的问题的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单向纤维防裂基层结构，结构层分为4cm厚ac
‑
13细粒式沥青混凝土上面层(1)、6cm厚ac
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20粗粒式沥青混凝土下面层(2)、18cm厚水泥稳定碎石基层(3)和单向纤维(6)、20cm厚固化土基层(4)、6％灰土底基层(5)，使得道路的基层更加稳固，更加不容易发生大位移变形，降低后期的维修成本。
5.优选的，所述单向纤维处于距路面基层顶面3cm～5cm，单向纤维之间的距离位于2.5cm～3cm之间，单向纤维与路面基层共同构成单向纤维防裂基层结构。
6.优选的，所述单向纤维防裂基层结构由以下组分组成：水泥、碎石、水、纤维，所述水泥，采用p
·
o42.5普通硅酸盐水泥外掺法添加，添加剂量为3％。所述碎石，采用石灰岩作为集料，矿料级配为粗集料(9.5～13.5)mm：粗集料(4.75～9.5)mm：细集料(0～4.75)mm＝40％：27％：33％，压碎值≤30％，洛杉矶磨耗值≤35％，软石含量≤5％，针片状含量≤20％，粉尘含量≤1％，通过在基层中掺入单向纤维，能够有效的解决道路中产生横向裂缝问题，极大的降低后期维修成本，同时单向纤维防裂基层结构形式也适用于道路工程其他结构层。
7.优选的，所述水，符合国家标准的工程用水，遇到可疑水源，应委托有关部门化验鉴定，所述纤维，应是连续单丝捻制成条成束的玄武岩纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维。
8.优选的，所述其中玄武岩纤维单丝直径1.5～3.2μm，断裂伸长率1.5％～3.2％，弹
性模量79～93gpa。
9.优选的，所述聚丙烯纤维单丝直径15～35μm，断裂伸长率10～15％,弹性模量3.7～4.5gpa，使得本单向限位防裂基层结构在使用的时候，使用的时间越长，纤维与基体的连接越强，使得基层的抗裂性能越好。
10.优选的，所述玻璃纤维单丝直径10～30μm，断裂伸长率2.7～3.0％，弹性模量72～75gpa，单向纤维防裂基层结构形式不局限于道路基层，同时还适用于其他道路工程结构层，通过在基层中掺入单向纤维，随着龄期增长，纤维与基体连接逐渐增强，纤维与基体共同受力，因此单向纤维防裂基层具有良好的抗裂性能、应力吸收性能、稳定性高、施工快捷等优势。
11.一种单向纤维防裂基层结构的施工方法，包括以下步骤：
12.s1：施工准备，对路基表面杂物进行清理，确保路基表面干净整洁以便更好的基层压实，准备好水泥、碎石、纤维和水原材并进行原材料检测符合要求方可使用，同时准备好纤维植入摊铺机、压路机机械以备使用；
13.s2：混合料拌合与运输，混合料拌合宜选择厂拌法，同时混合料应当按照生产配合比进行剂量控制，对混合料的搅拌时间和搅拌温度应当严格控制，在混合料运输时，应选择可自动卸载，具有良好封闭性的运输车，以便减少运输过程中水分的散失；
14.s3：摊铺混合料与植入单向纤维，先将单条单束的纤维一端成卷安装在纤维植入摊铺机上，另一端从纤维植入摊铺机植入设备端迁出，固定在插入路基层中带有刻度的钢钎上，纤维随摊铺机随铺随植，纤维沿基层宽度方向每2.5cm～3cm布设一道，每道距基层上表面3～5cm，基层松铺厚度根据试验段确定；
15.s4：碾压，碾压工作应在混合料拌合后2小时内完成，碾压先用光轮压路机按由外侧向内侧、轮迹重叠二分之一进行稳压2遍，稳压后，由振动压路机按先微振后重振、轮迹重叠二分之一至三分之一的原则复压碾压3至4遍，具体碾压遍数应根据现场试验段确定施工工艺执行，经复压后，再由光轮压路机进行表面终压压光处理，碾压后不留有轮迹；
16.s5：养生，基层养护期间禁止任何车辆、行人从施工路面通过，养护阶段根据气候情况，对日常洒水量进行有效控制，保证基层有良好湿度，路基养护应控制在7d以上。
17.本发明提供了一种单向纤维防裂基层结构和施工方法。具备以下有益效果：
18.(1)、本发明通过在基层中掺入单向纤维，随着龄期增长，纤维与基体连接逐渐增强，纤维与基体共同受力，因此单向纤维防裂基层具有良好的抗裂性能、应力吸收性能、稳定性高、施工快捷等优势。
19.(2)、本发明通过在基层中植入单向纤维，能够有效的解决道路中产生横向裂缝问题，极大的降低后期维修成本，同时单向纤维防裂基层结构形式也适用于道路工程其他结构层。
20.(3)、本发明通过在水泥稳定碎石基层的下方设置固化土基层，使得道路的基层更加稳固，更加不容易发生大位移变形，降低后期的维修成本。
附图说明
21.图1为本发明一种单向纤维防裂基层结构的横断面结构示意图。
22.图中：1
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4cm厚ac
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13细粒式沥青混凝土上面层、2
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6cm厚ac
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20粗粒式沥青混凝土
下面层、3
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18cm厚水泥稳定碎石基层、4
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20cm厚固化土基层、5
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6％灰土底基层、6
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单向纤维。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。
24.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种单向纤维防裂基层结构，路面结构层分为4cm厚ac
‑
13细粒式沥青混凝土上面层1、6cm厚ac
‑
20粗粒式沥青混凝土下面层2、18cm厚水泥稳定碎石基层3和单向纤维6、20cm厚固化土基层4、6％灰土底基层5，单向纤维6处于距18cm厚水泥稳定碎石基层3顶面3cm～5cm，单向纤维4之间的距离位于2.5cm～3cm之间，单向纤维6与18cm厚水泥稳定碎石基层3共同构成单向纤维防裂基层结构，单向纤维防裂基层结构由以下组分组成：水泥、碎石、水、纤维，水泥，采用p
·
o42.5普通硅酸盐水泥外掺法添加，添加剂量为3％。碎石，采用石灰岩作为集料，矿料级配为粗集料(9.5～13.5)mm：粗集料(4.75～9.5)mm：细集料(0～4.75)mm＝40％：27％：33％，压碎值≤30％，洛杉矶磨耗值≤35％，软石含量≤5％，针片状含量≤20％，粉尘含量≤1％，水，符合国家标准的工程用水，遇到可疑水源，应委托有关部门化验鉴定，纤维，应是连续单丝捻制成条成束的玄武岩纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维，其中玄武岩纤维单丝直径1.5～3.2μm，断裂伸长率1.5％～3.2％，弹性模量79～93gpa，聚丙烯纤维单丝直径15～35μm，断裂伸长率10～15％,弹性模量3.7～4.5gpa，玻璃纤维单丝直径10～30μm，断裂伸长率2.7～3.0％，弹性模量72～75gpa，单向纤维防裂基层结构形式不局限于道路基层，同时还适用于其他道路工程结构层。
27.一种单向纤维防裂基层结构的施工方法，包括以下步骤：
28.s1：施工准备，对路基表面杂物进行清理，确保路基表面干净整洁以便更好的基层压实，准备好水泥、碎石、纤维和水原材并进行原材料检测符合要求方可使用，同时准备好纤维植入摊铺机、压路机机械以备使用；
29.s2：混合料拌合与运输，混合料拌合宜选择厂拌法，同时混合料应当按照生产配合
比进行剂量控制，对混合料的搅拌时间和搅拌温度应当严格控制，在混合料运输时，应选择可自动卸载，具有良好封闭性的运输车，以便减少运输过程中水分的散失；
30.s3：摊铺混合料与植入单向纤维，先将单条单束的纤维一端成卷安装在纤维植入摊铺机上，另一端从纤维植入摊铺机植入设备端迁出，固定在插入路基层中带有刻度的钢钎上，纤维随摊铺机随铺随植，纤维沿基层宽度方向每2.5cm～3cm布设一道，每道距基层上表面3～5cm，基层松铺厚度根据试验段确定；
31.s4：碾压，碾压工作应在混合料拌合后2小时内完成，碾压先用光轮压路机按由外侧向内侧、轮迹重叠二分之一进行稳压2遍，稳压后，由振动压路机按先微振后重振、轮迹重叠二分之一至三分之一的原则复压碾压3至4遍，具体碾压遍数应根据现场试验段确定施工工艺执行，经复压后，再由光轮压路机进行表面终压压光处理，碾压后不留有轮迹；
32.s5：养生，基层养护期间禁止任何车辆、行人从施工路面通过，养护阶段根据气候情况，对日常洒水量进行有效控制，保证基层有良好湿度，路基养护应控制在7d以上。
33.在使用时，通过在路面基层3中掺入单向纤维4，随着龄期增长，单向纤维4与基体连接逐渐增强，单向纤维4与基体共同受力，因此单向纤维4防裂基层具有良好的抗裂性能、应力吸收性能、稳定性高、施工快捷等优势，能够有效的解决道路中产生横向裂缝问题，极大的降低后期维修成本，同时单向纤维4防裂基层结构形式也适用于道路工程其他结构层，通过在灰土层5的下方设置沙子层6、砂石层7，使得道路的地基更加稳固，更加不容易发生位置上的偏移，降低后期的维修成本。
34.综上可得，通过在18cm厚水泥稳定碎石基层3中植入单向纤维6，随着龄期增长，单向纤维6与基体连接逐渐增强，单向纤维6与基体共同受力，因此单向纤维6防裂基层具有良好的抗裂性能、应力吸收性能、稳定性高、施工快捷等优势，能够有效的解决道路中产生横向裂缝问题，极大的降低后期维修成本，同时单向纤维6防裂基层结构形式也适用于道路工程其他结构层，该结构使得道路的基层更加稳固，更加不容易发生大位移变形，降低后期的维修成本。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。