适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构及施工方法

摘要

本发明涉及一种适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构及施工方法。其特征在于自下而上包括夯实风化岩路基、混铺碎石层、水泥稳定碎石连接层和高强混凝土面层，其施工方法包括下列步骤：a、对风化岩路基进行清理、夯实；b、混铺碎石层，厚度80-120cm，c、摊铺水泥稳定碎石连接层，厚度40-60cm，然后压实；d、摊铺高强混凝土面层。厚度40-60cm，压实；e、养护，完成施工。本发明的优点是：与现有技术相比不仅路面结构强度高、耐磨性好，而且使用年限也长，其混凝土路面抗弯拉强度由普通混凝土的5MPa，提高到9.8MPa以上，满足在300-360吨位汽车荷载作用下的结构安全。

权利要求

1.一种适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于自下而上包括夯实风化岩路基、混铺碎石层、水泥稳定碎石连接层和高强混凝土面层，所述的混铺碎石层级配为矿山粗破后排弃岩石，其粒度为0—350mm，其中0—5mm占7.4%，5-60mm占25.6%，

60-100 mm占14%，100-350 mm占53%，所述的混铺碎石层厚度80-120cm，所述的水泥稳定碎石连接层摊铺厚度为40-60cm，所述的高强混凝土面层厚度为40-60cm。

2.根据权利要求1所述的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于所述的水泥稳定碎石连接层的原料以级配碎石作骨料，采用胶凝材料和灰浆搅拌而成。

3.根据权利要求1所述的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于所述的高强混凝土面层所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：3

粉煤灰：40-60kg/m3

水泥：52.5#水泥 380-480kg/m3

矿渣微粉：40-60 kg/m3

水：130-140 kg/m3

砂：30-36 kg/m3

碎石：1250-1160 kg/m3

减水剂2-2.3 kg/m。

4.根据权利要求3所述的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于所述的减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。

5.根据权利要求3所述的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于所述的高强混凝土面层所用的混凝土标号为C60，其原料每立方米重量配比为： 3

水泥：52.5#水泥 380kg/m3

粉煤灰：50kg/m

3

矿渣微粉：50 kg/m3

水：130 kg/m

3

砂：30 kg/m

3

碎石：1250 kg/m3

聚羧酸系高性能减水剂2.2 kg/m。

6.一种权利要求1-4任意一项所述的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构的施工方法，其特征在于包括下列步骤：a、对风化岩路基进行清理、夯实；

b、混铺碎石层，将矿山粗破后排弃岩石粒度0—350mm的碎石混铺80-120cm，采用振动压路机碾压8-10遍；

c、摊铺水泥稳定碎石连接层，制作水泥稳定碎石连接层的原料，以级配碎石作骨料与胶凝材料和灰浆搅拌而成，摊铺厚度40-60cm，然后压实；

d、铺设高强混凝土面层，制作高强混凝土，其高强混凝土所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：3

粉煤灰：40-60kg/m3

水泥：52.5#水泥 380-480kg/m3

矿渣微粉：40-60 kg/m3

水：130-140 kg/m3

砂：30-36 kg/m3

碎石：1250-1160 kg/m3

聚羧酸系高性能减水剂2-2.3 kg/m，将上述原料搅拌后均匀摊铺成厚度为40-60cm的高强混凝土面层，然后压实；

e、进行养护，完成施工。

说明书

适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构及施工方

法

技术领域

[0001] 本发明属于公路水泥混凝土路面结构及施工方法技术领域，尤其涉及一种适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构及施工方法。

背景技术

[0002] 在矿山露天开采中，为提高运输效率，提高产能，大吨位汽车运输普遍采用，特别是汽车荷载在300-360 吨范围应用较广。现在采场、排土场的固定公路均为一般泥结和级配碎石路面，路面标准较低，运输成本较大。目前交通部门普遍采用的水泥混凝土路面最大荷载为汽车55吨，结构为面层、连接层和基层三层，即：（1）面层为C30-40水泥混凝土，厚度20-30cm；（2）连接层为水泥稳定碎石，厚度15-20cm；（3）基层为当地材料，一般采用碎石、稳定土等材料，厚度15-20cm，该路面结构在300-360 吨汽车荷载作用下，将直接发生板面断裂、破损和路基沉降等现象，造成路面结构整体破坏。

[0003] 在300吨汽车荷载作用下的公路目前只有在德兴铜矿南山1#废石隧道进行了试验，详见矿业快报2000年9月18期《矿用电动汽车刚性路面修复实践》和矿业快报2003年9月9期《复合刚性路面力学测试及破坏机理分析》，该路面结构如下：路面为复合刚性路面，分三层，(1)垫层：采用C20普通混凝土直接浇筑在基岩上，基岩上无浮渣，混凝土厚30cm，(2)基层：采用C40钢筋混凝土φ16螺纹钢，双向配筋，网度@150×200，混凝土厚
30cm。(3)面层：C40钢纤维混凝土浇筑，钢纤维规格为0．2mm×0．3mm×(25～35)mm，掺量体积比2% ，该层厚度20cm，该路面结构存在以下不足：（1）最大试验汽车荷载为300吨
2
以下,不能满足360吨汽车荷载的行驶要求；（2）路面造价达1000元/m，大规模推广困难；
（3）路基为基岩，使用面窄；（4）面层混凝土为C40，抗弯拉强度仅为4.37Mpa,不是高标号混凝土。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种路面结构抗弯拉强度高、耐磨性好和使用年限长的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构。

[0005] 本发明的再一个目的是提供一种适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构的施工方法。

[0006] 本发明目的是通过以下技术方案这样实现的。

[0007] 本发明适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于自下而上包括夯实风化岩路基、混铺碎石层、水泥稳定碎石连接层和高强混凝土面层，所述的混铺碎石层级配为矿山粗破后排弃岩石，其粒度为0—350mm，其中0—5mm占7.4%，5-60mm占25.6%，60-100 mm占14%，100-350 mm占53%，所述的混铺碎石层厚度80-120cm，所述的水泥稳定碎石连接层摊铺厚度为40-60cm，所述的高强混凝土面层厚度为40-60cm。

[0008] 所述的水泥稳定碎石连接层的原料以级配碎石作骨料，采用胶凝材料和灰浆搅拌而成。

[0009] 所述的高强混凝土面层所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：

[0010] 粉煤灰：40-60kg/m3

[0011] 水泥：52.5#水泥 380-480kg/m3

[0012] 矿渣微粉：40-60 kg/m3

[0013] 水：130-140 kg/m3

[0014] 砂：30-36 kg/m3

[0015] 碎石：1250-1160 kg/m3

[0016] 减水剂2-2.3 kg/m3。

[0017] 一种适用于大吨位汽车的水泥混凝土路面结构的施工方法，其特征在于包括下列步骤：

[0018] a、对风化岩路基进行清理、夯实；

[0019] b、混铺碎石层，将矿山粗破后排弃岩石粒度0—350mm的碎石混铺80-120cm，采用振动压路机碾压8-10遍；

[0020] c、摊铺水泥稳定碎石连接层，制作水泥稳定碎石连接层的原料，以级配碎石作骨料与胶凝材料和灰浆搅拌而成，摊铺厚度40-60cm，然后压实；

[0021] d、铺设高强混凝土面层，制作高强混凝土，其高强混凝土所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：

[0022] 粉煤灰：40-60kg/m3

[0023] 水泥：52.5#水泥 380-480kg/m3

[0024] 矿渣微粉：40-60 kg/m3

[0025] 水：130-140 kg/m3

[0026] 砂：30-36 kg/m3

[0027] 碎石：1250-1160 kg/m3

[0028] 聚羧酸系高性能减水剂2-2.3 kg/m3。

[0029] 将上述原料搅拌后均匀摊铺成厚度为40-60cm的高强混凝土面层，然后压实；

[0030] e、进行养护， 完成施工。

[0031] 本发明的优点是：

[0032] 由于本发明在路面施工过程中加厚了混铺碎石层、水泥稳定碎石连接层和高强混凝土面层各层的厚度，且面层采用特制的高强混凝土，与现有技术相比不仅路面结构抗弯拉强度高、耐磨性好，而且使用年限也长。

[0033] 经检验，本发明的适用于大汽车的水泥混凝土路面结构，（1）面层采用高强耐磨水泥混凝土，其混凝土路面抗弯拉强度由普通混凝土的5Mpa，提高到9-11Mpa以上，满足在300-360吨位汽车荷载作用下的结构安全；

[0034] （2）连接层采用水泥稳定碎石，其弹性模量可达3000Mpa，满足在300-360吨位汽车荷载作用下上下层力的传递和扩散的要求；

[0035] （3）基层采用混铺块碎石，其回弹模量可达1200pa，满足在300-360吨位汽车荷载作用下上层力的传递和对路基扩散的要求。

附图说明

[0036] 图1为本发明的结构示意图。

[0037] 具体实施方式：

[0038] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0039] 如图1所示，本发明的适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构，其特征在于自下而上包括夯实风化岩路基4、混铺碎石层3、水泥稳定碎石连接层2和高强混凝土面层1，所述的混铺碎石层3级配为矿山粗破后排弃岩石，其粒度为0—350mm，其中0—5mm占7.4%，5-60mm占25.6%，60-100 mm占14%，100-350 mm占53%，所述的混铺碎石层3厚度80-120cm，所述的水泥稳定碎石连接层2摊铺厚度为40-60cm，所述的高强混凝土面层1厚度为40-60cm。

[0040] 本发明所述的水泥稳定碎石连接层2的原料以级配碎石作骨料，采用胶凝材料和灰浆搅拌而成。这种水泥稳定碎石连接层2便于上层的粘接。

[0041] 本发明所述的高强混凝土面层所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：

[0042] 粉煤灰：40-60kg/m3

[0043] 水泥：52.5#水泥 380-480kg/m3

[0044] 矿渣微粉：40-60 kg/m3

[0045] 水：130-140 kg/m3

[0046] 砂：30-36 kg/m3

[0047] 碎石：1250-1160 kg/m3

[0048] 聚羧酸系高性能减水剂2-2.3 kg/m3。

[0049] 一般把C10--C50称为普通强度等级混凝土，C60--C90强度等级为高强度混凝土，C100以上称超高强混凝土，故本发明中采用的C60-C80的混凝土称之为高强混凝土。

[0050] 其施工方法，包括下列步骤：

[0051] a、对风化岩路基进行清理、夯实；其风化岩路基：岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用，将此风化岩石直接作为路基使用，统称为风化岩路基。

[0052] b、混铺碎石层，将矿山粗破后排弃岩石粒度0—350mm的碎石混铺80-120cm，采用振动压路机碾压8-10遍；

[0053] c、摊铺水泥稳定碎石连接层，采用现有技术制作水泥稳定碎石连接层的原料，以级配碎石作骨料与胶凝材料和灰浆搅拌而成，其摊铺厚度40-60cm，然后压实；其水泥稳定碎石：碎石骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。

[0054] d、铺设高强混凝土面层，制作高强混凝土，其高强混凝土所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：

[0055] 粉煤灰：40-60kg/m3

[0056] 水泥：52.5#水泥 380-480kg/m3

[0057] 矿渣微粉：40-60 kg/m3

[0058] 水：130-140 kg/m3

[0059] 砂：30-36 kg/m3

[0060] 碎石：1250-1160 kg/m3

[0061] 聚羧酸系高性能减水剂2-2.3 kg/m3。

[0062] 将上述原料搅拌后均匀摊铺成厚度为40-60cm的高强混凝土面层，然后压实；

[0063] e、进行养护， 完成施工。

[0064] 经检验，本发明的适用于大吨位汽车的的水泥混凝土路面结构，（1）面层采用高强耐磨水泥混凝土，其混凝土抗弯拉强度由普通混凝土的5Mpa，提高到9-11Mpa以上，满足在300-360吨位汽车荷载作用下的结构安全；

[0065] （2）连接层采用水泥稳定碎石，其弹性模量可达3000Mpa，满足在300-360吨位汽车荷载作用下上下层力的传递和扩散的要求；

[0066] （3）基层采用混铺块碎石，其回弹模量可达600Mpa，满足在300-360吨位汽车荷载作用下上层力的传递和对路基扩散的要求。

[0067] 实施例1

[0068] 本发明所述的高强混凝土面层所用的混凝土标号为C60-C80，其原料每立方米重量配比为：

[0069] 水泥：52.5#水泥 380kg/m3

[0070] 粉煤灰：50kg/m3

[0071] 矿渣微粉：50 kg/m3

[0072] 水：130 kg/m3

[0073] 砂：30 kg/m3

[0074] 碎石：1250 kg/m3

[0075] 聚羧酸系高性能减水剂2.2 kg/m3

[0076] 其面层采用高强耐磨水泥维混凝土，其混凝土路面抗弯拉强度由普通混凝土的5Mpa，提高到9.8Mpa以上，满足在300-360吨位汽车荷载作用下的结构安全。

[0077] 采用上述适用于300-360吨位汽车的水泥混凝土路面结构替代泥结和级配碎石路面，不仅提高了整个路面结构强度，而且可以大大提高现有矿山大吨位汽车行驶的路面标准，从而达到降低运输成本和减少道路维修费用目的。