專利名稱：適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)及施工方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)及施工方法。
背景技術(shù)：
在礦山露天開采中，為提高運(yùn)輸效率，提高產(chǎn)能，大噸位汽車運(yùn)輸普遍采用，特別是汽車荷載在300-360噸范圍應(yīng)用較廣?，F(xiàn)在采場、排土場的固定公路均為一般泥結(jié)和級配碎石路面，路面標(biāo)準(zhǔn)較低，運(yùn)輸成本較大。目前交通部門普遍采用的水泥混凝土路面最大荷載為汽車陽噸，結(jié)構(gòu)為面層、連接層和基層三層，即(1)面層為C30-40水泥混凝土，厚度20-30cm ； (2)連接層為水泥穩(wěn)定碎石，厚度15-20cm ； (3)基層為當(dāng)?shù)夭牧希话悴捎盟槭?、穩(wěn)定土等材料，厚度15-20cm，該路面結(jié)構(gòu)在300-360噸汽車荷載作用下，將直接發(fā)生板面斷裂、破損和路基沉降等現(xiàn)象，造成路面結(jié)構(gòu)整體破壞。在300噸汽車荷載作用下的公路目前只有在德興銅礦南山1#廢石隧道進(jìn)行了試驗(yàn)，詳見礦業(yè)快報(bào)2000年9月18期《礦用電動汽車剛性路面修復(fù)實(shí)踐》和礦業(yè)快報(bào)2003 年9月9期《復(fù)合剛性路面力學(xué)測試及破壞機(jī)理分析》，該路面結(jié)構(gòu)如下路面為復(fù)合剛性路面，分三層，(1)墊層采用C20普通混凝土直接澆筑在基巖上，基巖上無浮渣，混凝土厚 30cm, (2)基層采用C40鋼筋混凝土 Φ 16螺紋鋼，雙向配筋，網(wǎng)度0150X200，混凝土厚 30cm。(3)面層C40鋼纖維混凝土澆筑，鋼纖維規(guī)格為0. 2mmX0. 3mmX (25 35)mm，摻量體積比21，該層層厚20cm，該路面結(jié)構(gòu)存在以下不足(1)最大試驗(yàn)汽車荷載為300噸以下，不能滿足360噸汽車荷載的行駛要求；(2)路面造價(jià)達(dá)1000元/m2，大規(guī)模推廣困難；路基為基巖，使用面窄；(4)面層混凝土為C40，抗彎拉強(qiáng)度僅為4.37ΜΡ 1，不是高標(biāo)號混凝土。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種路面結(jié)構(gòu)抗彎拉強(qiáng)度高、耐磨性好和使用年限長的適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的再一個目的是提供一種適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)的施工方法。本發(fā)明目的是是通過以下技術(shù)方案這樣實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于自下而上包括風(fēng)化巖路基、路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料、貧混凝土層和聚丙烯纖維混凝土面層，所述的貧混凝土層的攤鋪厚度為40-60cm，所述的聚丙烯纖維混凝土面層厚度40-60cm。所述的聚丙烯纖維混凝土面層所用的混凝土標(biāo)號為C60-C80，其原料每立方米重量配比為
水泥52. 5# 水泥 380-480kg/m3 粉煤灰40-60kg/m3礦渣微粉40-60 kg/m3
水=130-140 kg/m3
砂30-36 kg/m3
碎石1250-1160 kg/m3
減水劑 2-2. 3 kg/m3
聚丙烯纖維5. 4-10. 8kg/m3
所述的減水劑為聚羧酸系高性能減水劑。一種適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括下列步驟
a、對風(fēng)化巖路基進(jìn)行清理、夯實(shí)；
b、采用路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料對風(fēng)化巖石路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其灌漿料厚度5-lOcm，嵌入深度 2_3cm ；
C、攤鋪貧混凝土層，將貧混凝土層料攤鋪厚度40-60cm，然后壓實(shí)；
d、鋪設(shè)聚丙烯纖維混凝土面層，制作聚丙烯纖維混凝土，其聚丙烯纖維凝土所用的混凝土標(biāo)號為C60-C80，其原料每立方米重量配比為
水泥52. 5# 水泥 380-480kg/m3 粉煤灰40-60kg/m3 礦渣微粉40-60 kg/m3 水=130-140 kg/m3 砂30-36 kg/m3 碎石1250-1160 kg/m3 聚羧酸系高性能減水劑2-2. 3 kg/m3 聚丙烯纖維5. 4-10. 8kg/m3
將上述原料攪拌后均勻攤鋪成厚度為40-60cm的聚丙烯纖維混凝土面層；
e、進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，完成施工。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
由于本發(fā)明在路面施工過程中采用路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料對風(fēng)化巖石路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，并加厚了貧混凝土層和聚丙烯纖維混凝土面層的厚度，其面層厚度40-60cm，比一般混凝土路面 20-30cm厚20-30cm以上；且面層采用特制的聚丙烯纖維混凝土，有效地提高了路面的抗拉強(qiáng)度高，且極限延伸率大、抗堿性好。經(jīng)檢驗(yàn)
(1)面層采用聚丙烯纖維混凝土，其混凝土抗彎拉強(qiáng)度由普通混凝土的5Mpa，提高到 10-12 Mpa以上，滿足在300-360大噸位汽車荷載作用下的使用要求；
(2)基層采用貧混凝土，其彈性模量由水泥穩(wěn)定碎石的3000Mpa，提高到IOOOOMpa，滿足在300-360大噸位汽車荷載作用下力的傳遞和擴(kuò)散的要求；
(3)灌漿料補(bǔ)強(qiáng)后的風(fēng)化巖路基回彈模量達(dá)到550Mpa以上，可以滿足在300-360大噸位汽車荷載作用下力傳遞、擴(kuò)散和沉降的要求。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明的適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于自下而上包括風(fēng)化巖路基4、路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料2、貧混凝土層3和聚丙烯纖維混凝土面層1，所述的貧混凝土層2的攤鋪厚度為40-60cm，所述的聚丙烯纖維混凝土面層1厚度 40-60cmo所述的聚丙烯纖維混凝土面層1所用的混凝土標(biāo)號為C60-C80，其原料每立方米重量配比為
水泥52. 5# 水泥 380-480kg/m3
粉煤灰40-60kg/m3
礦渣微粉40-60 kg/m3
水=130-140 kg/m3
砂30-36 kg/m3
碎石1250-1160 kg/m3
減水劑 2-2. 3 kg/m3
聚丙烯纖維5. 4-10. 8kg/m3
所述的減水劑為聚羧酸系高性能減水劑。本發(fā)明適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)的施工方法，包括下列步驟
a、對風(fēng)化巖路基進(jìn)行清理、夯實(shí)；本發(fā)明的風(fēng)化巖路基是指巖石在太陽輻射、大氣、 水和生物作用下出現(xiàn)破碎、疏松及礦物成分次生變化的現(xiàn)象。導(dǎo)致上述現(xiàn)象的作用稱風(fēng)化作用，將此風(fēng)化巖石直接作為路基使用，統(tǒng)稱為風(fēng)化巖路基。b、采用路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料對風(fēng)化巖石路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其灌漿料厚度5cm，嵌入深度 2cm ；其灌漿料為現(xiàn)有技術(shù)是以高強(qiáng)度材料作為骨料，以水泥作為結(jié)合劑，輔以高流態(tài)、微膨脹、防離析等物質(zhì)配制而成。它在施工現(xiàn)場加人一定量的水，攪拌均勻后即可使用。灌漿料具有自流性好，快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、無收縮、微膨脹；無毒、無害、不老化、對水質(zhì)及周圍環(huán)境無污染，自密性好、防銹等特點(diǎn)。對風(fēng)化巖石路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以滿足大噸位汽車荷載作用下，對路基的特殊要求，補(bǔ)強(qiáng)后，路基回彈模量達(dá)到550Mpa以上。C、攤鋪貧混凝土層，其貧混凝土層的攤鋪厚度為40-60cm，然后壓實(shí)；
貧混凝土 是由粗、細(xì)集料與(粗、細(xì)集料比列90%，32. 5水泥10% (重量比)水泥和水配制而成的一種材料，其強(qiáng)度達(dá)IOOOOMpii,大大高于二灰穩(wěn)定粒料、水泥穩(wěn)定碎石等半剛性基層材料。貧混凝土具有較高的強(qiáng)度和剛度，水穩(wěn)性好、抗沖刷能力強(qiáng)。貧混凝土由于膠結(jié)料含量少，空隙率一般較大，有利于界面水的排放。貧混凝土能緩和土基的不均勻變形，可消除對路面的不利影響。另外，貧混凝土還可以利用地方小泥窯生產(chǎn)的水泥，也可使用低標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)?shù)丶?。d、鋪設(shè)聚丙烯纖維混凝土面層，制作聚丙烯纖維混凝土，其聚丙烯纖維凝土所用的混凝土標(biāo)號為C60-C80，其原料每立方米重量配比為水泥:52. 5# 水泥 380kg/m3 粉煤灰50kg/m3 礦渣微粉50 kg/m3 水130 kg/m3 砂30 kg/m3 碎石1250 kg/m3 聚羧酸系高性能減水劑2. 2 kg/m3 聚丙烯纖維5. 4kg/m3
將上述原料攪拌均勻后，攤鋪成厚度為40-60cm的聚丙烯纖維混凝土面層，壓實(shí)； e、進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，完成施工。一般把C10-C50稱為普通強(qiáng)度等級混凝土，C60-C90強(qiáng)度等級為高強(qiáng)度混凝土， ClOO以上稱超高強(qiáng)混凝土。本發(fā)明的聚丙烯纖維混凝土面層采用了水泥基料、粉煤灰、礦渣微粉、砂、碎石、 聚丙烯纖維和高性能減水劑組成的復(fù)合材料，有效地提高了路面的抗拉強(qiáng)度高，且極限延伸率大、抗堿性好，克服了水泥石、砂漿與混凝土的抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、性脆等缺
點(diǎn)ο
實(shí)施例本發(fā)明所述的聚丙烯纖維混凝土面層所用的原料每立方米標(biāo)號C60的混凝土的重量配比為
水泥52. 5# 水泥 380kg/m3 粉煤灰50kg/m3 礦渣微粉50 kg/m3 水130 kg/m3 砂30 kg/m3 碎石1250 kg/m3 聚羧酸系高性能減水劑2. 2 kg/m3 聚丙烯纖維5. 4kg/m3。本發(fā)明采用高強(qiáng)耐磨聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)替代泥結(jié)和級配碎石路面，從而達(dá)到提高整個路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的目的，上述路面結(jié)構(gòu)的采用，可以大大提高現(xiàn)有礦山大噸位汽車行駛的路面標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到降低運(yùn)輸成本和減少道路維修費(fèi)用目的。
權(quán)利要求
1.一種適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于自下而上包括風(fēng)化巖路基、路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料、貧混凝土層和聚丙烯纖維混凝土面層，所述的貧混凝土層的攤鋪厚度為40-60cm，所述的聚丙烯纖維混凝土面層厚度40-60cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的聚丙烯纖維混凝土面層所用的混凝土標(biāo)號為C60-C80，其原料每立方米重量配比為水泥52. 5# 水泥 380-480kg/m3 粉煤灰40-60kg/m3 礦渣微粉40-60 kg/m3 水=130-140 kg/m3 砂30-36 kg/m3 碎石1250-1160 kg/m3 減水劑 2-2. 3 kg/m3 聚丙烯纖維5. 4-10. mcg/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的減水劑為聚羧酸系高性能減水劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的聚丙烯纖維混凝土面層所用的原料每立方米標(biāo)號C60的混凝土的重量配比為水泥52. 5# 水泥 380kg/m3 粉煤灰50kg/m3 礦渣微粉50 kg/m3 水130 kg/m3 砂30 kg/m3 碎石1250 kg/m3 聚羧酸系高性能減水劑2. 2 kg/m3 聚丙烯纖維5. 4kg/m3。
5.一種權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括下列步驟a、對風(fēng)化巖路基進(jìn)行清理、夯實(shí)；b、采用路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料對風(fēng)化巖石路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其灌漿料厚度5-lOcm，嵌入深度 2_3cm ；C、攤鋪貧混凝土層，將貧混凝土層料攤鋪厚度40-60cm，然后壓實(shí)； d、鋪設(shè)聚丙烯纖維混凝土面層，制作聚丙烯纖維混凝土，其聚丙烯纖維凝土所用的混凝土標(biāo)號為C60-C80，其原料每立方米重量配比為 水泥52. 5# 水泥 380-480kg/m3 粉煤灰40-60kg/m3 礦渣微粉40-60 kg/m3 水=130-140 kg/m3 砂30-36 kg/m3碎石1250-1160 kg/m3 聚羧酸系高性能減水劑2-2. 3 kg/m3 聚丙烯纖維5. 4-10. 8kg/m3將上述原料攪拌后均勻攤鋪成厚度為40-60cm的聚丙烯纖維混凝土面層，壓實(shí)； e、進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，完成施工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用大噸位汽車的聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)及施工方法。其特征是自下而上包括風(fēng)化巖路基、路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料、貧混凝土層和聚丙烯纖維混凝土面層，施工方法包括下列步驟a、對風(fēng)化巖路基進(jìn)行清理、夯實(shí)；b、采用路基補(bǔ)強(qiáng)灌漿料對風(fēng)化巖石路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其灌漿料厚度5-10cm，嵌入深度2-3cm；c、攤鋪貧混凝土層，厚度40-60cm，然后壓實(shí)；d、攤鋪成厚度為40-60cm的聚丙烯纖維混凝土面層；e、養(yǎng)護(hù)，完成施工。本發(fā)明采用聚丙烯纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)替代泥結(jié)和級配碎石路面，有效地提高了路面的抗彎拉強(qiáng)度高，且極限延伸率大、抗堿性好，克服了水泥石、砂漿與混凝土的抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、性脆等缺點(diǎn)。
文檔編號E01C7/14GK102535297SQ20121000978
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者姚秀華, 姜科, 孫子德, 張玉輝, 朱萬剛, 李海臣, 李榮海, 王瑞, 蓋江, 遲淑萍 申請人:鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司