[发明专利]成型混凝土并且传递混凝土平板之间负载的装置和方法

说明书

背景技术

传统的混凝土路面铺设包括制备模板然后在路面设计区域周围设置模板。模板具有接受和容纳浇注混凝土的竖直内表面。模板具有水平顶面，该顶面通常与浇注混凝土的表面齐平，或者在混凝土固化后与路面齐平。模板具有靠在桩柱上的背面，桩柱适当间隔开，用于将模板保持在适当位置。为了提供用于最终抹平的间隙，混凝土工人经常现场切出模板顶面与背面之间的倒角。

很大的路面需要很大的模板制备和设置工作。如果用于模板的坯料为短的和/或柔性的，则尤其如此。与长而刚性的模板相比，短而柔性的模板需要更多桩柱以确保准确而平坦的路面边缘。短的模板还需要更多的倒角设置时间。不管模板是长还是短，对于大的路面区域，现场倒角都需要大量时间。

理想的是，用于接受浇注混凝土的模板应该具有准确的高度，用于提供准确的平板厚度。遗憾的是，现场模板的高度通常小于获得合适的平板厚度所需的准确高度。这些高度不足的模板通常会设置为顶面相对于期望的路面高度处于合适的高度，但是呈现出未接触的底面，因此允许出现间隙，浇注混凝土从间隙中泄漏。这样会浪费混凝土并且需要额外的工作以消除过量部分。

从模板泄漏，特别是在对接接头处泄漏混凝土将导致完成的平板表面上出现凹陷，从而导致不够美观。凹陷还会损坏表面覆盖物，例如砖块，这是因为不平坦的表面会促使覆盖物的布置和粘合不平坦或不完善。固化的泄漏混凝土还侵入相邻平板，导致空隙和/或增大产生锁定结构的可能性，这将导致破裂和接头失效。最终，通过凿下过量混凝土去除固化的过量混凝土通常会损坏平板。因此，避免模板泄漏非常有必要。

遗憾的是，之前还没有人提出成型混凝土的方法和用于成型混凝土的如下装置：即，该装置包括具有预定准确高度并且刚硬的、无限长的、预先倒角的模板。

在高速公路、机场跑道、大型库房建筑物等的混凝土路面的建造中，避免混凝土出现随机裂纹使得有必要将路面分割成方便的平板区段。在这点上，混凝土工人浇注单块混凝土平板，允许混凝土平板在短时间内固化。然后，工人切割越过平板的横向凹槽，所述凹槽的深度约为平板厚度的四分之一，切割凹槽之间的间距根据应用场合和设计进行选择。对于高速公路路面通常采用12至40英尺的间距。

当平板的混凝土固化时，由发热固化反应引起的力通常导致在每个凹槽下面的横截面缩小处穿过平板厚度形成竖直裂纹。该受控裂纹将平板有效地分割成预定的分离平板区段。

竖直裂纹或接头确定由混凝土中的水泥和混凝料形成的相邻互锁面。但是在重物，例如机动车通过接头时，互锁面传递相邻平板区段之间的竖直剪切应力，这是一种通常称为“混凝料互锁”的现象。

随着路面的使用量日益增大，混凝料互锁导致平板交接部之间产生磨损。另外，周期性的和极端的温度变化减小平板体积。因此，随着时间推移，当交通物体连续通过接头时，交接部会磨损并且变光滑，然后完全失效，从而导致相邻平板区段出现相对竖直位移，因此出现粗糙的路面。接头失效也越来越容易受到水侵蚀的影响，水可以冻结并且导致相邻平板之间的损坏。

为了阻止相邻平板之间的相对竖直位移，现有技术在混凝土中植入延伸经过接头交接部的销钉。一些销钉为光滑的铁棒，其直径为1英寸左右，长度为2英尺左右。对每根棒进行涂覆或以其它方式进行处理，使得棒沿其长度或者至少在其一端不会结合到混凝土上。因此，当平板在固化过程中以及随后随着温度变化而膨胀和收缩时，销钉可以相对于相邻平板自由地水平运动，还保持相邻平板的竖直对准，增大混凝料互锁以经过接头传递竖直剪切应力。例如，参见属于J.B.Kornick等人的1968年8月20日出版的名称为“用于混凝土的塑料涂覆销钉棒(Plastic CoatedDowel Bar for Concrete)”的美国专利No.3397626，以及属于T.J.Larsen的1984年5月22日出版的名称为“用于路面接头的销钉”(Dowel for Pavement Joints)的美国专利No.4449844。

除了其它问题之外，上述技术存在耗费大量时间和精力制造并设置销钉的问题。