[发明专利]一种基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构及其构建方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构及其构建方法和应用；路面结构从上到下依次包括：由PVA‑ECC补丁结构连接的水泥混凝土面层、基层和底基层；PVA‑ECC补丁结构连接的水泥混凝土面层由PVA‑ECC补丁结构设置于相邻水泥混凝土面板之间形成，并通过埋设钢筋与涂刷水泥净浆，实现PVA‑ECC补丁结构与周围水泥混凝土面板的连接，保证两个结构之间的连续性。本发明提供的基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构，消除传统水泥路面的接缝，减少水泥接缝带来的路面病害，延长路面结构的使用寿命，增加行车舒适性，该结构尤其适用于温差较大、湿润多雨地区的水泥混凝土路面。

技术领域

本发明涉及水泥路面领域，具体涉及一种用于国省干线公路、市政道路、高速公路或者高速公路收费站的新建工程中的新型水泥混凝土路面结构，特别是涉及一种基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构及其构建方法和应用。

背景技术

普通水泥混凝土路面具有使用寿命长、养护工作量小、施工便利等优点，但是其行车舒适度不如沥青混凝土路面，其主要原因是切缝的存在，使行车时产生周期性的微小震动，在错台严重时，则有显著的连续跳车现象。此外，从结构耐久性来看，普通水泥混凝土路面的接缝也一直是其薄弱环节，接缝是潜在的雨水下渗通道，该位置附近也是板底脱空和断板的易发部位，路面破坏往往从这里开始，直接影响到路面的使用寿命。因此，如何消除接缝的影响一直是道路工程领域研究的重要方向之一。

ECC材料为解决这一问题提供了可能性。高延性水泥基材料ECC(EngineeredCementitious Composites)是通过对基体、纤维以及基体/纤维界面特性进行合理设计而得到的一种高性能纤维增强水泥基复合材料。聚乙烯醇纤维增韧水泥基复合材料(简称PVA-ECC)是一种拉伸变形性能优异的水泥基复合材料,最早由美国密歇根大学的VictorC.Li教授和麻省理工大学的Christopher K.Y.Leung教授在1992年提出,此种材料在力学方面和经济效益方面要明显好于其他类型的ECC，因此国内外主要开展较多的是PVA-ECC性能研究。

由于过往PVA纤维造价相对较高，因此主要用于室内试验，限制了其在工程实际领域的应用；目前PVA纤维主要是将其与传统水泥混凝土的抗压、抗拉性能进行比较，但该种材料应用于工程领域尤其是路面领域仍旧较少。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构；本发明的基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构在水泥路面接缝处进行补丁结构设计，即将路面接缝变为由PVA-ECC材料进行填充的凹槽结构，通过连接钢筋实现PVA-ECC补丁结构与周围水泥混凝土面板连接，即可使起到消除水泥接缝的作用。含有PVA-ECC的混凝土通过分散在其中的纤维来提高抗拉性能，当混凝土在收缩、温度变形及承受行车荷载的作用时，PVA-ECC中会形成肉眼不可见的细微裂纹代替传统肉眼可见的接缝。形成的细微裂纹会防止传统水泥路面因为水分通过接缝渗透的现象，从而减少唧浆、断板等传统水泥路面破坏，降低路面的维修成本，同时可以增加行车舒适度。

本发明还提供了一种基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构的构建方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种基于高延性水泥基材料的无接缝水泥路面结构，所述路面结构从上到下依次包括：由PVA-ECC补丁结构连接的水泥混凝土面层、基层和底基层；所述PVA-ECC补丁结构连接的水泥混凝土面层由PVA-ECC补丁结构设置于相邻水泥混凝土面板之间形成，并通过埋设钢筋与涂刷水泥净浆，实现PVA-ECC补丁结构与周围水泥混凝土面板的连接。

所述补丁结构材料为高延性水泥基材料，设于相邻两块水泥混凝土面板之间，宽度为140～200cm，厚度为6～8cm；