一種無筋式預應力路面的製作方法
2023-05-08 18:13:06
專利名稱：一種無筋式預應力路面的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及公路或機場的水泥混凝土路面，具體地是無筋式預應力水泥混凝土路面。
普通非預應力水泥混凝土路面有兩個主要缺點。一是路面板上有很多接縫，引起路面錯臺、裂縫、唧泥、和不平順問題。另一個問題是它的全服務年均費用很高。
為克服這些缺點，預應力水泥混凝土路面一直在發展著。在預應力水泥混凝土路面板中，縱向預壓應力能夠抵消降溫引起的拉力從而板上的接縫可以減少。縱向預壓應力也能夠抵消車輪荷載引起的彎拉應力，從而減薄板厚。預應力混凝土路面可分為兩類有筋式和無筋式。前者需要鋼絞線或別種張拉材料為板提供預壓應力。後者不需張拉材料，而需固定臺座為板提供預壓應力。與有筋式預應力混凝土路面不同，無筋式預應力混凝土路面省去了張拉材料及其附屬材料和張拉操作；但引起失穩問題，需要高造價永久性臺座且有較多的預應力損失。象有筋式預應力混凝土路面一樣，無筋式預應力混凝土路面需要複雜的施工工藝澆築分離的路面板，設置水平千斤頂，嚴格的施壓順序，伸縮縫製作，排除千斤頂，及二次澆築混凝土填補分離板間的間隔。「路面工程」(第二版，方福森主編，人民交通出版社，1987年6月)一書的第六章，簡述了預應力混凝土路面。它仍然反映當前世界上預應力混凝土路面的技術概況。因為需要複雜的施工技術和昂貴的材料，預應力路面很少被應用；加之不穩定的質量，無筋式預應力路面更少被應用。
本發明的目的是提供一種低造價、施工簡捷的無筋式預應力路面，它的預應力量被控制在一定範圍且可被延遲或分期施加，它無失穩問題，有高質量的接縫。
本發明提出的無筋式預應力路面，用永久夾埋在路面板中的組合裝置對路面板施加預應力；用埋在路基中的樁與部分路面板結合提供反力；用埋在路基中與路面板相連的約束件防止板的拱起破壞；用與上述組合裝置連通的液壓蓄壓器控制板的預應力量。組合裝置、樁、約束件都預先安設在路基或基層上/中；用普通連續式攤鋪機一次完成路面板澆築和板與以上設施的連接；預加應力操作僅是把液體泵入組合裝置中。這一新技術不僅可用於水泥混凝土路面，還可用於有足夠抗壓強度的其它材料所構成的路面。
上述組合裝置被稱作成縫、接縫和加壓、調壓的組合裝置(簡稱縫-壓裝置)，這個名稱反映了它的主要功能。它被預先安設在路基或基層上，在攤鋪機澆築路面板後，形成板間完全或不完全縫隙。它採用液壓千斤頂或液壓囊的形式去擴張板間縫隙，達到加壓於板的目的。縫-壓裝置還帶有接縫裝置、材料以防止水進入板下、減少行車顛簸、加強板邊、傳遞板間荷載。
縫-壓裝置為板提供了主動壓力，路面中的臺座則提供反力以在板中形成預應力。臺座採用埋在路基中的樁與一部分路面板相結合的形式，從而降低了造價。此樁-板臺座的承載力來自樁的水平反力、路基對臨近樁的板的作用力、和該板與路基之間的摩擦力。而樁的水平反力又由於板對路基或基層的壓力和約束，而被顯著增強。臺座還可利用路面附近、上、下的其它建築物或自然物而構成若在設計建造這些建築物時有意考慮臺座功能，則可進一步減少專門臺座的費用，同時減少建造這些建築物與路面的總體費用。
由溫度變化等原因引起的板長變化，會引起板內預應力很大的變化。為解決此問題，用一裝有液體和壓縮氣體的蓄壓器與縫-壓裝置相連。根據液壓理論，蓄壓器中的壓力與縫-壓裝置內的壓力相同；縫-壓裝置內的壓力變化會導致液體在該裝置與蓄壓器之間流動，導致蓄壓器中的壓力也變化，使二者在新的壓力值下平衡。只要蓄壓器中有足夠大的氣體體積與液體體積變動量之比，新的壓力就與原來的壓力足夠地接近，即縫-壓裝置內的壓力(或預應力)變化就可保持在一個足夠小的範圍內。
為防止板在很大的壓力下失穩破壞，採用了固定在路基中並與路面板相聯繫的約束件。此約束件允許板的切向位移以免妨礙預應力傳導。
這種路面與現有無筋式預應力路面相比，預加應力操作簡單、迅速；無二次混凝土澆築；溫度變化，混凝土收縮、蠕變，及樁位移不會導致很大的預應力損失或預應力增高；容易測定路面預應力的大小；臺座造價低；無失穩問題。與普通非預應力水泥混凝土路面相比，這種路面的板厚減少25％以上，橫縫數量減少90％以上，即大幅度地減少了路面錯臺、裂縫、唧泥、和不平順問題。同時減少了養護需求，延長了使用年限，即降低了全服務年均費用。但它的建築造價卻與普通水泥混凝土路面相近，或略微高些。
圖1a和b是一段無筋式預應力路面的平面和縱斷面圖。
圖2是一個在工作中的縫-壓裝置的剖面圖，也是路面接縫處的縱斷面圖。
圖3a和b是圖2所示的縫-壓裝置，在澆築路面板前的剖面和平面圖。
圖4a是另一種在工作中的縫-壓裝置的剖面圖，也是路面接縫處的縱斷面圖。
圖4b是圖4所示的縫-壓裝置，在未加壓前的剖面圖。
圖4c是圖4所示的縫-壓裝置，在未澆築路面板前的平面圖。
圖5a是又一種縫-壓裝置在未加壓前的剖面圖，也是路面接縫處的縱斷面圖。
圖5b是圖5a所示的縫-壓裝置，在未澆築路面板前的立體圖。
圖5c是圖5a、b所示的縫-壓裝置，在工作中的剖面圖，也是路面接縫處的縱斷面圖。
圖6a是又一種在工作中的縫-壓裝置的剖面圖。
圖6b是圖6a所示的縫-壓裝置，在剛澆築路面板後的剖面圖。
圖6c是圖6b所示的縫-壓裝置，在泵入砂槳後、泵入液體前的剖面圖。
圖7是一個液壓蓄壓器的示意圖。
圖8是一個泵站的示意圖。
圖9a和b是樁-板臺座的局部平面和斷面圖。
圖10a和b是一段臨近燈杆、包括樁的路面的平面和橫斷面圖。
圖11a和b是一段包括三角分隔帶的路面的平面和橫斷面圖。
圖12是一段橋和從其下穿過的路面的平面圖。
圖13a是一個約束件的立體裝配圖。
圖13b和c是圖13a所示的約束件在路面中的側視圖(路面的橫斷面圖)和正視圖(路面的縱斷面圖)。
圖14a和b是另一種在路面中的約束件的正視圖(路面的縱斷面圖)和側視圖(路面的橫斷面圖)。
圖14c是圖14a、b所示的約束件的變型的側視圖(路面的橫斷面圖)。
圖1a、b所示的無筋式預應力路面，包括路面板14，在路基26上的基層24，縫-壓裝置16，樁22，約束件20，導管40，和液壓蓄壓器28。縫-壓裝置16對路面板14施加主動縱向壓力；樁22和臨近樁的板對板14提供反力以形成預應力；約束件20防止板的拱起以避免失穩；蓄壓器28控制板的預應力在一定範圍內。
圖2詳示了夾在板14中的縫-壓裝置16a。它包括液壓缸33，由填有混凝土的園筒形成的活塞34，液體44，埋在板14中與蓄壓器28相連的導管40，與活塞連為一體的支板30，部分埋入在活塞中的鋼筋組36，支腿38，和可脹縮填塞料42。液壓缸和活塞有許多組，沿橫路向排列。它們是液壓千斤頂的主要部分。液體44把從導管40傳來的壓力作用到液壓缸和活塞上，再傳到板14a和b上，使板獲得預應力。周圍環境溫度的變化、混凝土的收縮和蠕變、和樁22的位移會引起板中的預應力變化。但蓄壓器28將會使預應力保持在一定範圍內。也由於周圍環境溫度的變化等原因，板14a和b之間的縫隙寬度將變化，但填塞料42隨之變化，並始終緊密粘結在板14a和b上以阻擋水進入板下。填塞料的另一個作用是減少車輛駛過板間時的顛簸。鋼筋組36加強了活塞34，也加強了活塞34與支板30的結合。
圖1a、b所示路面的安裝施工(不包括約束件20和樁22的安裝施工)過程如下。1)製造、組裝縫-壓裝置16a(不包括填塞料42)，如圖3a、b所示，支板30的一個作用是為活塞定位，支腿38協助該裝置站立。2)安裝縫-壓裝置16a在準備好的路基上。(在本說明書的這裡和以下部分，路基表示路基或/和基層)。3)攤鋪水泥混凝土，形成板14。導管40被埋入混凝土中，但與外界相通。支板30的粗糙面與攤鋪的混凝土結為一體，鋼筋組36加強了這一結合，即支板30和活塞34成為板14b的一部分。液壓缸33也與混凝土結合，成為板14a的一部分。如圖2所示。支板30的表面32，及活塞34和液壓缸33的內表面(相互接觸之面)形成板14a和b的分界面，也形成一個很窄的縫隙在兩板之間。4)養生水泥混凝土板14。5)把有壓液體44泵入液壓缸33中，擴張板間縫隙，使板獲得預應力。6)填入可脹縮填塞料42在張開的縫隙中。該路面成為圖2的樣子。7)連接與液壓缸33相通的導管40到已埋在路邊的蓄壓器28上(如圖1a示)。這種預應力路面具有以下優點。1)有利於使用普通路面攤鋪機，並只需一次混凝土澆築。2)施加預應力的操作過程簡單、迅速。3)由於液壓蓄壓器的作用，路面預應力可保持在預先確定的範圍內。否則，溫度變化，混凝土收縮、蠕變，及樁位移將導致很大的預應力損失或預應力增高，使路面及其附屬物受損。4)容許延遲和分期施加預應力到路面開放交通以後，使混凝土的質量提高，收縮和蠕變減少。5)容易測定路面預應力的大小。6)縫-壓裝置又是一個高質量的伸縮縫，它既可以傳遞板間剪力，又可以傳遞軸(縱向)力和彎矩。
作為這種路面的重要部分，縫-壓裝置有多個功能構成板間縫，或分割板塊；施加預應力；調節預應力，適應板的伸縮；防止水進入板下；減少行車顛簸；傳遞板間荷載；加強板邊。
圖1a、b所示的縫-壓裝置，是橫貫路面以提供縱向預應力。顯然它也可以縱貫路面以提供橫向預應力。
圖4a給出了另一種預應力路面縫-壓裝置16b。它包括含有液體44的扁平柔管60，上、下伸縮板62和64，以及它們在混凝土板14中的埋入腿66。液體44把從導管(圖中未示出)中傳來的壓力作用到扁平柔管60的壁上，再傳到板14a和b上，使板獲得預應力。與扁平柔管60連通的蓄壓器(未示出)控制該預應力在一定範圍內。上、下伸縮板62和64允許板縫寬度變化縫最窄時的情形如圖4b所示。埋入腿66的長短不一、角度不一，如圖4c所示。
含有縫-壓裝置16b的路面的安裝施工(不包括約束件20和樁22的安裝施工)過程如下。1)製造、組裝縫-壓裝置16b，如圖4b、c所示，但忽略圖4b中的混凝土。埋入腿66的長短不一，長腿支持該裝置站立。扁平柔管60的頂部暫時粘結在下伸縮板64的立面上。上、下伸縮板62和64的接觸面上有潤滑油。2)安裝縫-壓裝置16b在準備好的路基上。3)攤鋪水泥混凝土，形成板14。埋入腿66的長短不一、角度不一，使混凝土容易進入該腿與扁平柔管之間，以避免空洞、有利於腿與混凝土的粘結。扁平柔管的內腔，上、下伸縮板62和64的接觸面，及上伸縮板62的立面，形成了板14a和b的分界面。4)養生水泥混凝土板14。5)把有壓液體44泵入扁平柔管60，即擴張板間縫隙，使板獲得預應力。6)連通扁平柔管60和已埋在路邊的蓄壓器28(如圖1a示)。
與縫-壓裝置16a相比，縫-壓裝置16b有以下優點。1)扁平柔管的造價低於液壓缸和活塞。2)扁平柔管與板有較大的接觸面積，所以與液壓缸壓力相同的柔管提供較大的總壓力。換句話說，若板中預應力相同，柔管中的液壓可低於液壓缸中的液壓。較低的壓力可以減少液壓系統的造價。3)不需填塞料。
圖5a、b、c給出了又一種縫-壓裝置16c。它包括扁平柔管60及其導管(未示出)，不可壓縮、粘彈性填縫料72，該填縫料的半柔性承託74，加強鋼筋76，和該鋼筋的延長腿78。
含有該縫-壓裝置的路面的安裝、施工、工作(不包括約束件20和樁22的安裝施工)過程如下。1)製造、組裝縫-壓裝置16c，如圖5a、b所示，但忽略圖5a中的混凝土。塗油在填縫料72的上表面。延長腿78的長短不一，長腿支持該裝置站立。半柔性承託74的方形埋入掌與延長腿78相連以獲得支撐。扁平柔管60的頂部暫時粘結在承託74下部。2)安裝該縫-壓裝置在準備好的路基上。3)攤鋪水泥混凝土，形成板14，如圖5a所示。表面粗糙的承託埋入掌牢固粘結在混凝土中，但表面光滑的承託曲面部分與混凝土粘結很弱。4)養生水泥混凝土板14。5)在填縫料72上方的混凝土上鋸縫，如圖5a的板中豎直短虛線所示。6)把有壓液體44泵入扁平柔管60，使板獲得預應力。7)連通扁平柔管60和已埋在路邊的蓄壓器28(如圖1a示)。8)當降溫等原因使縫張開時，填縫料承託74的彎曲面也被拉得較為平緩，向上託起填縫料72，使之進入張開的縫隙中。所設計的承託曲面，使進入縫中的填縫料正好填平該縫以減少車輛顛簸。縫張開的越寬，承託的彎曲面越平緩，使越多的填縫料進入縫隙以保持縫頂面齊平。在具有合適粘度的條件下，填縫料72的彈性模量儘可能地接近混凝土的彈性模量。製造承託74的材料有足夠的硬度(在保持一定的柔度的條件下)，以使縫隙處的板的剛度與它處的剛度不相差太多。9)當升溫等原因使縫變窄時，承託面也被推得較為陡凹，容積增大。在重力和車輪壓力的驅使下，縫隙中多餘的填縫料72落回入承託內，使縫頂面保持齊平。
與縫-壓裝置16a、b相比，縫-壓裝置16c有以下優點。1)當攤鋪機攤鋪混凝土時，混凝土可以部分流過縫-壓裝置16c，形成一個連續順暢的平面。而縫-壓裝置16a、b不允許混凝土流過它們，可能導致在它們兩側的板表面不夠平順，也可能要求某項特別的操作以使板表面平順。2)不可壓縮、粘彈性填縫料與它的半柔性承託構成了高質量接縫，它引起的車輛顛簸顯著小於縫-壓裝置16a、b。
在有些情況下，如在臨近樁22的區域內，施加預應力可能會引起板14較大的位移，導致過大的板間縫隙。為解決此問題，圖6a給出了又一種縫-壓裝置16d。它用砂漿部分填塞板間縫隙，以減少縫隙寬度。該裝置包括包含液體44的扁平柔管60，包含砂漿82的扁平柔84，支筋86，指示條88，填塞砂漿90，和可脹縮填塞料42。
含有該縫-壓裝置的路面的安裝、施工、工作(不包括約束件20和樁22的安裝施工)過程如下。1)製造、組裝扁平柔管60和84。用支筋86將它們安裝在準備好的路基上。如圖5a所示，但忽略圖中的混凝土。指示條88與支筋86相連。指示條與支筋沿橫路向有很多組。2)攤鋪水泥混凝土，形成板14。一些指示條88的頂面外露在板14的表面，指示了縫-壓裝置的位置。3)養生水泥混凝土板14。4)根據指示條88的指示，在扁平柔管84上方的混凝土上切縫，如圖6b的板中豎直短虛線所示。5)把有壓砂漿82泵入扁平柔管84。如圖6c所示，但此時縫隙中尚無填塞砂漿90。6)在板14a的立表面92上塗油，在它的對表面(板14b的立表面)上塗增加粘結力的材料。7)充填填塞砂漿90(或混凝土)，如圖6c所示。8)養生有壓砂漿82和填塞砂漿90。9)把有壓液體44泵入扁平柔管68，連通扁平柔管和蓄壓器28。10)充填填塞料42，如圖6a所示。
顯然，縫-壓裝置16a、b、c、d的技術特點可以交錯組合，構成很多種各具特點、適應不同具體條件的縫-壓裝置。
溫度變等原因使路面板14的長度變化。如果縫-壓裝置16中的液體體積不變化，板長變化會導致板與縫-壓裝置之間的相互壓力變化，即板中的預應力變化。為使這一變化不是太大而影響路面的質量，本發明採用了一種液壓裝置。圖7是一個液壓蓄壓器28。它包括一個埋在路面附近的容器102，內裝有液體44和壓縮氣體104，頂部有個閥門，底部與導管40相連。導管40通往縫-壓裝置16。根據液壓理論，容器102中的壓力與縫-壓裝置16內的壓力相同；縫-壓裝置內的壓力變化會導致液體44從該裝置流出到容器102或相反，導致容器中的壓力也變化，使二者在新的壓力值下平衡。只要容器102中有足夠大的氣體體積與液體體積變動量之比，新的壓力就與原來的壓力足夠地接近，即縫-壓裝置內的壓力變化就可保持在一個足夠小的範圍內。
液壓蓄壓器的設計要考慮縫-壓裝置內的壓力、容許的壓力變化範圍、與蓄壓器相連的縫-壓裝置的數量、和各個裝置的液體排入排出量，根據波義耳-馬略夫定律(PV＝常量)作出。一般估計，一公裡長的四車道路面，僅需要一個容積為半立方米的鋼殼蓄壓器。與一公裡水泥混凝土路面的造價相比，它的耗費是微小的。當然，若容許預應力在特別大的範圍內變化，則可以取消蓄壓器。即在為縫-壓裝置加壓後封閉導管40。
圖7所示的蓄壓器是一個簡單的例子，它可以有很多變型。例如，壓縮氣體104可以被納入一個氣囊中與液體44隔離；壓縮氣體可以與液體分裝在不的的容器中而以某種閥相連；可以用固相彈性體(如有大彈性範圍的強力塑料泡沫材料)，或結構性彈性體(如彈簧)代替壓縮氣體；還可以把氣體、固相彈性體、結構性彈性體結合起來；等等。
圖8是一個可以代替液壓蓄壓器的泵站。它包括泵110，裝有液體44的儲液箱112，減壓閥兼起動器114，和導管40。導管40通往縫-壓裝置16。當導管中的壓力即縫-壓裝置內的壓力高於某個指定值時，減壓閥兼起動器114自動打開，使液體44從縫-壓裝置流入儲液箱，保持縫-壓裝置內的壓力不超過某一值。當導管中的壓力低於某個指定值時，減壓閥兼起動器114起動泵110，把液體44從儲液箱泵入導管、縫-壓裝置中，保持該裝置內的壓力不低於某一值。與液壓蓄壓器相比，泵站可以控制較多的縫-壓裝置，但要動力，也需較多的導管。
在一條路的兩頭和平面彎曲段，需要固定臺座來頂住被縫-壓裝置推擠的板，以在板內形成預應力。圖9a、b示出一種臺座，它包括路面板14中的一段板94，和一組位於該板下、且嵌於該板內的鋼管樁22。樁內填有混凝土，樁頂部有外焊鋼筋52和內埋鋼筋53以加強樁22與板94的聯結。水平鋼筋54分散應力集中，承擔較大的集中應力。這個樁-板臺座可以承受來自縫-壓裝置16的荷載，即預應力荷載56。它的承載力來自土中樁22的水平反力，板94與路基之間的壓力和摩擦力。與樁固結的部分板(圖9中樁右側的板)，在樁承載而發生水平位移時，向下位移而壓迫路基。路基對板的反力提供了此臺座的部分水平抗力；路基與板之間的壓力增高了它們之間的摩擦力；板對路基的壓力還使樁周圍的土壓力增大，約束土的位移，限制土體的滑移破壞，這些都增強了樁的水平反力。
此樁-板臺座的施工很簡單。打入空心樁，填入混凝土在該樁下半段，配置鋼筋，在路面攤鋪機經過此段時給以一定的照料。這便是全部施工過程。此臺座的造價也不高，因為板94是路面板的一部分，它的造價不計入臺座造價。
臨近路面或在路面上、下常有一些建築物或自然物，如樓房、分隔帶、分隔島、照明燈杆、標誌牌柱、護欄、橋墩、橋臺、地下管道、山體、巖層。它們可被利用作為臺座，代替或部分代替樁22。圖10a、b示出一個利用路旁照明燈杆的例子。照明燈杆120由連接板122、斜撐124與路面板94連為一體，所以它的土中部分可以提供部分承載力，來抵抗來自縫-壓裝置的荷載56的橫路向合力。從而減少樁22的深度或斷面積。圖11a、b給出利用三角分隔帶的例子。箭頭128表示交通走向。在三角分隔帶130內的樁22突出路面，支撐分隔標誌、交通指示標誌(圖中未示出)。斜撐124和臨近的板將樁22與路面板94連為一體，使樁承受三個方向的荷載56的合力。圖12示出一條路從橋138下部穿過。橋墩140的中間兩個可與路面板結合，提供足夠的承載力來抵抗荷載56的合力。
一般的樁與板94的連結局限於路面厚度的有限空間內，如圖9a所示。利用高出路面的建築物或自然物作為臺座或將樁伸高出路面，則可以使樁板連結超出路面厚度，即從路面上方連接板94和建築物或樁，如圖10b、11b所示。從而增加連結強度、剛度，增強反力，減少連結費用。
另外的例子還有路面與橋的相接處。如果在設計橋臺時考慮到來自路面預應力的水平荷載，那麼建造該橋臺所增加的費用要低於建造一個專門臺座。同理，若不只是簡單地利用其它建築物，而是在設計建造它們時考慮臺座需要，那麼可以進一步減少、減小專門臺座，降低總體造價。如圖10中的樁22可被取消，如果使燈杆120的基礎有足夠強度的話。
臺座並不總是需要的，可以用足夠長的一段路面板來承受預應力荷載56，承載力來自板與路基間的摩擦力或/和板的剪力。有時這段板中預應力會逐步減小，應配置加強鋼筋。在圖11a的例子中，若兩分岔路面之間的夾角角度較小，分岔右側路路面的預應力荷載56的橫向分力就較小。因此左側直線段路面與路基的橫向摩擦力，和與遠處相臨路面之間的剪力，就足以抵抗該橫向分力，而不需要樁22。
如果沒有約束件20，一塊承受縱向力的長板14可能撓起如圖2虛線所示，並失穩。在道路的豎曲線部分，約束件20(如圖2中最右側的)還要平衡縱向力沿路面法向的分力。圖13b、a給出一種約束件20a。它包括一個有水平段頂部的鋼棍21和包裹該鋼棍上部的可壓縮塊23。鋼棍21的下部固定在路基中，上部與可壓縮塊23一同嵌入在路面板中。可壓縮塊23比鋼棍21有較大的平面尺寸，因而容許板14有一定程度的平面位移，以不妨礙預應力的傳導。但該可壓縮塊的豎向尺寸卻與鋼棍很相近，因而不允許板的豎向位移，即防止了失穩。約束件20a的安裝過程是，先打入鋼棍21在路基中；再用兩個半塊的可壓縮塊夾住鋼棍上半部並沿表面25粘在一起，如圖13a所示；最後澆築混凝土板。這裡鋼棍有水平段頂部僅是一個例子，事實上任何頂部平面尺寸大於中部的約束件都不會從板中滑脫，而可以約束板的豎向位移。
圖14a、b給出另一種約束件20b，它由上、下兩部分148、150組成。這兩部分分別固定在板14和路基中。連接兩部分的是一個套圈-穿杆結構，即下部分150的穿杆152插入在上部分148的套圈149中。這個結構只允許該兩部分有沿路面某切向(穿杆的縱向)的相對位移，不允許有沿法向的相對位移。所以既可防止失穩又不影響預應力傳導。如果要允許上下兩部分有沿路面的相對平面位移，則可將套圈149做成扁平狀，如圖13c所示。
約束件20b的安裝過程如下。1)部分打入下部分150到路基中。2)套上上部分148。3)繼續打入下部分，使其完全或基本完全入路基。這時上部分與路基及下部分之間的擠壓力、摩擦力使上部分站立。4)若上部分不能堅強站立，堆置少許快幹砂漿在套圈-穿杆處。5)澆築、養生水泥混凝土路面板。6)當施加預應力時，荷載56會破壞快幹砂漿使套圈、穿杆相對位移。
與約束件20a相比，約束件20b避免了可壓縮塊在路面板14中形成的薄弱處，並減少了對約束件的強度要求。
顯然，約束件可以與縫-壓裝置相結合。約束件並不總是需要的。如果路面的直線段較短、路面板較厚、或路面的預應力較小，可以不要約束件。約束件也並不只用於預應力路面。非預應力路面時有因升溫而拱起破壞的情形，用約束件20可以防止這種破壞，並且進而可以取消非預應力水泥混凝土路面的脹縫。
權利要求
1.一種包括路面板(14)的預應力路面，其特徵是還包括一個組合裝置(16)，該裝置在板間形成縫隙，並擴張該縫隙使路面板獲得預應力。
2.按照權利要求1所述的預應力路面，裝置(16)的特徵是形成不完全板間縫隙，縫隙的另一部分被切割而成。
3.按照權利要求2所述的預應力路面，裝置(16)的特徵是包括指示條(88)以指示切割位置。
4.按照權利要求1所述的預應力路面，裝置(16)的特徵是包括液壓缸和活塞，或包括包含液體的扁平囊。
5.按照權利要求1所述的預應力路面，裝置(16)的特徵是包括包含砂漿的扁平囊以充填板間縫隙的一部分。
6.按照權利要求1所述的預應力路面，裝置(16)的特徵是包括接縫裝置、材料以執行適應板的伸縮、防水、減少行車顛簸、加強板邊、傳遞板間荷載之中的一個或多個功能。
7.按照權利要求6所述的預應力路面，該接縫裝置的特徵是包括填縫材料(72)和託載該材料的曲面承託(74)，該承託的曲面可隨板間縫隙寬度的變化而變化，以調節填縫材料(72)的位置，使之始終填平該縫隙。
8.按照權利要求1所述的預應力路面，其特徵是還包括與裝置(16)連通的液壓裝置，該液壓裝置可以控制裝置(16)中的壓力在一定範圍內。
9.按照權利要求8所述的預應力路面，其特徵是該液壓裝置是液壓蓄壓器或泵站。
10.按照權利要求9所述的預應力路面，該液壓蓄壓器的特徵是包括一個裝有液體(44)和彈性介質的容器；該泵站的特徵是包括泵、閥、和裝載液體的容器。
11.按照權利要求10所述的預應力路面，該液壓蓄壓器的特徵是，該彈性介質是氣體、固相彈性體、結構性彈性體、或它們的組合。
12.一種包括路面板(14)的預應力路面，其特徵在於還包括樁(22)，它們固定在板(14)中的一部分板(94)下的路基中，並嵌入在板(94)內，這個樁板結合體為預應力荷載(56)提供反力。
13.按照權利要求12所述的預應力路面，其特徵是，樁(22)是灌有混凝土的鋼管樁，並以條、帶、板狀鋼材料與板(94)相連接。
14.一種包括路面板(14)的預應力路面，其特徵是利用路面上、下、附近的其它建築物或自然物作為臺座，為路面預應力荷載(56)提供反力。
15.按照權利要求14所述的預應力路面，該其它建築物的特徵在於在它們的設計、建造中，不僅考慮到它們本身的原有功能，還考慮到作為臺座的功能。
16.一種包括路面板(14)和固定於路基或土中的構件的預應力路面，該構件與板(14)中的一部分板(94)相結合為預應力荷載(56)提供反力，該構件的特徵是高出或伸出路面，並從路面上方與板(94)相連結。
17.一種包括路面板(14)的路面，其特徵是包括約束板(14)撓度的約束件(20)，該約束件與板(14)和路基相聯繫。
18.按照權利要求17所述的路面，約束件(20)的特徵是允許板(14)的切向位移。
19.按照權利要求18所述的路面，約束件(20)的特徵是包括一個頂部平面尺寸大於中部的部件，該部件的上部被嵌入在板(14)中的可壓縮材料包裹，下部固定在路基中。
20.按照權利要求18所述的路面，約束件(20)的特徵是包括分別固定在板(14)和路基中的上下兩部分，連接兩部分的是一種機構，它不允許該上下兩部分有沿路面法向的位移。
21.按照權利要求20所述的路面，其特徵是，該機構是一個套圈-穿杆機構。
22.按照權利要求1、12、16、或17所述的路面，其特徵在於，裝置(16)、樁(22)、構件、或約束件(20)先安裝在基層或路基上，再與後攤鋪的路面板結為一體。
全文摘要
本發明提出的無筋式預應力路面，用永久夾埋在路面板中的組合裝置對路面板施加預應力；用埋在路基中的樁與部分路面板結合提供反力；用約束件防止板的拱起破壞；用與組合裝置連通的液壓蓄壓器控制板的預應力量。組合裝置、樁、約束件都預先安設在路基或基層上/中；用連續式攤鋪機一次完成路面板澆築和板與各設施的連接；預加應力操作僅是把液體泵入組合裝置中。這一新技術可用於水泥混凝土或有足夠抗壓強度的其它材料所構成的路面。
文檔編號E01C5/10GK1120618SQ9510265
公開日1996年4月17日 申請日期1995年3月18日 優先權日1994年4月29日
發明者李然 申請人:李然