CN104594151A - 一种排水抗裂式冷再生路面结构 - Google Patents

一种排水抗裂式冷再生路面结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种排水抗裂式冷再生路面结构,属于路面铺装技术领域。该路面结构包括冷再生层,其特点是冷再生层下部设置有透水应力吸收层,所述透水应力吸收层采用高粘弹橡胶沥青作为胶结料。与现有技术相比,本发明路面结构通过在冷再生层底部设置一个排水抗裂层,横向排出进入路面结构中的水分,防止路面产生自下而上的水损害,同时避免路面结构自下而上的反射裂缝,能够有效防止路面结构出现的损坏,具有很好的推广应用价值。

Description

一种排水抗裂式冷再生路面结构
技术领域
本发明涉及一种路面铺装技术,具体地说是一种排水抗裂式冷再生路面结构。
背景技术
目前,我国高速公路经过多年的大规模建设,通车里程迅速增长,截止2012年底,我国通车高速公路里程已超过9万公里,居世界第二位,大规模建设后带来的是路面养护的日益增多,沥青路面冷再生就是众多养护技术中的一种。
现有沥青路面冷再生技术,主要包括乳化沥青冷再生及泡沫沥青冷再生,可使旧路材料得以重复利用,显著的优点是节约资源、环保和缩减投资,具有极大的经济与社会效益。
从其实施效果来看,冷再生层作为高等级公路基层及低等级公路下面层,其承载能力、强度均满足路用使用性能要求,然而,冷再生混合料作为一种常温条件下拌合及施工的沥青混合料,其抵抗水损害的能力普遍偏弱。通常,冷再生混合料空隙率介于9%到14%之间,外界降水等水分通过面层及再生层下渗,在再生层底部汇积,在外界车辆荷载作用下会形成很大的动水压力,长期冲刷冷再生层,致使其松散、破碎,失去整体性,从而导致路面发生自下而上水损害,导致维修后路面再次损坏,失去服务能力;另外,冷再生层施工时往往铺筑于旧路半刚性底基层上部,由于其抗反射裂缝能力较差,后续使用过程中原有横向裂缝易通过再生层往上反射,从而导致面层开裂,造成外界水分下渗,从而产生水损害。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足,提供一种有效防止路面结构出现的损坏的排水抗裂式冷再生路面结构。
本发明的技术任务是按以下方式实现的:一种排水抗裂式冷再生路面结构,包括冷再生层,其特点是冷再生层下部设置有透水应力吸收层,所述透水应力吸收层采用高粘弹橡胶沥青作为胶结料。
冷再生层施工前,可在透水应力吸收层上预先撒布普通热沥青或改性乳化沥青粘结层,具体用量以现场撒布不流淌为准。
透水应力吸收层空隙率优选为13%~18%。
冷再生层的单层厚度优选为10~16cm,根据工程实际需求可铺筑多层。
透水应力吸收层厚度为6cm。
所述冷再生层可采用现有技术中任意一种冷再生混合料,优选采用乳化沥青冷再生混合料或泡沫沥青冷再生混合料,
乳化沥青冷再生混合料的级配范围为:
粗粒式:标准筛孔37.5mm通过率范围为100%;标准筛孔26.5mm通过率范围为80~100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为60~80%;标准筛孔4.75mm通过率范围为25~60%;标准筛孔2.36mm通过率范围为15~45%;标准筛孔0.3mm通过率范围为3~20%;标准筛孔0.075mm通过率范围为1~7%;
或中粒式:标准筛孔26.5mm通过率范围为100%;标准筛孔19mm通过率范围为90~100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为60~80%;标准筛孔4.75mm通过率范围为35~65%;标准筛孔2.36mm通过率范围为20~50%;标准筛孔0.3mm通过率范围为3~21%;标准筛孔0.075mm通过率范围为2~8%;
或细粒式A:标准筛孔19mm通过率范围为100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为90~100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为60~80%;标准筛孔4.75mm通过率范围为45~75%;标准筛孔2.36mm通过率范围为25~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为6~25%;标准筛孔0.075mm通过率范围为2~9%;
或细粒式B:标准筛孔13.2mm通过率范围为100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为90~100%;标准筛孔4.75mm通过率范围为60~80%;标准筛孔2.36mm通过率范围为35~65%;标准筛孔0.3mm通过率范围为6~25%;标准筛孔0.075mm通过率范围为2~10%;
泡沫沥青冷再生混合料的级配范围为:
粗粒式:标准筛孔37.5mm通过率范围为100%;标准筛孔26.5mm通过率范围为85~100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为60~85%;标准筛孔4.75mm通过率范围为35~65%;标准筛孔2.36mm通过率范围为30~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为10~30%;标准筛孔0.075mm通过率范围为6~20%;
或中粒式:标准筛孔26.5mm通过率范围为100%;标准筛孔19mm通过率范围为90~100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为60~85%;标准筛孔4.75mm通过率范围为35~65%;标准筛孔2.36mm通过率范围为30~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为10~30%;标准筛孔0.075mm通过率范围为6~20%;
或细粒式:标准筛孔19mm通过率范围为100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为90~100%;标准筛孔4.75mm通过率范围为45~75%;标准筛孔2.36mm通过率范围为30~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为10~30%;标准筛孔0.075mm通过率范围为6~20%。
为了达到良好的排水抗裂效果,透水应力吸收层沥青混合料的级配范围优选为:
标准筛孔31.5mm通过率范围为100%;标准筛孔26.5mm通过率范围为70~98%;标准筛孔19mm通过率范围为50~85%;标准筛孔13.2mm通过率范围为32~62%;标准筛孔9.5mm通过率范围为20~45%;标准筛孔4.75mm通过率范围为6~29%;标准筛孔2.36mm通过率范围为6~18%;标准筛孔1.18mm通过率范围为3~15%;标准筛孔0.6mm通过率范围为2~10%;标准筛孔0.3mm通过率范围为1~7%;标准筛孔0.15mm通过率范围为1~6%;标准筛孔0.075mm通过率范围为1~4%。
所述冷再生层及透水应力吸收层均优选采用单层一次碾压养生成型的施工方式,以确保结构层的强度及整体性。
冷再生层上部可选用现有技术中任意一种沥青混合料面层结构,如由SMA-13上面层、AC-20中面层及AC-25下面层组成的面层结构或由AC-13上面层、AC-20中面层及AC-25下面层组成的面层结构。上面层、中面层及下面层的厚度及混合料空隙率可根据道路通行交通量大小,综合考虑路面材料设计参数,以路面弯沉指标为指标,参照路面设计规范《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006),依据室内力学分析软件及工程经验综合确定。
与现有技术相比,本发明的路面结构具有以下突出的有益效果:
(一)通过在冷再生层底部设置一个大空隙排水式沥青混合料层(透水应力吸收层),将渗入冷再生层底部的水分横向排出,减少水分在再生层底部的汇积,从而有效的减小外界水分对冷再生层的破坏;
(二)充分利用橡胶沥青粘附性强、弹性恢复性能好、低温抗裂性能突出的优势,有效地提高了透水性沥青混合料(透水应力吸收层)的高温性能、低温性能、水稳性能及应力吸收能力;
(三)利用透水性沥青混合料(透水应力吸收层)的骨架空隙结构,不仅可以提高抗车辙能力,而且可以快速排出路面结构内部自由水,消散和吸收基层反射应力,消除或延缓半刚性基层反射裂缝的产生,防止水损坏的发生,防止上部结构开裂,从而提升整个路面结构的耐久性能,延长其使用时间,从而取得显著的经济、社会效益。
附图说明
附图1是本发明排水抗裂式冷再生路面结构的结构示意图。
具体实施方式
参照说明书附图以具体实施例对本发明的排水抗裂式冷再生路面结构作以下详细地说明。
实施例:
本发明以DSAM-20透水应力吸收层1、冷再生层2、AC-25下面层3、AC-20中面层4及SMA-13上面层5构成完整的路面铺装层结构。
DSAM-20透水应力吸收层1,厚度为6cm左右,沥青混合料的最大公称粒径为2.0cm,其突出优点为空隙率大,透水性能好,消散和吸收基层反射应力,消除或延缓反射裂缝的产生,抗裂性能好,同时具有相当的耐久性能。
冷再生层2,厚度为10~16cm,胶结材料选用乳化沥青及泡沫沥青,骨料主要选用现场铣刨的旧沥青路面材料,同时适当掺加部分新骨料、水泥及水等,其显著优点是常温下施工,无需加热,节约能源;实现了旧路材料的再生利用,避免了环境污染,环保效果明显;从全寿命周期费用分析的角度来看,其经济性能较传统材料有相当的优势。
AC-25下面层3,厚度为6~10cm,密级配沥青混合料,最大公称粒径为2.5cm,其作为下面层的优点为混合料中骨料粒径大,较为节省沥青原材料,经济性能较好,同时能够提供满足要求的高低温性能及耐久性能。
AC-20中面层4,厚度为5~8cm,密级配沥青混合料,最大公称粒径为2.0cm,其作为中面层的优点为混合料密实,耐久性能好,具有一定的骨架结构,抗高温性能好。
SMA-13上面层5,厚度为4cm,最大公称粒径为13cm,其作为上面层的最大优点为耐久、耐磨耗、高低温性能好;表面平整度好;表面粗糙,能够提供满足行车安全的摩擦系数。
具体实施步骤及技术要求如下:
【DSAM-20透水应力吸收层1】
(1)材料要求
粗集料颗粒性状良好,细长及扁平颗粒含量不应超过15%,集料压碎值应不大于26%,粗集料与沥青粘结力为5级,小于5级时应当采取抗剥落措施;细集料棱角性必须大于42%,砂当量值不小于65%,未列指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对热拌沥青混合料集料的要求;填充料宜采用干燥消石灰粉或生石灰粉,填充料技术要求可根据当地情况而定,至少应满足III级要求;沥青采用高粘弹橡胶沥青,沥青具体指标要求见表1:
表1 橡胶沥青的技术要求
(2)级配要求
推荐级配范围如表2:
表2 橡胶沥青透水应力吸收层DSAM-20级配
(3)施工要求
透水应力吸收层DSAM-20施工前,预先在作业面(原路面基层6)上撒布下封层及粘层,可选用普通热沥青或改性乳化沥青,洒布量以现场不流淌为准;混合料出厂温度170-185℃,初压时温度应控制在165-175℃之间,现场压实采用双轮双振动压路机、胶轮压路机及光轮压路机,具体压实工艺以现场试验路确定工艺为准,现场应控制好压实次数,保证压实度,混合料空隙率应控制在13~18%之间,同时施工过程中控制混合料的离析。
【冷再生层2】
(1)材料要求
路面铣刨料(RAP)应不含杂草和其它有害物质,包括淤泥和粘土,厂拌冷再生可将铣刨料分成几档,方便进行级配设计;水泥应采用普通硅酸盐水泥,强度等级32.5以上,各龄期强度、安定性应达到相应指标要求,初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。
乳化沥青技术要求如表3:
表3 冷再生乳化沥青技术要求
泡沫沥青要求膨胀率不小于10,半衰期不小于8s。
(2)级配要求
表4为乳化沥青冷再生混合料级配设计范围。
表4 乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围
表5为泡沫沥青冷再生混合料级配设计范围。
表5 泡沫沥青冷再生混合料工程设计级配范围
(3)施工要求
冷再生层2摊铺前,预先撒布粘层油,洒布量以现场不流淌为准,冷再生混合料应控制好含水量,防止混合料过干或过湿以及干湿不匀,现场压实采用单轮压路机、双轮双振压路机及胶轮压路机,具体压实工艺以现场试验路确定工艺为准,现场控制好压实次数,保证压实度,混合料空隙率控制在9%~14%之间。
【AC-25下面层3、AC-20中面层4】
(1)材料要求
满足我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对热拌沥青混合料集料的性能要求及对矿粉、沥青等的性能要求。
(2)级配要求
表6、表7分别为中面层、下面层混合料级配设计范围。
表6 AC-20中面层级配
表7 AC-25下面层级配
(3)施工要求
摊铺前,预先撒布普通热沥青或改性乳化沥青粘层油,洒布量以现场不流淌为准,若采用普通沥青,混合料出厂温度控制在155-165℃之间,若采用改性沥青混合料出厂温度控制在170-185℃之间,现场压实采用双轮双振动压路机及胶轮压路机,具体压实工艺以现场试验路确定工艺为准,现场控制好压实次数,保证压实度,现场空隙率控制在3%~6%之间。
【SMA-13上面层5】
(1)材料要求
粗集料须为清洁、无塑性的基性火成岩破碎集料,具有良好的颗粒形状与表面纹理,与沥青应有良好的粘结力;细集料宜选用机制砂,含量为15%左右;填充料应采用石灰岩质矿粉,为了提高沥青混合料的抗水损害能力,矿粉在生产过程中应添加生石灰粉,生石灰粉占矿粉的重量比为15%左右;纤维选用木质素纤维,上述诸原材料具体指标参见《公路沥青路面施工技术规范》。
(2)级配要求
表8分别为上面层混合料级配设计范围。
表8 SMA-13上面层级配
(3)施工要求
摊铺前预先撒布普通热沥青或改性乳化沥青粘层油,洒布量以现场不流淌为准,混合料出厂温度170-185℃之间,初压温度不小于165℃,现场压实采用双轮双振压路机及光轮压路机,具体压实工艺以现场试验路确定工艺为准,现场应保证压实度,压实后路面空隙率的平均值为4-6%。

Claims (7)

1.一种排水抗裂式冷再生路面结构,包括冷再生层,其特征在于:冷再生层下部设置有透水应力吸收层,所述透水应力吸收层采用高粘弹橡胶沥青作为胶结料。
2.根据权利要求1所述的排水抗裂式冷再生路面结构,其特征在于,冷再生层施工前,在透水应力吸收层上预先撒布普通热沥青或改性乳化沥青粘结层。
3.根据权利要求1或2所述的排水抗裂式冷再生路面结构,其特征在于,透水应力吸收层空隙率为13%~18%。
4.根据权利要求3所述的排水抗裂式冷再生路面结构,其特征在于,冷再生层的厚度为10~16cm,透水应力吸收层厚度为6cm。
5.根据权利要求4所述的排水抗裂式冷再生路面结构,其特征在于,所述冷再生层采用乳化沥青冷再生混合料或泡沫沥青冷再生混合料,
乳化沥青冷再生混合料的级配范围为:
粗粒式:标准筛孔37.5mm通过率范围为100%;标准筛孔26.5mm通过率范围为80~100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为60~80%;标准筛孔4.75mm通过率范围为25~60%;标准筛孔2.36mm通过率范围为15~45%;标准筛孔0.3mm通过率范围为3~20%;标准筛孔0.075mm通过率范围为1~7%;
或中粒式:标准筛孔26.5mm通过率范围为100%;标准筛孔19mm通过率范围为90~100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为60~80%;标准筛孔4.75mm通过率范围为35~65%;标准筛孔2.36mm通过率范围为20~50%;标准筛孔0.3mm通过率范围为3~21%;标准筛孔0.075mm通过率范围为2~8%;
或细粒式A:标准筛孔19mm通过率范围为100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为90~100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为60~80%;标准筛孔4.75mm通过率范围为45~75%;标准筛孔2.36mm通过率范围为25~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为6~25%;标准筛孔0.075mm通过率范围为2~9%;
或细粒式B:标准筛孔13.2mm通过率范围为100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为90~100%;标准筛孔4.75mm通过率范围为60~80%;标准筛孔2.36mm通过率范围为35~65%;标准筛孔0.3mm通过率范围为6~25%;标准筛孔0.075mm通过率范围为2~10%;
泡沫沥青冷再生混合料的级配范围为:
粗粒式:标准筛孔37.5mm通过率范围为100%;标准筛孔26.5mm通过率范围为85~100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为60~85%;标准筛孔4.75mm通过率范围为35~65%;标准筛孔2.36mm通过率范围为30~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为10~30%;标准筛孔0.075mm通过率范围为6~20%;
或中粒式:标准筛孔26.5mm通过率范围为100%;标准筛孔19mm通过率范围为90~100%;标准筛孔9.5mm通过率范围为60~85%;标准筛孔4.75mm通过率范围为35~65%;标准筛孔2.36mm通过率范围为30~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为10~30%;标准筛孔0.075mm通过率范围为6~20%;
或细粒式:标准筛孔19mm通过率范围为100%;标准筛孔13.2mm通过率范围为90~100%;标准筛孔4.75mm通过率范围为45~75%;标准筛孔2.36mm通过率范围为30~55%;标准筛孔0.3mm通过率范围为10~30%;标准筛孔0.075mm通过率范围为6~20%。
6.根据权利要求4所述的排水抗裂式冷再生路面结构,其特征在于,透水应力吸收层沥青混合料的级配范围为:
标准筛孔31.5mm通过率范围为100%;标准筛孔26.5mm通过率范围为70~98%;标准筛孔19mm通过率范围为50~85%;标准筛孔13.2mm通过率范围为32~62%;标准筛孔9.5mm通过率范围为20~45%;标准筛孔4.75mm通过率范围为6~29%;标准筛孔2.36mm通过率范围为6~18%;标准筛孔1.18mm通过率范围为3~15%;标准筛孔0.6mm通过率范围为2~10%;标准筛孔0.3mm通过率范围为1~7%;标准筛孔0.15mm通过率范围为1~6%;标准筛孔0.075mm通过率范围为1~4%。
7.根据权利要求1所述的排水抗裂式冷再生路面结构,其特征在于,冷再生层上部铺设有沥青混合料面层。
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