CN105926400B - 一种绿色低碳环保型沥青路面结构 - Google Patents

一种绿色低碳环保型沥青路面结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种绿色低碳环保型沥青路面结构，包括自上而下依次铺设在垫层上的由温拌沥青混凝土材料制成的上面层、由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层；由温拌沥青混凝土材料制成的上面层与由改性沥青混凝土制成的中面层之间以及由改性沥青混凝土制成的中面层与由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层之间铺设有粘结层；由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层中的集料部分被建筑废弃物再生骨料所替代。本发明能够有效利用建筑废弃物，对保护环境，节约资源，增加骨料种类来源等具有重要的意义。

Description

一种绿色低碳环保型沥青路面结构
技术领域
本发明属于道路工程领域，涉及一种沥青路面结构，尤其涉及一种绿色低碳环保型沥青路面结构。
背景技术
当前，低碳是世界性的热门话题，各行各业都在竞相开展节能减排方面新技术、新工艺、新材料的大力研究，交通行业也不例外。近几年，为切合低碳环保的可持续发展大趋势，低碳路面逐渐得到了业内越来越多专家学者的关注。低碳路面技术的应用，对于节约能源、保护生态环境、建设低碳城市具有重大意义。
温拌技术，是通过降低沥青混合料拌合温度和施工温度，从而达到节约能源，保护环境的目的。温拌沥青技术是新兴的沥青路面技术，相比热拌技术而言，沥青混合料的生产及施工温度均下降了15～30℃，在保证产品质量的同时，降低了单位能耗及气体粉尘排放。
目前我国正处于建设高峰期，每年产生的建筑垃圾达6亿吨，其中废弃的水泥混凝土占60％以上。随着中国未来高速发展的城镇化及城市建设，在未来50年内这个比例可能会进一步提高。另外，地震等自然灾害不仅造成了人员伤亡和家园破坏，而且会产生大量的建筑废弃物。2008年5月12日，发生于中国四川的震级为8.0级的汶川地震，受灾地区建筑物大面积倒塌、损毁，产生了3.8×108吨的建筑废弃物，其中部分废弃物被用于修建建筑墙体和路基填料等灾后重建工作，而大部分被直接废弃。
近年来，随着我国大规模基础设施建设的发展，资源日益紧缺，建筑垃圾引发的环境问题和社会问题日益突出，特别是汶川地震产生的巨大的建筑垃圾，引发了政府和社会各界对灾后重建工作中废弃物的处理问题的高度关注。
因此，利用部分建筑垃圾替代天然碎石进行路面建设，不仅能缓解天然集料紧缺的情况，同时也有助于解决建筑垃圾的处理问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可节约能源、保护生态环境以及建设低碳城市具有重大意义的绿色低碳环保型沥青路面结构。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述绿色低碳环保型沥青路面结构包括自上而下依次铺设在垫层上的由温拌沥青混凝土材料制成的上面层、由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层；所述由温拌沥青混凝土材料制成的上面层与由改性沥青混凝土制成的中面层之间以及由改性沥青混凝土制成的中面层与由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层之间铺设有粘结层；所述由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层中的部分集料被建筑废弃物再生骨料所替代。
作为优选，本发明所采用的由沥青混凝土制成的中面层中被建筑废弃物再生骨料所替代的部分集料占所述由改性沥青混凝土制成的中面层中集料总质量的20％-40％。
作为优选，本发明所采用的由改性沥青混凝土制成的中面层采用SBS改性沥青AC-20型级配。
作为优选，本发明所采用的由沥青混合料制成的骨架密实型下面层中的被建筑废弃物再生骨料所替代的部分集料占所述由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层中集料总质量的20％-50％。
作为优选，本发明所采用的由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层采用SBS改性沥青AC-25型级配。
作为优选，本发明所采用的由沥青稳定碎石制成的路面基层中被建筑废弃物再生骨料所替代的部分集料占所述由沥青稳定碎石制成的路面基层中集料总质量的20％-70％。
作为优选，所述由沥青稳定碎石制成的路面基层包括胶结料，所述胶结料采用AH-70号基质沥青，所述由沥青稳定碎石制成的路面基层的集料级配采用ATB-30。
作为优选，本发明所采用的建筑废弃物再生骨料的粒径范围分别是2.36～4.75mm、4.75～10mm以及10～32mm；所述建筑废弃物再生骨料的制备方法是：
1)选取粒径小于700mm的废混凝土、废砖以及废砂灰为原料；
2)将步骤1)所选取的原料经粉碎再烘干后进行步骤3)，烘干后原料中的水分小于等于0.5％；
3)除去原料中的金属、木屑以及塑料杂物；
4)制备成粒径范围分别是2.36～4.75mm、4.75～10mm以及10～32mm的建筑废弃物再生骨料。
作为优选，本发明所采用的由温拌沥青混凝土制成的上面层采用的级配类型为AC-13，所述由温拌沥青混凝土制成的上面层中采用的温拌改性沥青是由高粘度沥青与温拌剂制备而成；所述由温拌沥青混凝土制成的上面层中采用的高粘度沥青在60℃时的粘度大于20000Pa.s。
作为优选，本发明所采用的粘结层采用的粘结剂是水性环氧乳化沥青；所述粘结层的洒布量为0.2～0.6L/m2。
作为优选，本发明所采用的建筑废弃物再生骨料的制备方法在步骤4)之后还包括：
5)通过有机硅树脂或者物理研磨强化步骤4)制备得到的建筑废弃物再生骨料。
本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：
本发明提供了一种绿色低碳环保型沥青路面结构，包括自上而下依次铺设在垫层上的由温拌沥青混凝土材料制成的上面层、由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层；由温拌沥青混凝土材料制成的上面层与由改性沥青混凝土制成的中面层之间以及由改性沥青混凝土制成的中面层与由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层之间铺设有粘结层；由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层中的部分集料被建筑废弃物再生骨料所替代。该路面结构的上面层采用温拌沥青混合料，能够有效降低沥青混合料的拌和和摊铺温度，降低了单位能耗及气体粉尘排放；中面层、下面层以及路面基层的部分集料被建筑废弃物所替代，减少建筑垃圾引发的环境问题；粘结层采用的是水性环氧乳化沥青，该粘结剂是粘结效果很好的环保型的粘结剂，本发明所提供的绿色低碳环保型沥青路面结构对节约能源、保护生态环境、建设低碳城市具有重大意义。
附图说明
图1为本发明所提供的绿色低碳环保型沥青路面结构；
图1中标记说明如下：
1-由温拌沥青混凝土材料制成的上面层；2-第一粘结层；3-由改性沥青混凝土制成的中面层；4-第二粘结层；5-由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层；6-路面基层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，但是本发明不仅限于下述的实施方式。
参见图1，本发明提供了一种绿色低碳环保型沥青路面结构，绿色低碳环保型沥青路面结构包括自上而下依次铺设在垫层上的由温拌沥青混凝土材料制成的上面层1、由改性沥青混凝土制成的中面层3、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层5以及由沥青稳定碎石制成的路面基层6；由温拌沥青混凝土材料制成的上面层1与由改性沥青混凝土制成的中面层3之间以及由改性沥青混凝土制成的中面层3与由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层5之间均铺设有粘结层；由改性沥青混凝土制成的中面层3、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层5以及由沥青稳定碎石制成的路面基层6中的粒径2.36～4.75、4.75～10两档集料被水泥混凝土废料替代质量百分率分别为20％和30％，这两档水泥混凝土废料通过有机硅树脂或者物理研磨强化等手段和方法来提升建筑废弃物的性能。
其中：由改性沥青混凝土制成的中面层中的集料，尤其是粒径范围是2.36～4.75以及4.75～10的集料被20％～40％的建筑废弃物再生骨料所替代，优选替代比例20％；由改性沥青混凝土制成的中面层采用改性沥青AC-20型级配。
由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层中的集料，尤其是粒径范围是2.36～4.75以及4.75～10的集料被20％～50％的建筑废弃物再生骨料所替代；优选替代比例30％；由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层采用改性沥青AC-25型级配。
由沥青稳定碎石制成的路面基层6中的集料被20％～70％的建筑废弃物再生骨料所替代，建筑废弃物再生骨料的粒径范围是10～32mm；由沥青稳定碎石制成的路面基层6包括胶结料，胶结料采用AH-70号基质沥青，由沥青稳定碎石制成的路面基层的集料级配采用ATB-30。
由温拌沥青混凝土材料制成的上面层是由一定比例的集料、改性沥青、温拌剂和矿粉组成；改性沥青采用的是高粘度改性沥青，由温拌沥青混凝土材料制成的上面层采用AC-13型级配。
建筑废弃物再生骨料的粒径范围分别是2.36～4.75mm、4.75～10mm以及10～32mm；其制备方法是：
1)选取粒径小于700mm的废混凝土、废砖以及废砂灰为原料；
2)将步骤1)所选取的原料经粉碎再烘干后进行步骤3)，烘干后原料中的水分小于等于0.5％；
3)除去原料中的金属、木屑以及塑料杂物；
4)制备成粒径范围分别是2.36～4.75mm、4.75～10mm以及10～32mm的建筑废弃物再生骨料。
另外，对于建筑废弃物再生骨料，可以通过有机硅树脂或者物理研磨强化等手段和方法来提升建筑废弃物再生骨料的性能，满足路面材料的技术要求。
粘结层采用的粘结剂是水性环氧乳化沥青；粘结层的洒布量为0.2～0.6L/m2。
由温拌沥青混凝土材料制成的上面层是由一定比例的集料、高粘沥青、温拌剂以及矿粉组成，级配组成为温拌改性沥青AC-13。
由改性沥青混凝土制成的中面层是由一定比例的集料、建筑废弃物再生骨料、改性沥青以及矿粉组成，级配组成为SBS改性沥青AC-20。
由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层是由一定比例的集料、建筑废弃物再生骨料、改性沥青以及矿粉组成，级配组成为SBS改性沥青AC-25。
由沥青稳定碎石制成的路面基层是由一定比例的集料、建筑废弃物再生骨料、基质沥青以及矿粉组成。
粘结层(第一粘结层2以及第二粘结层4)采用水性环氧乳化沥青，洒布量为0.2～0.6L/m2。

Claims (7)

1.一种绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述绿色低碳环保型沥青路面结构包括自上而下依次铺设在垫层上的由温拌沥青混凝土材料制成的上面层、由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层；所述由温拌沥青混凝土材料制成的上面层与由改性沥青混凝土制成的中面层之间以及由改性沥青混凝土制成的中面层与由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层之间铺设有粘结层；所述由改性沥青混凝土制成的中面层、由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层以及由沥青稳定碎石制成的路面基层中的部分集料均被建筑废弃物再生骨料所替代；
所述粘结层采用的粘结剂是水性环氧乳化沥青；所述粘结层的洒布量为0.2~0.6L/m2；所述建筑废弃物再生骨料的粒径范围分别是2.36~4.75mm、4.75~10mm以及10~32mm；所述建筑废弃物再生骨料的制备方法是：
1）选取粒径小于700mm的废混凝土、废砖以及废砂灰为原料；
2）将步骤1）所选取的原料经粉碎再烘干后进行步骤3），烘干后原料中的水分小于等于0.5%；
3）除去原料中的金属、木屑以及塑料杂物；
4）制备成粒径范围分别是2.36~4.75mm、4.75~10mm以及10~32mm的建筑废弃物再生骨料；
5）通过有机硅树脂或者物理研磨强化步骤4）制备得到的建筑废弃物再生骨料。
2.根据权利要求1所述的绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述由改性沥青混凝土制成的中面层中被建筑废弃物再生骨料所替代的部分集料占所述由改性沥青混凝土制成的中面层中集料总质量的20%-40%。
3.根据权利要求2所述的绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述由改性沥青混凝土制成的中面层采用SBS改性沥青AC-20型级配。
4.根据权利要求3所述的绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层中的被建筑废弃物再生骨料所替代的部分集料占所述由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层中集料总质量的20%-50%。
5.根据权利要求4所述的绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述由改性沥青混合料制成的骨架密实型下面层采用SBS改性沥青AC-25型级配。
6.根据权利要求5所述的绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述由沥青稳定碎石制成的路面基层中被建筑废弃物再生骨料所替代的部分集料占所述由沥青稳定碎石制成的路面基层中集料总质量的20%-70%；所述由沥青稳定碎石制成的路面基层包括胶结料，所述胶结料采用AH-70号基质沥青，所述由沥青稳定碎石制成的路面基层的集料级配采用ATB-30。
7.根据权利要求6所述的绿色低碳环保型沥青路面结构，其特征在于：所述由温拌沥青混凝土制成的上面层采用的级配类型为AC-13，所述由温拌沥青混凝土制成的上面层中采用的温拌改性沥青是由高粘度沥青与温拌剂制备而成；所述由温拌沥青混凝土制成的上面层中采用的高粘度沥青在60℃时的粘度大于20000Pa.s。
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