CN107476164B - 用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层及其施工方法 - Google Patents

用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层(Embedded Ultrathin Friction Course，简称EUFC)。所述嵌入式超薄磨耗层为下层的碎石封层与上层的大空隙沥青混凝土所组成的组合结构，且碎石封层中的高粘度沥青部分嵌入大空隙沥青混凝土的空隙中；所述大空隙沥青混凝土的空隙率为15%~30%，厚度不大于3cm。本发明还公开了上述嵌入式超薄磨耗层的施工方法，首先在路面上撒布所述碎石封层，然后在碎石封层上摊铺大空隙沥青混凝土。相比现有技术，本发明具有良好的排水、抗裂、抗滑、降噪性能，且实现成本低廉。

Description

用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层及其施工方法
技术领域
本发明涉及道路施工技术领域，尤其涉及一种用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层及其施工方法。
背景技术
现有沥青路面的上面层基本采用4cm公称最大粒径为13.2mm的沥青混凝土，成本较高。为了降低施工成本，也有些学者对薄层沥青混凝土进行了研究，这种薄层沥青混凝土铺筑厚度在2-3cm范围内，研究表明薄层沥青混凝土相对4cm沥青混凝土产生明显的经济效益，但也面临着表面抗滑不足，层间粘结不牢，不能解决反射裂缝的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层，具有良好的粘结、抗裂、抗滑、降噪性能，且实现成本低廉。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层，所述嵌入式超薄磨耗层为下层使用高粘度沥青的碎石封层与上层的大空隙沥青混凝土所组成的组合结构，且碎石封层中的高粘度沥青部分嵌入大空隙沥青混凝土的空隙中；所述大空隙沥青混凝土的空隙率为15％～30％，厚度不大于3cm。
优选地，所述碎石封层的碎石撒布率小于等于50％。
优选地，所述大空隙沥青混凝土厚度为2cm。
优选地，所述高粘度沥青在180℃时的布式旋转黏度值不低于2.0Pa.s。
优选地，所述碎石封层的单位面积沥青用量按照以下公式计算：
式中，Pa为碎石封层的单位面积沥青用量，单位为g/cm2；H为大空隙沥青混凝土的厚度，单位为cm；V为大空隙沥青混凝土的空隙率；ρ为沥青的密度，单位为g/cm3。
如上所述嵌入式超薄磨耗层的施工方法，首先在路面上撒布所述碎石封层，然后在碎石封层上摊铺大空隙沥青混凝土。
本发明首次提出了一种作为道路上面层的嵌入式超薄磨耗层结构(EmbeddedUltrathin Friction Course，简称EUFC)，其为下层的碎石封层与上层的大空隙沥青混凝土所组成的组合结构，且碎石封层中的高粘度沥青部分嵌入大空隙沥青混凝土的空隙中，从而形成互相嵌入交织的关联结构。相比现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)层间粘结强：高粘度的沥青嵌入大空隙沥青混凝土，将大空隙沥青混凝土与原路面结构成一个整体，不会出现层间剪切破坏。
(2)抗裂：磨耗层下部沥青含量高，弹性好，抗反射裂缝能力强。
(3)抗滑：磨耗层上部表面空隙大、构造深，具有良好的抗滑性能，尤其雨天能降低水雾、水膜，提高行车安全。
(4)降噪：磨耗层上部的大空隙沥青混凝土的吸声作用，产生良好的降噪效果。
(5)经济：磨耗层结构厚度一般为2cm，仅为常规上面层的一半，明显节约建设成本。
附图说明
图1为碎石封层的结构示意图；
图2为嵌入式超薄磨耗层的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
为了解决现有利用薄层沥青混凝土作为道路上面层的不足，本发明首次提出了一种嵌入式超薄磨耗层结构，其为下层使用高粘度沥青的碎石封层与上层的大空隙沥青混凝土所组成的组合结构，且碎石封层中的高粘度沥青部分嵌入大空隙沥青混凝土的空隙中，从而形成碎石封层与大空隙沥青混凝土互相嵌入交织的关联结构。
上部结构采用空隙率为15％～30％的大空隙沥青混凝土，高温季节碎石封层中的高粘度沥青能够填充在空隙中，防止该结构在高温季节出现泛油病害，而且具有抗滑、降噪等良好的表面功能特性。大空隙沥青混凝土的厚度不大于3cm，最好在2cm左右。
下部结构采用大用量高粘度沥青的碎石封层，大空隙沥青混凝土施工过程中碎石封层中的高粘度沥青会嵌入其空隙中，从而提高大空隙沥青混凝土的整体路用性能及与下层结构间的联结。其中，高粘度沥青在180℃时的布式旋转黏度值最好不低于2.0Pa.s。
为了使得碎石封层与大空隙沥青混凝土互相嵌入交织的关联结构更牢固，碎石封层中碎石用量应明显小于常规碎石封层，常规碎石封层中碎石撒布率超过70％，为了达到更好的嵌入效果，在本结构中碎石封层的碎石撒布率控制在50％以内，保证摊铺过程中不粘轮即可。
为了保证嵌入式超薄磨耗层结构具有很好的嵌入效果，通过大量实验分析发现：碎石封层中沥青填充大空隙沥青混凝土空隙的高度应该达到沥青混凝土厚度的2/3，此时的嵌入效果最佳。为了能达到这样的嵌入效果，本发明提出了以下计算公式，可根据大空隙沥青混凝土的空隙率和厚度获得最佳的碎石封层的单位面积沥青用量：
式中，Pa为碎石封层的单位面积沥青用量，单位为g/cm2；H为大空隙沥青混凝土的厚度，单位为cm；V为大空隙沥青混凝土的空隙率；ρ为沥青的密度，单位为g/cm3(通常可取近似值1g/cm3)。
在本发明嵌入式超薄磨耗层施工过程中，应先撒布碎石封层，如图1所示；然后再摊铺大空隙沥青混合料，高温的大空隙沥青混合料在摊铺碾压的过程中，碎石封层中的高粘度沥青会填充大空隙沥青混凝土的下部空隙从而达到嵌入的结构，如图2所示。
下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步说明。
首先，确定嵌入式超薄磨耗层的设计厚度，本实施例假定为2cm；
其次，对大空隙沥青混凝土进行组成设计，确定大空隙沥青混凝土的材料组成，采用体积法计算得到大空隙沥青混凝土的空隙率，本实施例假定为20％；
然后，通过上述公式计算得到同步碎石封层沥青用量为2.6kg/m2；
最后，根据上述已经确定的参数完成嵌入式超薄磨耗层结构的施工，总体分两步施工：先撒布碎石封层，然后摊铺大空隙沥青混凝土。
为了验证本发明技术方案的效果，进行了以下对比试验：目前沥青路面典型的上面层沥青混合料结构类型有4cmSMA-13和4cmAC-13，采用这两种现有上面层结构与以上具体实施例所得到的上面层(将其命名为2cmEUFC-10)的性能进行对比，对比结果如下表所示：
根据上表所示比对数据可以发现，本发明上面层的造价仅相当于现有技术的约三分之二，而其抗滑、抗裂、排水、降噪性能却均比现有技术得到了巨幅提高，如能推广应用，将会产生巨大的社会经济效益。

Claims (6)

1.一种用于道路上面层的嵌入式超薄磨耗层，其特征在于，所述嵌入式超薄磨耗层为下层使用高粘度沥青的碎石封层与上层的大空隙沥青混凝土所组成的组合结构，且碎石封层中的高粘度沥青部分嵌入大空隙沥青混凝土的空隙中；所述大空隙沥青混凝土的空隙率为15％～30％，厚度不大于3cm。
2.如权利要求1所述嵌入式超薄磨耗层，其特征在于，所述碎石封层的碎石撒布率小于等于50％。
3.如权利要求1所述嵌入式超薄磨耗层，其特征在于，所述大空隙沥青混凝土厚度为2cm。
4.如权利要求1所述嵌入式超薄磨耗层，其特征在于，所述高粘度沥青在180℃时的布式旋转黏度值不低于2.0Pa·s。
5.如权利要求1所述嵌入式超薄磨耗层，其特征在于，所述碎石封层的单位面积沥青用量按照以下公式计算：
式中，Pa为碎石封层的单位面积沥青用量，单位为g/cm2；H为大空隙沥青混凝土的厚度，单位为cm；V为大空隙沥青混凝土的空隙率；ρ为沥青的密度，单位为g/cm3。
6.如权利要求1～5任一项所述嵌入式超薄磨耗层的施工方法，其特征在于，首先在路面上撒布所述碎石封层，然后在碎石封层上摊铺大空隙沥青混凝土。
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Assignor: Nanjing Forestry University

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