CN107724200A - 一种重载交通的沥青路面结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重载交通的沥青路面结构，属于公路工程建设与养护技术领域。具体涉及的重载交通沥青路面结构，由下往上依次包括：底基层、基层、应力吸收层、抗疲劳层、粘结层、承重层、粘结层、磨耗层。本发明可以解决适用于高速公路重载交通条件下路面的抗车辙变形，具有高稳定性、低温抗裂性、耐磨性、粘结及防水效果，路面宏观构造大，抗滑性能好，可延长路面的使用寿命。

Description

一种重载交通的沥青路面结构
技术领域
本发明属于公路工程建设与养护技术领域，具体涉及一种重载交通的沥青路面结构。
背景技术
随着我国交通事业的迅速发展，公路交通量越来越大，重型车数量迅速增长，重载、超载、渠化交通越来越严重，高温天气的频繁出现，诸多因素导致路面高温稳定性不足而产生的车辙、推移、拥抱等病害，是目前我国高速公路沥青路面早期病害的主要形式。这些早期永久性变形病害会影响路面的平整度，消减面层及路面结构的整体强度，降低路面的抗滑能力，甚至会由于车辙内积水而影响高速行车时的安全性，还可能影响车辆在超车或变更车道时的操作稳定性。这固然也有混合料强度不足的因素，但公路建设没有深刻认识到沥青上面层、中面层、下面层在结构受力特点和功能性中各自发挥的作用和差别，沥青路面结构设计与材料设计严重脱节也是造成高速公路早期损害的原因之一。
我国高速公路沥青路面的基本组成形式通常为半刚性基层以上设置普通沥青下面层、改性沥青中面层和改性沥青上面层，这样的路面结构设计在我国高速公路建设的起步阶段，基本适用于当时经济建设对高速公路的质量要求。但是随着国民经济的快速发展，高速公路沥青路面所承受的交通量、重载等诸多不利因素的压力不断加大，以车辙为典型代表路面早期病害严重影响了路面的使用寿命。分析沥青路面的受力特点可知，上面层作为磨耗层，直接抵御车辆磨损及空气、雨水等自然因素的作用，要求混合料具有良好的耐磨性及耐久性；中面层作为主承重层，具有承上启下的作用，大量实践表明，沥青路面的车辙病害绝大多数发生在中面层，要求混合料模量高；下面层作为次要承重层，主要承受车辆荷载作用下的弯拉变形，要求混合料具有一定的弯拉应变。
因此，高速公路传统的沥青路面结构层自下而上设置普通沥青下面层、改性沥青中面层和改性沥青上面层，在设计过程中没有充分认识到结构受力特点和功能要求对路面各结构层发挥作用的不同。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的不足，提供一种重载交通的沥青路面结构，以解决适用于高速公路重载交通条件下路面的抗车辙变形、耐久性和行车舒适安全性，延长路面的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提出的路面结构的技术方案如下：
一种重载交通沥青路面结构，由下往上依次包括：底基层、基层、应力吸收层、抗疲劳层、粘结层、承重层、粘结层、磨耗层。
作为优选，所述底基层为16cm-20cm的低剂量水泥稳定碎石，其中水泥用量占水泥稳定碎石的质量百分比不高于3％；
作为优选，所述基层为32cm-40cm的水泥稳定碎石；
作为优选，所述应力吸收层为1cm橡胶沥青应力吸收层SAMI，其中橡胶沥青喷洒量为2.0Kg/m2-2.5Kg/m2，碎石洒布量为15Kg/m2-22Kg/m2；
作为优选，所述抗疲劳层为8cm-10cm的高性能橡胶沥青混凝土Sup-25；
作为优选，所述粘结层为改性乳化沥青粘层；
作为优选，所述承重层为5cm-8cm的高模量橡胶沥青混合料HMAC-20，其中所用高模量橡胶沥青的针入度(25℃、100g、5s)为25-35(0.1mm)，60℃动力粘度大于20000Pa.s；
作为优选，所述磨耗层为4cm的橡胶改性沥青混合料SMA-13，其中所用橡胶改性沥青的软化点大于80℃、延度(5cm/min、5℃)大于25cm、60℃动力粘度大于40000Pa.s。
本发明同现有技术相比，具有以下有益效果：
1、磨耗层采用4cm的橡胶改性沥青混合料SMA-13，具有良好的高稳定性、低温抗裂性、耐久性及耐磨性，路面宏观构造大，抗滑性能好；同时橡胶改性沥青中具有大量耐老化性能好的炭黑存在，可保持路面的持久色泽。
2、承重层采用了5cm-8cm的高模量橡胶沥青混合料HMAC-20，大幅提高了结构层的模量，可有效防止在高温、重载、大流量交通条件下沥青路面车辙病害的出现。
3、抗疲劳层采用8cm-10cm的高性能橡胶沥青混凝土Sup-25，由于橡胶沥青具有高弹、高粘韧特性，因此混合料具有良好的耐疲劳特性。
4、1cm橡胶沥青应力吸收层，由于橡胶沥青粘度好、韧性高，因此可有效分解、吸收层基层产生的反射裂缝，具有良好的粘结和防水效果。
附图说明
图1为本发明所公开的一种重载交通沥青路面结构示意图；
图中1-磨耗层、2-粘结层、3-承重层、4-粘结层、5-抗疲劳层、6-应力吸收层、7-基层、8-底基层。
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明作进一步描述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1
一条石料矿山专用公路双向两车道，宽度7.5m，原为沥青混凝土路面，由于重载作用沥青路面出现严重车辙、大面积坑塘、水损害已破坏了基层的完整性，需要进行改造。该路交通组成中总荷载120吨以上的大型渣土车比例占到90％左右，按照沥青路面进行轴载换算，得到车道设计年限内累计当量轴次9.0×108次/车道。可以采用的加铺方案为：4cm橡胶改性沥青混合料SMA-13+SBS改性乳化沥青+8cm高模量橡胶沥青混合料HMAC-20+SBS改性乳化沥青+10cm高性能橡胶沥青混凝土Sup-25+1cm橡胶沥青应力吸收层SAMI+32cm水泥稳定碎石基层+16cm低剂量水泥稳定碎石。其中磨耗层SMA-13所用橡胶改性沥青的软化点为83℃、延度(5cm/min、5℃)为32cm、60℃动力粘度为50500Pa.s；承重层HMAC-20所用高模量橡胶沥青的针入度(25℃、100g、5s)为28(0.1mm)，60℃动力粘度为31250Pa.s；应力吸收层SAMI所用橡胶沥青喷洒量为2.5Kg/m2，碎石洒布量为22Kg/m2。以上即成为本发明。
实施例2
一条新建高速公路双向四车道，宽度11.5m，设计车速120Km/h，预测的交通组成中大型货车比例占到50％左右，按照沥青路面进行轴载换算，得到车道设计年限内累计当量轴次7.0×107次/车道。可以采用的加铺方案为：4cm橡胶改性沥青混合料SMA-13+SBS改性乳化沥青+6cm高模量橡胶沥青混合料HMAC-20+SBS改性乳化沥青+8cm高性能橡胶沥青混凝土Sup-25+1cm橡胶沥青应力吸收层SAMI+36cm水泥稳定碎石基层+20cm低剂量水泥稳定碎石。其中磨耗层SMA-13所用橡胶改性沥青的软化点为82℃、延度(5cm/min、5℃)为36cm、60℃动力粘度为47266Pa.s；承重层HMAC-20所用高模量橡胶沥青的针入度(25℃、100g、5s)为26(0.1mm)，60℃动力粘度为30190Pa.s；应力吸收层SAMI所用橡胶沥青喷洒量为2.0Kg/m2，碎石洒布量为15Kg/m2。以上即成为本发明。
实施例3
一条县道三级公路，双向两车道，路面宽度为8.5米，设计车速60Km/h，是该地区重要的重载资源道路，该路段内分布了1家年产300万吨熟料的水泥厂、2家年产200万吨以上的碎石加工厂及其他工矿加工企业。原为沥青混凝土路面，由于重载作用沥青路面出现严重车辙、大面积坑塘、水损害已破坏了基层的完整性，需要进行改造。该路交通组成中总荷载120吨以上的大型渣土车比例占到70％左右，按照沥青路面进行轴载换算，得到车道设计年限内累计当量轴次7.2×107次/车道。可以采用的加铺方案为：4cm橡胶改性沥青混合料SMA-13+SBS改性乳化沥青+5cm高模量橡胶沥青混合料HMAC-20+SBS改性乳化沥青+8cm高性能橡胶沥青混凝土Sup-25+1cm橡胶沥青应力吸收层SAMI+40cm水泥稳定碎石基层+18cm低剂量水泥稳定碎石。其中磨耗层SMA-13所用橡胶改性沥青的软化点为86℃、延度(5cm/min、5℃)为29cm、60℃动力粘度为5310Pa.s；承重层HMAC-20所用高模量橡胶沥青的针入度(25℃、100g、5s)为35(0.1mm)，60℃动力粘度为28115Pa.s；应力吸收层SAMI所用橡胶沥青喷洒量为2.3Kg/m2，碎石洒布量为20Kg/m2。以上即成为本发明。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。

Claims (1)

1.一种重载交通的沥青路面结构，自上而下依次包括：磨耗层(1)、粘结层(2)、承重层(3)、粘结层(4)、抗疲劳层(5)、应力吸收层(6)、基层(7)、底基层(8)，其特征在于：
所述磨耗层(1)为4cm的橡胶改性沥青混合料SMA-13，其中所用橡胶改性沥青的软化点大于80℃、延度(5cm/min、5℃)大于25cm、60℃动力粘度大于40000Pa.s；
所述承重层(3)为5cm-8cm的高模量橡胶沥青混合料HMAC-20，其中所用高模量橡胶沥青的针入度(25℃、100g、5s)为25-35(0.1mm)，60℃动力粘度大于20000Pa.s；
所述粘结层(4)为改性乳化沥青粘层；
所述抗疲劳层(5)为8cm-10cm的高性能橡胶沥青混凝土Sup-25；
所述应力吸收层(6)为1cm橡胶沥青应力吸收层SAMI，其中橡胶沥青喷洒量为2.0Kg/m2-2.5Kg/m2，碎石洒布量为15Kg/m2-22Kg/m2；
所述基层(7)为32cm-40cm的水泥稳定碎石；
所述底基层(8)为16cm-20cm的低剂量水泥稳定碎石，其中水泥用量占水泥稳定碎石的质量百分比不高于3％。
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