CN107916601A - 一种高抗变形沥青路面结构 - Google Patents

一种高抗变形沥青路面结构 Download PDF

Info

Publication number
CN107916601A
CN107916601A CN201711074857.8A CN201711074857A CN107916601A CN 107916601 A CN107916601 A CN 107916601A CN 201711074857 A CN201711074857 A CN 201711074857A CN 107916601 A CN107916601 A CN 107916601A
Authority
CN
China
Prior art keywords
deformation
pavement structure
asphalt pavement
high resistance
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711074857.8A
Other languages
English (en)
Inventor
吴正光
夏炎
曹佳伟
王亚昀
王欣悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou University
Original Assignee
Yangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhou University filed Critical Yangzhou University
Priority to CN201711074857.8A priority Critical patent/CN107916601A/zh
Publication of CN107916601A publication Critical patent/CN107916601A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • E01C7/262—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with fibrous material, e.g. asbestos; with animal or vegetal admixtures, e.g. leather, cork
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/35—Toppings or surface dressings; Methods of mixing, impregnating, or spreading them
    • E01C7/353—Toppings or surface dressings; Methods of mixing, impregnating, or spreading them with exclusively bituminous binders; Aggregate, fillers or other additives for application on or in the surface of toppings with exclusively bituminous binders, e.g. for roughening or clearing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Abstract

本发明公开一种高抗变形沥青路面结构，铺设于土基上方，包括自上而下依次设置的沥青面层(1)、基层(2)和底基层(3)，所述沥青面层(1)包括表面磨耗层(11)、中面层(12)和下面层(13)，所述表面磨耗层(11)采用SMA‑13级配沥青混合料，所述中面层(12)采用Superpave‑20级配沥青混合料，所述下面层采用Superpave‑25级配沥青混合料(13)；所述基层(2)为抗变形半刚性基层，采用为抗变形水泥稳定碎石；所述底基层(3)为级配碎石。本发明的高抗变形沥青路面结构，不易产生车辙变形和横向剪切变形，道路使用寿命长。

Description

一种高抗变形沥青路面结构
技术领域
本发明属于半刚性路面结构技术领域，特别是一种不易产生车辙变形和横向剪切变形，道路使用寿命长的高抗变形沥青路面结构。
背景技术
20世纪80年代以来，随着我国经济的迅速发展，高等级公路的里程不断增加。为适应高等级公路重交通、重载对道路的要求，一种以无机结合料稳定粒料累为基层、沥青混凝土为面层的“半刚性路面”被大量应用于高等级公路。
半刚性路面的结构如中国发明专利“一种沥青路面结构”(申请号：201510914731.1，申请日：2015.12.13)所述，包括面层、联接层、基层、底基层和土层，所述面层自上而下依次包括乳化沥青稀浆封层和橡胶沥青应力吸收层，所述联接层为沥青层，所述基层为工业废渣复合混凝土层，所述底基层自上而下依次包括水泥稳定碎石基层和碎石底基层。但随着交通量、重载、超载车辆的急剧增长，上述传统半刚性路面由于面层矿料强度低，沥青等级低以及没有掺加外加剂等原因，路面产生较大的车辙变形、波浪、拥包以及横向剪切破坏。
发明内容
本发明目的在于提供一种高抗变形沥青路面结构，不易产生车辙变形和横向剪切变形，道路使用寿命长。
本发明采用的技术方案为：
一种高抗变形沥青路面结构，铺设于土基上方，包括自上而下依次设置的沥青面层1、基层2和底基层3，所述沥青面层1包括表面磨耗层11、中面层12和下面层13，所述表面磨耗层11采用SMA-13级配沥青混合料，所述中面层12采用Superpave-20级配沥青混合料，所述下面层采用Superpave-25级配沥青混合料13；所述基层2为抗变形半刚性基层，采用为抗变形水泥稳定碎石；所述底基层3为级配碎石。
本发明与现有技术相比，其显著特点为：
抗横向和竖向变形能力强，不易产生车辙变形和横向剪切变形，道路使用寿命长。主要原因是沥青路面结构的表面磨耗层主要发生横向剪切变形病害，在骨架密实型级配SMA-13沥青混合料中掺加木质素纤维提高其抗剪切变形能力；沥青路面结构的中面层主要发生高温车辙变形病害，在Superpave-20级配沥青混合料中掺加PR PLAST S抗车辙剂提高其高温稳定性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1为本发明高抗变形沥青路面结构的结构示意图。
图中，1沥青面层，2基层，3底基层，11表面磨耗层，12中面层，13下面层。
具体实施方式
如图1所示，本发明高抗变形沥青路面结构，铺设于土基上方，包括自上而下依次设置的沥青面层1、基层2和底基层3；
所述沥青面层1包括表面磨耗层11、中面层12和下面层13，所述表面磨耗层11采用SMA-13级配沥青混合料，所述中面层12采用Superpave-20级配沥青混合料，所述下面层采用Superpave-25级配沥青混合料13；
所述基层2为抗变形半刚性基层，采用为抗变形水泥稳定碎石；
所述底基层3为级配碎石。
优选地，所述表面磨耗层11的厚度为35～50mm，所述中面层12的厚度为50～70mm，所述下面层13的厚度为70～90mm，所述抗变形半刚性基层2的厚度为200～250mm，所述底基层3的厚度为150～200mm。
优选地，所述表面磨耗层11采用的SMA-13级配沥青混合料的组成及质量比为：
SBS改性沥青：第一矿料：木质素纤维＝6.0～6.2：100：0.3～0.4，公称最大粒径尺寸为13.2mm。
优选地，所述第一矿料包括分别占矿料总质量41％、32％、0％、20％和7％的1号料、2号料、3号料、4号料和矿粉；
所述1号料、2号料和3号料为玄武岩，4号料为石灰岩，矿粉为磨细的石灰岩。
优选地，所述木质素纤维含水率<5％，耐热能力可达280℃。
优选地，所述中面层12采用的Superpave-20级配沥青混合料的组成及质量比为：
SBS改性沥青：第二矿料：PR PLAST S抗车辙剂＝4.2～4.4：100：0.4～0.6，公称最大粒径尺寸为19.0mm。
优选地，所述第二矿料包括分别占矿料总质量22％、39％、13％、25％和1％的1号料、2号料、3号料、4号料和矿粉；
所述1号料、2号料和4号料为石灰岩，3号料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩。
优选地，所述PR PLAST S抗车辙剂粒径为2-4mm，密度0.921-0.981g/cm3，软化点135-155℃,该成品为纤维聚合物，其中纤维聚合物成分大于95％，填充物成分小于5％。
优选地，所述下面层13采用的Superpave-25级配沥青混合料的组成及质量比为：
SBS改性沥青：第三矿料＝4.1～4.3：100，公称最大粒径尺寸为26.5mm。
10、根据权利要求1或2所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述第三矿料包括分别占矿料总质量30％、35％、14％、18％和3％的1号料、2号料、3号料、4号料和矿粉；
所述1号料、2号料和4号料为石灰岩，3号料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩。
优选地，所述抗变形半刚性基层2采用的抗变形水泥稳定碎石的水泥剂量为5.5％。
实施例1
如图1所示的一种高抗变形的沥青路面结构，该路面结构自上而下依次包括高抗变形的沥青面层，抗变形半刚性基层和底基层；其中，沥青面层包括表面磨耗层，中面层和下面层；半刚性基层为抗变形水泥稳定碎石；底基层为级配碎石。
其中，表面磨耗层采用SMA-13级配沥青混合料，厚度为35～50mm，材料质量比为：SBS改性沥青：第一矿料：木质素纤维＝6.0～6.2:100:0.3～0.4，公称最大粒径尺寸为13.2mm。
其中，中面层采用Superpave-20级配沥青混合料，厚度为50～70mm，材料质量比为：SBS改性沥青：第二矿料：PR PLAST S抗车辙剂＝4.2～4.4:100:0.4～0.6，公称最大粒径尺寸为19.0mm。
其中，下面层采用Superpave-25级配沥青混合料，厚度为70～90mm，材料质量比为：SBS改性沥青：第三矿料＝4.1～4.3:100，公称最大粒径尺寸为26.5mm。
其中，半刚性基层为抗变形高剂量水泥稳定碎石，厚度为200～250mm，水泥剂量为5.5％。底基层为级配碎石，厚度为150～200mm。
其中，木质素纤维含水率<5％，高耐热能力可达280℃。
其中，PR PLAST S抗车辙剂粒径为2-4mm，密度0.921-0.981g/cm3，软化点135-155℃,该成品为纤维聚合物，其中纤维聚合物成分大于95％，填充物成分小于5％。
针对我国半刚性基层沥青路面结构与本发明提出对应的路面结构进行对比试验研究，分析两种常规路面结构材料与高抗变形的沥青路面结构在抗车辙变形和抗剪切变形能力方面的对比，为便于比较路面结构材料性能的区别，每个结构层取相同的厚度，体现本发明实施例沥青路面结构的高抗变形能力。
表1沥青路面结构方案
通过力学响应分析，沥青路面结构中距离路表4cm处出现最大剪应力，因此主要对表面磨耗层进行抗剪性能研究。采用单轴贯入试验对表面磨耗层材料SMA-13沥青混合料进行抗剪切变形能力进行评价，试验结果见表2。
表2单轴贯入试验结果
由表2可知，一种高抗变形的沥青路面结构中表面磨耗层选取的材料掺加矿料总质量0.3％木质素纤维的SMA-13沥青混合料的贯入应变为最小，为另两种材料的61.5％和53.3％；其抗剪强度为1.325MPa，为另两种材料的151.6％和167.3％。从三种材料的贯入应变和抗剪强度看，表面磨耗层选取的材料具有较好的抗剪切变形能力。
沥青路面结构中中面层主要起抵抗车辙变形的功能，采用高温车辙试验对中面层材料进行抗车辙变形能力评价，试验结果见表3。
表3车辙试验结果
由表3可知，一种高抗变形的沥青路面结构中中面层选取的材料掺加矿料总质量0.5％PR PLAST S抗车辙剂的Superpave-20沥青混合料的车辙深度最小，为另两种材料的86.8％和78.9％；其动稳定度为18900.1次/mm，为另两种材料的415.9％和472.7％。从三种材料的车辙深度和动稳定度看，中面层选取的材料具有很强的抗车辙变形能力。
综上，本发明一种高抗变形的沥青路面结构能大大减缓车辆荷载对沥青路面产生的车辙变形和横向剪切变形，防止沥青路面发生结构性破坏，延长道路使用寿命。

Claims (11)

1.一种高抗变形沥青路面结构，铺设于土基上方，包括自上而下依次设置的沥青面层(1)、基层(2)和底基层(3)，其特征在于：
所述沥青面层(1)包括表面磨耗层(11)、中面层(12)和下面层(13)，所述表面磨耗层(11)采用SMA-13级配沥青混合料，所述中面层(12)采用Superpave-20级配沥青混合料，所述下面层采用Superpave-25级配沥青混合料(13)；
所述基层(2)为抗变形半刚性基层，采用为抗变形水泥稳定碎石；
所述底基层(3)为级配碎石。
2.根据权利要求1所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述表面磨耗层(11)的厚度为35～50mm，所述中面层(12)的厚度为50～70mm，所述下面层(13)的厚度为70～90mm，所述抗变形半刚性基层(2)的厚度为200～250mm，所述底基层(3)的厚度为150～200mm。
3.根据权利要求1或2所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于，所述表面磨耗层(11)采用的SMA-13级配沥青混合料的组成及质量比为：
SBS改性沥青：第一矿料：木质素纤维＝6.0～6.2：100：0.3～0.4，公称最大粒径尺寸为13.2mm。
4.根据权利要求3所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述第一矿料包括分别占矿料总质量41％、32％、0％、20％和7％的1号料、2号料、3号料、4号料和矿粉；
所述1号料、2号料和3号料为玄武岩，4号料为石灰岩，矿粉为磨细的石灰岩。
5.根据权利要求3所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述木质素纤维含水率<5％，耐热能力可达280℃。
6.根据权利要求1或2所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于，所述中面层(12)采用的Superpave-20级配沥青混合料的组成及质量比为：
SBS改性沥青：第二矿料：PR PLAST S抗车辙剂＝4.2～4.4：100：0.4～0.6，公称最大粒径尺寸为19.0mm。
7.根据权利要求6所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述第二矿料包括分别占矿料总质量22％、39％、13％、25％和1％的1号料、2号料、3号料、4号料和矿粉；
所述1号料、2号料和4号料为石灰岩，3号料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩。
8.根据权利要求6所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述PR PLAST S抗车辙剂粒径为2-4mm，密度0.921-0.981g/cm3，软化点135-155℃,该成品为纤维聚合物，其中纤维聚合物成分大于95％，填充物成分小于5％。
9.根据权利要求1或2所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于，所述下面层(13)采用的Superpave-25级配沥青混合料的组成及质量比为：
SBS改性沥青：第三矿料＝4.1～4.3：100，公称最大粒径尺寸为26.5mm。
10.根据权利要求1或2所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述第三矿料包括分别占矿料总质量30％、35％、14％、18％和3％的1号料、2号料、3号料、4号料和矿粉；
所述1号料、2号料和4号料为石灰岩，3号料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩。
11.根据权利要求1或2所述的高抗变形沥青路面结构，其特征在于：
所述抗变形半刚性基层(2)采用的抗变形水泥稳定碎石的水泥剂量为5.5％。
CN201711074857.8A 2017-11-06 2017-11-06 一种高抗变形沥青路面结构 Pending CN107916601A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711074857.8A CN107916601A (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种高抗变形沥青路面结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711074857.8A CN107916601A (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种高抗变形沥青路面结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107916601A true CN107916601A (zh) 2018-04-17

Family

ID=61896209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711074857.8A Pending CN107916601A (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种高抗变形沥青路面结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107916601A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108589462A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 扬州大学 一种抗车辙沥青路面结构及其制备方法
CN109457569A (zh) * 2018-12-24 2019-03-12 安徽省淮阜路桥工程建设有限公司 一种排水沥青道路结构及其施工方法
CN111549607A (zh) * 2020-04-21 2020-08-18 北京智华通科技有限公司 一种环保型高性能长寿命路面结构及施工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104499397A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 东南大学 一种基于协调路基路面变形的沥青路面结构
CN106592369A (zh) * 2016-12-05 2017-04-26 扬州大学 高速公路重载沥青路面
CN107117871A (zh) * 2017-06-02 2017-09-01 扬州大学 一种掺入短切玄武岩纤维ogfc‑13沥青混合料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104499397A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 东南大学 一种基于协调路基路面变形的沥青路面结构
CN106592369A (zh) * 2016-12-05 2017-04-26 扬州大学 高速公路重载沥青路面
CN107117871A (zh) * 2017-06-02 2017-09-01 扬州大学 一种掺入短切玄武岩纤维ogfc‑13沥青混合料

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108589462A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 扬州大学 一种抗车辙沥青路面结构及其制备方法
CN109457569A (zh) * 2018-12-24 2019-03-12 安徽省淮阜路桥工程建设有限公司 一种排水沥青道路结构及其施工方法
CN109457569B (zh) * 2018-12-24 2021-08-03 安徽省淮阜路桥工程建设有限公司 一种排水沥青道路结构及其施工方法
CN111549607A (zh) * 2020-04-21 2020-08-18 北京智华通科技有限公司 一种环保型高性能长寿命路面结构及施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Movilla-Quesada et al. Use of plastic scrap in asphalt mixtures added by dry method as a partial substitute for bitumen
Mashaan et al. Performance evaluation of crumb rubber modified stone mastic asphalt pavement in Malaysia
Gawande et al. An overview on waste plastic utilization in asphalting of roads
US8444761B2 (en) Utilization of heavy oil fly ash to improve asphalt binder and asphalt concrete performance
CN104058638B (zh) 一种沥青混合料
CN106587744B (zh) 一种cpc-ac复合路面纤维沥青混合料及其制备方法
CN104072023A (zh) 一种沥青混合料路面
CN107916601A (zh) 一种高抗变形沥青路面结构
Ahmad et al. Utilization of polyethylene terephthalate (PET) in bituminous mixture for improved performance of roads
Hainin et al. Utilisation of steel slag as an aggregate replacement in porous asphalt mixtures
CN104072024A (zh) 一种沥青混合料的制备工艺
CN106661258A (zh) 用于路面再生和土壤稳定的泡沫硫磺沥青
CN103570279A (zh) 一种快速有效修补沥青路面坑槽的材料及其制备方法
CN104876466A (zh) 沥青混凝土改性剂、其制备方法及改性沥青混凝土
CN1580408A (zh) 负载性能改善的能够降低反射裂纹的路面夹层及夹层的设计方法
CN105884265A (zh) 一种沥青混合料路面
CN105859192A (zh) 一种沥青混合料
CN203346753U (zh) 沥青路面
Jan et al. Plastic bottles waste utilization as modifier for asphalt mixture production
US10407557B2 (en) Sulfur extended asphalt modified with crumb rubber for paving and roofing
Raghuram et al. Performance evaluation of stone matrix asphalt (SMA) using low cost fibres
CN109437669A (zh) 一种沥青混合物及其制备方法
CN105776960A (zh) 一种沥青混合料的制备工艺
US20160108242A1 (en) Method of making sulfur extended asphalt modified with crumb rubber
Soto Characterization of rubberized asphalt for railway sub-ballasts

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180417