CN110578280B - 一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构 - Google Patents

一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层。本发明的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进乳化沥青的内部结构，其具有优异的抗水冲刷能力，并且具有防渗透性能、抗滑性能和抗裂缝性能，本发明的水泥路面复合结构可杜绝路表水渗透到基层、应力缓冲、延缓反射裂缝的产生和实现水泥混凝土道面在多效能联结层上的有限滑动。

Description

一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构
技术领域
本发明涉及一种路面结构，特别是涉及一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构。
背景技术
历经二十多年的公路建设，我国二级及以上公路通车里程已达到42.5万公里，其中高速公路超过6.5万公里。我国水泥路面结构虽然已有几十年的发展历史，但其设计方法基本上是在上世纪七、八十年代和九十年代初一系列研究成果的基础上建立起来的，受当时科技水平的限制，所依托的道路等级低、交通车辆荷载小、运行速度慢、施工技术落后。
随着国民经济的快速发展和物资流动的增长，从而对公路运输的需求也在不断增长，一般的公路结构不能更好的进行运输，有些公路结构性能差，在经过一定时间的使用后，损坏情况非常严重，修复起来也比较复杂，既不利于修筑成本的节约，又影响了正常的公路运输。现有的水泥路面结构抗裂缝防冲刷性能不佳，使得路表水易渗透到基层，有反射裂缝的产生，因此，需要一种提高防冲刷抗裂缝性能佳的路面结构。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于开发一款抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其具有优异的防冲刷性能和抗裂缝性能。
本发明的技术方案概述如下：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层。
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层。
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000021
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述碎石粒径为5～10mm，满铺率60～80％。
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述稳定剂包括70～75wt％环氧硬脂酸丁酯和25～30wt％季戊四醇。
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000022
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述增稠剂包括60～76wt％黄原胶和24～40wt％聚氧化乙烯。
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，所述乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为4800～5200。
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000031
优选的是，所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，还包括1～3重量份的甲基乙烯基硅油。
本发明的有益效果是：
本发明的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层，抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层，通过对下承层、过渡层和上表层化学成分进行优化，在微观程度上改进水泥路面的内部结构，其具有优异的抗水冲刷能力，并且具有防渗透性能、抗滑性能和抗裂缝性能，本发明的水泥路面复合结构可杜绝路表水渗透到基层、应力缓冲、延缓反射裂缝的产生和实现水泥混凝土道面在多效能联结层上的有限滑动。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其中，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层。
作为本案又一实施例，其中，抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层。
作为本案又一实施例，其中，下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000041
表1下承层用SBS改性乳化沥青测试结果(基于同步碎石技术要求)
Figure BDA0002171157460000042
通过加入四丙氟胶乳提高其稳定性，耐化学药品性和耐水防冲刷性能，能封住沥青路面的表面渗水通道，防止水分渗入沥青结构中造成严重水损害。
作为本案又一实施例，其中，碎石粒径为5～10mm，满铺率60～80％。
作为本案又一实施例，其中，稳定剂包括70～75wt％环氧硬脂酸丁酯和25～30wt％季戊四醇。通过加入环氧硬脂酸丁酯和季戊四醇提高沥青材料的热稳定性能和流动性能，从而使得在高低温下保持稳定，延缓裂缝产生。
作为本案又一实施例，其中，过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000051
表2上表层及过渡层用乳化沥青测试结果
Figure BDA0002171157460000052
乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物在2-乙基-4甲基咪唑作用下自身产生交联反应并与阳离子乳化沥青间产生接枝反应，形成的网络结构将阳离子乳化沥青和分散在阳离子乳化沥青中的碎石包裹其中，防止过渡层材料产生相分离，在高温下贮存后不产生离析和分层，提供路面材料优异的抗裂缝防冲刷能力；填料在过渡层层起到结构骨架层的作用，提高路面抗磨性能及机械强度，过渡层填料为专用石料1～5mm。
作为本案又一实施例，其中，增稠剂包括60～76wt％黄原胶和24～40wt％聚氧化乙烯。增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使沥青材料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予沥青材料优异的机械性能和贮存稳定性，硅酸铝和聚氧化乙烯协同作为增稠剂，使得路面养护材料具有储存稳定性能和机械强度。
作为本案又一实施例，其中，乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为4800～5200。
作为本案又一实施例，其中，上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000061
作为本案又一实施例，其中，还包括1～3重量份的甲基乙烯基硅油。
聚偏氟乙烯和双马来酰胺改性环氧树脂产生交联反应并与阳离子乳化沥青间产生接枝反应，形成的网络结构将阳离子乳化沥青和分散在阳离子乳化沥青中的碎石包裹其中，防止上表层材料产生相分离，在高温下贮存后不产生离析和分层，提供路面材料优异的抗裂缝防冲刷能力；填料在过渡层层起到结构骨架层的作用，提高路面抗磨性能及机械强度，上表层填料包括1～5mm和5～10mm，提高了上表层混合料凝固后的使用寿命，更具体的说，是提高了沥青的耐低温开裂性能和耐抗磨性能，使得沥青在极限气候下依然能保持不膨胀，不收缩，不开裂；通过在上表层混合料中加入特定粘度的甲基乙烯基硅油，可以使得上表面形成一层疏水层，起到憎水作用，降低水相的界面粘结力，类似于荷叶表面效果，水无法浸润，同时还起到调节整个混合材料粘度和流动性的作用，以便每个填料均匀被乳化沥青裹覆，起到防水作用。
表3碎石主要指标测试结果
Figure BDA0002171157460000071
下面列出具体的实施例和对比例：
实施例1：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层。
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000072
碎石粒径为5～10mm，满铺率60％；稳定剂包括70wt％环氧硬脂酸丁酯和30wt％季戊四醇。
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000073
Figure BDA0002171157460000081
增稠剂包括60wt％黄原胶和40wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为4800。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000082
实施例2：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000083
碎石粒径为5～10mm，满铺率60～80％；稳定剂包括72wt％环氧硬脂酸丁酯和28wt％季戊四醇。
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000091
增稠剂包括70wt％黄原胶和30wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5000。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000092
实施例3:
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000101
碎石粒径为5～10mm，满铺率80％；稳定剂包括75wt％环氧硬脂酸丁酯和25wt％季戊四醇；
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000102
增稠剂包括76wt％黄原胶和24wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5200。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000103
Figure BDA0002171157460000111
对比例1：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层。
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000112
碎石粒径为5～10mm，满铺率60％；稳定剂包括70wt％环氧硬脂酸丁酯和30wt％季戊四醇。
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000113
增稠剂包括60wt％黄原胶和40wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为4800。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000121
对比例2:
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层。
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000122
碎石粒径为5～10mm，满铺率60％；稳定剂为环氧硬脂酸丁酯。
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000123
Figure BDA0002171157460000131
增稠剂包括60wt％黄原胶和40wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为4800。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000132
对比例3：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000133
碎石粒径为5～10mm，满铺率60～80％；稳定剂包括72wt％环氧硬脂酸丁酯和28wt％季戊四醇。
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000141
增稠剂包括70wt％黄原胶和30wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5000。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000142
对比例4:
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000151
碎石粒径为5～10mm，满铺率60～80％；稳定剂包括72wt％环氧硬脂酸丁酯和28wt％季戊四醇。
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000152
增稠剂为黄原胶；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5000。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000153
对比例5：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000161
碎石粒径为5～10mm，满铺率80％；稳定剂包括75wt％环氧硬脂酸丁酯和25wt％季戊四醇；
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000162
增稠剂包括76wt％黄原胶和24wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5200。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000163
Figure BDA0002171157460000171
对比例6：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000172
碎石粒径为5～10mm，满铺率80％；稳定剂包括75wt％环氧硬脂酸丁酯和25wt％季戊四醇；
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000173
Figure BDA0002171157460000181
增稠剂包括76wt％黄原胶和24wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5200。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000182
对比例7：
一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
下承层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000183
碎石粒径为5～10mm，满铺率80％；稳定剂包括75wt％环氧硬脂酸丁酯和25wt％季戊四醇；
过渡层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000191
增稠剂包括76wt％黄原胶和24wt％聚氧化乙烯；乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为5200。
上表层包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171157460000192
下面列出实施例和对比例的性能测试结果：
Figure BDA0002171157460000193
Figure BDA0002171157460000201
由上述实例可看出，制得的该料不仅具有优异的抗水冲刷能力，并且防渗透性能、抗滑性能和抗裂缝性能均优于对比例的材料，本发明的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构可杜绝路表水渗透到基层、应力缓冲、延缓反射裂缝的产生和实现水泥混凝土道面在多效能联结层上的有限滑动。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (1)

1.一种抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构，其特征在于，从下至上依次包括垫层、下基层、上基层、抗裂缝防冲刷层和水泥混凝土面层；
所述抗裂缝防冲刷层包括下承层、过渡层和上表层；
所述下承层包括以下重量份的材料：
SBS改性乳化沥青 60~70重量份；
四丙氟橡胶 10~12重量份；
碎石 15~20重量份；
稳定剂 2~4重量份；
水 70~80重量份；
所述碎石粒径为5～10mm，满铺率60～80％；
所述稳定剂包括70～75wt％环氧硬脂酸丁酯和25～30wt％季戊四醇；
所述过渡层包括以下重量份的材料：
阳离子乳化沥青 60~70重量份；
乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 5~8重量份；
2-乙基-4-甲基咪唑 1~3重量份；
碎石 15~20重量份；
增稠剂 1~3重量份；
水 70~80重量份；
所述增稠剂包括60～76wt％黄原胶和24～40wt％聚氧化乙烯；
所述乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物数均分子量为4800～5200；
所述上表层包括以下重量份的材料：
阳离子乳化沥青 60~70重量份；
聚偏氟乙烯 10~13重量份；
双马来酰胺改性环氧树脂 3~5重量份；
1~5mm碎石 10~20重量份；
5~10mm碎石 5~8重量份；
水 70~80重量份；
所述的抗裂缝防冲刷的水泥路面复合结构还包括1～3重量份的甲基乙烯基硅油。
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