CN111395095A - 一种热再生半柔性路面结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热再生半柔性路面结构，包括上面层、中面层、下面层、基层，上面层与中面层以及中面层与下面层之间采用改性乳化沥青层，下面层与基层之间采用橡胶沥青防水粘结层；上面层为热再生沥青混合料母体的半柔性路面材料层，中面层和下面层为热拌沥青混合料层，可用于公路长陡坡路段、隧道内路面、收费站、停车场、加油站、集装箱码头、公共汽车专用线及城市道路交叉口等容易出现车辙、推移的场所，铺设于路面基层之上，改善了沥青路面在夏季高温稳定性不足的问题，同时减少了雨水从路表渗透至基层的情况，降低了水损害，具有良好的使用价值。

Description

一种热再生半柔性路面结构
技术领域
本发明涉及一种热再生半柔性路面结构。
背景技术
为了适应不断发展的道路交通事业，满足城市道路和高等级公路日益多元化和功能化的要求，研究出一种即具有沥青混凝土路面和水泥路面优越性能，又能克服两种传统路面结构不足的新型路面具有十分重要的意义，半柔性复合路面便是在这种背景下产生的。
半柔性路面(Semi-flexible pavement)是一种新型复合路面结构类型，按照施工工艺和材料性状的不同，大致可分为：灌入式半柔性路面、水泥沥青混凝土路面、乳化沥青水泥混凝土路面。灌入式半柔性路面是目前发展较快、使用频率最多的半柔性路面类型。灌入式半柔性路面主要分为两部分：母体沥青混合料和灌浆材料。对于沥青混合料而言，为了保证浆体的充分灌注，要求沥青混合料具有足够大的空隙率，一般在20％～30％之间，因此集料的级配应选用间断级配；对于灌浆材料而言，为了保证浆料的快速填筑以及硬化后能够提供足够的刚度抵抗高温期车轮荷载引起的车辙变形，要求灌浆材料具有较高的流动度和强度。硬化后的半柔性复合路面属于密实-骨架嵌挤型结构，不易吸热，整体强度高，可以应用于荷载较大、易产生车辙、推移、拥包等病害较多的停车场、机场道面、交叉路口等特殊路段。
截止2018年底，我国公路总里程已达到484.65万公里，有相当一部分道路接近设计使用年限。此外，部分道路在超载、外界环境气候的作用下出现老化、开裂等现象，若利用传统的改建、养护方式，不仅严重浪费大量的砂石矿料，而且对生态环境也是一种破坏，铣刨产生的沥青混合料旧料的处理也是一大难题。热再生是一种通过对旧沥青路面加热软化，添加再生剂恢复沥青性能，掺配一定新料，重新拌合摊铺及碾压成型的施工技术，实现了旧料的再生利用，为道路工程资源节约及再生利用开辟了新的方法。
将热再生技术应用于半柔性复合路面中，即研究热再生沥青混合料母体的半柔性路面材料性能。现有的再生大空隙混合料作母体灌浆材料的研究多围绕冷拌再生技术开展，采用乳化沥青在常温下对旧沥青混合料进行再生灌浆。采用热再生技术制备母体材料的研究相对较少，半柔性路面与热再生技术相结合，从理论上来说是可行的，并且具有较高的研究和应用价值，有助于充分利用旧路面材料，促进社会的可持续发展。
发明内容
本发明路面结构，可用于公路长陡坡路段、隧道内路面、收费站、停车场、加油站、集装箱码头、公共汽车专用线及城市道路交叉口等容易出现车辙、推移的场所，新型路面结构铺设于基层之上，使用热再生沥青混合料母体的半柔性路面作为路面的上面层，主骨料之间相互嵌挤，大大增加了集料间的内摩阻力，改善了沥青路面在夏季高温稳定性不足的问题；同时，由于在骨料空隙中灌入高性能水泥基浆液，经凝结硬化后填充空隙，减少了雨水从路表渗透至基层的情况，降低了水损害，具有良好的使用价值。
为实现上述目的，本发明提供的一种热再生半柔性路面结构，包括上面层、中面层、下面层和基层，以及各层之间连接的粘结层。
本发明进一步设置为：所述上面层为基于热再生沥青混合料母体的半柔性路面材料层，其中混合料的公称最大粒径不大于13.2mm。
本发明进一步设置为：所述中面层为热拌沥青混合料层，其中混合料的公称最大粒径不大于19.0mm。
本发明进一步设置为：所述下面层为热拌沥青混合料层，其中混合料的公称最大粒径不大于26.5mm。
本发明进一步设置为：所述上面层的厚度为4～5cm；所述中面层的厚度为5～6cm；所述下面层的厚度为6～8cm。
本发明进一步设置为：所述粘结层(2)为改性乳化沥青层；所述粘结层(5)为橡胶沥青防水粘结层。
本发明进一步设置为：所述上面层为SFAC-13；所述中面层为AC-20；所述下面层为AC-25。
本发明进一步设置为：所述热再生沥青混合料母体采用CAVF法设计级配，选用9.5mm～13.2mm和1.18mm～2.36mm两档粒径分别作为粗细集料。
本发明进一步设置为：所述热再生沥青混合料母体级配设计中，目标空隙率为20％～30％，粗集料的质量百分率为80％～85％，细集料的质量百分率为12％～17％，矿粉的质量百分率为2.5％～3.5％，SBS改性沥青根据析漏试验和飞散试验确定最佳用量为2.6％～3.0％。
本发明进一步设置为：所述热再生沥青混合料母体级配设计中，粗集料中掺入30％～40％的AC-16铣刨料，铣刨料筛分出粒径9.5mm～13.2mm粗集料，等量替换新集料。
本发明进一步设置为：所述半柔性沥青混合料层的灌浆材料为水泥基材料，主要材料包括：水泥、水、缓凝剂、减水剂、消泡剂、膨胀剂、稳定剂、炭黑。
本发明进一步设置为：所述水泥基材料中水泥选用双快水泥；所述水泥基材料中的炭黑用于调节水泥颜色，改善半柔性路面行驶质量。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
采用热再生半柔性路面，与传统的沥青路面相比，施工较为简单方便，无需对整条道路进行封闭，对原路面材料进行了二次运用，合理利用资源，从而有效降低道路维修过程中的成本，循环利用废料，保护环境，能够有效提高路面的抗车辙、拥包等能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的路面结构示意图；
附图中标记含义：1上面层、2改性乳化沥青层、3中面层、4下面层、5橡胶沥青防水粘结层、6基层。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种热再生半柔性路面结构，可用于公路长陡坡路段、隧道内路面、收费站、停车场、加油站、集装箱码头、公共汽车专用线及城市道路交叉口等容易出现车辙、推移的场所，铺设于路面基层之上，自上而下分别是4～5cm厚公称最大粒径不大于13.2mm的基于热再生沥青混合料母体的半柔性路面材料层1、改性乳化沥青层2、5～6cm厚公称最大粒径不大于19.0mm的热拌沥青混合料层3、改性乳化沥青层2、6～8cm厚公称最大粒径不大于26.5mm的热拌沥青混合料层4、橡胶沥青防水粘结层5、基层6。
所述上面层SFAC-13沥青混合料母体采用CAVF法设计级配，选用13.2mm～9.5mm和2.36mm～1.18mm两档粒径分别作为粗细集料，目标空隙率为20％～30％，粗集料的质量百分率为80％～85％，细集料的质量百分率为12％～17％，矿粉的质量百分率为2.5％～3.5％，SBS改性沥青根据析漏试验和飞散试验确定最佳用量为2.6％～3.0％；所述热再生沥青混合料母体级配设计中，粗集料中掺入30％～40％的AC-16铣刨料，铣刨料筛分出粒径9.5mm～13.2mm粗集料，等量替换新集料。所述半柔性沥青混合料层的灌浆材料为水泥基材料，主要材料包括：水泥、水、缓凝剂、减水剂、消泡剂、膨胀剂、稳定剂、炭黑；所述水泥基材料中水泥选用双快水泥；所述水泥基材料中的炭黑用于调节水泥颜色，改善半柔性路面行驶质量。
在路面维修处治过程中将原路面铣刨至基层，待基层清扫处理完毕之后，在基层上撒布橡胶沥青防水粘结层5，在橡胶沥青防水粘结层5上铺筑沥青混合料AC-25下面层，在下面层上撒布改性乳化沥青层2，在改性乳化沥青层2上铺筑沥青混合料AC-20中面层，在中面层上撒布改性乳化沥青层2，在改性乳化沥青层2上铺筑热再生母体沥青混合料上面层，铺筑完成后进行大空隙灌浆，为了保证半柔性路面的构造深度，灌注完成后在路表撒上缓凝剂并用毛刷和清水冲洗，直至满足构造深度要求。
以上显示和描述了本发明的主要特征和优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：路面结构由上而下依次包括半柔性沥青混合料上面层(1)、粘结层(2)、热拌沥青混合料中面层(3)、粘结层(2)、热拌沥青混合料下面层(4)、粘结层(5)、基层(6)；
所述上面层(1)为基于热再生沥青混合料母体的半柔性沥青混合料层，其中混合料的公称最大粒径不大于13.2mm；所述中面层(3)为热拌沥青混合料层，其中混合料的公称最大粒径不大于19.0mm；所述下面层(4)为热拌沥青混合料层，其中混合料的公称最大粒径不大于26.5mm；所述基层(6)为半刚性基层。
2.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述上面层(1)的厚度为4～5cm；所述中面层(3)的厚度为5～6cm；所述下面层(4)的厚度为6～8cm。
3.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述粘结层(2)为改性乳化沥青层；所述粘结层(5)为橡胶沥青防水粘结层。
4.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述上面层(1)为SFAC-13；所述中面层(3)为AC-20；所述下面层(4)为AC-25。
5.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述热再生沥青混合料母体采用CAVF法设计级配，选用9.5mm～13.2mm和1.18mm～2.36mm两档粒径分别作为粗细集料。
6.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述热再生沥青混合料母体配合比设计中，目标空隙率为20％～30％，粗集料的质量百分率为80％～85％，细集料的质量百分率为12％～17％，矿粉的质量百分率为2.5％～3.5％，SBS改性沥青根据析漏试验和飞散试验确定最佳用量为2.6％～3.0％。
7.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述热再生沥青混合料母体配合比设计中，粗集料中掺入了30％～40％的AC-16铣刨料。
8.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述半柔性沥青混合料层的灌浆材料为水泥基材料，主要材料包括：水泥、水、缓凝剂、减水剂、消泡剂、膨胀剂、稳定剂、炭黑。
9.根据权利要求1所述的一种热再生半柔性路面结构，其特征在于：所述水泥基材料中水泥选用双快水泥；所述水泥基材料中的炭黑用于调节水泥颜色，改善半柔性路面行驶质量。
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