CN113863082A - 一种brt车站重载交通路段铺装结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BRT车站重载交通路段铺装结构及施工方法，铺装结构由高粘高模量骨架密实型混合料上面层、改性沥青碎石连接层、刚柔复合式沥青混合料中面层、改性沥青悬浮密实型混合料下面层组成，混合料上面层由细粒径集料、超高粘改性沥青、纤维稳定剂、高模量添加剂等组成，提升了面层抗松散抗变形能力；连接层由单一粒径集料与改性沥青组成；中面层由混合基浆料灌注于基体沥青混合料中组成，提升了铺装层整体承载能力；混合料下面层由中粒式或粗粒式集料与改性沥青组成，提升铺装层稳定性。本铺装结构整体强度高、抗车辙变形能力强、耐久性能好，表面层耐磨抗滑性能优异，可有效提升BRT车站重载交通路段路面质量和使用寿命。

Description

一种BRT车站重载交通路段铺装结构及施工方法
技术领域
本发明属于道路交通运输工程技术领域，具体涉及一种BRT车站重载交通路段铺装结构及施工方法。
背景技术
近年来我国城市化进程的快速推进，机动车保有量逐年提高，城市交通拥堵问题日益凸显，对城市公共交通提出了更高的要求。城市快速公交系统(简称BRT)，是一种介于快速轨道交通与常规公交之间的新型公共客运系统，可有效增强公共运输能力、减少交通拥堵，逐渐成为缓解城市交通问题的重要解决方案之一。由于其采用封闭式车站和专用车道，运营效果接近于轨道交通，而建设成本和运营成本较低。本世纪以来，北京、成都、厦门、昆明等30多等城市先后建设多条BRT线路。
相比于普通沥青路面，BRT铺装层所承受的荷载具有两大特点：一是车辆轴载大且轮压高，为提高载客量，BRT系统运营所采用的车辆一般为 18m长铰接公交车，载重接近30吨，个别线路也有采用12m公交车，载重一般在18吨左右，荷载水平高，BRT公交车辆的胎压往往可以达到 0.9MPa，显著高于小汽车的0.7MPa；二是BRT车辆运行渠化作用明显，由于BRT采用专用车道，公交车辆在运行过程中不存在变道等行为，车轮严格按照轮迹带位置进行固定加载，路面受力集中，而一般的高速公路或城市快速路上，通常轮载位置的分布是呈正态的，过度集中的加载对于路面的车辙发展和疲劳寿命都有极其不利的影响。在BRT停靠站附近车辆行驶速度较慢，且启动和制动较频繁。对于沥青路面而言，车辆的慢速加载可以等效为高温条件，对其永久变形的发展具有额外作用，车辆刹车和启动过程中会对路面产生水平剪切作用，也会加重路面车辙的发展。因此， BRT的交通特点对路面铺装层材料提出严峻的挑战。传统的BRT的路面铺装方案在通车后在较短的时间内即出现了严重的车辙、松散等病害，尤其是车辆停靠站附近的病害问题尤为突出。
为减少BRT路面的病害，选择优质筑路材料和合理的路面结构是关键。筑路集料的强度和耐磨性能是保证路面承载能力和抗滑性能的重要保证，玄武岩和辉绿岩的强度和耐磨性能均优于传统的石灰岩石料，但随着各地环保政策的要求，玄武岩和辉绿岩的开采量越来越少，价格飞涨。钢渣是典型的城市工业固废，产量十分巨大，其力学性能优于常规碎石，其耐磨性高、与沥青的粘附性强、且价格较低，选用性质稳定的钢渣材料作为道路集料，可发挥钢渣强度高、耐磨性好、价格便宜的优势，提升路面性能。同时可解决钢渣露天堆放造成的土地占用及环境污染问题。传统的SBS改性沥青或超高粘改性沥青混合料可改善常规沥青路面的抗车辙性能，但此类改性沥青材料仍无法满足BRT的交通特点；传统高强度的水泥混凝土路面或半柔性路面容易出现开裂等病害，后期养护施工复杂，在BRT车站重载交通繁忙的区域适用性差。因此，为提升路面的抗车辙抗松散性能，需要制备粘度和模量更优的沥青材料。根据路面病害调研经验，路面车辙主要产生在道路中下面层，提升道路中下面层的强度或模量也是改善路面车辙的重要手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种BRT车站重载交通路段铺装结构及施工方法，以解决现有技术中的不足。
为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一方面，提供一种BRT车站重载交通路段铺装结构，由上而下依次包括高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层、改性沥青碎石连接层、刚柔复合式沥青混合料中面层以及改性沥青悬浮密实型混合料下面层。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层由细粒径集料、超高粘改性沥青、纤维稳定剂、高模量添加剂和助剂组成。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述细粒径集料为公称最大粒径不大于13.2mm的钢渣、玄武岩或辉绿岩；所述钢渣中的游离氧化钙含量不大于3.0％，磨光值不小于50；所述超高粘改性沥青的60℃动力粘度不低于30×104Pa·s，软化点不低于90℃，粘韧性不低于20N·m，韧性不低于15N·m，性能分级达到PG 88-22；所述纤维稳定剂为以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为混合料质量的0.3％；所述高模量添加剂主要成分为聚烯烃，掺加量为混合料质量的0.2％～0.4％；所述的助剂为含氟聚醚酰胺磺酸盐、羟基氟硅油、Sasobit蜡或其组合物，用量为超高粘改性沥青用量的1～6％；所述高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层的混合料的高温动稳定度(70℃，0.7MPa)大于10000次/mm，摊铺厚度为2～5cm。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述超高粘改性沥青由 SBS改性沥青、高粘改性剂与稳定剂在160～190℃高温下混合、剪切和发育制成，剪切时间不小于30min，发育时间不小于2h，所述的高粘改性剂主要成分为热塑性弹性体，掺加量为SBS改性沥青质量的6～15％；所述的稳定剂为甲基三乙氧基硅烷、二硫化双硫羰基二甲胺或、甲基丙烯酸盐或其组合物，用量为SBS改性沥青质量的0.1～1％。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述改性沥青碎石连接层中的改性沥青为SBS改性沥青或橡胶改性沥青，所述改性沥青碎石连接层中的碎石为单一粒径的钢渣、砾石集料，所述改性沥青碎石连接层的封层厚度为5～10mm。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述SBS改性沥青的软化点不小于65℃；所述橡胶改性沥青由基质沥青与30～80目橡胶粉制备而成，软化点不小于65℃。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述刚柔复合式沥青混合料中面层中的刚柔复合式沥青混合料是由混合浆料灌注于基体沥青混合料中形成；所述刚柔复合式沥青混合料的摊铺厚度为3～6cm。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述浆料是由乳化沥青、聚合物胶乳、掺和料与水组成，其用量比例为(1～2)：(0.1～1.5)：(2～ 4)：(0.1～0.5)，并按掺和料质量的0.1～0.2％添加减水剂；所述浆料的流动度为10～14s；所述刚柔复合式沥青混合料中的基体材料为由钢渣、玄武岩或辉绿岩集料与改性沥青制备的空隙率为18～30％的沥青混合料；所述刚柔复合式沥青混合料经1d养生后的高温动稳定度(70℃，0.7MPa)不低于50000次/mm。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述乳化沥青由基质沥青、乳化剂、稳定剂与水按比例(50～60)：(2～4)：(0～1)：(35～48) 经胶体磨研磨制备而成；所述基质沥青为70号或90号沥青；所述乳化剂为市售沥青乳化剂；所述稳定剂为硅酸盐、羧甲基纤维素与聚丙烯酸盐组成的组合物；所述乳化沥青的固含量不低于50％，恩格拉粘度2～6，蒸发残留物软化点不低于60℃；所述掺和料由钢渣粉、矿渣粉、石英砂和水泥组成，其配合比为1：(1～2)：(1～3)：(1～5)；所述钢渣粉粒径为200～400目，游离氧化钙含量不大于5.0％；所述矿渣粉的粒径为60～ 200目；所述石英砂的粒径不大于40～100目；所述水泥为强度等级达42.5 及以上的普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥或二者混合物。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述改性沥青悬浮密实型混合料下面层由中粒式或粗粒式集料与SBS改性沥青拌和而成，摊铺厚度为6～10cm。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构，所述中粒式或粗粒式集料为钢渣、玄武岩、辉绿岩中一种或几种混合物；所述钢渣中的游离氧化钙含量不大于3.0％；所述SBS改性沥青的性能分级达到PG 76-22。
另一方面，提供一种BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，包括如下步骤：
(1)处理下承层，保证下承层的承载能力符合要求，对于新建路面，所述下承层指路面基层，清洗基层表面后，喷洒透层油；对于旧路面，清洗下承层表面杂物后，喷洒粘层油；
(2)摊铺下面层悬浮密实型沥青混合料，压实成型；
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺基体沥青混合料，压实成型；
(4)向基体沥青混合料中灌注砂浆，并清除路表浮浆露出沥青集料面层；
(5)在灌注表面砂浆初凝但未上强度前喷洒透层油，透层施工1d后，进行改性沥青碎石连接层施工；
(6)封层撒布完成后，摊铺高粘高模量混合料上面层，封闭交通24h 后开放交通。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，步骤(3)中，所述基体沥青混合料的空隙率控制在18～30％。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，步骤(3)中，所述基体沥青混合料的空隙率控制在20～25％。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，步骤(4)中，所述砂浆灌注是在中面层基体沥青混合料温度降至30℃以下后进行，灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行；灌注结束后，清除路表浮浆，露出原路面集料面层。
如所述的BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，步骤(6)中，所述的高粘高模量骨架密实型沥青混合料摊铺温度不低于185℃，初压温度不低于180℃。
本发明技术方案的有益效果是：
1、本发明利用钢渣与玄武岩集料、超高粘改性沥青、高模量添加剂和助剂共同拌制成抗车辙和抗飞散性能优异的面层沥青混合料，显著提升了铺装面层沥青混合料的粘聚力和强度，提供了一种高强、稳定的上面层结构；充分利用钢渣集料强度高、表面微孔发达、耐磨性好的特点，提升了沥青混合料的强度、粘附性和耐磨性；采用新型稳定剂，实现了60动力粘度不低于30×104Pa·s的超高粘度、高韧性的改性沥青；使用助剂将超高粘改性沥青与高模量添加剂调和均匀，既实现了混合料的高粘结性和高模量强度目标，又降低了拌和难度，提高了施工可行性；
2、本发明采用钢渣粗集料等材料开发的刚柔复合式中面层结构，显著提升路面中面层的结构强度和路面承载力，进一步提高了路面的抗车辙性能；利用钢渣粉、矿渣粉等掺和料的微膨胀性能，消除了水泥基材料的收缩性，减少了材料开裂风险，提升了刚柔复合式结构的整体性；在乳化沥青内掺加稳定剂，既提升了乳化沥青的储存稳定性，又提升了浆料的抗沉淀性能，保证了浆料的均匀性和稳定性；采用乳化沥青、聚合物胶乳等材料增加了浆料与基体沥青混合料间的粘结性，增强了浆料硬化后的强度和韧性，提升了刚柔复合式结构的耐冲击性能；
3、本发明在高强度的刚柔复合式中面层结构与高粘高模量沥青混合料上面层之间引入了改性沥青碎石连接层，既可以增强两种材料间的粘结，又可吸收路面荷载应力和下面层的反射应力，还可以防止水分下渗，保障刚柔复合式中面层的耐久性能，进而提升路面整体结构的稳定性，有效缓解了BRT车站车辆渠化、频繁启动、刹车产生的应力冲击造成的路面损害；
4、本发明路面结构中大量应用了钢渣、钢渣粉、矿渣粉等工业固废，既提升了路面养护材料质量、又减少了城市工业固废污染，缓解了道路施工优质集料缺乏和工业固废处治困难的问题，实现了经济效益与环保效益的双赢；
5、本发明的路面上中下结构层材料模量过渡合理，上面层耐磨性好，路面整体强度高，可有效提升路面抗车辙、开裂、松散等病害性能，有助于提高BRT车站重载交通路面的使用寿命。
附图说明
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1为本发明BRT车站重载交通路段铺装结构的结构示意图；
图中：1、高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层；2、改性沥青碎石连接层；3、刚柔复合式沥青混合料中面层；4、改性沥青悬浮密实型混合料下面层；5、粘层油。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参看图1所示，本发明BRT车站重载交通路段铺装结构由上而下依次包括高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层1、改性沥青碎石连接层2、刚柔复合式沥青混合料中面层3以及改性沥青悬浮密实型混合料下面层4，其中标号5表示粘层油。
高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层1由细粒径集料、超高粘改性沥青、纤维稳定剂、高模量添加剂及助剂组成。细粒径集料为公称最大粒径不大于13.2mm的钢渣、玄武岩或辉绿岩，钢渣中的游离氧化钙含量不大于3.0％，磨光值不小于50；超高粘改性沥青的60℃动力粘度不低于 30×104Pa·s，软化点不低于90℃，粘韧性不低于20N·m，韧性不低于15N·m，性能分级达到PG 88-22；纤维稳定剂为以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为混合料质量的0.3％；高模量添加剂的掺加量为混合料质量的0.2％～ 0.4％；助剂为含氟聚醚酰胺磺酸盐、羟基氟硅油或Sasobit蜡或其组合物，用量为超高粘改性沥青用量的1～6％；将集料与高模量添加剂加入到185～ 190℃拌锅内拌和1～2min后，加入纤维拌和1～2min，再加入超高粘改性沥青和助剂拌和2～3min后制得高粘高模量沥青混合料；采用合适的级配制备的高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层1的混合料的高温动稳定度(70℃，0.7MPa)大于10000次/mm。
超高粘改性沥青由SBS改性沥青、高粘改性剂与稳定剂在160～190 ℃高温下混合、剪切和发育制成，剪切时间不小于30min，发育时间不小于2h。所述的稳定剂为甲基三乙氧基硅烷、二硫化双硫羰基二甲胺、甲基丙烯酸盐或其组合物，用量为SBS改性沥青质量的0.1～1％。
改性沥青碎石连接层2中的改性沥青为SBS改性沥青或橡胶改性沥青，改性沥青碎石连接层中的碎石为经过沥青预拌处理的粒径为9.5～ 13.2mm的钢渣、砾石集料；改性沥青碎石连接层2的厚度为5～10mm。 SBS改性沥青的软化点不小于65℃；橡胶改性沥青由基质沥青与30～60 目橡胶粉制备而成，软化点不小于65℃。
刚柔复合式沥青混合料中面层3中的刚柔复合式沥青混合料是由混合浆料灌注于基体沥青混合料中形成，摊铺厚度为3～6cm。混合浆料是由乳化沥青、聚合物胶乳、掺和料与水组成，其用量比例为(1～2)：(0.1～ 1.5)：(2～4)：(0.1～0.5)，并按掺和料质量的0.1～0.2％添加减水剂，浆料的流动度为10～14s；刚柔复合式沥青混合料中的基体材料为由钢渣、玄武岩或辉绿岩集料与改性沥青制备的空隙率为18～30％的沥青混合料，刚柔复合式沥青混合料经1d养生后的高温动稳定度(70℃，0.7MPa)不低于50000次/mm。
乳化沥青由基质沥青、乳化剂、稳定剂与水按比例(50～60)：(2～ 4)：(0～1)：(35～48)经胶体磨研磨制备而成；基质沥青为70号或 90号沥青；乳化剂为市售沥青乳化剂；稳定剂为硅酸盐、羧甲基纤维素与聚丙烯酸盐组成的组合物；乳化沥青的固含量不低于50％，恩格拉粘度2～ 6，蒸发残留物软化点不低于60℃；掺和料由钢渣粉、矿渣粉、石英砂和水泥组成，其配合比为1：(1～2)：(1～3)：(1～5)；钢渣粉粒径为200～400目，游离氧化钙含量不大于5.0％；矿渣粉的粒径为60～200 目；石英砂的粒径不大于40～100目；水泥为强度等级达42.5及以上的普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥或二者混合物。
改性沥青悬浮密实型混合料下面层4由中粒式或粗粒式集料与SBS改性沥青拌和而成，摊铺厚度为6～10cm。中粒式或粗粒式集料为钢渣、玄武岩或辉绿岩集料，钢渣中的游离氧化钙含量不大于3.0％，SBS改性沥青的性能分级达到PG 76-22。
本发明一种BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，包括如下步骤：
(1)处理下承层，保证下承层的承载能力符合要求，对于新建路面，所述下承层指路面基层，清洗基层表面后，喷洒透层油；对于旧路面，清洗下承层表面杂物后，喷洒粘层油；
(2)摊铺下面层悬浮密实型沥青混合料，压实成型；
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺基体沥青混合料，压实成型，基体沥青混合料的空隙率控制在18～30％，优选为20～25％；
(4)向基体沥青混合料中灌注砂浆，并清除路表浮浆露出沥青集料面层；砂浆灌注是在中面层基体沥青混合料温度降至30℃以下后进行，灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行；灌注结束后，清除路表浮浆，露出原路面集料面层；
(5)在灌注表面砂浆初凝但未上强度前喷洒透层油，透层施工1d后，进行改性沥青碎石连接层施工；
(6)改性沥青碎石连接层施工完成后，摊铺高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层，完工后封闭交通24h再开放交通。
实施例1
一种BRT重载交通路段铺装结构：
(1)选用钢渣与玄武岩石料共同用作粗集料，钢渣与玄武岩粗集料的质量比为4：6。钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51。采用SBS 改性沥青、高粘改性剂(掺量为SBS改性沥青质量的11％)、甲基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸锌按质量比3：1组成的稳定剂(掺量为SBS改性沥青质量的0.5％)，在185℃高温下混合、剪切45min，165℃发育2h制备成超高粘改性沥青。其性能分级为PG 88-22，60℃动力粘度为48×104Pa·s，软化点为104℃，粘韧性为24.6N·m，韧性为16.1N·m。纤维选择以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为沥青混合料质量的0.3％。高模量添加剂掺加量为沥青混合料质量的0.3％。助剂采用全氟聚醚酰胺磺酸钠，用量为超高粘沥青质量的4.0％。
将符合SMA-13级配的集料、高模量添加剂加入到188℃拌锅内拌和 1min后，加入木质素纤维拌和1min，再加入超高粘改性沥青和助剂拌和 2min后制得高粘高模量沥青混合料SMA-13，测定其高温动稳定度(70℃， 0.7MPa)为11245次/mm。
(2)采用钢渣粗集料与玄武岩石料共同使用，钢渣与玄武岩粗集料的质量比为4：6(钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51)以及性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备成空隙率为24.7％的基体沥青混合料。
采用70号基质沥青、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵乳化剂、硅酸钠与羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠按质量比2：1：1组成稳定剂以及水按质量比60： 3.6：0.6：35.8经胶体磨研磨制备乳化沥青。测定其固含量为57.8％，恩格拉粘度3.7，蒸发残留物软化点为61℃。
采用钢渣粉(粒径为200目，游离氧化钙含量4.7％)、矿渣粉(粒径为100目)、石英砂(粒径为60目)和硫铝酸盐水泥(42.5级)按质量比 1：1：2：4配制成掺和料。将制备的乳化沥青、SBR胶乳、掺和料、水按质量比1：0.3：2：0.5配制成浆料，并按掺和料质量的0.1％添加聚羧酸高性能减水剂。测得浆料的流动度为11s。立即将配制的砂浆灌注于基体沥青混合料中，养护1d后，测定其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)大于50000 次/mm。
(3)采用游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51的钢渣与玄武岩石料按质量比4：6掺配，与性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备成中粒式沥青混合料AC-20C。
一种BRT车站重载交通路段铺装结构，其施工步骤如下：
(1)处理基层，清洗表面杂物，并喷洒透层油；
(2)在基层表面摊铺8cm下面层沥青混合料AC-20C，并碾压成型；
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺6cm基体沥青混合料中面层，压实成型；
(4)待中面层基体沥青混合料温度降至30℃以下后，灌注砂浆。灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行，并辅助振捣，保证砂浆灌注饱满。灌注完成后，在浆料初凝前清除面层浮浆，露出沥青混合料骨料面层；
(5)在表面浆料初凝但尚未形成强度时，喷洒透层油养生1d后，在透层油上洒布SBS改性沥青(软化点为67℃)碎石连接层，采用9.5～ 13.2mm粒径的沥青预裹覆钢渣集料，连接层厚度为10mm；
(6)改性沥青连接层撒布完成后，立即摊铺4cm高粘高模量沥青混合料SMA-13上面层。摊铺温度189℃，初压温度184℃。施工完成后24h 后开放交通。施工完成后24h后开放交通。
实施例2
一种BRT重载交通路段铺装结构：
(1)选用玄武岩石料为粗集料。采用SBS改性沥青、高粘改性剂(掺量为SBS改性沥青质量的8％)、二硫化双硫羰基二甲胺和甲基丙烯酸盐按质量比2：1组成的稳定剂(掺量为SBS改性沥青质量的0.3％)，在175 ℃高温下混合、剪切40min，160℃发育2h制备成超高粘改性沥青。其性能分级为PG 88-22，60℃动力粘度为33×104Pa·s，软化点为93℃，粘韧性为22.1N·m，韧性为15.6N·m。纤维选择以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为沥青混合料质量的0.3％。高模量添加剂掺加量为沥青混合料质量的 0.3％。助剂采用羟基氟硅油与Sasobit蜡按质量比2：1组成的混合物，用量为超高粘沥青质量的2.4％。
将符合SMA-13级配的集料、高模量添加剂加入到185℃拌锅内拌和 1min后，加入木质素纤维拌和1min，再加入超高粘改性沥青和助剂拌和 2min后制得高粘高模量沥青混合料SMA-13，测定其高温动稳定度(70℃， 0.7MPa)为10160次/mm。
(2)采用玄武岩石料以及性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备成空隙率为21.2％的基体沥青混合料。
采用90号基质沥青、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚乳化剂、硅酸钠与羧甲基纤维素按质量比3：1组成稳定剂以及水按质量比60：3.0：0.6： 36.4经胶体磨研磨制备乳化沥青。测定其固含量为58.1％，恩格拉粘度3.3，蒸发残留物软化点为62.4℃。
采用钢渣粉(粒径为400目，游离氧化钙含量4.1％)、矿渣粉(粒径为200目)、石英砂(粒径为60目)和硅酸盐水泥(42.5级)按质量比1： 2：2：3.5配制成掺和料。将制备的乳化沥青、SBR胶乳、掺和料、水按质量比1：0.25：2：0.4配制成浆料，并按掺和料质量的0.1％添加聚羧酸高性能减水剂。测得浆料的流动度为14s。立即将配制的砂浆灌注于基体沥青混合料中，养护1d后，测定其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)为48346 次/mm。
(3)采用玄武岩石料与性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备成中粒式沥青混合料AC-20C。
一种BRT车站重载交通路段铺装结构，其施工步骤如下：
(1)处理基层，清洗表面杂物，并喷洒透层油；
(2)在基层表面摊铺10cm下面层沥青混合料AC-20C，并碾压成型；
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺5cm基体沥青混合料中面层，压实成型；
(4)待中面层基体沥青混合料温度降至30℃以下后，灌注砂浆。灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行，并辅助振捣，保证砂浆灌注饱满。灌注完成后，在浆料初凝前清除面层浮浆，露出沥青混合料骨料面层；
(5)在表面浆料初凝但尚未形成强度时，喷洒透层油养生1d后，在透层油上洒布SBS改性沥青(软化点为67℃)碎石连接层，采用4.75～9.5mm粒径的沥青预裹覆砾石集料，连接层厚度6mm；
(6)改性沥青连接层撒布完成后，立即摊铺3cm高粘高模量沥青混合料SMA-13上面层。摊铺温度188℃，初压温度182℃。施工完成后24h 后开放交通。施工完成后24h后开放交通。
实施例3
一种BRT重载交通路段铺装结构：
(1)选用钢渣与辉绿岩石料按质量比6：4组成粗集料。钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51。
采用SBS改性沥青、高粘改性剂(掺量为SBS改性沥青质量的15％)、甲基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸锌按质量比2：1组成的稳定剂(掺量为 SBS改性沥青质量的0.8％)，在188℃高温下混合、剪切50min，165℃发育2h制备成超高粘改性沥青。其性能分级为PG 88-22，60℃动力粘度大于58×104Pa·s，软化点为109℃，粘韧性为26.1N·m，韧性为17.3N·m。纤维选择以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为沥青混合料质量的0.3％。高模量添加剂掺加量为沥青混合料质量的0.4％。助剂采用全氟聚醚酰胺磺酸钠与羟基氟硅油按质量比1：1组成的混合物，用量为超高粘沥青质量的 4.8％。
将符合SMA-13级配的集料、高模量添加剂加入到190℃拌锅内拌和 1.5min后，加入木质素纤维拌和1min，再加入超高粘改性沥青和助剂拌和 2.5min后制得高粘高模量沥青混合料SMA-13，测定其高温动稳定度(70 ℃，0.7MPa)为13569次/mm。
(2)采用钢渣粗集料与辉绿岩石料共同使用，钢渣与辉绿岩粗集料的质量比为6：4(钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51)以及性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备成空隙率为23.1％的基体沥青混合料。
采用70号基质沥青、十八烷基三甲基氯化铵乳化剂、硅酸钠与羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠按质量比2：1：1组成稳定剂以及水按质量比60：4.0： 0.8：35.2经胶体磨研磨制备乳化沥青。测定其固含量为58.9％，恩格拉粘度5.1，蒸发残留物软化点为63.2℃。
采用钢渣粉(粒径为300目，游离氧化钙含量4.0％)、矿渣粉(粒径为140目)、石英砂(粒径为40目)和硫铝酸盐水泥(42.5级)按质量比 1：1：3：2配制成掺和料。将制备的乳化沥青、SBR胶乳、掺和料、水按质量比1：0.3：3：0.3配制成浆料，并按掺和料质量的0.1％添加聚羧酸高性能减水剂。测得浆料的流动度为11s。立即将配制的砂浆灌注于基体沥青混合料中，养护1d后，测定其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)大于50000 次/mm。
(3)采用钢渣(钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51)与辉绿岩石料按质量比6：4，与性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备中粒式沥青混合料AC-20C。
一种BRT车站重载交通路段铺装结构，其施工步骤如下：
(1)处理基层，清洗表面杂物，并喷洒透层油；
(2)在基层表面摊铺8cm下面层沥青混合料AC-20C，并碾压成型。
(3)在下面层上洒布常规粘层油，并摊铺6cm中面层基体沥青混合料，压实成型。
(4)待中面层基体沥青混合料养生1d或温度降至30℃以下后，灌注砂浆。灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行，并辅助振捣，保证砂浆灌注饱满。灌注完成后，在浆料初凝前清除面层浮浆，露出沥青混合料面层。
(5)在表面浆料初凝但尚未形成强度时，喷洒透层油养生1d后，在透层油上洒布SBS改性沥青(软化点为67℃)碎石连接层，采用9.5～ 13.2mm粒径的沥青预裹覆砾石集料，封层厚度9mm；
(6)改性沥青连接层撒布完成后，立即摊铺3cm高粘高模量沥青混合料SMA-13上面层。摊铺温度186℃，初压温度181℃。施工完成后24h 后开放交通。施工完成后24h后开放交通。
实施例4
一种BRT重载交通路段铺装结构：
(1)选用钢渣与玄武岩石料按质量比6：4组成粗集料。钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51。
采用SBS改性沥青、高粘改性剂(掺量为SBS改性沥青质量的10％)、甲基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸锌按质量比2：1组成的稳定剂(掺量为 SBS改性沥青质量的0.8％)，在185℃高温下混合、剪切45min，165℃发育2h制备成超高粘改性沥青。其性能分级为PG 88-22，60℃动力粘度大于46×104Pa·s，软化点为106℃，粘韧性为24.1N·m，韧性为16.2N·m。纤维选择以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为沥青混合料质量的0.3％。高模量添加剂掺加量为沥青混合料质量的0.3％。助剂采用全氟聚醚酰胺磺酸钠与羟基氟硅油按质量比1：1组成的混合物，用量为超高粘沥青质量的 4.1％。
将符合SMA-13级配的集料、高模量添加剂加入到185℃拌锅内拌和 1.5min后，加入木质素纤维拌和1min，再加入超高粘改性沥青和助剂拌和 2.0min后制得高粘高模量沥青混合料SMA-13，测定其高温动稳定度(70 ℃，0.7MPa)为12450次/mm。
(2)采用钢渣粗集料与玄武岩石料共同使用，钢渣与玄武岩粗集料的质量比为6：4(钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51)以及性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备成空隙率为25.1％的基体沥青混合料。
采用70号基质沥青、十八烷基三甲基氯化铵乳化剂、硅酸钠与羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠按质量比3：1：1组成稳定剂以及水按质量比52：4.0： 0.6：43.4经胶体磨研磨制备乳化沥青。测定其固含量为51.1％，恩格拉粘度2.7，蒸发残留物软化点为60.4℃。
采用钢渣粉(粒径为300目，游离氧化钙含量4.0％)、矿渣粉(粒径为200目)、石英砂(粒径为100目)、硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥(均为42.5级，质量比1：1)按质量比1：1：3：2配制成掺和料。将制备的乳化沥青、SBR胶乳、掺和料、水按质量比1：0.3：4：0.2配制成浆料，并按掺和料质量的0.1％添加聚羧酸高性能减水剂。测得浆料的流动度为 13s。立即将配制的砂浆灌注于基体沥青混合料中，养护1d后，测定其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)大于50000次/mm。
(3)采用钢渣(钢渣中游离氧化钙含量为1.2％，磨光值为51)与玄武岩石料按质量比6：4，与性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备中粒式沥青混合料AC-20C。
一种BRT车站重载交通路段铺装结构，其施工步骤如下：
(1)处理基层，清洗表面杂物，并喷洒透层油；
(2)在基层表面摊铺8cm下面层沥青混合料AC-20C，并碾压成型。
(3)在下面层上洒布常规粘层油，并摊铺6cm中面层基体沥青混合料，压实成型。
(4)待中面层基体沥青混合料养生1d或温度降至30℃以下后。灌注砂浆，灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行，并辅助振捣，保证砂浆灌注饱满。灌注完成后，在浆料初凝前清除面层浮浆，露出沥青混合料面层。
(5)在表面浆料初凝但尚未形成强度时，喷洒透层油养生1d后，在透层油上洒布由60目橡胶粉制备的橡胶改性沥青(软化点为65℃)和 4.75～9.5mm粒径的沥青预裹覆砾石集料，形成碎石连接层，连接层厚度为6mm；
(6)改性沥青连接层施工完成后，立即摊铺3cm高粘高模量沥青混合料SMA-13上面层。摊铺温度188℃，初压温度182℃。施工完成后24h 后开放交通。
对比例1
一种BRT重载交通路段铺装结构：
(1)选用玄武岩石料与普通高粘改性沥青(60℃动力粘度为 5×104Pa·s，软化点为80℃)、絮状木质素纤维(用量为混合料质量的0.3％) 制备的改性SMA-13混合料，其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)为3874 次/mm。
(2)采用玄武岩石料与性能分级达到PG 76-22的改性沥青制备中粒式沥青混合料AC-20C。其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)为2468次/mm。
一种常规BRT车站重载交通路段铺装结构，其施工步骤如下：
(1)处理基层表面杂物，并喷洒透层油。
(2)在基层表面摊铺8cm下面层沥青混合料AC-20C，并碾压成型。
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺6cm中面层AC-20C混合料。
(4)待中面层自然冷却后，洒布粘层油，并摊铺4cm上面层SMA-13 混合料。摊铺温度166℃，初压温度157℃。施工完成后24h后开放交通。
对比例2
一种BRT重载交通路段铺装结构：
(1)选用玄武岩石料与普通改性沥青(60℃动力粘度为1×104Pa·s，软化点为64℃)、絮状木质素纤维(用量为混合料质量的0.3％)制备的改性SMA-13混合料，其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)为1641次/mm。
(2)采用石灰岩石料与普通70号沥青制备中粒式沥青混合料AC-16 和AC-20C，其高温动稳定度(70℃，0.7MPa)分别为812次/mm和903 次/mm。
一种BRT车站重载交通路段铺装结构，其施工步骤如下：
(1)处理基层表面杂物，并喷洒透层油。
(2)在基层表面摊铺8cm下面层沥青混合料AC-20C，并碾压成型。
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺6cm中面层AC-16混合料。
(4)待中面层自然冷却后，洒布粘层油，并摊铺4cm上面层SMA-13 混合料。摊铺温度160℃，初压温度153℃。施工完成后24h后开放交通。
测试实施例的性能如下表1所示。从测试结果可以看出，采用本发明设计的铺装结构的表面抗滑和弯沉值均显著优于对比例的传统铺装结构，表现出优异的路面强度、抗变形和耐磨性能。
表1实施例性能对比
实施方案 摩擦系数(摆值) 弯沉值(0.01mm)
实施例1 72 10.1
实施例2 51 12.2
实施例3 78 9.8
实施例4 82 8.7
对比例1 45 31.8
对比例2 44 48.4
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，由上而下依次包括高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层、改性沥青碎石连接层、刚柔复合式沥青混合料中面层以及改性沥青悬浮密实型混合料下面层。
2.如权利要求1所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层由细粒径集料、超高粘改性沥青、纤维稳定剂、高模量添加剂和助剂组成。
3.如权利要求2所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述细粒径集料为公称最大粒径不大于13.2mm的钢渣、玄武岩或辉绿岩中的一种或几种的组合物；所述钢渣中的游离氧化钙含量不大于3.0％，磨光值不小于50；所述超高粘改性沥青的60℃动力粘度不低于30×104Pa·s，软化点不低于90℃，粘韧性不低于20N·m，韧性不低于15N·m，性能分级达到PG 88-22；所述纤维稳定剂为以原木浆为主的絮状木质素纤维，用量为沥青混合料质量的0.3％；所述高模量添加剂主要成分为聚烯烃，掺加量为混合料质量的0.2％～0.4％；所述的助剂为含氟聚醚酰胺磺酸盐、羟基氟硅油、Sasobit蜡或其组合物，用量为超高粘改性沥青质量的1～6％；所述高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层混合料的高温动稳定度(70℃，0.7MPa)大于10000次/mm；所述的上面层摊铺厚度为2～5cm。
4.如权利要求3所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述超高粘改性沥青由SBS改性沥青、高粘改性剂与稳定剂在160～190℃高温下混合、剪切和发育制成，剪切时间不小于30min，发育时间不小于2h，所述的高粘改性剂主要成分为热塑性弹性体和热塑性树脂，掺加量为SBS改性沥青质量的6～15％；所述的稳定剂为甲基三乙氧基硅烷、二硫化双硫羰基二甲胺、甲基丙烯酸盐或其组合物，用量为SBS改性沥青质量的0.1～1％。
5.如权利要求1所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述改性沥青碎石连接层中的改性沥青为SBS改性沥青或橡胶改性沥青；所述改性沥青碎石连接层中的碎石为经沥青预拌处理后的粒径为4.75～13.2mm的钢渣、砾石集料；所述改性沥青碎石连接层的厚度为5～10mm。
6.如权利要求5所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述SBS改性沥青的软化点不小于65℃；所述橡胶改性沥青由基质沥青与30～80目橡胶粉制备而成，软化点不小于65℃。
7.如权利要求1所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述刚柔复合式沥青混合料中面层是由混合浆料灌注于基体沥青混合料中形成；所述刚柔复合式沥青混合料的摊铺厚度为3～6cm。
8.如权利要求7所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述混合浆料是由乳化沥青、聚合物胶乳、掺和料与水按质量比(1～4)：(0.1～1.5)：(2～4)：(0.1～0.5)拌和，并按掺和料质量的0.1～0.2％添加减水剂组成；所述混合浆料的流动度为10～14s；所述刚柔复合式沥青混合料的基体材料为由钢渣、玄武岩或辉绿岩集料与SBS改性沥青制备的空隙率为18～30％的沥青混合料；所述刚柔复合式沥青混合料经1d养生后的高温动稳定度(70℃，0.7MPa)不低于50000次/mm。
9.如权利要求8所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述乳化沥青由基质沥青、乳化剂、稳定剂与水按比例(50～60)：(2～4)：(0～1)：(35～48)经胶体磨研磨制备而成；所述基质沥青为70号或90号沥青；所述乳化剂为市售沥青乳化剂；所述稳定剂为硅酸盐、羧甲基纤维素与聚丙烯酸盐组成的组合物；所述乳化沥青的固含量不低于50％，恩格拉粘度2～6，蒸发残留物软化点不低于60℃；所述掺和料由钢渣粉、矿渣粉、石英砂和水泥组成，其质量配合比为1：(1～2)：(1～3)：(1～5)；所述钢渣粉的粒径为200～400目，游离氧化钙含量不大于5.0％；所述矿渣粉的粒径为60～200目；所述石英砂的粒径为40～100目；所述水泥为强度等级达42.5及以上的普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或二者混合物。
10.如权利要求1所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述改性沥青悬浮密实型混合料下面层由中粒式或粗粒式集料与SBS改性沥青拌和而成，摊铺厚度为6～10cm。
11.如权利要求10所述BRT车站重载交通路段铺装结构，其特征在于，所述中粒式或粗粒式集料为钢渣、玄武岩、辉绿岩中一种或几种混合物；所述钢渣中的游离氧化钙含量不大于3.0％；所述SBS改性沥青的性能分级达到PG 76-22。
12.一种BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)处理下承层，保证下承层的承载能力符合要求，对于新建路面，所述下承层指路面基层，清洗基层表面后，喷洒透层油；对于旧路面，清洗下承层表面杂物后，喷洒粘层油；
(2)摊铺下面层悬浮密实型沥青混合料，压实成型；
(3)在下面层上洒布粘层油，并摊铺基体沥青混合料，压实成型；
(4)向基体沥青混合料中灌注浆料，灌注完成后清除路表浮浆露出沥青集料面层；
(5)在灌注表面砂浆初凝但未上强度前喷洒透层油，透层施工1d后，进行改性沥青碎石连接层施工；
(6)改性沥青碎石连接层施工完成后，摊铺高粘高模量骨架密实型沥青混合料上面层，上面层施工完成，封闭交通24h后开放交通。
13.如权利要求12所述BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，其特征在于，步骤(3)中，所述基体沥青混合料的空隙率控制在18～30％。
14.如权利要求13所述BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，其特征在于，步骤(3)中，所述基体沥青混合料的空隙率控制在20～25％。
15.如权利要求12所述BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，其特征在于，步骤(4)中，所述砂浆灌注是在中面层基体沥青混合料温度降至30℃以下后进行，灌注沿路面坡度从低处向高处缓慢均匀进行；灌注结束后，清除路表浮浆，露出原路面集料面层。
16.如权利要求12所述BRT车站重载交通路段铺装结构施工方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的高粘高模量骨架密实型沥青混合料摊铺温度不低于185℃，初压温度不低于180℃。
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