CN114059412A - 一种新型道路及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型道路，所述新型道路包含依次铺设的水泥稳定土层、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层、沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面；所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，填料的最大公称粒径小于或等于53mm，土粒不均匀系数大于10，液限小于或等于40，塑性指数小于或等于12，有机质含量小于2％。所述沥青玛蹄脂碎石结构层，能够有效地缓解反射裂缝贯穿路面的时间，从而提高路面的耐久性和延长使用寿命，同时可以减少路面结构层的总厚度，节约地质材料，并且缩减工程的建设工期。本发明还涉及一种新型道路的施工方法。

Description

一种新型道路及其施工方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体是涉及一种新型道路及其施工方法。

背景技术

沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。

在公路营运过程中，由于路面结构长时间高负荷运行，加上路基沉降，路面会出现不同的损坏，例如因路基的反射裂缝贯穿路面、路基沉降造成的开裂坑槽等病害，对行车安全造成一定的隐患，并且后期维护麻烦。其根本原因在于路基处理上的缺陷及路面结构层刚度不足引起。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种新型道路及其施工方法。

第一方面，本发明提供一种新型道路。

所述新型道路包含依次铺设的水泥稳定土层、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层、沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面；

所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，填料的最大公称粒径小于或等于53mm，土粒不均匀系数大于10，液限小于或等于40，塑性指数小于或等于12，有机质含量小于2％。

可选地，所述水泥稳定土层中，水泥用量为每平方22kg。

可选地，所述水泥稳定土层包括两水泥稳定土子层，所述水泥稳定土子层的厚度为10～25cm。

可选地，所述级配碎石垫层的厚度为15～20cm。

可选地，所述水泥稳定级配碎石底基层的厚度为15～20cm；所述碾压混凝土基层的厚度为15～20cm。

可选地，所述级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层均采用骨架密实型级配的集料。

可选地，所述沥青玛蹄脂碎石结构层由沥青玛蹄脂碎石混合料铺筑而成；所述沥青玛蹄脂碎石混合料包括第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉、改性沥青、稳定剂，其中，第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的质量比为15：28：25：9：15：8，油石比为4.5％～6.5％，稳定剂质量为混合料质量的0.3％；所述第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的级配范围如下表：

可选地，所述稳定剂为絮状木质纤维素，所述沥青玛蹄脂碎石结构层的厚度为集料最大公称粒径的3倍以上。

可选地，所述沥青薄层罩面采用改性沥青。

第二方面，本发明提供一种新型道路的施工方法。

所述新型道路的施工方法包括以下步骤：

1)、水泥稳定土层铺筑

撒石灰画方格，采用扣掀法将水泥均匀地撒布在方格内，就地将填料与水泥进行拌和，随后进行平整、碾压、压光面、养生；其中，所述水泥稳定土层包括两水泥稳定土子层，各水泥稳定土子层进行填料与水泥拌和时，拌和深度侵入下层1～2cm；

所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，填料的最大公称粒径小于或等于53mm，土粒不均匀系数大于10，液限小于或等于40，塑性指数小于或等于12，有机质含量小于2％；

2)、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层铺筑；

3)、沥青玛蹄脂碎石结构层铺筑

所述沥青玛蹄脂碎石结构层由沥青玛蹄脂碎石混合料铺筑而成；所述沥青玛蹄脂碎石混合料包括第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉、改性沥青、稳定剂，其中，第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的质量比为15：28：25：9：15：8，油石比为4.5％～6.5％，稳定剂质量为混合料质量的0.3％；所述第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的级配范围如下表：

4)、沥青薄层罩面铺筑。

本发明实施例中，所述水泥稳定土层的强度高、稳定性好、整体性好、承载力高，主要作用在于改善路基工作性能。

所述级配碎石垫层是设置在水泥稳定土层与水泥稳定级配碎石底基层之间的结构层，它的主要作用体现在两个方面：一方面是改善水泥稳定土层的湿度和温度状况，以保证面层及基层的强度、刚度和稳定性不受水泥稳定土层水温状况变化的影响，另一方面是将基层传来的车辆荷载应力加以扩散，以减少水泥稳定土层产生的应力和变形，同时也能阻止路基土挤入基层中影响基层结构的性能。

所述水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层为结构受力层，主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并将力扩散到下面的级配碎石垫层和水泥稳定土层中。

所述沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面是直接承受车轮荷载的反复作用和自然因素影响的结构层(面层)，其承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到雨水侵蚀和气温变化的影响。所述沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面具备较高的结构强度、抗变形能力、较好的水稳定性和温度稳定性，而且耐磨、不透水；表面还具有良好的抗滑性和平整度。

所述沥青玛蹄脂碎石结构层，能够有效地缓解反射裂缝贯穿路面的时间，从而提高路面的耐久性和延长使用寿命，同时可以减少路面结构层的总厚度，节约地质材料，并且缩减工程的建设工期。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为新型道路的结构示意图；

图2为沥青玛蹄脂碎石结构层的骨架示意图；

图3为沥青玛蹄脂碎石混合料合成级配曲线图。

附图标记说明：1、水泥稳定土层；2、级配碎石垫层；3、水泥稳定级配碎石底基层；4、碾压混凝土基层；5、沥青玛蹄脂碎石结构层；6、沥青薄层罩面；7、水泥稳定土子层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

下述实施例中，

所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，填料的最大公称粒径小于或等于53mm，土粒不均匀系数大于10，液限小于或等于40，塑性指数小于或等于12，有机质含量小于2％。

所述沥青玛蹄脂碎石混合料，包括第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉、改性沥青、稳定剂，其中，第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的质量比为15：28：25：9：15：8，油石比为4.5％～6.5％，稳定剂质量为混合料质量的0.3％；所述第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的级配范围如下表：

实施例一

一种新型道路的施工方法，所述新型道路包含依次铺设的水泥稳定土层、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层、沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面；所述施工方法，包括以下步骤：

1)、水泥稳定土层铺筑

所述水泥稳定土层中，水泥用量可以为每平方22kg，施工时，撒石灰画方格，采用扣掀法将水泥均匀地撒布在方格内，可以采用冷再生机就地将填料与水泥进行拌和，拌和两遍以上，随后可以用装载机和平地机进行平整，然后可以用单钢轮压路机进行碾压，最后可以用双钢轮压路机光面，碾压完毕后，及时洒水覆盖薄膜养生，并封闭交通不少于7天，待上层铺筑。

本实施例中，所述水泥稳定土层包括两水泥稳定土子层，各水泥稳定土子层进行填料与水泥拌和时，拌和深度侵入下层1～2cm，例如，冷再生机拌和深度侵入下层1～2cm，并拌合均匀，不留夹层。

所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，泥碳、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐等超过允许含量的土不得用于该层。

所述水泥稳定土层属于路基，各水泥稳定土子层的厚度不宜超过25cm，最小不能低于10cm。可选地，各所述水泥稳定土子层的厚度均为20cm，则水泥稳定土层为40cm。

2)、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层铺筑。

所述级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层均采用骨架密实型级配的集料。级配碎石垫层的材料选用根据透水、经济并有一定的强度的原则，水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层的水泥用量及材料指标应符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

所述水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层可以采用拌和厂集中拌制，配合路面配套机械施工。

所述级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层属于路面半刚性结构，规范要求单层厚度不能超过20cm，因而单层厚度可均设计在15～20cm。可选地，所述级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层的厚度均为20cm。

3)、沥青玛蹄脂碎石结构层铺筑

3.1)、沥青玛蹄脂碎石混合料制备

原材料准备，其中，根据原材料的筛分数据进行级配合成及优化，选取第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的质量比为15：28：25：9：15：8，第一集料最大公称粒径为37.5mm；通过马歇尔试验确定油石比为5.5％，稳定剂絮状木质纤维素质量为混合料质量的0.3％，改性沥青选用选用壳牌SBS I-D型改性沥青(克裂王)。

将原材料加入拌和楼中搅拌，得到沥青玛蹄脂碎石混合料。

所述第一集料、第二集料、第三集料、第四集料均选用质地坚硬、表面粗糙的辉绿岩经反击破碎而成，其需符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中关于粗集料技术指标的要求，试验项目及结果见下表：

所述第五集料选用石灰岩加工而成的机制砂，其需符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中关于细集料技术指标的要求，试验项目及结果见下表：

试验项目	技术要求	试验结果
			砂当量	不小于60	61.5
表观相对密度	不小于2.5	2.725
			毛体积相对密度	实测	2.656
小于0.075mm通过率	小于15	11.4

所述矿粉(填料)由石灰岩碾磨而成，其需符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中关于填料技术指标的要求，试验项目及结果见下表：

选用的壳牌SBS I-D型改性沥青(克裂王)，其试验项目及结果见下表，符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中关于改性沥青技术指标的要求。

试验项目	技术要求	试验结果
			软化点(℃)	≥60	87.5
针入度(25℃100g 5s)	40-60	51.2
			延度(5℃)	≥20	28.0
弹性恢复25℃	≥75	93

所述絮状木质纤维素采用北京肯特来科技有限公司生产的絮状木质纤维素，其符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中关于纤维稳定剂技术指标的要求。

马歇尔试验

在试验室以油石比间隔0.5％(4.5％，5.0％，5.5％，6.0％，6.5％)进行沥青混合料试拌，同时加入0.3％的木质纤维素。通过不同油石比情况下的马歇尔试验，选定5.5％为最佳油石比，具体数据见下表：

谢伦堡沥青析漏试验

沥青玛蹄脂碎石混合料谢伦堡沥青析漏试验结果如下表：

肯塔堡飞散试验

沥青玛蹄脂碎石混合料肯塔堡飞散试验结果如下表：

车辙试验

沥青玛蹄脂碎石混合料进行车辙试件成型，在70℃试验环境下进行动稳定度试验，其结果如下表：

渗水试验

对通过成型车辙试件进行渗水试验，其结果表明所述沥青玛蹄脂碎石混合料具有良好的抗渗性能，试验结果如下表：

冻融劈裂试验

沥青玛蹄脂碎石混合料进行冻融劈裂试验，其结果如下表：

3.2)、将沥青玛蹄脂碎石混合料运输至路面施工点，由摊铺机进行摊铺施工，压路机碾压施工，形成沥青玛蹄脂碎石结构层。

所述沥青玛蹄脂碎石结构层属于路面柔性结构，厚度为集料最大公称粒径的3倍以上。本实施例中，所述沥青玛蹄脂碎石结构层中，集料的最大公称粒径为37.5mm，因而，所述沥青玛蹄脂碎石结构层厚度可选为12cm。

所述沥青玛蹄脂碎石混合料是一种粗大骨架密实型沥青混凝土，相比传统的沥青混凝土，沥青玛蹄脂碎石混合料具有更好的抗渗、抗车辙能力，能够很好的满足现阶段道路的交通荷载，其工作性能更为稳定，耐久性也有很大的提升。

4)、沥青薄层罩面铺筑

所述沥青薄层罩面采用改性沥青，可以采用摊铺机进行摊铺，然后用单钢轮压路机进行碾压。

所述沥青薄层罩面属于路面柔性结构，厚度为集料最大公称粒径的3倍以上，厚度可选为2cm。

本发明实施例中，所述水泥稳定土层的强度高、稳定性好、整体性好、承载力高，主要作用在于改善路基工作性能。

所述级配碎石垫层是设置在水泥稳定土层与水泥稳定级配碎石底基层之间的结构层，它的主要作用体现在两个方面：一方面是改善水泥稳定土层的湿度和温度状况，以保证面层及基层的强度、刚度和稳定性不受水泥稳定土层水温状况变化的影响，另一方面是将基层传来的车辆荷载应力加以扩散，以减少水泥稳定土层产生的应力和变形，同时也能阻止路基土挤入基层中影响基层结构的性能。级配碎石垫层具有排水、隔水、防冻、防污等功能，要求其水稳定性和隔温性能要好。

所述水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层为结构受力层，主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并将力扩散到下面的级配碎石垫层和水泥稳定土层中。

所述沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面是直接承受车轮荷载的反复作用和自然因素影响的结构层(面层)，其承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到雨水侵蚀和气温变化的影响。所述沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面具备较高的结构强度、抗变形能力、较好的水稳定性和温度稳定性，而且耐磨、不透水；表面还具有良好的抗滑性和平整度。

所述沥青玛蹄脂碎石结构层，能够有效地缓解反射裂缝贯穿路面的时间，从而提高路面的耐久性和延长使用寿命，同时可以减少路面结构层的总厚度，节约地质材料，并且缩减工程的建设工期。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种新型道路，其特征在于：包含依次铺设的水泥稳定土层、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层、沥青玛蹄脂碎石结构层、沥青薄层罩面；

所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，填料的最大公称粒径小于或等于53mm，土粒不均匀系数大于10，液限小于或等于40，塑性指数小于或等于12，有机质含量小于2％。

2.根据权利要求1所述的新型道路，其特征在于：所述水泥稳定土层中，水泥用量为每平方22kg。

3.根据权利要求1所述的新型道路，其特征在于：所述水泥稳定土层包括两水泥稳定土子层，所述水泥稳定土子层的厚度为10～25cm。

4.根据权利要求1所述的新型道路，其特征在于：所述级配碎石垫层的厚度为15～20cm。

5.根据权利要求1所述的新型道路，其特征在于：所述水泥稳定级配碎石底基层的厚度为15～20cm；所述碾压混凝土基层的厚度为15～20cm。

6.根据权利要求1所述的新型道路，其特征在于：所述级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层均采用骨架密实型级配的集料。

7.根据权利要求1所述的新型道路，其特征在于：所述沥青玛蹄脂碎石结构层由沥青玛蹄脂碎石混合料铺筑而成；所述沥青玛蹄脂碎石混合料包括第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉、改性沥青、稳定剂，其中，第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的质量比为15：28：25：9：15：8，油石比为4.5％～6.5％，稳定剂质量为混合料质量的0.3％；所述第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的级配范围如下表：

8.根据权利要求7所述的新型道路，其特征在于：所述稳定剂为絮状木质纤维素，所述沥青玛蹄脂碎石结构层的厚度为集料最大公称粒径的3倍以上。

9.根据权利要求1至8任一项所述的新型道路，其特征在于：所述沥青薄层罩面采用改性沥青。

10.一种新型道路的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、水泥稳定土层铺筑

撒石灰画方格，采用扣掀法将水泥均匀地撒布在方格内，就地将填料与水泥进行拌和，随后进行平整、碾压、压光面、养生；其中，所述水泥稳定土层包括两水泥稳定土子层，各水泥稳定土子层进行填料与水泥拌和时，拌和深度侵入下层1～2cm；

所述水泥稳定土层选用砾类土或砂类土作为填料，填料的最大公称粒径小于或等于53mm，土粒不均匀系数大于10，液限小于或等于40，塑性指数小于或等于12，有机质含量小于2％；

2)、级配碎石垫层、水泥稳定级配碎石底基层、碾压混凝土基层铺筑；

3)、沥青玛蹄脂碎石结构层铺筑

所述沥青玛蹄脂碎石结构层由沥青玛蹄脂碎石混合料铺筑而成；所述沥青玛蹄脂碎石混合料包括第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉、改性沥青、稳定剂，其中，第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的质量比为15：28：25：9：15：8，油石比为4.5％～6.5％，稳定剂质量为混合料质量的0.3％；所述第一集料、第二集料、第三集料、第四集料、第五集料、矿粉的级配范围如下表：

4)、沥青薄层罩面铺筑。

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