CN203947379U - 一种高温重载条件下抗车辙路面结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温重载条件下抗车辙路面结构，从上至下依次包括上面层、中下面层、基层，所述上面层为SMA-13沥青混合料层，中下面层为HMAC-20高模量沥青混合料层，基层为LSAM大粒径沥青混合料层、水泥稳定碎石层，所述上面层的表面涂覆有热反射层。本实用新型将热反射路面材料和抗车辙路面结构作为一个整体进行研究，不仅能够降低路表温度，同时，本实用新型从力学角度研究了抗车辙的材料性能、以及路面结构，实现了热反射材料与路面结构耦合作用共同抗车辙的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程技术领域，具体涉及一种高温重载条件下抗车辙路面结构。
背景技术
车辙是路基路面在重复行车荷载作用下路面不可恢复应变的累积
变形及行车荷载作用下的压密变形，是沥青路面特有的一种损坏现象。从20 世纪70 年代美国的调查表明，在州 际和主要公路上车辙所致的路面损害约40%； 20 世纪80 年代日本的调查表明，由于车辙引起的路面损害高达80%。在我国，近几年高速公路建设事业迅猛发展，在许多省区沥青路面均不同程度的出现了大面积的早期车辙破坏。沥青路面的车辙是当前最主要的路面结构破坏形式之一，特别是在高温重载作用下沥青路面的车辙发展更快。车辙的形成不仅会导致路面积水，厚度减薄，直接影响行车的舒适性和安全性，而且还会引起路面其它破坏形式的产生和加剧。多年来国内外道路技术工作者从路面结构、材料、混合料组成设计、车辙控制指标等方面进行分析和研究，取得了一定的成果。但由于超载、交通量激增、极端高温天气等原因，车辙目前仍是世界性的难题之一。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高温重载条件下抗车辙路面结构，克服现有技术存在的缺陷。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种高温重载条件下抗车辙路面结构，从上至下依次包括上面层、中下面层、基层，所述上面层为SMA-13 沥青混合料层，中下面层为HMAC-20 高模量沥青混合料层，基层为LSAM 大粒径沥青混合料层、水泥稳定碎石层，所述上面层的表面涂覆有热反射层。
本实用新型进一步改进方案是，上面层的厚度为4厘米，中下面层的厚度为8厘米，基层中的LSAM 大粒径沥青混合料层厚度为10厘米、水泥稳定碎石层厚度为21厘米。
本实用新型进一步改进方案是，所述基层中的LSAM 大粒径沥青混合料层，其粒料粒径为一级。
本实用新型进一步改进方案是，热反射层的厚度为0.5-1.5毫米。
本实用新型围绕高温重载区高速公路抗车辙路面结构进行设计研究，对高速公路抗车辙路面结构组合进行设计和相应的厚度计算，设计了新型高温重载公路抗车辙路面结构组合，在上面层的表面涂覆热反射功能路表材料降低路表及路面结构内部温度，配合中、下面层及基层结构，实现路面高温重载抗车辙功能。
根据力学分析，路面不同深度处的各结构层都有其不同的受力特点和损坏特性，因此设计时针对不同结构层所处的位置和受力特点进行材料选择、沥青混合料设计。本实用新型上面层采用SMA-13 沥青混合料，中下面层采用HMAC-20 高模量沥青混合料，基层采用LSAM 大粒径沥青混合料与水泥稳定碎石。大径沥青混合料基层具有很强的柔和变形能力，作为应力消散层，可减少路面反射裂缝的产生，同时由于其模量与沥青混凝土面层相近，可以使路面结构受力更均匀。
所使用高模量沥青混合料具有以下特点：a)模量(强度)高:提高路面整体强度与承载能力；b)抗车辙:高模量的结构层能够有效的将荷载分散开来向下传播,减小沥青层承受的压力,从而产生了抗车辙的效果；c)抗剪切变形:高模量的沥青结构层与半刚性基层之间的模量比有所减小,使两者界面上所产生的剪切力也大大减小,这使得沥青混凝土不易产生剪切推移或流动变形。
LSAM大粒径沥青混合料基层与高模量面层组合使用（新型组合）。
对于LSAM大粒径沥青混合料，从沥青混合料组成结构分析，增大粗集料用量，使其形成骨架，这对于沥青混合料的高温稳定性十分有利，对于以高温稳定性和抗水害为主的地区，可以采用骨架稳定度稍低一些的级配。大粒径沥青混合料通过增大粒径，既降低油量，又在不增加造价的情况下，增强了沥青路面的抗车辙能力，减缓了反射裂缝的发生。水泥稳定砂砾层基础上，合理有效使用LSAM并在其上设置高模量层，此新型组合对于减轻沥青路面车辙、剪切破环等病害，提高路面的使用性能，延长路面的使用寿命，具有重要的现实和经济意义。
为了能够设计出更合理的路面结构厚度，本实用新型在保持相同层底拉应力的情况下，采用控制HMAC-20高模量沥青混合料层厚度的方法，来分析水泥稳定碎石层厚度的变化，以确定两者最佳的厚度。试验结果如图2所示。从图２可知，本实用新型优选出的高模量沥青混合料层为8cm, 水泥稳定碎石层为 21cm。与传统的路面结构相比，这种组合的设计减小了整体路面的厚度，同时在使用效果上，由于结构厚度得到很好的优化，极大的减少了车辙病害的发生，使得公路路面路用性能得到很大的提高。
综上，本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点
（1）本实用新型将热反射路面材料和抗车辙路面结构作为一个整体进行研究，不仅能够降低路表温度，同时，本实用新型从力学角度研究了抗车辙的材料性能、以及路面结构，实现了热反射材料与路面结构耦合作用共同抗车辙的功能。
（2）本实用新型仅在路面涂覆热反射材料，施工方便。所用的陶瓷微粒具有低导热系数、高反射率、高辐射率、低蓄热系数等热物理性能。
（3）使用效果好，适用范围广。
本实用新型的路面结构，经使用证明，最大降温幅度可达7℃，有很好的降温效果，既适用高速公路，同时也适用城市道路，既适用新建道路也适用已建道路夏季防车辙使用，既适用东部高温地区夏季抗车辙使用，也可用于西部多年冻土区减少路表吸热、冻土融化引起的路面病害，可以说本实用新型具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型路面结构示意图。
图2为本实用新型中的HMAC-20高模量层与水泥稳定碎石层厚度变化示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实用新型从上至下依次包括上面层1、中下面层2、基层3。所述上面层1为SMA-13 沥青混合料层，中下面层2为HMAC-20 高模量沥青混合料层，基层3为LSAM 大粒径沥青混合料层31、水泥稳定碎石层32，所述上面层1的表面涂覆有热反射层4（在本实施例中，热反射层4为购买日本产的凉顶(cooltop)涂料。
上面层1的厚度为4厘米，中下面层2的厚度为8厘米，基层3中的LSAM 大粒径沥青混合料层31厚度为10厘米、水泥稳定碎石层32厚度为21厘米。
在本实施例中，所述基层中的LSAM 大粒径沥青混合料层，其粒料粒径为一级（最大粒径为53厘米）。
热反射层的厚度1.5毫米。
Claims (4)
1.一种高温重载条件下抗车辙路面结构，从上至下依次包括上面层（1）、中下面层（2）、基层（3），其特征在于：所述上面层（1）为SMA-13 沥青混合料层，中下面层（2）为HMAC-20 高模量沥青混合料层，基层（3）为LSAM 大粒径沥青混合料层、水泥稳定碎石层，所述上面层（1）的表面涂覆有热反射层（4）。
2.如权利要求1所述的一种高温重载条件下抗车辙路面结构，其特征在于：上面层（1）的厚度为4厘米，中下面层（2）的厚度为8厘米，基层（3）中的LSAM 大粒径沥青混合料层厚度为10厘米、水泥稳定碎石层厚度为21厘米。
3.如权利要求1所述的一种高温重载条件下抗车辙路面结构，其特征在于：所述基层（3）中的LSAM 大粒径沥青混合料层，其粒料粒径为一级。
4.如权利要求1所述的一种高温重载条件下抗车辙路面结构，其特征在于：热反射层（4）的厚度为0.5-1.5毫米。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113882210A (zh) * | 2021-08-19 | 2022-01-04 | 于洪岗 | 一种含有零泊松效应的三维空间蜂窝结构的沥青路面结构 |
| CN115506192A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-23 | 山东高速集团有限公司创新研究院 | 一种超大粒径长寿命沥青路面结构及构建方法 |
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