CN204662194U - 一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面 - Google Patents

Abstract

一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，包括基层，基层上铺筑有水泥混凝土层，水泥混凝土层上设置有嵌入到水泥混凝土层中的集料，且集料嵌入到水泥混凝土层中的深度为集料粒径的三分之二，集料上铺筑有沥青混凝土层。本实用新型的复合路面中由于在水泥混凝土层上嵌入了集料，并且嵌入的高度为集料粒径的三分之二，这样形成的复合路面由于集料是嵌入到水泥混凝土层中，所以能够加大水泥混凝土层表面的粗糙度，提高了水泥混凝土层和沥青混凝土层之间的嵌锁咬合能力，再铺筑有沥青混凝土层，最终得到复合路面，得到的复合路面具有较强的抗剪切能力，能够避免水平荷载带来的剪切变形破坏。

Description

一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面

技术领域

本实用新型属于公路领域，具体涉及一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面。

背景技术

刚柔复合路面结构的组成：大部分是在水泥混凝土板上加铺沥青混合料后形成的，主要特点是路面的整体结构刚度大、稳定性好、行驶舒适性，相对于单一的水泥混凝土路面要好很多。其结构组成主要是沥青面层+粘结层+水泥混凝土板+基层。刚柔复合路面组成结构的材料相差很大，上面层沥青混合料属于粘弹性材料，下面的水泥混凝土板属于弹性材料。两者材料的模量差异甚大，从而导致刚柔复合路面在温度和荷载作用下很容易出现推移、剥离等损害。因此在刚柔复合路面使用过程中，绝大部分是由于刚柔界面层的失效或者强度不足导致的。

界面层抗剪能力主要依靠的是表面粗糙的水泥混凝土板与面层沥青混合料间的机械咬合作用，而界面层所用材料本身提供的抗剪切强度是有限的。对于界面层的粘结强度而言，主要依靠表面粗糙的水泥混凝土板与界面层粘结材料的粘结性。因此，对于刚柔复合式路面结构界面进行良好的粗糙处理，选择合适的中间界面层粘结材料以及合适的界面处治方式，是提高刚柔复合式路面上下两种不同材料之间的嵌锁咬合与粘结的关键因素，也是防止沥青面层在车辆荷载的作用下产生滑移和剥离破坏的重要措施。

随着刚柔复合路面的应用越来越广泛，而目前针对沥青和水泥路面规范中对复合路面中间界面层处理方式方法上并没有明确的规定，导致实际中对界面层的处治方式多种多样，其效果各有不同，目前常用的刚柔复合路面界面层处治方式有：喷砂处理、铣刨、拉毛、刻槽等，而层间材料的使用主要有：粘层油、土工布(玻纤格栅、聚酯玻纤布等)，下封层(沥青砂封层、稀浆封层、碎石封层)等。经过对水泥混凝土界面处治和层间材料的使用能够使复合路面粘结比一般处理更加紧密，但是其都是根据不同的道路选用不同的层间材料，同时这些材料都有各自的优缺点。然而这些技术针对重载交通的情况下，由于其嵌锁咬合能力不足，很难避免水平荷载带来的剪切变形破坏，最常见的是破坏形式为层间滑移、拥包等病害。

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，该复合路面具有较强的抗剪切变形能力。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，包括基层，基层上铺筑有水泥混凝土层，水泥混凝土层上设置有嵌入到水泥混凝土层中的集料，且集料嵌入到水泥混凝土层中的深度为集料粒径的三分之二，集料上铺筑有沥青混凝土层。

所述集料与沥青混凝土层之间设置有粘接层。

所述粘接层的厚度为1cm。

所述沥青混凝土层厚度为4～6cm。

所述水泥混凝土层厚度为25～30cm。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：本实用新型的复合路面中由于在水泥混凝土层上嵌入了集料，并且嵌入的高度为集料粒径的三分之二，这样形成的复合路面由于集料是嵌入到水泥混凝土层中，所以能够加大水泥混凝土层表面的粗糙度，提高了水泥混凝土层和沥青混凝土层之间的嵌锁咬合能力，再铺筑有沥青混凝土层，最终得到复合路面，得到的复合路面具有较强的抗剪切能力，能够避免水平荷载带来的剪切变形破坏。

附图说明

图1为复合路面结构示意图。

图2为植石式处治后结构示意图。

其中，1为沥青混凝土层，2为粘结层，3为水泥混凝土层，4为基层，5集料。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

参见图1，本实用新型包括基层4，基层4上铺筑有水泥混凝土层3，水泥混凝土层3上设置有嵌入到水泥混凝土层3中的集料5，且集料5嵌入到水泥混凝土层3中的深度为集料粒径的三分之二，集料5上铺筑粘接层2后再铺筑沥青混凝土层1。所述的沥青混凝土层1厚度为4～6cm，水泥混凝土层3厚度为25～30cm，粘接层2的厚度为1cm。

上述复合路面的施工方法，在基层4上铺筑水泥混凝土层3，然后在水泥混凝土层3上进行植石处治，植石处治具体过程为：在水泥混凝土层3摊铺振捣完成后，且在水泥混凝土初凝之前，将洗净的单一粒径集料5均匀裹附波士胶通用无收缩灌浆料，且无收缩灌浆料裹覆集料5表面积的95％以上，再通过碎石撒布设备将单一粒径集料5均匀撒布到水泥混凝土层3上，然后采用压实设备将集料部分压入到水泥混凝土中，压入效果见图2，集料嵌入水泥混凝土层3中的深度为集料5粒径的三分之二；其中，嵌入到水泥混凝土层3中的集料为单一粒径9.5mm～19mm的碎石。经过一段时间的养生后，先对经过植石处治的水泥混凝土层3进行清扫，清扫干净后进行沥青混凝土层1的铺筑，并且铺筑前沥青混凝土层1在水泥混凝土层3表面喷洒一层粘结性较好的粘层油，形成粘接层2。

上述碎石的撒布面积为水泥混凝土层面积的75～85％。

上述施工方法对界面进行处理是刚柔复合路面中对水泥混凝土板面进行糙化处理的一种方法。其过程为：在刚柔复合路面水泥混凝土板摊铺振捣完成后，在水泥混凝土初凝之前，将洗净的单一粒径集料先均匀裹附波士胶通用无收缩灌浆料，之后再使用碎石撒布设备均匀撒布到水泥混凝土板上，随后采用压实设备将集料压水泥混凝土中，嵌入深度大致为集料粒径的三分之二，待到混凝土养生数天后将混凝土表面的砂浆清理干净，使留在混凝土板上的三分之一的集料露出，形成较为粗糙的表面，与随后摊铺的沥青混合料能够形成很好的咬合嵌锁作用，达到较强的抗剪切和粘结性能的目的。

具体施工过程为：

(1)施工准备

植石所需材料应按相关规范的规定进行进场验收，确保所有材料的数量和质量，石料粒径为9.5～19mm，集料5最好具有良好的棱角性，具有光滑面的集料严禁采用。为了避免材料的不洁净而造成层间的粘结不牢固，同时为了保证水泥混凝土层3与沥青混凝土层1之间有足够的抗剪能力，必须先用清水将集料5洗净，除去表面的灰尘，之后使洗净的集料5与波士胶通用无收缩灌浆料混合，使石料尽量与波士胶通用无收缩灌浆料完全裹附，尽量达到裹附面积95％以上。

(2)撒布石料，植石处治

铺筑时首先在基层4上要铺筑水泥混凝土板，形成水泥混凝土层3，待到混凝土层3初凝时刻，使用碎石撒布设备将波士胶裹附好的集料5尽量均匀撒布，随后用压实设备将石料按压下去，使石料嵌入水泥混凝土层3的厚度大致为集料粒径的三分之二，随后观察按压后的水泥混凝土表面是否均匀，不均匀的地方需要补撒石料，直接用铁钎将其按压下去，撒布集料的面积为水泥混凝土层3面积的75％-85％为宜。

(3)养生

植石工艺完成后，立即用塑料薄膜覆盖在水泥混凝土层3上进行养生，还需要使用浸湿的草袋或者土工布覆盖进行养护，定期洒水以防开裂，养护期(12天～16天)满后，方可清除覆盖物。

(4)表面清扫

待养生结束后，使用清扫设备对植石路段进行清扫2～3遍，以清除板面松动颗粒及污渍，对污渍严重处可适当增加清扫遍数并用水清洗干净，再用高压风吹晾干。

(5)喷洒粘层油

使用沥青洒布车喷洒粘层油，若采用的SBR改性乳化沥青，沥青洒布量为0.6kg/m³(浮动范围0.1kg/m³)；若采用的SBS改性沥青时，沥青洒布量为0.4kg/m³(浮动范围0.1kg/m³)。

(6)沥青混合料的摊铺、碾压

沥青混凝土层1的摊铺要求均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。

经过上述施工过程，最终形成刚柔复合路面结构，所形成的复合路面结构比一般层间处治后的复合路面结构具有更好的抗剪能力。

本实用新型同时通过室内抗剪强度试验与其它几中常见的层间处治进行比较，常见的层间处治包括水泥混凝土凿毛后加粘层油，水泥混凝土刻槽加粘层油。试验方案见表1：

表1 试验方案

SBS改性沥青和SBR改性乳化沥青的技术指标见表2和表3。

表2 SBS改性沥青技术指标

表3 SBR改性乳化沥青技术指标

检验项目	单位	实测值	规范值
				粘度(道路标准粘度计C25.3)	s	15.2	15-25
蒸发残留物	％	58	＞50
				针入度(25℃，100g，5s)	0.1mm	58	40-120
延度(5cm/min，5℃)	cm	37	＞20
				软化点	℃	67.5	＞50

本实验通过多功能路面材料剪切仪在常温下测试层间的抗剪强度。试验开始前检查确保仪器设备运转正常，将上下剪切模具对正，固定住下模具。然后将试件放入模具中，调节底座高度，使试件层间刚好处于模具接缝处。在室温下，开启设备对试件进行水平剪切直至破坏，记录下破坏时的水平剪力。

抗剪强度计算公式如下：

$\mathrm{\τ}=\frac{F}{s}$

式中：τ——抗剪强度(MPa)；

F——水平剪力(N)；

s——剪切面积(m²)，为试件横截面积。

试件的成型：

复合路面层间抗剪试验说要的试件成型方法步骤如下：

1、成型C40水泥混凝土板

在300mm×300mm×50mm的车辙板试模中成型C40水泥混凝土板，具体方法参照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)。

2、水泥板表面处理

成型水泥混凝土板时应当保证表面平整，待初凝时先用硬毛刷进行表面拉毛，以清除水泥混凝土表面浮浆，然后分别进行刻槽、凿毛处理以及本实用新型的处治，最后在标准条件下养护7天，强度应达到标准强度的80％以上。

3、洒布粘结层材料

将养护好的水泥混凝土板干燥、表面清洁之后，按照计算用量在已经处理好的水泥混凝土板上分别均匀涂抹各类粘结材料，平放于干净、干燥处，待完全冷却后使用。

4、加铺AC-13沥青混凝土层

把涂抹粘结材料后的水泥混凝上板装入300mm×300mm×100mm的车辙板试模中，将热拌的AC-13沥青混合料装在试模内，放在轮碾仪上碾压成型5cm厚的沥青混凝土板，待沥青面层板冷却到室温后，拆下试模。

5、钻芯

用钻芯机钻出小10cm×10cm的芯，每块双层板最多钻4个芯。

试验结果分析：

本试验方案中，粘层分别采用SBS改性沥青和SBR改性乳化沥青，粘层材料选取4种用量：即0.2kg/m²、0.4kg/m²、0.6kg/m²、0.8kg/m²，如前所述，剪切试验温度为25℃，分别对成型好的复合试件进行剪切试验。试验结果分别见表4～表9。

表4 本实用新型在SBS改性沥青条件下的剪切强度

表5 刻槽在SBS改性沥青条件下的剪切强度

表6 凿毛在SBS改性沥青条件下的剪切强度

表7 本实用新型在SBR改性乳化沥青条件下的剪切强度

表8 刻槽在SBR改性乳化沥青条件下的剪切强度

表9 凿毛在SBR改性乳化沥青条件下的剪切强度

通过表4～表9可得到：

当采用SBS改性沥青时，本实用新型的处治方式的抗剪强度最大，为0.727MPa，此时沥青的洒布量为0.4kg/m²，比采用刻槽时的抗剪强度的最大值0.458MPa大58.7％，比采用凿毛时的抗剪强度的最大值0.414MPa大71.4％。

若采用SBR改性乳化沥青，同样本实用新型的处治方式的抗剪强度值也是最大的，为0.706MPa，此时沥青的洒布量为0.6kg/m²，比采用刻槽时的抗剪强度的最大值0.435MPa大62.3％，比采用凿毛时的抗剪强度的最大值0.388MPa大81.9％。

从上面内容可以看出，当水泥板表面板采用本实用新型的方法进行处治时，比其他两种水泥板表面处理方式所对应的抗剪强度大得多。本实用新型构造深度比其他两种构造深度大得多，裸露的碎石与沥青混合料中的骨料能够很好的嵌锁在一起，从而使抗剪强度得到大幅提升。

Claims (5)

1.一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，其特征在于，包括基层(4)，基层(4)上铺筑有水泥混凝土层(3)，水泥混凝土层(3)上设置有嵌入到水泥混凝土层(3)中的集料(5)，且集料(5)嵌入到水泥混凝土层(3)中的深度为集料粒径的三分之二，集料(5)上铺筑有沥青混凝土层(1)。

2.根据权利要求1所述的一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，其特征在于，所述集料(5)与沥青混凝土层(1)之间设置有粘接层(2)。

3.根据权利要求2所述的一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，其特征在于，所述粘接层(2)的厚度为1cm。

4.根据权利要求1所述的一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，其特征在于，所述沥青混凝土层(1)厚度为4～6cm。

5.根据权利要求1所述的一种植石式层间处治方法铺筑的复合路面，其特征在于，所述水泥混凝土层(3)厚度为25～30cm。