CN211848699U - 双层排水沥青混凝土路面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双层排水沥青混凝土路面结构，路面结构从上至下依次包括：上面层细粒式透水沥青混凝土层、中面层粗粒式透水沥青混凝土层、下面层密级配沥青混凝土层、基层和土基层；所述上面层细粒式透水沥青混凝土层包括PAC13透水沥青混凝土或PAC10透水沥青混凝土；所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层包括PAC20透水沥青混凝土或PAC16透水沥青混凝土。本实用新型在上、中面层采用SBS胶粉复配改性沥青作为胶结料，以及上细下粗的沥青混凝土双层排水结构，使路面变形性能提升，行车舒适性提升，路面抗冻胀能力以及耐久性提高，也能使得路面噪声减少，具有环境友好性，延缓了透水沥青混凝土孔隙的堵塞，提高了路面耐久性。

Description

双层排水沥青混凝土路面结构

技术领域

本实用新型属于透水沥青混凝土路面技术领域，具体涉及一种双层排水沥青混凝土路面结构。

背景技术

透水铺装主要分为透水砖铺装、透水沥青混凝土铺装和透水水泥混凝土铺装。其中，透水砖铺装和透水水泥混凝土铺装主要适用于广场、停车场、人行道以及车流量和荷载较小的道路，如建筑与小区道路、市政道路的非机动车道等，透水沥青混凝土铺装除了可用于以上情形之外，还可以用于城市机动车道，甚至是高等级公路。

透水沥青混凝土在实际应用过程中还存在着不少亟待解决的关键技术问题，比如强度不足，冻胀破坏以及孔隙堵塞等问题。其中由于空隙堵塞造成的透水功能的丧失是实际工程中最关心的问题。随着路面服役时间的累积，透水路面最终会完全丧失其透水性能；也就是说，透水路面由于其大孔隙的存在，堵塞问题是不可避免的。此时，延缓透水性能的降低，是延长透水沥青混凝土服役期限的关键。除了采用合理必要的养护措施之外，还可以通过材料和结构的优化设计来延缓空隙堵塞，透水性能的丧失。

大孔隙透水混凝土(PAC)最重要的性能就是其透水性能，其中级配对混合料的透水性能影响最大。在沥青混凝土中使用粗胶粒，可以显著提高混凝土的变形能力以及破坏时吸收荷载的能力，橡胶集料集合了橡胶和水泥混凝土的特点，主要包括：弹性模量低，变形性能优越，抗裂性好，抗冲击韧性好，具有较好的隔热隔音功能。使用复配高粘改性沥青作为PAC的胶结料，可以在保证其强度的同时，提高其抗水损能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双层排水沥青混凝土路面结构，用以解决目前透水混凝土路面综合性能要求高，透水路面空隙容易堵塞，强度低、路面耐久性不足、抗冻胀能力差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双层排水沥青混凝土路面结构，所述路面结构从上至下依次包括：上面层细粒式透水沥青混凝土层、中面层粗粒式透水沥青混凝土层、下面层密级配沥青混凝土层、基层和土基层；

所述上面层细粒式透水沥青混凝土层包括PAC13透水沥青混凝土或PAC10透水沥青混凝土；

所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层包括PAC20透水沥青混凝土或PAC16透水沥青混凝土；

所述下面层密级配沥青混凝土层为密级配沥青混凝土；

所述基层为稳定碎石基层；

所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述下面层密级配沥青混凝土层与所述稳定碎石基层之间设置有防水粘结层；所述防水粘结层为稀浆封层。

在如上所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层与所述下面层密级配沥青混凝土层之间设置有防水隔离层，所述防水隔离层用于隔水，防止积水向下渗透；

所述防水隔离层为稀浆封层或同步碎石稀浆复合封层或细粒式密实沥青混凝土；

所述同步碎石稀浆复合封层结构从下到上依次包括：同步碎石层、稀浆封层或者微表处、稀浆封层或者微表处。

在如上所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述防水隔离层厚度为2-30mm；

所述防水隔离层为同步碎石稀浆复合封层，采用同步碎石层和微表处复合而成，厚度为20-30mm；

所述同步碎石层厚度7-10mm，微表处中层厚度7-9mm，微表处上层厚度6-8mm。

在如上所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述上面层细粒式透水沥青混凝土层的孔隙率为15％-25％。

在如上所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述上面层细粒式透水沥青混凝土层的厚度为20-50mm。

在如上所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层的孔隙率为15％-25％。

在如上所述的双层排水沥青混凝土路面结构，优选，所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层的厚度为30-60mm。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型中的双层排水混凝土路面，在上面层和中面层上采用SBS胶粉复配改性沥青作为排水路面的胶结料，以及上细下粗的透水沥青混凝土双层排水结构，使橡胶颗粒部分填充集料之间的孔隙，上面层材料孔隙尺寸降低，同时掺入胶粉的透水混凝土，其变形性能提升，不仅可以使得行车舒适性提升、路面抗冻胀能力以及耐久性提高，也能使得路面噪声减少，具有环境友好性。

采用双层排水路面结构加上隔水层结构，能够有效排掉路面积水，不仅会延缓透水沥青混凝土孔隙的堵塞，保障设计服役期内的透水功能，提高透水铺装耐久性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型实施例的双层排水沥青混凝土路面结构示意图。

图中：1、上面层细粒式透水沥青混凝土层；2、中面层粗粒式透水沥青混凝土层；3、防水隔离层；4、下面层密级配沥青混凝土；5、防水粘结层；6、基层；7、土基层。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供的一种双层排水沥青混凝土路面结构，路面结构从上至下依次包括：上面层细粒式透水沥青混凝土层1、中面层粗粒式透水沥青混凝土层2、下面层密级配沥青混凝土层4、基层6和土基层7。

上面层细粒式透水沥青混凝土层1包括PAC13透水沥青混凝土或PAC10透水沥青混凝土；中面层粗粒式透水沥青混凝土层2包括PAC20透水沥青混凝土或PAC16透水沥青混凝土；基层6为各类稳定碎石基层；土基层7为最下层的压实土基。

本实用新型的具体实施例中，优选为上面层为PAC13透水沥青混凝土，中面层为PAC20透水沥青混凝土；或者上面层为PAC10透水沥青混凝土，下面层为PAC16透水沥青混凝土。下面层密级配沥青混凝土4为AC25密级配沥青混凝土，AC25密级配沥青混凝土中，AC是指密级配沥青混凝土混合料，25是指级配中的公称最大粒径。

本实用新型的具体实施例中，PAC13透水沥青混凝土、PAC10透水沥青混凝土、PAC20透水沥青混凝土、PAC16透水沥青混凝土分别由包括相应粒径PAC混合料、SBS胶粉复配改性沥青混合制备而成。

PAC混合料包括集料、消石灰和矿粉，其中集料规格包括0-5mm轧制石灰岩，3-5mm玄武岩，5-10mm玄武岩，10-15mm玄武岩以及10-25mm玄武岩。料源的主要岩相为玄武岩，夹杂少量石灰岩、石英岩、大理岩等。

本实用新型的具体实施例中，上面层细粒式透水沥青混凝土层1的孔隙率为15％-25％(比如15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％)。

上面层细粒式透水沥青混凝土层1的厚度为2-5cm(比如2.5cm、3cm、3.5cm、3.8cm、4cm、4.5cm)；具体的厚度根据施工情况确定。

本实用新型的具体实施例中，中面层粗粒式透水沥青混凝土层2的孔隙率为15％-25％(比如15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％)。

中面层粗粒式透水沥青混凝土层2的厚度为30-60mm(比如32mm、34mm、36mm、38mm、4mm、42mm、44mm、46mm、48mm、5mm、52mm、55mm、58mm)；具体的厚度根据施工情况确定。

本实用新型的具体实施例中，中面层粗粒式透水沥青混凝土层2与下面层密级配沥青混凝土层之间设置有防水隔离层3，优选地，防水隔离层3为稀浆封层、或同步碎石稀浆复合封层、或细粒式密实沥青混凝土，用于隔水密封，防止路面积水向下渗透。防水隔离层厚度为2-30mm(比如3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm)。

同步碎石稀浆复合封层结构从下到上依次包括：同步碎石层、稀浆封层或者微表处、稀浆封层或者微表处，经过三层复合而成，用于进一步防水，以避免下渗雨水通过下面层AC25密级配沥青混凝土4进入稳定碎石层，造成水损害，降低路面的使用寿命。此外，同步碎石稀浆复合封层，可以是采用同步碎石层和微表处复合而成，厚度为20-30mm(比如20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm)；再优选地，同步碎石层厚度7-10mm(比如8mm、9mm、10mm)，微表处中层厚度7-9mm(比如7.2mm、7.5mm、7.8mm、8mm、8.2mm、8.5mm、8.8mm)，微表处上层厚度6-8mm(比如6.2mm、6.5mm、6.8mm、7mm、7.2mm、7.5mm、7.8mm)。

本实用新型的具体实施例中，同步碎石由热沥青和3-5mm碎石同步撒铺而成，稀浆封层采用乳化沥青或改性沥青与级配石屑混合而成；优选地，级配石屑的粒径为0-5mm，由0-3mm和3-5mm集料组成。稀浆封层铺设后，一部分细浆会渗入到AC25密配级沥青混凝土表面孔隙中，封堵大部分表层孔隙，同时会隔离透水沥青混凝土下渗的雨水，起到优异的封水效果，进而有效防止大粒径AC25密配级沥青混凝土发生水损害。

本实用新型的具体实施例中，下面层密级配沥青混凝土层与稳定碎石基层6之间设置有防水粘结层5；优选地，防水粘结层5为稀浆封层。

PAC13透水沥青混凝土、PAC10透水沥青混凝土、PAC20透水沥青混凝土、PAC16透水沥青混凝土分别由包括相应粒径PAC混合料、SBS胶粉复配改性沥青混合制备而成。SBS胶粉复配改性沥青与PAC混合料的质量比的百分数为油石比。

在本实用新型的具体实施例中，PAC13透水沥青混凝土的油石比为5.0％-6.5％(比如5.05％、5.1％、5.15％、5.2％、5.25％、5.3％、5.35％、5.4％、5.45％、5.5％、5.55％、5.6％、5.65％、5.7％、5.75％、5.8％、5.85％、5.9％、5.95％、6.0％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％)。PAC10透水沥青混凝土的油石比为5.0％-6.5％(比如5.05％、5.1％、5.15％、5.2％、5.25％、5.3％、5.35％、5.4％、5.45％、5.5％、5.55％、5.6％、5.65％、5.7％、5.75％、5.8％、5.85％、5.9％、5.95％、6.0％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％)。

PAC20透水沥青混凝土的油石比为5.0％-6.0％(比如5.05％、5.1％、5.15％、5.2％、5.25％、5.3％、5.35％、5.4％、5.45％、5.5％、5.55％、5.6％、5.65％、5.7％、5.75％、5.8％、5.85％、5.90％、5.95％)。

PAC16透水沥青混凝土的油石比为5.0％-6.0％(比如5.05％、5.1％、5.15％、5.2％、5.25％、5.3％、5.35％、5.4％、5.45％、5.5％、5.55％、5.6％、5.65％、5.7％、5.75％、5.8％、5.85％、5.90％、5.95％)。

油石比是指沥青混凝土中沥青与矿料质量比的百分数，它是沥青用量的指标之一。它的用量高低直接影响透水沥青路面质量，油石比过大则影响透水路面的高温稳定性，同时封闭有效连通孔隙，降低排水效果，反之则降低透水沥青路面的耐久性。

本实用新型中的SBS胶粉复配改性沥青由包括如下原料制备而成：旧轮胎胶粉颗粒、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、增延剂、稳定剂和基质沥青。经过SBS和胶粉复配改性制备成高黏度高弹性的改性沥青。

本实用新型的具体实施例中，旧轮胎胶粉颗粒的细度为10-30目，1.18mm筛孔通过率为98％-99％，0.6mm筛孔通过率为94％-96％，0.3mm筛孔通过率为0-35％。

实施例1

本实用新型的实施例中采用的SBS产品为LG501S线性结构，S/B嵌段比为31：69；基质沥青为中石化镇海炼化出品的AH-70A沥青，增延剂采用橡胶油，稳定剂采用工业硫磺，橡胶粉为30目旧轮胎胶粉颗粒。各组分掺量均以基质沥青质量为参考计算，其中SBS掺量为6％，橡胶油掺量为2.5％，硫磺掺量为0.15％，旧轮胎橡胶胶粉掺量为10％(其中，SBS掺入量以基质沥青质量计，旧轮胎橡胶胶粉掺入量按照SBS改性沥青质量计，SBS改性沥青质量包括SBS、基质沥青、增延剂和稳定剂的质量之和)。

本实用新型的实施例中，SBS胶粉改性沥青的具体制备工艺为：先将适量的橡胶油加入到一定量的基质沥青中，然后在烘箱中加热到180℃，然后放在控温炉上，采用搅拌器搅拌，待温度稳定在180℃后加入称量好的SBS和硫磺，继续搅拌溶胀发育3小时，直到SBS完全溶胀在基质沥青中。然后将称量好的旧轮胎橡胶胶粉加入到SBS改性沥青中，保持搅拌温度为190℃，搅拌1个小时，然后将改性好的SBS胶粉复配改性沥青制样检测，放置在容器中待用。

本实用新型实施例中制备的SBS胶粉复配改性沥青的性能参数如下表1所示。

表1SBS胶粉复配改性沥青性能参数

不同粒径的PAC混合料级配质量百分比数据分布如下表2中所示。

表2各粒径混合料级配及油石比

类型

10-25

10-15

5-10

3-5

0-3

矿粉+消石灰

合计

油石比

PAC20

52％

0％

35％

0％

8％

3％+2％

100％

5.5％

PAC16

0％

56％

33％

0％

6％

3％+2％

100％

5.5％

PAC13

0％

30％

59％

0％

6％

3％+2％

100％

6％

PAC10

0％

0％

58％

35％

2％

3％+2％

100％

6％

根据上述表1和表2中的PAC混合料及SBS胶粉复配改性沥青用量值，采用马歇尔击实方法成型马歇尔试件，采用轮碾法成型车辙板，并对其体积参数及性能进行测试，发现PAC20、PAC16、PAC13及PAC10的孔隙率均大于20％，连通孔隙率均大于18％，其透水系数也均大于0.2cm/s，冻融劈裂强度比TSR方面PAC20略低，冻融劈裂强度比为76％，PAC10与PAC13的TSR均大于80％，PAC16的TSR则到了89％，满足规范要求，可以进行实地施工。

对比例

本对比例和实施例1的区别在于，本对照例中采用的改性沥青为不加入旧轮胎胶粉颗粒，改性沥青为SBS复配改性沥青，然后采用此SBS胶粉复配改性沥青制备成不同类型的沥青混合料，其他原料和步骤方法与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例1和对比例中沥青混合料成型为马歇尔试件性能和油石比数据如表1中所示。

表1实施例和对比例中沥青混合料的性能数据

通过实施例和对比例的数据可以得到，实施例中采用SBS胶粉复配改性沥青后，油石比用量会有所不同，沥青混合料动稳定性、马歇尔稳定度和冻融劈裂强度比性能也有不同，采用SBS胶粉复配改性沥青后的沥青混合料性能更好，且经过胶粉改性后的沥青，改性沥青粘度更高，应用到透水路面中，可以增加沥青膜的厚度，对路面耐久性有提高，此外，胶粉的弹性高，可以耗散结构内部的一部分能量，改善低温抗裂性能。

本实用新型的双层排水沥青混凝土路面结构，在施工时，首先将土基层7压实，然后依次铺设基层6稳定碎石层、防水粘结层5、AC25密级配沥青混凝土4和防水隔离层3；然后在稀浆封层上方再铺设两层具有透水功能的排水沥青混凝土，其中最上面的透水层采用PAC13或PAC10细粒式透水SBS胶粒改性沥青混凝土，下方透水层采用PAC20或PAC16粗粒式透水SBS胶粒改性沥青混凝土。雨水经由双层透水面层渗入，然后向路边渗透，最终汇集到预埋排水管道。

上细下粗的结构，可以有效降低细小灰尘和污染物的堵塞几率，使得排水更通畅；并在结构上设置有防水隔离层3和防水粘结层5，可以防止雨水向路基处渗入，提高了路面的抗水损能力；此外，本实用新型的双层排水沥青混凝土的胶结料采用SBS胶粉复配改性沥青，粗集料采用玄武岩，细集料采用石灰岩，消石灰作为抗剥落剂，通过合理设置PAC混合料的级配及油石比，确保排水沥青混凝土路面在服役期内具有良好的耐久性、抗冻融能力以及排水性能。

同时，采用废弃旧轮胎胶粒使橡胶胶粉颗粒部分填充集料之间的空隙，减小了上面层材料孔隙尺寸；此外，在微观层次上，胶粉颗粒与沥青胶浆拌和之后，会吸收一部分沥青轻组分，增加沥青膜的表面积，从而增加了集料与集料之间的粘聚力，特别是在极低温度下发生内部空隙结冰冻胀时，由于胶粒的弹性性质，会改善透水沥青的抗冻融能力。

综上所述：本实用新型的双层排水路面结构，能够有效排掉路面积水，不仅会延缓透水沥青混凝土孔隙的堵塞，保障路面设计服役期内的透水功能，提高透水铺装耐久性，还能够降噪，提高行车的舒适性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述路面结构从上至下依次包括：上面层细粒式透水沥青混凝土层、中面层粗粒式透水沥青混凝土层、下面层密级配沥青混凝土层、基层和土基层；

所述上面层细粒式透水沥青混凝土层包括PAC13透水沥青混凝土或PAC10透水沥青混凝土；

所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层包括PAC20透水沥青混凝土或PAC16透水沥青混凝土；

所述基层为稳定碎石基层；

所述下面层密级配沥青混凝土层与所述稳定碎石基层之间设置有防水粘结层；所述防水粘结层为稀浆封层。

2.如权利要求1所述的双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层与所述下面层密级配沥青混凝土层之间设置有防水隔离层，所述防水隔离层用于隔水，防止积水向下渗透；

所述防水隔离层为稀浆封层或同步碎石稀浆复合封层或细粒式密实沥青混凝土；

所述同步碎石稀浆复合封层结构从下到上依次包括：同步碎石层、稀浆封层或者微表处、稀浆封层或者微表处。

3.如权利要求2所述的双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述防水隔离层厚度为2-30mm；

所述防水隔离层为同步碎石稀浆复合封层，采用同步碎石层和微表处复合而成，厚度为20-30mm；

所述同步碎石层厚度7-10mm，微表处中层厚度7-9mm，微表处上层厚度6-8mm。

4.如权利要求1所述的双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述上面层细粒式透水沥青混凝土层的孔隙率为15％-25％。

5.如权利要求1所述的双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述上面层细粒式透水沥青混凝土层的厚度为20-50mm。

6.如权利要求1所述的双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层的孔隙率为15％-25％。

7.如权利要求1所述的双层排水沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述中面层粗粒式透水沥青混凝土层的厚度为30-60mm。

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