CN213867158U

CN213867158U - 水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构

Info

Publication number: CN213867158U
Application number: CN202020523011.9U
Authority: CN
Inventors: 张洪刚; 冯永平; 韦昌永; 谭华; 陈富强; 张红波; 黄慧; 谭继宗; 尹业豪; 熊保林; 袁海涛; 王秋敏; 谭淑芳; 王晓磊; 农新伟
Original assignee: Guangxi Jiaoke New Materials Technology Co ltd; Highway Development Center Of Guangxi Zhuang Autonomous Region; Guangxi Transportation Research and Consulting Co Ltd
Current assignee: Guangxi Jiaoke New Materials Technology Co ltd; Highway Development Center Of Guangxi Zhuang Autonomous Region; Guangxi Jiaoke Group Co Ltd
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2030-04-10

Abstract

本实用新型公开了一种水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构，包括自下而上依次叠加的碎石化基层、级配碎石粒料柔性基层、封层、沥青稳定碎石柔性基层、粘层和面层。本实用新型路面结构整体承载力相对均匀稳定，抗裂、抗车辙、抗疲劳效果显著，具有良好的整体刚度和抗水损性能，且不易发生整体性的结构破坏，有效减少沥青面层出现剪切破坏，延长路面的全寿命周期，降低道路的后期养护维修费用，具有较好的适用性与工程经济性，是一种耐久经济环保型旧路改造加铺结构技术，对于路网干线公路大、中修工程的建设具有重要的社会经济效益。

Description

水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构

技术领域

本实用新型属于道路加铺改造技术领域，尤其涉及一种水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构。

背景技术

水泥混凝土路面因具有强度高、稳定性好、耐久性能优良、使用初期养护费用少等特性而被广泛应用。但随着时间的推移和交通荷载的持续增长，水泥混凝土路面的许多病害也相应凸显出来，主要表现为板角断裂、破碎板、错台等，使得水泥混凝土路面的使用寿命远远低于设计使用年限。

目前，国内外对水泥路面的预防性养护措施是直接加铺沥青面层罩面，当旧水泥路面路况相对较差、连续病害较多时则需采用“碎石化”加铺结构。而碎石化后加铺水泥或石灰稳定碎石基层应用效果不佳，路面在服役3～5年就会出现开裂、车辙等多种病害，因此如何设计研制承载能力良好且均匀的旧水泥路面加铺改造结构是急需解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种经久耐用、绿色环保的水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构，包括自下而上依次叠加的碎石化基层、级配碎石粒料柔性基层、封层、沥青稳定碎石柔性基层、粘层和面层。

碎石化基层由碎石化后的旧水泥混凝土面板材料制成，碎石化粒径7.5cm～37.5cm，碎石化后弯沉值≤80。

级配碎石粒料柔性基层为20cm厚大粒径级配碎石粒料柔性基层，它由大粒径级配碎石混合料制成，大粒径级配碎石混合料包括3档碎石集料：20～50.0mm，10～30mm，5～10mm，0～5mm。

封层为双层沥青同步碎石封层，包括两层沥青层和两层碎石层，采用70号热沥青和石灰岩碎石间隔洒布沥青层和碎石层。

沥青稳定碎石柔性基层为厚度7～10cm的ATB-25沥青稳定碎石层，它由粒径0.075mm～31.5mm的碎石集料组成。

粘层由改性乳化沥青制成。

面层为厚度为4cm～6cm的橡胶沥青砼面层，它由橡胶沥青和碎石集料制成，碎石集料粒径在0.075mm～13.2mm。

针对水泥混凝土路面碎石化加铺改造后出现的反射裂缝、车辙等问题，发明人研制了一种水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构，包括自下而上依次叠加的碎石化基层、级配碎石粒料柔性基层、封层、沥青稳定碎石柔性基层、粘层和面层。实际使用表明，本实用新型可有效解决旧水泥混凝土路面在运营维护过程中由于出现的病害较多导致局部强度损失较大，强度不均匀，严重影响路面的使用性能等问题。本实用新型再生利用了旧水泥路面的剩余强度和剩余价值，所采用的复合柔性基层能吸收扩散荷载、阻止或延缓开裂，具有较强的承载力，具有较好的抗车辙、抗疲劳性能。本实用新型路面结构整体承载力相对均匀稳定，抗裂、抗车辙、抗疲劳效果显著，具有良好的整体刚度和抗水损性能，且不易发生整体性的结构破坏，有效减少沥青面层出现剪切破坏，延长路面的全寿命周期，降低道路的后期养护维修费用，具有较好的适用性与工程经济性，是一种耐久经济环保型旧路改造加铺结构技术，对于路网干线公路大、中修工程的建设具有重要的社会经济效益。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果突出表现在：

(1)面层为4～6cm橡胶沥青砼面层，综合考虑普通公路沥青混合料抗高温变形、抗滑等性能需求，普通公路集料、沥青材料特点和重载交通的分布特征及变化，提出适合普通公路的ARAC-13C橡胶沥青混合料的级配设计，可有效提升普通公路抗滑、抗车辙、抗疲劳等路用性能。

(2)复合柔性基层包括级配碎石粒料柔性基层和沥青稳定碎石柔性基层。前者能起到过渡、强度均匀的功能，为上承层提供稳定的承载力支撑，能吸收旧水泥混凝土路面碎石化后裂缝处的反射应力，阻止或延缓反射裂缝产生与扩展，同时通过大粒径碎石之间的嵌锁、摩擦等作用提供足够的承载力；后者是一种沥青粘结类柔性基层，在重载交通下具有较强的抗变形能力和水稳定性，具有较好的抗车辙、抗疲劳性能。该复合柔性基层具有较高的承载力、抗压强度、抗剪强度，抗裂、抗车辙、抗疲劳效果显著，发挥复合柔性基层结构补强并提高路面结构整体承载力的综合效应，同时与传统的水泥稳定碎石基层以及密级配沥青混凝土下面层相比，级配碎石粒料柔性基层+沥青稳定碎石柔性基层具有较高的经济性，大幅降低工程造价，并能延长加铺后路面的全寿命周期，有效降低道路的后期养护维修费用。

(3)碎石化基层为破碎后的原水泥混凝土面板材料，由“大”板转化为“小”块稳定散体结构。其承受的温度应力及荷载应力大大减小了，但却形成了“底部嵌挤连锁”的整体结构，具有较高的强度，满足承载力要求。碎石化基层充分再生利用了旧水泥路面的剩余强度和剩余价值，节省了约40％的原材料，与道路整体挖除废弃相比，时间节约了75％，投资节约了15％。

附图说明

图1是本实用新型水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构的示意图。

图中：1碎石化基层，2级配碎石粒料柔性基层，3封层，4沥青稳定碎石柔性基层，5粘层，6面层。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构，包括自下而上依次叠加的碎石化基层1、级配碎石粒料柔性基层2、封层3、沥青稳定碎石柔性基层4、粘层5和面层6。其中，

碎石化基层由碎石化后的旧水泥混凝土面板材料制成，碎石化效果控制要求为：表层粒径≤7.5cm；中层粒径≤22.5cm；底层粒径≤37.5cm；碎石化后弯沉值≤80(0.01mm)。

级配碎石粒料柔性基层为20cm厚大粒径级配碎石粒料柔性基层，它由大粒径级配碎石混合料制成，继承了传统级配碎石材料的优点，且弥补了其抗塑性变形能力不足的缺陷，在重载交通下具有较强的抗变形能力和水稳定性。大粒径级配碎石混合料包括3档碎石集料：20～50.0mm，10～30mm，5～10mm，0～5mm(石屑)，掺配比例为：20～50mm︰10～30mm：5～10mm:0～5mm＝49:20:5:26，较传统级配碎石粗且接近填隙碎石，要求碎石中针片状颗粒的总含量应不超过20％，压碎值不大于30％，级配碎石塑性指数宜小于6，且塑性指数与0.5mm以下细土含量的乘积应小于100，验证目标配合比级配时要求最佳含水量下的CBR值不小于100％，固体体积率不小于85％。

封层为双层沥青同步碎石封层，在复合柔性基层之间起到防水、层间过渡的作用,它包括两层沥青层和两层碎石层，采用70号热沥青,第一层沥青洒布1.2～1.4kg/m²，随即洒布10～15mm石灰岩碎石，洒布12～14kg/m²；第二层沥青洒布1.0～1.2kg/m²，随即洒布5～10mm石灰岩碎石，洒布8～10kg/m²。

沥青稳定碎石柔性基层为厚度7～10cm的ATB-25沥青稳定碎石层，它由粒径0.075mm～31.5mm的碎石集料组成。在选择级配时应控制31.5mm、4.75mm和0.075mm三个主要筛孔的通过率，4.75mm筛的通过率为20～40％左右，0.075mm通过率为4％-5％为宜。沥青稳定碎石混合料具有较好的抗车辙、抗疲劳性能。采用强调粗集料骨架作用的骨架密实结构(空隙率3～6％)，混合料强度形成主要取决于集料颗粒间的内摩阻力和嵌挤力，而沥青胶浆形成的粘聚力对于强度的贡献相对较小。

粘层由改性乳化沥青制成，在柔性基层与沥青面层之间进行有效的防水和粘结，较好地解决了层间胶结材料质量薄弱问题。较其他粘层材料相比，对施工温度没有特殊要求，常温即可，且对路面的洁净度相对要求较低，适用于路网公路不能封闭交通施工的特点。

面层为厚度为4cm～6cm的橡胶沥青砼面层，它由橡胶沥青和碎石集料制成。从工-料-机综合成本考虑，采用橡胶沥青工程总成本比采用SBS改性沥青工程总成本降低3％左右。其与普通混合料相比，橡胶沥青混合料作为一种绿色再生环保材料，既响应了国家环保、资源利用等政策要求，又具有良好的抗车辙性能、抗裂性能、抗老化及疲劳性能、抗滑性能。

在普通沥青混合料的基础配比上，考虑橡胶沥青胶浆特性，采用间断的骨架密实型级配组成，关键筛孔9.5mm通过率50～70％，4.75mm通过率20～38％，2.36mm通过率15～28％，0.075mm通过率2～7％，以集料之间能形成骨架均匀稳定密实结构为目标。优化设计的ARAC-13C橡胶沥青混合料高温性能优良，适用于广西高温湿热地区，其60℃车辙试验动稳定度达5000多次，远远超过规范技术要求。推荐采用双钢轮振动压路机和轮胎压路机组合的碾压方案，“高温、及时、紧跟、慢压”的碾压方式，使得沥青混合料中集料之间形成多级嵌挤骨架密实结构，以提升其压实质量。表1为采用石灰岩集料所配的一个橡胶沥青混合料典型级配，表2为改级配组成的混合料60℃车辙试验结果。

表1 ARAC-13C橡胶沥青混合料级配组成

表2 ARAC-13C橡胶沥青混合料车辙试验结果

Claims

1.一种水泥路面碎石化再生加铺复合柔性基层橡胶沥青路面结构，其特征在于包括自下而上依次叠加的碎石化基层、级配碎石粒料柔性基层、封层、沥青稳定碎石柔性基层、粘层和面层；所述级配碎石粒料柔性基层为20cm厚大粒径级配碎石粒料柔性基层；所述封层为双层沥青同步碎石封层，包括两层沥青层和两层碎石层；所述沥青稳定碎石柔性基层为厚度7～10cm的ATB-25沥青稳定碎石层；所述面层为厚度为4cm～6cm的橡胶沥青砼面层。