CN217579564U

CN217579564U - 一种基于半刚性基层结构的永久性路面结构及路面

Info

Publication number: CN217579564U
Application number: CN202122870197.2U
Authority: CN
Inventors: 许斌; 曹东伟; 李怀健; 夏磊; 杨志浩
Original assignee: Beijing Zhonglu Gaokehighway Technology Co ltd; Research Institute of Highway Ministry of Transport
Current assignee: Beijing Zhonglu Gaokehighway Technology Co ltd; Research Institute of Highway Ministry of Transport
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2031-11-22

Abstract

本实用新型属于道路工程技术领域，尤其涉及一种基于半刚性基层结构的永久性路面结构。从上往下依次包括沥青层、沥青稳定碎石层、沥青抗裂层和水泥稳定碎石基层；所述沥青层包括由防水粘结层连接的上下两层；所述沥青稳定碎石层与相邻的其他层之间均通过不粘轮粘层进行连接；所述水泥稳定碎石基层包括上基层、中基层和底基层；所述沥青抗裂层与上基层之间通过沥青透层进行连接，所述上基层、中基层与底基层之间设有干水泥层。在设计寿命期间，不发生结构性破坏，只需进行日常养护，不需要对主要承重层大修。其初期建造费用可能偏高，但维修费用低，全寿命周期成本最经济。可极大提高路面寿命，减少后期维修成本，节约社会资源。

Description

一种基于半刚性基层结构的永久性路面结构及路面

技术领域

本实用新型属于道路工程技术领域，尤其涉及一种基于半刚性基层结构的路面结构。

背景技术

高速公路主要病害类型包括车辙、开裂、泛油、水损害坑槽，自1998年引进GTM沥青混合料设计方法并推广应用后，沥青路面车辙、水损坏此类严重影响使用安全问题的早期病害得到缓解，但目前仍存在路面裂缝、抗滑性能衰减、路面推移及车辙等病害，这些病害严重影响着沥青路面的使用寿命。而这类问题出现的主要原因之一是路面结构设计的不合理，承载能力不强，耐久性不足，难以到达预期的使用寿命。然而，建立永久性路面铺面结构可以有效避免此类路面病害的出现。在设计寿命期间，永久性路面将不会产生结构性破坏，只需进行日常养护，不需要对主要承重层大修。建立永久性路面铺面结构可以有效提高路面耐久性、行驶安全性和舒适性，节约寿命周期成本，减少因维修而导致交通阻塞的时间，具有十分重要的社会经济效益。因此，建立永久性沥青路面结构是城市道路建设与发展的一个重大趋势。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种永久性路面铺面结构，以延长路面寿命，提高行驶安全性和舒适性。

(二)技术方案

本实用新型提供一种基于半刚性基层结构的永久性路面结构，从上往下依次包括沥青层、沥青稳定碎石层、沥青抗裂层和水泥稳定碎石基层；

所述沥青层包括由防水粘结层连接的上下两层；所述沥青稳定碎石层与相邻的其他层之间均通过不粘轮粘层进行连接；所述水泥稳定碎石基层包括上基层、中基层和底基层；所述沥青抗裂层与上基层之间通过沥青透层进行连接，所述上基层、中基层与底基层之间设有干水泥层。

本实用新型中，所述沥青层的上下两层为上层沥青层及下层沥青层，上层沥青层位于下层沥青层的上面且上层沥青层和下层沥青层之间设有防水粘结层。

优选的，制备所述上层沥青层的混合料的主要性能指标为：60℃动稳定度≥8000次/mm；70℃动稳定度≥3000次/mm；残留稳定度≥90％，冻融残留强度比≥85％；低温弯曲破坏应变≥3200με；冻断试验≥-28℃；动态压缩模量为7500-12000Mpa；

优选的，上层沥青的厚度为3～5cm。

进一步优选的，上层沥青层的由SRA-13胶粉复合改性沥青制备而成。

优选的，制备所述下层沥青层的混合料的主要性能指标为：60℃动稳定度≥12000次/mm；70℃动稳定度≥4500次/mm；残留稳定度≥85％，冻融残留强度比≥80％；低温弯曲破坏应变≥3000με；动态模量为9500～13500MPa。

优选的，其厚度为6～8cm。

进一步优选的，下层沥青层由HMRA-20胶粉复合改性沥青制备而成。

优选的，所述防水粘结层由橡胶改性沥青制备而成，洒布量为1.5-1.8kg/m²。

进一步优选的，所述防水粘结层的拉伸强度≥1Mpa；断裂延伸率≥800％；与水泥混凝土粘结强度≥0.6Mpa。

优选的，所述沥青稳定碎石层由抗裂型胶粉改性沥青稳定碎石制备而成，厚度为6～10cm。

进一步优选的，所述抗裂型胶粉改性沥青稳定碎石料的动态模量为7000～11000MPa。

优选的，所述不粘轮粘层由不粘轮改性乳化沥青制备而成，洒布量为0.4～0.6kg/m²。

进一步优选的，所述不粘轮粘层25℃附着力拉拔强度≥1.0Mpa，25℃复合件拉拔强度≥0.35MPa，粘轮性能为60℃时不粘轮；其洒布量为0.4-0.6kg/m²。

优选的，所述沥青抗裂层的厚度为2～3cm。

进一步优选的，制备所述沥青抗裂层的混合料的主要性能指标为：稳定度≥2000次/mm；残留稳定度≥90％，冻融残留强度比≥85％；温弯曲破坏应变≥6500με；疲劳寿命950με≥400000次。

优选的，所述上基层由高抗剪强度级配碎石制备而成，其厚度为16～18cm；

进一步优选的，所述的上基层混合料内掺加聚丙烯纤维和少量乳化沥青或水泥(1.5％以内)，其主要性能指标为：CBR≥300；模量≥350MPa；粘聚力C(Kpa)≥170kpa。

优选的，所述中基层由抗裂型水泥稳定碎石制备而成，其厚度为18～20cm；

进一步优选的，所述的下基层混合料的主要性能指标为：混合料强度5～7MPa；抗冲刷系数≤10g；28d混合料强度6～8MPa。

优选的，所述底基层由抗裂型水泥稳定碎石制备而成，其厚度为18～20cm。

进一步优选的，所述的底基层混合料的主要性能指标为：混合料强度3～5MPa，抗冲刷系数≤10g；28d混合料强度4～6MPa。

优选的，所述沥青透层由高渗透性改性乳化沥青制备而成，洒布量为1.0-1.5kg/m²。

进一步优选的，沥青透层的制备原料中残留物含量≥50％，渗透深度≥10mm；其洒布量为1.0-1.5kg/m²。

本实用新型的另一目的是保护本实用新型所述路面结构的路面，所述路面还包括土基，所述路面结构中的底基层固定于土基上。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型对铺面结构中各层次的结构关系、厚度比或厚度进行了合理的设置，可以有效避免高速公路出现路面裂缝、抗滑性能衰减、路面推移及车辙等病害，延长路面使用寿命，其初期建造费用可能偏高，但只需进行日常养护，不需要进行结构性大修，所以维修费用低，在寿命周期内最经济。

本实用新型采用弹性层状体系理论分析各结构层的应力应变情况，并通过控制沥青层层底拉应变及路基顶面压应变等来确定个结构层所需的模量和厚度，并根据各结构层所需要满足的模量等指标进行沥青混合料类型选择及级配设计；进一步的，以路用新材料革新带动永久路面结构优化为原则，基于关键设计指标提出基于半刚性基层结构的永久路面结构组合方案。

附图说明

图1为本实用新型路面结构示意图；

其中，1为上层沥青层；2为防水粘结层；3为下层沥青层；4、为不粘轮粘层a；5为沥青稳定碎石层；6为不粘轮粘层b；7为沥青抗裂层；8为沥青透层；9为上基层；10为干水泥层a；11为中基层；12为干水泥层b；13为底基层；14土基。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

需要说明的是，本实用新型所述的结构是以路用新材料革新带动永久性路面结构优化为原则，基于关键设计指标提出该永久性路面结构方案。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种永久性沥青路面结构，从上到下依次包括上层沥青层1、防水粘结层2、下层沥青层3；不粘轮粘层a4、沥青稳定碎石层5、不粘轮粘层b6；沥青抗裂层7；沥青透层8；上基层9；干水泥层a10；中基层11；干水泥层b12；底基层13。

其中，上面层和下面层间需使用橡胶纤维加强型改性沥青防水粘结层，洒布量为1.5-1.8kg/m²；面层与沥青稳定碎石层间、双层沥青稳定碎石层间、沥青稳定碎石层与特种沥青抗裂层间均需使用高性能不粘轮改性乳化沥青粘结层进行层间连接，洒布量为0.4-0.6kg/m²。

实施例2

本实施例涉及包括实施例1所述路面结构的路面，与实施例1的区别仅在于，所述底基层13的下部为土基14。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims

1.一种基于半刚性基层结构的永久性路面结构，其特征在于，从上往下依次包括沥青层、沥青稳定碎石层、沥青抗裂层和水泥稳定碎石基层；

2.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，制备所述上层沥青层的混合料的性能指标为：60℃动稳定度≥8000次/mm；70℃动稳定度≥3000次/mm；残留稳定度≥90％，冻融残留强度比≥85％；低温弯曲破坏应变≥3200με；冻断试验≥-28℃；动态压缩模量为7500-12000Mpa；

和/或，上层沥青层的厚度为3～5cm。

3.根据权利要求1或2所述的路面结构，其特征在于，制备所述下层沥青层的混合料的性能指标为：60℃动稳定度≥12000次/mm；70℃动稳定度≥4500次/mm；残留稳定度≥85％，冻融残留强度比≥80％；低温弯曲破坏应变≥3000με；动态模量为9500～13500MPa；

和/或，下层沥青层的厚度为6～8cm。

4.根据权利要求3所述的路面结构，其特征在于，所述防水粘结层由橡胶改性沥青制备而成，洒布量为1.5～1.8kg/m²；

和/或，所述防水粘结层的拉伸强度≥1Mpa；断裂延伸率≥800％；与水泥混凝土粘结强度≥0.6Mpa。

5.根据权利要求4所述的路面结构，其特征在于，所述沥青稳定碎石层由抗裂型胶粉改性沥青稳定碎石制备而成，厚度为6～10cm；

和/或，制备所述沥青稳定碎石层的混合料的动态模量为7000～11000MPa。

6.根据权利要求5所述的路面结构，其特征在于，所述不粘轮粘层由不粘轮改性乳化沥青制备而成，洒布量为0.4～0.6kg/m²；

和/或，所述不粘轮粘层25℃附着力拉拔强度≥1.0Mpa，25℃复合件拉拔强度≥0.35MPa，粘轮性能为60℃时不粘轮。

7.根据权利要求6所述的路面结构，其特征在于，所述沥青抗裂层的厚度为2～3cm；

和/或，制备所述沥青抗裂层的混合料的性能指标为：稳定度≥2000次/mm；残留稳定度≥90％，冻融残留强度比≥85％；温弯曲破坏应变≥6500με；疲劳寿命950με≥400000次。

8.根据权利要求1或7所述的路面结构，其特征在于，所述上基层由高抗剪强度级配碎石制备而成，其厚度为16～18cm，制备所述上基层混合料的性能指标为：CBR≥300；模量≥350MPa；粘聚力C≥170kpa；

和/或，所述中基层由抗裂型水泥稳定碎石制备而成，其厚度为18～20cm；制备所述的下基层混合料的性能指标为：混合料强度5～7MPa；抗冲刷系数≤10g；28d混合料强度6～8MPa；

和/或，所述底基层由抗裂型水泥稳定碎石制备而成，其厚度为18～20cm；制备所述的底基层混合料的性能指标为：混合料强度3～5MPa，抗冲刷系数≤10g；28d混合料强度4～6MPa。

9.根据权利要求8所述的路面结构，其特征在于，所述沥青透层由高渗透性改性乳化沥青制备而成，洒布量为1.0-1.5kg/m²；

和/或，沥青透层的制备原料中残留物含量≥50％，渗透深度≥10mm；洒布量为1.0-1.5kg/m²。

10.包括权利要求1～9任一项所述路面结构的路面，其特征在于，还包括土基，所述路面结构中的底基层固定于所述土基上。