CN217997695U

CN217997695U - 一种灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面

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Publication number: CN217997695U
Application number: CN202220937249.5U
Authority: CN
Inventors: 韩先瑞; 王建洁; 杨超; 李冬; 刘雅亮; 李军
Original assignee: Tianjin Transportation Infrastructure Maintenance Group Co ltd
Current assignee: Tianjin Transportation Infrastructure Maintenance Group Co ltd
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2032-04-21

Abstract

本实用新型公开了一种灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，包括由上至下依次设置的超薄磨耗层、沥青粘层、半柔性中间层。其中超薄磨耗层的厚度为1.5～2.5cm，半柔性中间层的厚度为6～10cm，其中超薄磨耗层为抗凝冰超薄磨耗层。本实用新型进一步包括设于超薄磨耗层之上标记有交通标志线的涂层。本实用新型将半柔性中间层与抗凝冰超薄磨耗层组合，适合在十字路口路段使用，通过抗凝冰作用，解决十字路口刹车路段由于清雪不及时容易造成的安全性问题，既解决了刚性路面行车舒适性差、接缝多的缺点，又可以避免柔性路面因季节性的温度变化而导致路面产生破坏，同时，在保证路面抗车辙性能提高的前提下，美化路面外观，提高行车安全性、舒适性。

Description

一种灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面

技术领域

本实用新型涉及一种沥青路面结构，尤其涉及一种用于交叉路口的融雪抗车辙复合沥青路面结构。

背景技术

车辙是目前公路病害中急需解决的问题，重载路段基本一年一修甚至一年两修。维修加剧了道路拥堵，同时也浪费大量维修资金。为了解决传统沥青路面抗车辙性能差的缺点，近些年开发出一种半柔性路面材料，例如：刘尚青、蔡海泉，高性能半柔性路面材料设计及性能研究[J].黑龙江交通科技，2015年第5期；孙秀明、邓成、柯文汇、朱建、黄冲，半柔性路面材料的性能研究与应用[J].江苏建筑.2016年第3期92-94页；以及，谢振翔、于宏明、杨清尘.半柔性路面路用性能研究[J].四川水泥，2021年第3期337-338页。半柔性路面材料提高了路面的抗车辙性。

另一方面，冬季道路积雪结冰易造成路面湿滑，如果冰雪清理不及时，极易造成行车安全事故。机械除雪方式容易对原路面表面集料进行损伤磨耗，影响原沥青路面的耐久性；人为除雪费时费力，而使用工业盐水和融雪剂又会造成宝贵的水资源浪费并产生环境污染。为解决路面积雪结冰问题，近年来出现一种抗凝冰路面，特别是利用抗凝冰超薄磨耗层以消除上述问题。现有技术中对抗凝冰超薄磨耗层进行了相关研究和报道如下：熊健、范磊、刘先淼，抗凝冰超薄磨耗层沥青混合料的应用研究[J]，西部交通科技,2017年第8期。公开了一种抗凝冰超薄磨耗层沥青混合料。孙培、朱天明、王义强、吴耀东，缓释型抗凝冰填料技术在超薄磨耗层项目中的应用研究[J],北方交通,2020年第12期45-48页。通过在复合路面中使用抗凝冰超薄磨耗层从而使道路具备主动抗冰雪的性能。

现有技术中在半柔性路面材料的应用中也存在诸多问题。其中，半柔性路面材料为沥青混凝土复合材料，其与传统的沥青路面材料相比在力学性能、表面粘结性上存在较大差异。特别是半柔性路面材料与抗凝冰超薄磨耗层的复合使用以及在十字路口中的应用，未有研究。

发明内容

本实用新型的提供一种包含半柔性中间层的复合路面，适用于十字路口、交通路口区域。这些路口区域由于车辆起停频繁，路面承受剪切力集中，造成该路段路面车辙病害严重。为了解决上述路段的车辙病害问题，本发明第一方面提出一种适用于十字路口、交道口的复合路面结构：复合路面包括由上至下依次设置的超薄磨耗层、沥青粘层、半柔性中间层。其中半柔性中间层是由半柔性路面材料铺设而成，特别是由灌入式半柔性材料铺设的中间层。

本实用新型中，所述超薄磨耗层的厚度为1.0～5.0cm，半柔性中间层的厚度为5～20cm。优选地，超薄磨耗层的厚度为1.5～2.5cm，半柔性中间层的厚度为6～10cm。优选地，所述超薄磨耗层为抗凝冰超薄磨耗层。

所述凝超薄磨耗层，优选地，超薄磨耗层空隙率为1～8％，矿料间隙率为10～25％；优选地，超薄磨耗层空隙率为2～5％，矿料间隙率为15～20％。

对于半柔性中间层，本实用新型通过对出现车辙的部位进行钻孔取芯，通过芯样截面观察，车辙变形主要发生在沥青混凝土的上中面层。因此将半柔性材料设置为中间层，制备复合路面具有较好的抗车辙性以及良好的综合性能。

对于半柔性中间层，具体地，半柔性中间层的结构为由包含大空隙的基体和填充于空隙中的增强体构成。特别是，在基体大孔沥青上灌注水泥基灌浆材料，水泥基灌浆材料通过在基体的空隙中流入，在基体空隙中凝固形成具有连续相结构的三维网络结构。其中所述基体在未进行增强体灌入时，其空隙率为20～30％。

本实用新型中，半柔性中间层的基体为沥青基体，增强体为水泥基灌浆材料。本实用新型中水泥基灌浆材料为由水泥、骨料、外加剂和矿物掺合料等原材料混合而成的灌浆材料。优选地，其执行标准为：JC/T986-2005《水泥基灌浆材料》。

本实用新型的第二方面在于提供一种抗凝冰抗车辙复合沥青路面。在十字路口区域，由于车辆起停频繁，对路面的湿滑摩擦性能要求较高。特别是在降雪天气，如果积雪不能及时清理，容易造成安全事故。

本实用新型进将半柔性中间层与抗凝冰超薄磨耗层组合，特别是在十字路口路段使用，通过抗凝冰作用，解决十字路口刹车路段由于清雪不及时容易造成的安全性问题。

本实用新型中，所述抗冰凝超薄磨耗层，优选地，抗凝冰超薄磨耗层空隙率为1～8％，矿料间隙率为10～25％；优选地，抗凝冰超薄磨耗层空隙率为2～5％，矿料间隙率为15～20％。

磨耗层的厚度为1.5～2.5cm，空隙率为2～5％，矿料间隙率为15～20％。

本实用新型中，半柔性中间层与抗凝冰超薄磨耗层之间通过沥青粘层粘结复合，在优选的实施方式中，沥青粘层为高黏度改性乳化沥青层。

本实用新型中，沥青粘层的厚度为0.5～5mm，优选地为1～3mm。

本实用新型中，为了表达该复合路面应用于交通道口、十字路口的特征，本实用新型所述的灌入式半柔性抗凝冰抗车辙复合沥青路面结构进一步包含设于超薄磨耗层之上标记有交通标志线的涂层。所述交通标志线涂层包括常规的设置于交通道口、十字路口的交通标志线涂层，所述交通标志线包括斑马线、禁停线、车辆停止线、导向车道线。所述标记有交通标志线的涂层包括标记有斑马线、禁停线、车辆停止线、导向车道线的涂层。该交通标志线涂层作为实用新型保护的客体，为设于路面上表面且具有一定厚度。

本实用新型既解决了刚性路面行车舒适性差、接缝多的缺点，又可以避免柔性路面因季节性的温度变化而导致路面产生破坏。兼具有沥青路面柔性好、抗裂能力强、无接缝和水泥混凝土路面刚性大、承载能力强、抗车辙性能好的优点，其弯沉值仅为普通沥青路面的1/5～1/2，抗车辙能力是普通沥青路面的10倍以上，同时还具有良好的抗水、耐油、耐酸等功能以及可着色性好的特点，既可用于旧路面的车辙病害维修，也可用于新建路面，且由于使用寿命长，减少维修频次，全生命周期的社会效益和经济效益显著。

本实用新型能够保证路面抗车辙性能极大提高的前提下，解决路面雨雪抗滑问题，并且能够美化路面外观，提高行车安全性、舒适性。

附图说明

图1：抗车辙复合沥青路面示意图

其中：1为超薄磨耗层，2为沥青粘层，3为半柔性中间层。

具体实施方式

一种应用于交叉路口的融雪抗车辙复合沥青路面结构，其步骤包括：

(1)下承层检查：

铺筑灌入式半柔性高抗车辙复合沥青路面前，应检查基层或下卧沥青层的质量，不符合要求的不得铺筑灌入式半柔性高抗车辙复合沥青路面。下承层为沥青层的，其上撒布黏层；下承层为无机混合料基层的，其上撒布透层。

(2)制备铺筑基体混合料：

基体沥青混合料沥青结合料采用满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40)的相关技术要求的高黏改性沥青。基体沥青混合料矿料级配应满足表1级配范围要求。基体沥青混合料技术指标应满足表2的规定。

基体沥青混合料组成成分为矿质集料96-97份、高黏改性沥青3-4份。矿质集料由碱性矿粉、0-3mm石灰岩细集料、10-18mm、10-20mm石灰岩粗集料组成，其比例根据表7.1筛孔通过率要求确定。其中高黏改性沥青组成成分为70A道路石油沥青90-92份、SBS沥青改性剂8-10份、改性沥青稳定剂0.15-0.2份、糠醛油1.0-1.5份。基体沥青混合料摊铺速度宜控制在1m/min～6m/min。基体沥青混合料摊铺、碾压过程中的温度宜符合表3的要求。

基体沥青混合料单层压实层厚度不宜大于120mm。基体沥青混合料摊铺后应采用不低于10吨的双钢轮压路机，前静后振碾压1～3遍。当混合料温度降低到碾压终了温度时进行整平碾压，以消除轮迹。碾压速度初压宜控制在2km/h～3km/h，终压宜控制在3km/h～6km/h。基体沥青混合料碾压完成后应做好成品保护，避免路表面被泥土等杂质污染封堵路面空隙。

表1：基体沥青混合料矿料级配范围

表2：基体沥青混合料技术要求

表3：基体沥青混合料摊铺、碾压温度

项目	施工温度(℃)
		摊铺温度，不低于	160
初压开始温度，不低于	150
		碾压终了温度，不低于	90
水泥基灌浆材料灌入时路表温度，不高于	50

灌入式半柔性高抗车辙沥青混合料技术指标应满足表4的规定。

表4灌入式半柔性高抗车辙沥青混合料技术要求

(3)制备灌浆材料：

现场制作水泥基灌浆材料时，加水之前应将水泥基灌浆材料拌和2min至均匀，加水再拌和3min。制备水泥基灌浆材料技术要求如表5所示。

表5水泥基灌浆材料技术要求

项目	单位	技术要求	试验方法
				流动度	s	10～14	JTG E3420 T 0508
干缩率(7d)，不大于	％	0.3	JTG E3420 T 0511
				抗折强度(7d)，不小于	MPa	2	JTG E3420 T 0506
抗压强度(3h)，不小于	MPa	5	JTG E3420 T 0506
				抗压强度(7d)，不小于	MPa	15	JTG E3420 T 0506

在本实用新型中，灌入式半柔性高抗车辙沥青混合料组成成分为基体混合料72-80份，水泥基灌浆材料20-28份。水泥基灌浆材料制作完成后应在1h内完成灌浆施工，灌浆时基体沥青混合料需冷却至50℃以下。应使用路耙等工具将水泥基灌浆材料反复在基体沥青混合料表面摊铺，使其自然慢透，必要时可辅以平板夯辅助灌入。灌浆后应采用路耙等工具将残余在沥青路面表面上的水泥基灌浆材料清除干净，以暴露出基体沥青混合料表面的集料。灌入式半柔性高抗车辙复合沥青路面需要在水泥基灌浆材料硬化后方可开放交通，养生时间不得低于3h。

(4)灌浆施工：

使用路耙等工具将水泥基灌浆材料反复在基体沥青混合料表面摊铺，使其自然慢透，必要时可辅以平板夯辅助灌入。灌浆后应采用路耙等工具将残余在沥青路面表面上的水泥基灌浆材料清除干净，以暴露出基体沥青混合料表面的集料。

(5)超薄磨耗层施工：

超薄磨耗层采用同步施工工艺，保证黏层与温拌沥青混合料超薄罩面层用同一台施工设备同步喷洒和摊铺。黏层为高黏度改性乳化沥青，技术指标应符合表6的技术要求。

表6高黏度改性乳化沥青技术要求

高黏度改性乳化沥青组成部分为70A道路石油沥青62-65份、KZW-R65型SBR胶乳改性剂3-4份、KZW-802K快裂快凝乳化剂0.3-0.4份、盐酸0.2-0.3份、水31-35份。其中盐酸用于调节乳化沥青PH值调为1.5-2。

抗凝冰超薄磨耗层沥青混凝土组成部分为矿质集料93-95份、缓释型抗凝冰剂4-6份、SBS改性沥青5-7份、聚氨酯纤维0-0.3份。矿质集料由碱性矿粉、0-3mm石灰岩细集料、5-10mm玄武岩粗集料组成，其比例根据表7筛孔通过率要求确定。抗凝冰超薄磨耗层沥青混合料性能如表8所示：

表7超薄磨耗层沥青混合料矿料级配范围

表8抗凝冰超薄磨耗层沥青混合料性能

加铺抗凝冰超薄磨耗层的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面结构，动稳定度检测数据如表9所示。

表9高温稳定性对比

由表9各类沥青路面高温稳定性对比可以看出，灌入式半柔性抗车辙沥青路面动稳定度较传统的AC、SMA类沥青路面极大提高，具有很好的高温稳定性，为保证路面表面美观，提高行车抗滑和舒适性，其上加铺超薄磨耗层后，动稳定度有所降低，但降低程度不明显，且动稳定度也远大于规范≮2800次/mm的技术要求，能够满足特殊路段对于抗车辙性能的需要。

在本实用新型优选的实施方式中，进一步包含设于超薄磨耗层之上标记有交通标志线的涂层，所述交通标志线包括斑马线、禁停线、车辆停止线、导向车道线。

即上述优选的实施方式即为在交通道口、十字路口、丁字路口、环岛等车辆启停频繁、路面承受剪切力大且抗是滑性能要求高的区域适用于本实用新型的复合路面。

通过表9位移数据可以看出，加铺超薄磨耗层的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面高温形变量较传统的AC、SMA类沥青路面小很多，说明抵抗车辙形变方面具有突出性能优势。

本实用新型赋予超薄磨耗层融雪功能，能够解决路面结冰清理不及时造成的行车安全性降低问题。在本实用新型的实际应用中，采用抗凝冰超薄磨耗层能够有效避免路面积雪。在较小强度降雪时能够及时自融雪，避免积雪。在较大强度降雪时，能够有效防止冰雪与路面粘结。本实用新型应用于交叉路口的融雪抗车辙复合沥青路面结构质量能够满足规范规定的平整度、渗水系数、抗滑性能的要求，该技术行车舒适性、路面耐久性、行车安全性方面较传统沥青路面有显著技术优势。

本实用新型采用融雪超薄磨耗层，在小雪天气，基本不需要任何的辅助除雪操作，道路本身主动融化路面冰雪。在大雪天气，路面和冰层雪层之间能有效地隔离开来，依靠车辆碾压即可破坏路面冰雪层，减少车辆打滑现象，保障冬季道路安全。另外，融雪技术应用于超薄磨耗层，由于铺筑厚度较小，仅为1.5～2.5cm，相较传统的融雪路面能够在实现路面融雪功能的前提下降低工程造价。

本实用新型中的具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，包括由上至下依次设置的超薄磨耗层(1)、沥青粘层(2)、半柔性中间层(3)，所述超薄磨耗层(1)的厚度为1.0～5.0cm，半柔性中间层(3)的厚度为5～20cm；所述超薄磨耗层(1)为抗凝冰超薄磨耗层；所述灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面进一步包含设于超薄磨耗层(1)之上标记有交通标志线的涂层，其中，所述交通标志线包括斑马线、禁停线、车辆停止线、导向车道线。

2.根据权利要求1所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述超薄磨耗层(1)的厚度为1.5～2.5cm，半柔性中间层(3)的厚度为6～10cm。

3.根据权利要求1所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述超薄磨耗层(1)的空隙率为1～8％，矿料间隙率为10～25％。

4.根据权利要求3所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述超薄磨耗层(1)的空隙率为2～5％，矿料间隙率为15～20％。

5.根据权利要求1所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述半柔性中间层(3)其结构由包含空隙的基体和填充于空隙中的增强体构成。

6.根据权利要求5所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述基体的空隙率为15～50％。

7.根据权利要求6所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述基体的空隙率为20～30％。

8.根据权利要求5所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述基体为沥青基体，所述增强体为水泥基灌浆材料。

9.根据权利要求1所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述沥青粘层(2)为高黏度改性乳化沥青，沥青粘层(2)的厚度为0.5～5mm。

10.根据权利要求9所述的灌入式半柔性抗车辙复合沥青路面，其特征在于，所述沥青粘层(2)的厚度为1～3mm。