CN219793503U - 一种高耐久性沥青路面路基结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高耐久性沥青路面路基结构，该路基结构包括由下至上依次层叠设置路基层、底基层、核心结构层和路面层；其中核心结构层为混凝土共振预裂超结构层，所述核心结构层由标号为C25～C35的混凝土结构板经原位共振预裂变处理得到。本实用新型的有益效果为：该路基结构包括由混凝土结构板经原位共振预裂变处理得到混凝土共振预裂超结构层；该结构在保证一定弹性的基础上，最大限度地保留了水泥板的高强度，同时具有不透水性，能有效防止反射裂纹的产生、车辙的形成以及气候变化对结构的破坏，从而保持高耐久性，达到长寿命的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路路基结构技术领域，具体为一种高耐久性沥青路面路基结构。
背景技术
长寿命沥青路面的概念最早起源于欧洲，指对路面进行简单维修后，路面使用寿命延长至40年；随后，美国提出永久性路面概念，即路面的使用寿命可达50年，且在使用年限内，主要结构层不会发生损坏，只需对表面层的病害进行简单维修。一般认为，长寿命路面设计年限为40年是一个适中的年限，能够使路面达到“长寿命”。
研究发现，抛开设计施工的质量问题，对沥青路面结构的早期损坏影响最大的主要有以下三方面原因：
1、结构性车辙
主要是基层等路面结构层或路基强度不足，在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形，作用或反射于路面。
2、反射裂缝
半刚性水稳基层由于具有强度高、造价低、整体性及水稳定性好等优点，在我国公路建设中得到了广泛的运用；但半刚性基层由于其固有特性，易产生干缩裂缝和低温收缩裂缝，在交通荷载和温度荷载的反复作用下，半刚性基层的这种收缩裂缝很容易扩展到沥青面层而形成反射裂缝，从而导致渗水、破损等一系列后续病害发生。
3、水损害
水损害主要是由于在车辆荷载和冻融循环反复作用下，雨水不断渗入结构层中，造成路面结构从上至下的损坏，严重的甚至危及道路基层及底基层。
目前，通过引进吸收国外先进技术，我国道路建设者尝试了两种长寿命沥青路面建造方法，都取得了不错的效果，由此可见，具有高强度、高弹性且耐久性好的道路结构是建造长寿命沥青路面的必要条件。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种高耐久性沥青路面路基结构，包括由下至上依次层叠设置路基层、底基层、核心结构层和路面层；
所述核心结构层为混凝土共振预裂超结构层，所述核心结构层由标号为C25～C35的混凝土结构板经原位共振预裂变处理得到。
进一步地，核心结构层包括共振碎石粒料柔性层和共振预裂变层，其中共振碎石粒料柔性层位于所述共振预裂变层上方。
进一步地，所述底基层由水泥稳定碎石构成，其厚度为18～28cm。
进一步地，所述底基层由碎石隔振层组成，所述级配碎石隔振层由配碎石构成，厚度为20-30cm。
进一步地，所述共振碎石粒料柔性层的厚度小于或等于所述核心结构层厚度的十分之一。
进一步地，所述共振预裂变层内具有多个有序排布的斜向微裂缝，相邻的斜向微裂缝间距小于18cm，所述共振碎石粒料柔性层的碎石粒径小于3cm。
进一步地，所述混凝土结构板的固有频率为42～50Hz。
进一步地，所述路面层为沥青材质，所述路面层厚度为不低于18cm。
本实用新型一种高耐久性沥青路面路基结构有益效果为：该路基结构包括由混凝土结构板经原位共振预裂变处理得到混凝土共振预裂超结构层；该结构在保证一定弹性的基础上，最大限度地保留了水泥板的高强度，同时具有不透水性，能有效防止反射裂纹的产生、车辙的形成以及气候变化对结构的破坏，从而保持高耐久性，达到长寿命的目的。该结构可以方便经济地实现长寿命沥青路面(包括高速公路、国省干道、城市干道、机场跑道等)的修筑。
附图说明
图1是本实用新型实施例一种高耐久性沥青路面路基结构的结构示意图。
图2是本实用新型实施例一种高耐久性沥青路面路基结构的核心结构层3的施工原理图。
上述图中：1-路基层，2-底基层，3-核心结构层，31-共振碎石粒料柔性层，32-共振预裂变层，4-路面层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
实施例一
请参照图1，本实用新型实施例提供一种高耐久性沥青路面路基结构，其包括由下到上依次层叠设置的路基层1、底基层2，核心结构层3和路面层4。
路基层1为夯实的土体，底基层2为水泥稳定碎石结构，核心结构层3为高耐久性的混凝土共振预裂超结构层，该混凝土共振预裂超结构层由标号为C25～C35的混凝土结构板经原位共振预裂变处理得到；路面层4为沥青层。其中原位共振预裂变处理过程为现有的施工方式。
在本实施例的技术方案中，修筑道路时，首先在对路基夯实，得到所述路基层1，然后在路基层1上铺设一层水泥稳定碎石层作为底基层2，底基层2作为基础平台，然后在其上浇筑成型厚度为20～30㎝的C25～C35混凝土路面结构板，利用专用的共振机器在原位进行共振预裂变施工，制造出混凝土共振预裂超结构层。混凝土共振预裂超结构层3上洒布透层油，经适当碾压后直接铺设厚度不低于18㎝的沥青混凝土层，作为路面层4，从而形成完整的沥青路面结构。
上述方式综合吸收了现有的柔基厚面和强基薄面的设计思路，取长补短，增设了混凝土共振预裂超结构层作为核心结构层3，取代了传统的水稳基层，该结构兼具高强度和高弹性的特点，且不透水，与其它各层结构协同优化并匹配，形成有机统一整体，构成了完整的沥青路面结构，使得道路寿命能够高达40年以上。
具体的，请参照图2，通过采用专用的共振机器，对混凝土路面结构板实施原位共振预裂变施工，得到混凝土共振预裂超结构层。利用共振机器的能量、振动、频率直接作用于混凝土内部，并不断地积累能量，使其发生小范围位移裂变，形成混凝土微材料的蜂窝状裂变的整体结构。最终，混凝土路面结构板板体表面形成共振碎石粒料，共振碎石粒料经洒布透层油经适当碾压施工后，形成嵌挤锁结融合的共振碎石粒料柔性层31；混凝土路面结构板板体下面主体结构形成蜂窝状共振预裂变层32。该共振碎石粒料柔性层31处在共振预裂变层32和沥青材质的路面层4之间，起到柔性联结的作用，使得二者能够很好地匹配，并且能够始终保持结构的整体性，为长寿命沥青路面结构提供最核心的技术支撑。其中，共振碎石粒料柔性层31作为层间柔性联结层，具有缓冲减振、吸放潮水、吸收和隔离车路耦合的振动波能量、降低路面噪声等优点。
在本实施例中，C25～C35混凝土共振预裂超结构层3的厚度一般为20～30cm。该结构斜向嵌锁，强度极高；同时还具有独特的微拱形变化特点，适应性极强，当路基和地基结构发生形位变化时，总是能以微拱形变化与之适应，确保路面各结构层不会损坏；并具有极强的承载能力和荷载扩散能力，结构组织不会产生应力集中现象，确保结构不会因为交通荷载应力和气候温度变化应力而损坏。此外，该结构还具有不渗水的特点，这一特点阻断了上下结构层间水相互串入时造成的结构水害。
在本实施例中，上述沥青材质的路面层4的厚度优选不小于18cm。这是根据国内外长寿命沥青路面结构使用成熟案例综合考虑的厚度值，并满足沥青路面载荷高压受力区域的厚度。该层与混凝土共振预裂超结构层能够完全兼容和匹配，保证沥青路面的各类损坏都被控制在本层范围内，其表面的损坏只需通过预防性养护和铣刨进行更换，即可恢复正常使用，从而达到长寿命的目的。其厚度可根据实际交通荷载情况，按照长寿命沥青路面设计方法进行优化设计，一般应不小于18cm。
在本实施例中，上述混凝土共振预裂超结构层包括层叠的共振预裂变层32和共振碎石粒料柔性层31，共振预裂变层32位于底基层2之上，共振碎石粒料柔性层31位于路面层4之下。进一步的，上述共振碎石粒料柔性层31的厚度为不大于混凝土共振预裂超结构层厚度的十分之一。更进一步的，上述共振预裂变层32内具有多个有序排布的斜向微裂缝，相邻的斜向微裂缝间距小于18cm，共振碎石粒料柔性层31的碎石粒径小于3cm。
在本实施例的技术方案中，共振碎石粒料柔性层31处在共振预裂变层32和路面层4之间，起到柔性联结的作用，使得二者能够很好地匹配，并且能够始终保持上下结构的整体性联结。具体的，共振预裂变层32的裂变是使混凝土微观结构得到改变。其一、微结构呈蜂窝状有序间隔的裂变。其二、微结构是小范围内粒子间位移的有序斜向微裂缝的裂变，微裂缝缝隙小到水不可渗透，微裂缝之间的间距在18cm以内。需要说明的是，混凝土宏观结构不会因为微观结构的改变而影响外形，它将仍然保持整体结构形式。
在本实施例的技术方案中，上述用于施工核心结构层的混凝土结构板的固有频率为42～50Hz。其下其它结构的固有频率与该混凝土结构板的固有频率相差甚远，因此，在共振预裂变施工时，共振频率应在42～50Hz，该振动频率不会对其它结构产生共振破害。
综上，本实用新型的实施例提供了一种适用于长寿命沥青路面的新型高耐久性路基结构，其包括路基层、底基层、核心结构层和路面层。通过在公路路基土之上铺设水泥稳定碎石作为基础平台，然后在其上浇筑成型厚度为20～30㎝的C25～C35混凝土路面结构板，经原位共振预裂施工后得到混凝土共振预裂超结构层，其上洒布透层油适当碾压后直接铺设厚度不低于18㎝的沥青混凝土层，形成完整的沥青路面结构。其中成型厚度为20～30㎝的C25～C35混凝土板经共振预裂后为主要核心层，兼具高强度和高弹性的特点，且不透水，与其它各层结构协同优化并匹配，形成有机统一整体，构成了完整的沥青路面结构，使得道路寿命能够高达40年以上。
实施例二
实施例二与实施例一的区别在于底基层2由符合要求的级配碎石隔振层组成。级配碎石隔振层由符合密级配要求的级配碎石构成，厚度为20-30cm。实施例二的实施凡是适合在一些对震动特别敏感区域施工。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (8)
1.一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于：包括由下至上依次层叠设置路基层、底基层、核心结构层和路面层；
所述核心结构层为混凝土共振预裂超结构层，所述核心结构层由标号为C25～C35的混凝土结构板经原位共振预裂变处理得到。
2.根据权利要求1所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于：核心结构层包括共振碎石粒料柔性层和共振预裂变层，其中共振碎石粒料柔性层位于所述共振预裂变层上方。
3.根据权利要求1所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于：所述底基层由水泥稳定碎石构成，其厚度为18～28cm。
4.根据权利要求1所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于：所述底基层由级配碎石隔振层组成，所述级配碎石隔振层由级配碎石构成，厚度为20-30cm。
5.根据权利要求2所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于，所述共振碎石粒料柔性层的厚度小于或等于所述核心结构层厚度的十分之一。
6.根据权利要求2所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于，所述共振预裂变层内具有多个有序排布的斜向微裂缝，相邻的斜向微裂缝间距小于18cm，所述共振碎石粒料柔性层的碎石粒径小于3cm。
7.根据权利要求1所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于，所述混凝土结构板的固有频率为42～50Hz。
8.根据权利要求1所述的一种高耐久性沥青路面路基结构，其特征在于，所述路面层为沥青材质，所述路面层厚度为不低于18cm。
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