一種抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)及其鋪設(shè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路工程建設(shè)領(lǐng)域，具體涉及一種抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)及其鋪設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)的高速公路，城市道路路面結(jié)構(gòu)主要為瀝青路面，瀝青路面具有黏彈塑性的 特殊性質(zhì)，強(qiáng)度和流動(dòng)性質(zhì)均受到溫度的影響。在帶來(lái)路面表面平整，行車(chē)舒適性高，噪音 低，振動(dòng)小的同時(shí)，也造成了瀝青路面結(jié)構(gòu)在車(chē)輛反復(fù)荷載的作用下車(chē)轍病害嚴(yán)重，以及由 于半剛性基層的收縮裂縫或低溫抗裂性不足而使面層開(kāi)裂的問(wèn)題。
[0003] 水泥混凝土路面雖然具有強(qiáng)度高，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，且能有效解決道路車(chē)轍問(wèn)題， 但是因?yàn)槠鋭偠却?，接縫設(shè)置復(fù)雜，工程費(fèi)用高，施工養(yǎng)護(hù)期無(wú)法開(kāi)放交通，易產(chǎn)生唧泥和 錯(cuò)臺(tái)等，不能成為抗車(chē)轍路面的首選。
[0004] 瀝青路面的車(chē)轍調(diào)查與分析一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。早年的車(chē)轍調(diào)查表明，變 形的貢獻(xiàn)主要來(lái)自上、中面層，而近年來(lái)不斷出現(xiàn)車(chē)轍發(fā)生在中、下面層為主的現(xiàn)象，且車(chē) 轍主要發(fā)生在路表下5cm以下處。但是深受最大剪應(yīng)力理論的影響，這種現(xiàn)象并沒(méi)有得到應(yīng) 有的重視。最大剪應(yīng)力理論認(rèn)為，在中面層產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力是導(dǎo)致車(chē)轍的主要原因，而這 種以中、下面層為主的車(chē)轍現(xiàn)象與該理論十分吻合。試驗(yàn)表明，半剛性基層瀝青路面下面層 的車(chē)轍貢獻(xiàn)率(54.4%)大于柔性路面(26.6%)，可以認(rèn)識(shí)到，高溫、重載和半剛性基層條件 下，下面層對(duì)于車(chē)轍的貢獻(xiàn)不可忽視。這是因?yàn)槁访娴纳郎剡^(guò)程中，上、中面層的溫度都非 常高，其側(cè)向位移自然特別大，這樣會(huì)進(jìn)一步加劇下面層屈服后的塑性永久變形；同時(shí)結(jié)構(gòu) 層的粘性流動(dòng)，上、中面層的溫度較高，自然比較嚴(yán)重;而下面層壓應(yīng)力水平較低，蠕變自然 也較小，下面層的車(chē)轍以塑性變形為主，更不具備可恢復(fù)性，其危害更為嚴(yán)重。
[0005] 根據(jù)矛盾分析法的哲學(xué)思想和對(duì)立統(tǒng)一的基本規(guī)律，目前需要發(fā)明一種融合瀝青 路面與水泥混凝土路面優(yōu)點(diǎn)，兼具路表平整性與足夠的承載能力，保證路面結(jié)構(gòu)的整體協(xié) 調(diào)性，滿足良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和較快的施工養(yǎng)護(hù)期，取彼之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短，且能充分針對(duì)在半 剛性基層、高溫、重載條件下抵抗路面中、下面層車(chē)轍變形的路面結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的高 溫重載下不能有效抵抗車(chē)轍，整體協(xié)調(diào)變形能力和抵抗裂縫能力不強(qiáng)的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0009] -種抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)，它包括從下至上依次設(shè)置的半剛性基層、SBS乳化瀝青粘結(jié) 層、II型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土下面層、I型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土中面 層和高粘度改性瀝青SM-13混凝土表面層；
[0010] 所述的II型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土下面層由大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料 和乳膠水泥砂漿組成;其中，大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料和乳膠水泥砂漿的質(zhì)量比為5~7:1; 大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料的孔隙率為25~35%，它由瀝青混合料與19mm以下的集料以4~ 8:1OO的質(zhì)量比混合而成;乳膠水泥砂漿由乳膠改性劑、水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水以7:1OO: 25:65的 質(zhì)量比混合而成；其中，乳膠水泥砂漿通過(guò)大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料的孔隙灌入并滲透至 大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料中；
[0011] 所述的I型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土中面層由大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料和 乳膠水泥砂漿組成;其中，大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料和乳膠水泥砂漿的質(zhì)量比為5~7:1;大 孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料的孔隙率為20~30%，它由瀝青混合料與16mm以下的集料以4~8: 1 〇〇的質(zhì)量比混合而成;乳膠水泥砂漿由乳膠改性劑、水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水以6:100:20:60的質(zhì) 量比混合而成；其中，乳膠水泥砂漿通過(guò)大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料的孔隙灌入并滲透至大 孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青混合料中；
[0012] 所述的高粘度改性瀝青SMA-13混凝土表面層由高粘改性瀝青結(jié)合料與集料以5.5 ~6.5:100的質(zhì)量比混合而成;其中，高粘改性瀝青結(jié)合料由苯乙稀-丁二稀-苯乙稀共聚物 改性瀝青、熱塑性橡膠、粘結(jié)性樹(shù)脂和增塑劑以100:10:2:1的質(zhì)量比組成。
[0013]其中，所述的SBS乳化瀝青粘結(jié)層單位面積的灑布量為0.5~0.8kg/m2。
[0014] 其中，所述的II型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土下面層的厚度為7~8cm。
[0015] 其中，所述的I型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土中面層的厚度為5~6cm。
[0016] 其中，所述的高粘度改性瀝青SMA-13混凝土表面層的厚度為4cm。
[0017] 其中，所述的乳膠改性劑為丙烯酸酯類(lèi)共聚物。
[0018] 其中，所述的熱塑性橡膠包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二 烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚烯烴彈性體。
[0019] 其中，所述的粘結(jié)性樹(shù)脂包括接枝聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙 稀。
[0020] 其中，所述的增塑劑包括鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯和二丙二醇二苯 甲酉支醋。
[0021] 上述抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)方法，其特征在于，它是在半剛性基層依次鋪設(shè)SBS乳 化瀝青粘結(jié)層、7~8cm的II型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土下面層、5~6cm I型乳膠水 泥砂衆(zhòng)灌入式瀝青混凝土中面層和4cm的高粘度改性瀝青SMA-13混凝土表面層。
[0022]本發(fā)明涉及的各項(xiàng)原材料需分別滿足表1~5中的要求。
[0023]表1:高粘度改性瀝青SMA-13混凝土用結(jié)合料的技術(shù)要求
[0025]表2:灌入式瀝青混凝土用結(jié)合料的技術(shù)要求
[0032] 表5:高粘度改性瀝青SMA-13混凝土、灌入式瀝青混凝土、水泥砂漿礦料級(jí)配要求
[0035] 有益效果：
[0036] 本發(fā)明通過(guò)上述方法實(shí)現(xiàn)了一種灌入式瀝青混合料抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)，其采用了 "高粘度改性瀝青SMA-13混凝土表面層+1型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土中面層+11型 乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土下面層+SBS乳化瀝青粘結(jié)層"的鋪設(shè)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其中，高粘 度改性瀝青SMA-13混凝土層為骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，可以提供良好的粗糙度，保證路表上面層 的功能性要求；中、下面層的乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土以開(kāi)級(jí)配集料通過(guò)嵌擠作用 形成第一主體骨架結(jié)構(gòu)，以乳膠水泥砂漿灌入凝結(jié)硬化形成第二骨架結(jié)構(gòu)，形成均一、密 實(shí)、孔隙閉合的結(jié)構(gòu)面層材料，具有很高的強(qiáng)度和抗車(chē)轍性能，能夠抵抗在高溫、重載以及 半剛性基層條件下而產(chǎn)生的中、下面層嚴(yán)重的車(chē)轍變形;SBS乳化瀝青粘結(jié)層在半剛性基層 與下面層之間，使路面層與基層充分粘結(jié)，保證整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)變形，減少裂縫的產(chǎn)生，也 能夠阻止面層水下滲，起到保護(hù)路面結(jié)構(gòu)層的作用。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)高溫重載條件下，半剛性基層路面的中、下面層對(duì)車(chē)轍 貢獻(xiàn)率大的現(xiàn)象進(jìn)行了改善，同時(shí)該路面結(jié)構(gòu)也能良好的抵抗裂縫，提高面層與基層的整 體變形協(xié)調(diào)能力，且施工養(yǎng)護(hù)期短，開(kāi)放交通時(shí)間快，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)異。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 本發(fā)明實(shí)施例考慮到（1)半剛性基層條件的路面結(jié)構(gòu)在行車(chē)荷載的作用下，主剪 應(yīng)力隨深度的增加先增大后減小，峰值出現(xiàn)在路面中下面層。路面中下面層在高溫情況下 的抗剪切強(qiáng)度不足會(huì)在車(chē)輛荷載下產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形的累積，形成路面車(chē)轍病害； (2)考慮到路面表面層與滿足結(jié)構(gòu)性要求相比，更需要滿足功能性的要求，即路面的裂縫盡 可能的少，不需要設(shè)置縮縫和脹縫，同時(shí)在低溫條件下滿足抗裂性要求，最大限度保證車(chē)輛 行駛的舒適性與安全性；（3)考慮到路面結(jié)構(gòu)的厚度一般在18~20cm，中面層厚度一般在5 ~6cm，下面層厚度一般在7~8cm?！豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中表明，對(duì) 于熱拌熱鋪密級(jí)配瀝青混合料，瀝青層一層的壓實(shí)厚度不宜小于集料最大公稱(chēng)粒徑的2.5 ~3倍。同時(shí)根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTCD50-2006)中表4.1.3瀝青混合料結(jié)構(gòu)層的 最小壓實(shí)度與適宜厚度的相關(guān)規(guī)定，II型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土的最大公稱(chēng)粒徑 為19mm，對(duì)應(yīng)適宜厚度60~80mm，所以只能使用在下面層中，無(wú)法使用在40mm上面層和50mm 中面層中，否則結(jié)構(gòu)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。I型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土的最大公稱(chēng) 粒徑為16mm，對(duì)應(yīng)適宜厚度40~60mm，所以只能使用在中面層或者上面層中，無(wú)法使用在 80mm下面層中，否則結(jié)構(gòu)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
[0040] 基于以上考慮，本發(fā)明實(shí)施例1提供了一種抗車(chē)轍路面結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)方法，分別從以 下角度滿足上述考慮因素：（1)路面結(jié)構(gòu)中下面層采用抗車(chē)轍的乳膠水泥砂漿灌入式瀝青 混合料，滿足路面結(jié)構(gòu)性要求；（2)表面層采用高粘度改性瀝青SMA-13混凝土，滿足路面功 能性要求；（3)路面的中面層采用I型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土，其集料最大公稱(chēng)粒 徑為16_，下面層采用II型乳膠水泥砂漿灌入式瀝青混凝土，其集料最大公稱(chēng)粒徑為19_。 該方案的具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1，所示。
[0041] 同時(shí)，本發(fā)明實(shí)例2中將半剛性基層條件下不同路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比，比較各路面 結(jié)構(gòu)的抗裂抗拉性及抗車(chē)轍性能。
[0042] 在下述實(shí)施例中，
[0043]所用的乳膠改性劑為云南正邦化工有限公司生產(chǎn)的ZBR-608乳膠；
[0044]所用的熱塑性橡膠為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；
[0045]所用的粘結(jié)性樹(shù)脂為聚乙烯；
[0046]所用的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯。<