一种重载型耐久性沥青复合结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种适用于“白改黑”工程的重载型耐久性沥青复合结构，在原路面层上设置层状复合结构，所述层状复合结构从上到下依次包括有上面层、第二粘层、中面层、第一粘层、下面层和应力吸收层，所述应力吸收层设置在所述原路面层的上表面。本发明提出的重载型耐久性沥青复合结构，其中上面层橡胶沥青SMA13、中面层和下面层高模量EME均能够较好地承担荷载，具有优异的抗车辙能力；同时，上面层、中面层、下面层层位与普通沥青混合料相比均具有较高的劲度模量，与水泥混凝土路面的模量更为接近，使得整体的变形协调能力较为统一，有利于延长路面的整体结构寿命。
【专利说明】
一种重载型耐久性沥青复合结构
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种道路工程改造结构，尤其涉及一种重载型耐久性沥青复合结构。
【背景技术】
[0002] 水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式，具有较高的强度、稳定性、耐久性、 平整度和粗糙度，同时养护维修费用较少。从上世纪80年代起广泛应用于各种等级的公路 建设中。但是随着通车时间的增加，在行车荷载和环境因素的共同作用下，水泥混凝土路面 相继出现了裂缝、错台、坑洞、唧泥等路面损坏，使用性能显著降低。为了保证良好的通车质 量，对现有的水泥混凝土路面进行改造，逐渐替换为沥青混凝土路面结构，形成了PCC+HMA 的复合式路面结构。虽然能够克服原有水凝混凝土路面的缺陷，但是改造后的路面结构由 于上下结构衔接的不一致性，导致受力与变形不能够统一，抗重载能力较差。
[0003] 有鉴于上述现有的重载道路结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制 造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种 新型重载型耐久性沥青复合结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试 作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于，克服现有的重载道路结构存在的缺陷，而提供一种适用 于"白改黑"工程的新型重载型耐久性沥青复合结构，提高抗变形能力，从而更加适于实用， 且具有产业上的利用价值。
[0005] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的重载型耐久性沥青复合结构，在原水泥路面层上设置层状复合结构，所述层状复合结构 从上到下依次包括有上面层、第二粘层、中面层、第一粘层、下面层和应力吸收层，所述应力 吸收层设置在所述原路面层的上表面。
[0006] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述上面层的厚度为3.5_5cm， 空隙率为3-6 %。
[0007] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述中面层的厚度为为5-7cm， 空隙率为2-6 %。
[0008] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述下面层的厚度为8-lOcm，空 隙率为1-4%。
[0009] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述第一粘层和第二粘层选用 相同的材料，所述第一粘层和第二粘层为聚合物改性乳化沥青。
[0010] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述应力吸收层为密级配AC05 型沥青混合料，沥青用量为8-10 %，集料的用量为90~92 %，所述集料中粒径为2.36-4.75mm的组成为88~92%，粒径为2.36mm以下的组成为8-12%。下面层与原水泥混凝土路 面之间设置应力吸收层，有效防止和延缓由于原水泥混凝土路面由于裂缝导致的反射裂缝 现象。
[0011] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述上面层中包含的集料为辉 绿岩或者玄武岩填料中的一种或其组合，集料最大公称粒径为12.5mm。
[0012] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述中面层中包含的集料为石 灰岩，集料的最大公称粒径为14mm。
[0013] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述下面层中包含的集料为石 灰岩，集料的最大公称粒径为19.5mm。
[0014] 更进一步的，前述的重载型耐久性沥青复合结构，所述上面层中采用的沥青胶结 料为预溶胀型橡胶沥青颗粒添加至普通石油沥青中制得，普通石油沥青的用量为4.5%-5.5%，预溶胀型橡胶沥青颗粒的用量为1.5%-2.5%，作为优选的方案，普通石油沥青选用 70#普通石油沥青。
[0015] 更进一步的，中面层和下面层分别采用高模量EME14和EME20级配结构，EME14采用 50#沥青+高模量剂，沥青用量为4.5-5.0 % ; EME20采用15#硬质沥青，沥青用量为4.2-4.8%〇
[0016] 借由上述技术方案，本发明的重载型耐久性沥青复合结构至少具有下列优点：
[0017] 本发明提出的重载型耐久性沥青复合结构，是在水泥路面改成沥青路面的过程中 提出的，提高沥青路面在重载交通情况下的综合路用性能，采用层状复合结构，其中上面层 橡胶沥青SMA13、中面层和下面层高模量ΕΜΕ均能够较好地承担荷载，具有优异的抗车辙能 力；同时，上面层、中面层、下面层层位与普通沥青混合料相比均具有较高的劲度模量，与水 泥混凝土路面的模量更为接近，使得整体的变形协调能力较为统一，有利于延长路面的整 体结构寿命。
[0018] 在原水泥混凝土路面面层上设置的应力吸收层，能够较好地延缓由于原水泥路面 病害产生的反射裂缝现象，同时具有优异的封水效果，有利于整体结构寿命的延长，充分满 足大流量重交通的通行状况。
[0019] 本发明提出的重载型耐久性沥青复合结构，适宜厚度的沥青加铺层提供了摩阻系 数高、平整度好的表面层，原有水泥混凝土路面提供了稳定、坚实的基础，满足了重载交通 情况下的综合路用性能，提高路网的通行能力。
[0020] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
【附图说明】
[0021] 图1所示为本发明重载型耐久性沥青复合结构示意图；
[0022] 图中标记含意：1.原路面层，2.应力吸收层，3.下面层，4.第一粘层，5.中面层，6. 第二粘层，7.上面层。
【具体实施方式】
[0023] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本 发明提出的重载型耐久性沥青复合结构其【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。 [0024] 实施例1
[0025]如图1所示本发明的重载型耐久性沥青复合结构示意图，在原路面层1、的上部还 设置有应力吸收层2、下面层3、第一粘层4、中面层5、第二粘层6和上面层7。
[0026]其中应力吸收层2直接设置在原路面层1的上表面，应力吸收层2为厚度1.5cm的密 级配AC05结构，空隙率为1.5%，其中普通沥青用量为8-10%，集料的用量为90-92%，集料 中粒径为2.36-4.75mm的组成为88-92%，粒径为2.36mm以下的组成为8-12%。在下面层3与 原水泥混凝土路面层之间设置应力吸收层2,能够有效防止和延缓由于原水泥混凝土路面 由于裂缝导致的反射裂缝现象，延长新路面结构的服役周期。
[0027]在应力吸收层2的上表面设置有高模量EME20下面层3,厚度控制在8cm，空隙率为 2 %左右；高模量EME20下面层3采用15#硬质沥青与石灰岩的混合料，其中沥青用量为 4.4%，集料的最大公称粒径为19.5_，集料的粒径组成为:筛孔26.5_，通过率100% ;筛孔 19mm，通过率90~100 % ;筛孔16mm，通过率78~92 % ;筛孔13.2mm，通过率62~80 % ;筛孔 9.5mm，通过率50~72% ;筛孔4.75mm，通过率26~56% ;筛孔2.36mm，通过率16~44% ;筛孔 1 · 18謹，通过率12~33 % ;筛孔0 · 6謹，通过率8~24 % ;筛孔0 · 3謹，通过率5~17 % ;筛孔 0.075mm，通过率3~7 %。
[0028]在下面层3和中面层5之间设置有第一粘层4,即高性能聚合物改性乳化沥青，技术 指标如表2所示。
[0029]中面层5为高模量EME14中面层5,厚度6cm，空隙率为4%左右，采用50#沥青+高模 量剂与石灰岩的混合料，其中沥青用量为5.0%，高模量剂用量为所有混合料的2-4%，集料 的最大公称粒径为14mm。集料的粒径组成为:筛孔16mm，通过率100% ;筛孔13.2mm，通过率 90~100% ;筛孔4.75mm，通过率40~60% ;筛孔2.36mm，通过率25~38% ;筛孔0.075mm，通 过率6~8%。
[0030]高模量ΕΜΕ沥青混合料满足的技术要求如下表1所示。
[0031 ]表1耐久性高模量沥青混合料技术要求 [0032]
[0033]在中面层5与上面层7之间设置有第二粘层6,即高性能聚合物改性乳化沥青，市售 材料，技术指标如表3所示。
[0034] 上面层7为预溶胀型橡胶沥青SMA13,厚度为4cm，空隙率为4%，采用的70#普通石 油沥青的用量为5%，预溶胀型橡胶沥青颗粒为2%，其中预溶胀型橡胶沥青颗粒的组成包 括硅类活性矿粉，橡胶胶粉，SBS改性剂，普通沥青，以及相关稳定剂和添加剂经过一系列的 高温、搅拌分散、胶体磨粉磨、钝化、造粒成型等加工工艺处理而成。其中集料为辉绿岩集料 最大公称粒径为12.5mm。技术指标如表2所示。集料的粒径组成为:筛孔16_，通过率100% ; 筛孔13.2mm，通过率90~100% ;筛孔9.5mm，通过率50~75% ;筛孔4.75mm，通过率22~ 32% ;筛孔2.36mm，通过率16~27% ;筛孔1.18mm，通过率14~24% ;筛孔0.6mm，通过率12~ 20% ;筛孔0.3謹，通过率10~16 % ;筛孔0· 15謹，通过率9~13 % ;筛孔0.075謹，通过率8~ 12%。该结构能够提供大交通流量下的交通通行能力，具有优异的高温抗车辙能力和协调 统一的变形能力。
[0035] 表2预溶胀型橡胶沥青颗粒+普通沥青的技术要求
[0036]
[0037] 表3高性能聚合物改性乳化沥青技术要求
[0038]
[0039] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于：在原路面层（I)上设置层状复合结 构，所述层状复合结构从上到下依次包括有上面层(7)、第二粘层(6)、中面层(5)、第一粘层 (4)、下面层(3)和应力吸收层(2)，所述应力吸收层(2)设置在所述原路面层(1)的上表面。2. 根据权利要求1所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述上面层(7)的 厚度为3 · 5-5cm，空隙率为3-6%〇3. 根据权利要求1所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述中面层(5)的 厚度为为5-7cm，空隙率为2-6%〇4. 根据权利要求1所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述下面层(3)的 厚度为8-10cm，空隙率为1-4%〇5. 根据权利要求1所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述第一粘层(4) 和第二粘层(6)选用相同的材料，所述第一粘层(4)和第二粘层(6)为聚合物改性乳化沥青。6. 根据权利要求1~5任一项所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述应力 吸收层(2)为密级配AC05型沥青混合料，沥青用量为8-10%，集料的用量为90~92%，所述集料 中粒径为2.36-4.75mm的组成为88~92%，粒径为2.36mm以下的组成为8-12%。7. 根据权利要求6所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述上面层(7)中 包含的集料为辉绿岩或者玄武岩填料中的一种或其组合，集料最大公称粒径为12.5_。8. 根据权利要求6所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述中面层(5)中 包含的集料为石灰岩，集料的最大公称粒径为14mm。9. 根据权利要求6所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述下面层(3)中 包含的集料为石灰岩，集料的最大公称粒径为19.5mm。10. 根据权利要求6所述的重载型耐久性沥青复合结构，其特征在于:所述上面层(7)中 采用的沥青胶结料为预溶胀型橡胶沥青颗粒添加至普通石油沥青中制得，普通石油沥青的 用量为4.5%-5.5%，预溶胀型橡胶沥青颗粒的用量为1.5%-2.5%。
【文档编号】E01C7/32GK105887610SQ201610390332
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】刘发水, 林晓威, 王淬砺, 邱钰婷, 赵志强, 丁武洋, 刘爱华
【申请人】福州市公路局, 苏交科集团股份有限公司