重载交通水泥混凝土路面的加铺结构的制作方法

1.本实用新型涉及路面修复技术领域，具体涉及一种重载交通水泥混凝土路面的加铺结构。


背景技术：

2.目前，在白色水泥混凝土路面上加铺沥青面层后，白色水泥混凝土路面的既有混凝土板块之间接缝或裂缝引起的反射裂缝问题，仍然是路面工程中的主要问题，很大程度上影响了路面的使用寿命和运营品质。
3.反射裂缝是指下层的混凝土板的接缝或裂缝，由于环境(主要是温度和湿度)的不断变化与交通荷载的反复作用，在沥青加铺层的相应位置上产生的裂缝。产生反射裂缝的力学机理，通常认为是由于下层水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧道面由于交通荷载作用产生的垂直方向的相对位移；水平位移是由于温度或湿度变化引起水泥混凝土板块的胀缩产生的水平方向的位移。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，以解决现有的白色水泥混凝土路面上加铺沥青面层后容易产生反射裂缝的问题。
6.为实现上述目的，提供一种重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，包括：
7.防裂贴，贴合于原有水泥混凝土路面的裂缝处；
8.橡胶沥青应力吸收层，铺设于所述原有水泥混凝土路面且包覆于所述防裂贴；
9.改性中粒式沥青混凝土层，浇筑于所述橡胶沥青应力吸收层；以及
10.改性沥青马蹄脂碎石面层，铺设于所述中粒式沥青混凝土层，所述加铺结构的总厚度11cm，所述改性中粒式沥青混凝土层、所述改性沥青马蹄脂碎石面以及所述橡胶沥青应力吸收层的厚度依次降低。
11.进一步的，所述防裂贴为自粘性道路防裂胶带。
12.进一步的，所述改性沥青马蹄脂碎石面层的厚度为4cm。
13.进一步的，所述改性中粒式沥青混凝土层的厚度为6cm。
14.进一步的，所述改性沥青马蹄脂碎石面层为sbs改性沥青马蹄脂碎石面层。
15.本实用新型的有益效果在于，本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，根据沥青的层位理论，针对不同层位的沥青受力性质，采用了不同的改性剂，增强了混合料的力学性能，提高了混合料的使用耐久性，特别是在重载交通下的使用寿命，具有很好的推广性。本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，总的路面结构厚度小，适用于城市道路，避免了以往沥青路面加罩厚度过厚与道路两侧地坪衔接的困难。本实用新型
的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，利用由废弃汽车轮胎制成的橡胶颗粒作为沥青改性剂，是一种绿色、环保的路面结构。
附图说明
16.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
17.图1为本实用新型实施例的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
20.参照图1所示，本实用新型提供了一种重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，包括：防裂贴1、橡胶沥青应力吸收层2、改性中粒式沥青混凝土层3和改性沥青马蹄脂碎石面层4。
21.防裂贴1贴合于原有水泥混凝土路面5的裂缝处。防裂贴为自粘性道路防裂胶带。
22.橡胶沥青应力吸收层2铺设于原有水泥混凝土路面5。橡胶沥青应力吸收层2包覆于防裂贴。
23.改性中粒式沥青混凝土层3浇筑于橡胶沥青应力吸收层。
24.改性沥青马蹄脂碎石面层4铺设于中粒式沥青混凝土层。改性沥青马蹄脂碎石面层为sbs改性沥青马蹄脂碎石面层
25.加铺结构的总厚度11cm。改性中粒式沥青混凝土层、改性沥青马蹄脂碎石面以及橡胶沥青应力吸收层的厚度依次降低。
26.在本实施例中，改性沥青马蹄脂碎石面层的厚度为4cm。改性中粒式沥青混凝土层的厚度为6cm。橡胶沥青应力吸收层的厚度为1cm。
27.对于重载或特重交通道路，重车所占比例较大，且行车速度一般较快。因此，路面结构的表面层对路面材料疲劳耐久性、抗老化性、抗磨损、抗滑性能及抗车辙变形等方面的要求比较高。本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构的改性沥青马蹄脂碎石面层为sma路面具有耐久、稳定、安全性等特点，尤其具有高强度。sma的组成，粗集料骨架约占总量70％，细集料很少，玛蹄脂部分仅填充了粗集料间的空隙，交通荷载主要通过粗集料骨架之间的嵌挤作用承受，因此它具有高强度，抵抗荷载变形。
28.本实用新型提供了一种重载交通水泥混凝土路面的加铺结构的改性沥青马蹄脂碎石面层主要考虑的性能为抗低温缩裂、抗车辙、抗水损和抗滑，改性中粒式沥青混凝土层则为主抗车辙区，下面层为主抗疲劳区。改性中粒式沥青混凝土层在设计时着重考虑抗车辙性能，这是由于一方面根据力学计算，在车辆动荷载作用下，沥青路面最大水平剪应力一般发生在道路表面以下7～8cm的位置，正好处于改性中粒式沥青混凝土层的位置。另一方面根据夏季沥青路面温度分布，路表附近的沥青混合料的温度最高。改性中粒式沥青混凝
土层通过掺加抗车辙剂来提高沥青混合料的动稳定度，能够有效地提高路面结构抵抗永久变形的能力。
29.橡胶沥青应力吸收层(sami)是利用废旧轮胎为原料的橡胶颗粒与沥青、集料制备而成的混合料，sami应力吸收层有良好的遏制、延缓反射裂缝、提高层间粘结力、防水等效果，在有效改善路容路貌的同时，提高路面平整度，更好地抑制水泥混凝土板块之间板缝的反射，延长路面使用寿命，在保证行车安全和舒适性的同时，节省了路面养护投入。
30.防裂贴作为水泥路面沥青加铺层的新型防裂材料，它能够有效地延缓与防治沥青混凝土加铺反射裂缝的产生。其他土工防裂材料相比，是一种劲度模量低、抗变形能力强、粘贴牢固、便于施工、价格适宜的优质抗裂材料。
31.本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构的各层的材料性质如下所示。
32.改性沥青马蹄脂碎石面层采用i-d型sbs改性沥青，sbs含量3～5％，通过试验确定。基质沥青为70号(a级)，加入聚合物改性剂后，改性沥青技术指标应满足表1的技术要求。改性中粒式沥青混凝土层为ac-20c沥青混凝土，采用基质沥青70号(a级)，并掺入0.4％抗车辙剂进行改性，具体性能见表1。
33.表1基质沥青技术要求
[0034][0035]
续表1基质沥青技术要求
[0036][0037]
粗集料采用辉绿岩或者玄武岩轧制的碎石，细集料采用质地坚硬石灰石轧制的石屑，矿粉为石灰石粉。集料的技术要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》(jtgf40-2004)的要求，沥青混合料集料质量技术要求如下表2、3、4所示。
[0038]
表2粗集料质量技术要求
[0039][0040]
表3细集料质量技术要求
[0041]
技术指标单位sma-13ac-20c表观相对密度t/m3≥2.50≥2.50坚固性(＞0.3mm部分)％≥12≥12含泥量(小于0.075mm的含量)％≤3≤3砂当量％≥60≥60亚甲蓝值g/kg≤25≤25棱角性(流动时间)s≥30≥30
[0042]
表4矿粉质量技术要求
[0043][0044]
续表4矿粉质量技术要求
[0045]
技术指标单位sma-13、ac-20c亲水系数-＜1塑性指数％＜4
[0046]
用于sma-13的纤维稳定剂包括木质素纤维、聚合物化学纤维、矿物纤维等，以改善沥青混合料性能，吸附沥青，减少析漏。
[0047]
在本实施例中，采用采用木质素纤维，掺量为sma混合料总质量的0.3％，其技术要求下表5所示。
[0048]
表5木质素纤维质量技术要求
[0049]
试验项目指标试验方法纤维长度，不大于6mm水溶液用显微镜观测灰分含量(无挥发物)18
±
5％高温590℃～650℃燃烧后，测定残留物ph值7.5
±
1.0水溶液用ph试纸或ph计测定吸油率，不大于纤维质量的5倍用煤油浸泡后放在筛上经振敲后称量
含水率(以质量计)，不大于5％105℃烘箱烘2h后冷却称量
[0050]
sma-13和ac-20c混合料的级配要求见表6。
[0051]
表6混合料矿料级配范围
[0052][0053]
混合料的配合比设计指标见表7。
[0054]
表7混合料配合比设计指标
[0055]
项目单位sma-13ac-20c马歇尔试件尺寸mmφ101.6
×
63.5φ101.6
×
63.5马歇尔试件击实次数—双面75次双面75次空隙率vv％3～44～6矿料间隙率vma，不小于％17.013沥青饱和度vfa％75～8565～75稳定度，不小于kn6.01.5～4流值mm2～51.5～4谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失，不大于％0.1—肯塔堡飞散试验的混合料损失，不大于％15—动稳定度，不小于次/mm50008000冻融劈裂残留强度比，不小于％8080浸水马歇尔残留稳定度，不小于％8585
[0056]
续表7混合料配合比设计指标
[0057]
项目单位sma-13ac-20c低温弯曲试验破坏应变，不小于με25002500渗水系数，不大于ml/min80120
[0058]
橡胶沥青应力吸收层采用的路用橡胶粉，应选用常温磨细的废轮胎橡胶粉。废轮胎橡胶粉颗粒粒径宜在30目～80目范围内，技术指标与技术要求应符合下列表8、9的规定。
[0059]
表8废轮胎橡胶粉的物理技术指标与要求
[0060]
技术指标相对密度水分(％)金属含量(％)纤维含量(％)技术要求1.10～1.30＜0.5＜0.05＜0.5
[0061]
表9废轮胎橡胶粉的化学指标与技术要求
[0062]
技术指标技术要求灰分(％)≤7丙酮抽出物(％)≤10炭黑含量(％)≥28橡胶烃含量(％)≥48天然橡胶含量(％)≥25
[0063]
橡胶沥青宜采用现场专用设备制备。基质沥青应采用70号a级沥青，其技术要求应符合表1的规定。橡胶沥青的技术要求应符合下表10的规定。橡胶沥青应力吸收层用橡胶沥青用量宜为2.0～2.4kg/m2，橡胶沥青用量宜取推荐用量的上限。
[0064]
表10橡胶沥青技术要求
[0065]
技术指标单位技术要求180℃旋转粘度pa
·
s2.0～5.0针入度(25℃)0.1mm30～60软化点(环球法)℃≥60弹性恢复％≥60延度(5℃)cm≥5
[0066]
橡胶沥青应力吸收层的集料级配要求宜符合下表11的规定，集料应采用石质坚硬、清洁、干燥、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，技术要求应符合表11的规定。表面层所用粗集料与沥青的粘附性应达到5级。集料撒布率宜为70％～90％，集料用量宜为12～14kg/m2。
[0067]
表11橡胶沥青应力吸收层集料级配要求
[0068][0069]
在本实施例中，在原有水泥混凝土路面的水泥砼板接缝和裂缝填缝处理后，在接缝或裂缝处铺设防裂贴。在粘贴防裂贴前，需在水泥砼路面上涂刷界粘剂。
[0070]
防裂贴的主要技术指标如下：
[0071]
表12自粘性防裂贴性能
[0072]
[0073]
界粘剂的主要技术指标如下表13。
[0074]
表13界粘剂性能
[0075][0076]
续表13界粘剂性能
[0077]
序号项目技术指标1150℃粘结强度(mpa)≥0.0512接缝变形能力10000次循环无渗漏13热碾压后抗渗性0.1mpa，30min不透水
[0078]
本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，根据沥青的层位理论，针对不同层位的沥青受力性质，采用了不同的改性剂，增强了混合料的力学性能，提高了混合料的使用耐久性，特别是在重载交通下的使用寿命，具有很好的推广性。
[0079]
根据已实施后的部分港区重交通道路的使用情况来看，路面整体效果良好，均未出现开裂、推移、坑槽等“白+黑”易出现的病害。
[0080]
本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，总的路面结构厚度小，适用于城市道路，避免了以往沥青路面加罩厚度过厚与道路两侧地坪衔接的困难。本实用新型的重载交通水泥混凝土路面的加铺结构，利用由废弃汽车轮胎制成的橡胶颗粒作为沥青改性剂，是一种绿色、环保的路面结构。
[0081]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。