一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构及其施工方法

摘要

本发明公开了一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构及其施工方法；由上至下沥青路面结构包括低导热上面层、中面层、下面层、拉压吸收层、上基层、上基层、底基层；所述拉压吸收层与下面层、下面层与中面层、中面层与低导热上面层之间都设有层间粘结层；所述中面层和下基层之间设有竖直的带肋钢管，带肋钢管内封装有高导热材料，带肋钢管外套接有加强肋板，并与带肋钢管形成格栅状结构。本发明可以解决适用于高温多雨条件下沥青路面的抗车辙变形，具有高稳定性、低温抗裂性、耐久性、粘结及防水效果，路面宏观构造大，抗滑性能好，可延长沥青路面的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及路面施工领域，具体来讲涉及的是一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构及其施工方法。

背景技术

近几年我国高速公路建设迅速成长得到了质飞跃，截止到2016年末，我国高速公路的总里程己经达13.1万公里，居于全球第一位。随着交通运输业的迅猛发展，南方炎热地区年平均气温达20℃，月平均气温达9-16℃，其中1月份气温最冷；夏天气候酷热，某些地方气温最高可达40℃以上，此时沥青路表面气温甚至达70-80℃，此外南方年降雨量大、雨热同期。在此双重因素条件下，沥青路面的稳定性和耐久性极度下降，超载、高温、多雨“三大杀手”使得一些高速公路在建成后不久就出现了一定程度的损坏现象，严重地影响行车速度、危及行车安全、加大养护成本、缩短路面使用寿命。由此带来的直接和间接经济损失是巨大的，维修所造成的材料消耗、环境污染、交通堵塞等损失更是难以估量的，因此急需研发一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构显得十分迫切。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构其施工方法，其能够提高湿热地区沥青路面的抗车辙、水稳定性与服役年限，以解决现有存在技术效果不佳等问题。

本发明是这样实现的，构造一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；由上至下依次包括：低导热上面层、中面层、下面层、拉压吸收层、上基层、上基层、底基层；所述拉压吸收层与下面层，下面层与中面层，中面层与低导热上面层之间都设有层间粘结层；所述中面层和下基层之间设有竖直的带肋钢管，带肋钢管内封装有高导热材料，带肋钢管外套接有加强肋板，并与带肋钢管形成格栅状结构。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述低导热上面层是由掺入1-4％低导热玻璃纤维、0.2％抗剥落剂、0.4％抗车辙剂与SMA-13SBS改性沥青混合料拌合、摊铺、碾压而成，可以阻止热量向沥青路面中下面层传递，降低中下面层温度；还能很好地解决水损坏与疲劳开裂问题，良好的抗车辙能力与延缓半刚性基层反射裂缝的能力。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述中面层采用SMA-16SBS改性沥青混合料、AC-20SBS改性沥青混合料、AC-20C SBS改性沥青混合料、SUP-20SBS改性沥青混合料中的一种；具有优良的抗车辙性能和优良的密水性能。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述下面层采用AC-25SBS改性沥青混合料、AC-25C SBS改性沥青混合料、SUP-25SBS改性沥青混合料的一种；具有优良的抗车辙性能。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述拉压吸收层采用AC-20沥青混合料、AC-25沥青混合料、ATB-25沥青碎石中的一种或两种，用于减少低导热上面层受到荷载的直接作用产生较高的压力，减少中下面层承受的拉应力。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述上基层采用LSPM-30，所述下基层采用抗裂嵌挤型水泥稳定碎石，这样双基层组合具备较强的刚度、强度，较好的水稳定性、抗车辙能力、抗疲劳能力以及抗反射裂缝能力，保留了半刚性基层和柔性基层各有突出优点，同时又克服两者的不足。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述底基层采用水泥稳定碎石/水泥稳定细砂，可与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次；

所述层间粘结层粘结材料为高粘改性乳化沥青或者环氧沥青的一种，组分包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青，以质量比计，基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂和抗氧化剂的比为100：10.6：4.1：2.8：0.5，用于加强路面沥青层与沥青层之间的粘结作用。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述低导热上面层的设计厚度为4-5cm；所述中面层的设计厚度为6-8cm；所述下面层的设计厚度为8-10cm；

所述拉压吸收层的设计厚度为5-8cm；

所述上基层的设计厚度为10-12cm；所述下基层的设计厚度为25-30cm；

所述底基层的设计厚度为15-20cm；

所述层间粘结层的设计厚度为2-4mm；

所述带肋钢管按距离为1-1.5m布置，内径为10-20mm，壁厚为2-3mm。

根据本发明所述的一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其特征在于；所述高导热材料为碳纳米管、碳纤维及氮化硅纳米线的一种或多种；

所述加强肋板为聚丙烯塑料板，沿竖直钢管方向等间距分布。

一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构的施工方法：其特征在于；按照如下方式实现；

(1)在底基层之上铺设25-30cm的抗裂嵌挤型水泥稳定碎石，形成下基层(6)；

(2)在下基层之上铺设10-12cm的LSPM-30，形成上基层；

(3)在上基层之上铺设5-8cm的AC-20沥青混合料、AC-25沥青混合料、ATB-25沥青碎石中的一种或两种，形成拉压吸收层；

(4)在拉压吸收层之上铺设8-10cm的AC-25SBS改性沥青混合料、AC-25C SBS改性沥青混合料、SUP-25SBS改性沥青混合料的一种，形成下面层；

(5)在下面层之上铺设6-8cm的SMA-16SBS改性沥青混合料、AC-20SBS改性沥青混合料、AC-20C SBS改性沥青混合料、SUP-20SBS改性沥青混合料中的一种，形成中面层；

(6)在中面层之上铺设4-5cm由掺入1-4％低导热玻璃纤维、0.2％抗剥落剂、0.4％抗车辙剂与SMA-13SBS改性沥青混合料拌合、摊铺、碾压形成低导热上面层；

(7)在拉压吸收层与下面层、下面层与中面层、中面层与低导热上面层之间都设有2-4mm高粘改性乳化沥青或者环氧沥青的一种，形成层间粘结层；

(8)在中面层与抗裂嵌挤型水泥稳定碎石下基层之间设有竖直的带肋钢管，带肋钢管内封装有高导热材料，带肋钢管外套接有加强肋板，并与带肋钢管形成格栅状结构。

本发明具有如下优点：本发明公开了一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构及其施工方法；由上至下，沥青路面结构包括低导热上面层、中面层、下面层、拉压吸收层、上基层、上基层、底基层；所述拉压吸收层与下面层、下面层与中面层、中面层与低导热上面层之间都设有层间粘结层；所述中面层和下基层之间设有竖直的带肋钢管，带肋钢管内封装有高导热材料，带肋钢管外套接有加强肋板，并与带肋钢管形成格栅状结构。本发明可以解决适用于高温多雨条件下沥青路面的抗车辙变形，具有高稳定性、低温抗裂性、耐久性、粘结及防水效果，路面宏观构造大，抗滑性能好，可延长沥青路面的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

其1，低导热上面层由掺入1-4％低导热玻璃纤维、0.2％抗剥落剂、0.4％抗车辙剂与SMA-13SBS改性沥青混合料拌合、摊铺、碾压而成，具有良好的高稳定性、低温抗裂性、耐久性及耐磨性，路面宏观构造大，抗滑性能好；

其2，本发明通过设置封装有高导热材料的竖直的带肋钢管，与加强肋板形成格栅状结构，竖直带肋钢管内封装的高导热材料可用于吸收储存低导热上面层传来的热量用以降低路面温度；

其3，5-8cm拉压吸收层可有效减少上面层受到荷载的直接作用产生较高的压力，减少中下面层承受的拉应力，有效分解、吸收基层产生的反射裂缝；

其4，本发明基层分为二层，上基层采用LSPM-30，下基层采用抗裂嵌挤型水泥稳定碎石，这样双基层组合具备较强的刚度、强度，较好的水稳定性、抗车辙能力、抗疲劳能力以及抗反射裂缝能力。

附图说明

图1为发明的适用于高温多雨地区的沥青路面结构的示意图；

其中：1、低导热上面层，2、中面层，3、下面层，4、拉压吸收层，5、上基层，6、下基层，7、底基层，8、层间粘结层，9、带肋钢管，10、加强肋板。

具体实施方式

下面将结合附图1对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，其能够提高湿热地区沥青路面的抗车辙、水稳定性与服役年限，以解决现有存在技术效果不佳等问题。

实施例：如图1所示，一种适用于高温多雨地区的沥青路面结构，路面结构由上至下依次包括低导热上面层1、中面层2、下面层3、拉压吸收层4、上基层5、下基层6、底基层7；所述拉压吸收层4与下面层3、下面层3与中面层2、中面层2与低导热上面层1之间都设有层间粘结层8；所述中面层2和下基层6之间设有竖直的带肋钢管9，带肋钢管9内封装有高导热材料，带肋钢管9外套接有加强肋板10，并与带肋钢管9形成格栅状结构。

所述低导热上面层1采用SMA-13混合料，SBS改性沥青，0.3％木质素纤维、5.8％油石比，并且掺入1.5％低导热玻璃纤维、0.2％抗剥落剂、0.4％抗车辙剂。

SBS改性沥青技术指标：

木质素纤维技术指标：

抗剥落剂技术指标：

抗车辙剂技术指标：

SMA-13级配：

所述中面层2采用AC-20C混合料，SBS改性沥青，4.8％油石比。

AC-20C级配：

所述下面层3采用AC-25混合料，SBS改性沥青，4.5％油石比。

AC-25级配：

所述拉压吸收层4采用AC-25混合料，70

70

所述上基层5采用LSPM-30，70#基质沥青，3.5％油石比

所述下基层6采用抗裂嵌挤型水泥稳定碎石；底基层7采用水泥稳定细砂。所述层间粘结层8粘结材料采用高粘改性乳化沥青粘结材料，组分包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青，以质量比计，基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂和抗氧化剂的比为100：10.5：4.2：2.5：0.7。

所述带肋钢管9按距离为1.2m布置，内径为15mm，壁厚为2mm。

所述高导热材料采用碳纤维材料；所述加强肋板10为聚丙烯塑料板，沿竖直钢管方向等间距分布。

确定上述各层的材料后，按照路面的施工方法，由下往上铺设16cm底基层7+25cm下基层6+10cm上基层5+5cm拉压吸收层4+2mm层间粘结层8+8cm下面层3+3mm层间粘结层8+6cm中面层2+3mm层间粘结层+4cm低导热上面层1，施工时碾压结合。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

其1，低导热上面层由掺入1-4％低导热玻璃纤维、0.2％抗剥落剂、0.4％抗车辙剂与SMA-13SBS改性沥青混合料拌合、摊铺、碾压而成，具有良好的高稳定性、低温抗裂性、耐久性及耐磨性，路面宏观构造大，抗滑性能好；

其2，本发明通过设置封装有高导热材料的竖直的带肋钢管，与加强肋板形成格栅状结构，竖直带肋钢管内封装的高导热材料可用于吸收储存低导热上面层传来的热量用以降低路面温度，同时与低导热上面层两个方面来最大程度地降低路面温度，降温效果显著；

其3，5-8cm拉压吸收层可有效减少上面层受到荷载的直接作用产生较高的压力，减少中下面层承受的拉应力，有效分解、吸收基层产生的反射裂缝；

其4，本发明基层分为二层，上基层采用LSPM-30，下基层采用抗裂嵌挤型水泥稳定碎石，这样双基层组合具备较强的刚度、强度，较好的水稳定性、抗车辙能力、抗疲劳能力以及抗反射裂缝能力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。