一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构及其拟定方法技术

本发明专利技术涉及一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，包括沥青混凝土路面面层，水泥稳定碎石混合料基层，以及级配碎石底基层，还含有橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层，所述橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为20‑22cm，橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为800‑1000MPa，所述水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为18‑20cm，水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为1300‑2000MPa，沥青混凝土路面面层厚度取值为12‑25cm。本发明专利技术一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，对于延缓重载交通下的路面反射裂缝的出现，延长路面的使用寿命具有积极的社会经济意义。

A rubber powder modified cement stabilized macadam mixture pavement structure and its formulation method

The invention relates to a rubber powder modified cement stabilized macadam mixture base pavement structure, including the asphalt concrete pavement surface layer, cement stabilized macadam mixture base, graded crushed stone base base, and rubber powder modified cement stabilized macadam mixture base, and the rubber cement cement stabilized macadam mixture base. The thickness is valued at 20 22cm, the modulus of the base of the rubber cement stabilized macadam mixture is 800. The thickness of the base of the cement stabilized macadam mixture is 18 20cm, the modulus of the cement stabilized macadam base is 1300 2000MPa, and the thickness of the asphalt concrete pavement surface is 12 25cm. A rubber powder modified cement stabilized macadam mixture pavement structure is of positive social and economic significance for delaying the appearance of reflective cracks under heavy load traffic and prolonging the service life of the pavement.

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构及其拟定方法
本专利技术属于建筑
，涉及一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构及其拟定方法。
技术介绍
目前，随着我国经济建设的发展，国民经济急需大量能源及时运出能源的产地，根据最新的调查报告显示，货物运输在我国的综合运输体系中所占比例较高，已经达到了75.5％。干线公路上(如国道、省道)的货运量急剧增加，许多货运司机受经济利益的驱动，采用超载方式运营来降低运营成本。随着超载车辆比例的持续增长，货运车辆的超载率也在急剧攀升。在这些因素交叉作用下，干线公路上公路桥梁的改建、大修及新建等工程的服役耐久性问题迅速突显出来。“强基薄面”的路面结构已经成为我国所铺筑沥青路面的主要路面结构，在这些路面结构中基层大多都是半刚性基层。采用“强基薄面”的半刚性基层沥青路面由于其具有足够的刚度和厚度，所以对于路面面层传递的荷载具有较好的承载效果。与此同时，半刚性基层自身也存在着一些难以克服的缺点。干缩和温缩对于半刚性基层来说是一个比较难以解决的问题，其容易导致路面反射裂缝的出现，继而路面的使用寿命就要普遍缩短。基层反射裂缝问题存在于我国已经铺筑的大多数半刚性基层路面中，造成了我国大量公路的早期损害，致使一些新修建的公路通车使用2～3年就产生较大面积的破坏，从而严重影响了路面的使用性能，造成大量的经济损失，这与我国大多数公路的设计年限15年极不相符。对于水泥稳定碎石混合料基层来说，由于半刚性基层材料脆性大而韧性低，在交通荷载反复作用之后极易发生疲劳破坏，对于沥青面层来说，在大刚度基层的作用下，较大的剪应力容易产生在沥青面层，继而导致路面产生车辙，降低路面的使用性能。国内许多专家学者通过对半刚性基层反射裂缝的研究，提出了一些方法来进行改善，其中包括调整级配、掺加膨胀剂与土工布，这些方法对于减少半刚性基层开裂产生了一定的作用，但也有其局限性。专利ZL201420517807.8公开了一种特重超载情况下使用的加强型柔性路面结构，包括底基层，及依次往上铺设的基层、下面层、中面层和上面层，所述下面层、中面层和上面层为沥青层，所述底基层为碎石层，所述基层为水泥稳定碎石层，还包括铺设在底基层和基层之间的抗疲劳层，所述抗疲劳层为橡胶改性沥青AC-10层，所述下面层为密集配沥青混合料AC-25层，所述中面层为密集配沥青混合料AC-20层，所述底基层为级配碎石层，所述基层为密集配沥青稳定碎石ATB-25层，所述上面层为沥青玛蹄脂碎石混料SMA-13层。该技术在中面层、下面层采用高模量沥青混凝土，减少特重超载情况下出现的车辙问题，在抗疲劳层采用废旧橡胶粉改性沥青，提高柔性路面的抗疲劳性能。该专利的基层为密集配沥青稳定碎石ATB-25层，相对于水泥稳定碎石混合料基层来说成本比较贵，大规模使用前期投资大，实用性较差。该专利抗疲劳层为橡胶改性沥青AC-10层，相对于橡胶粉改性水泥稳定碎石基层来说，也存在成本贵的问题，且其加工操作及铺设工序要求相对要高，不符合加工使用简便性和高效性的原则。因此，需要一种更耐用、能够承受更大载荷的路面结构。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构及其拟定方法，能够适合特重交通下。本专利技术提供了如下的技术方案：一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，包括沥青混凝土路面面层，水泥稳定碎石混合料基层，以及级配碎石底基层，还含有橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层，橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为20-22cm，橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为800-1000MPa，所述水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为18-20cm，水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为1300-2000MPa，沥青混凝土路面面层厚度取值为12-25cm。在上述方案中优选的是，所述沥青混凝土路面面层包括上、中、下面层。在上述任一方案中优选的是，所述沥青混凝土路面上面层为细粒式沥青混合料SMA-13层，厚度为6cm。在上述任一方案中优选的是，所述沥青混凝土路面中面层为中粒式沥青混合料AC-16层，厚度为8cm。在上述任一方案中优选的是，所述沥青混凝土路面下面层为粗粒式沥青路面混合料AC-30层，厚度为10cm。在上述任一方案中优选的是，所述水泥稳定碎石混合料基层的厚度为20cm，所述橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层厚度为20cm。在上述任一方案中优选的是，水泥稳定碎石混合料基层的模量取2000MPa，所述橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层的模量取1000MPa。在上述任一方案中优选的是，所述级配碎石底基层的厚度为20cm。本专利技术各层的厚度和模量取值，均为了在满足规范的基本要求下，尽可能减小各层厚度，节省工程成本。本专利技术还提供一种上述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构的拟定方法，其按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：选用水泥剂量6.0％、橡胶粉粒径180μm、橡胶粉添加量1.0％的匹配关系制作橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料，混合料中集料最大粒径为26.5mm，一共有12个粒径，分别为26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm，采用的水泥稳定碎石混合料级配为规范中值级配；步骤二：拟定两种路面结构，拟定两种路面结构，路面结构一中包含橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层和水泥稳定碎石混合料基层，路面结构二中只包含水泥稳定碎石混合料。步骤三：计算两种路面结构在其下层水泥稳定碎石混合料基层取不同模量时各结构层的层底应力与设计弯沉值，根据计算结果分析其变化规律，确定水泥稳定碎石混合料的最佳抗压回弹模量；步骤四：计算路面结构一中水泥稳定碎石混合料基层在取不同厚度组合条件时各结构层的层底应力和设计弯沉值，根据计算结果分析其变化规律，确定水泥稳定碎石混合料基层的最佳厚度组合；步骤五：综合分析后选取水泥稳定碎石混合料基层的最佳抗压回弹模量和厚度组合，拟定一种适合特重交通下的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构。本专利技术在水泥稳定碎石混合料中加入橡胶粉，制得改性橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层。然后通过选择水泥稳定碎石混合料基层的合适厚度以及抗压回弹模量，拟定一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构。本专利技术的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构性能优异、制备简单，对提高路面各结构层的抗变形能力起到很好的改善作用，对于延缓重载交通下的路面反射裂缝的出现，延长路面的使用寿命具有重要的社会效益和经济效益。在上述方案中优选的是，步骤二中，所述路面结构一中所述橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层置于沥青混凝土路面面层的下面层之下。在上述任一方案中优选的是，步骤二中，所述路面结构一中橡胶粉改性稳定碎石混合料基层和水泥稳定碎石混合料基层厚度之和等于结构二中水泥稳定碎石混合料基层的厚度。在上述任一方案中优选的是，步骤二中，所述路面结构一中水泥稳定碎石混合料基层的厚度固定为20cm。在上述任一方案中优选的是，步骤三中，所述两种路面结构其下层水泥稳定碎石混合料基层指的是，路面结构一为水泥稳定碎石混合料基层，路面结构二为总的水泥稳定碎石混合料基层除去与路面结构一中橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，包括沥青混凝土路面面层，水泥稳定碎石混合料基层，以及级配碎石底基层，其特征在于：还含有橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层，所述橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为20‑22cm，橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为800‑1000MPa，所述水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为18‑20cm，水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为1300‑2000MPa，沥青混凝土路面面层厚度取值为12‑25cm。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，包括沥青混凝土路面面层，水泥稳定碎石混合料基层，以及级配碎石底基层，其特征在于：还含有橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层，所述橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为20-22cm，橡胶粉水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为800-1000MPa，所述水泥稳定碎石混合料基层的厚度取值为18-20cm，水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为1300-2000MPa，沥青混凝土路面面层厚度取值为12-25cm。2.如权利要求1所述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，其特征在于：所述沥青混凝土路面面层包括上、中、下面层。3.如权利要求2所述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，其特征在于：所述沥青混凝土路面上面层为细粒式沥青混合料SMA-13层，厚度为6cm。4.如权利要求2所述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，其特征在于：所述沥青混凝土路面中面层为中粒式沥青混合料AC-16层，厚度为8cm。5.如权利要求2所述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，其特征在于：所述沥青混凝土路面下面层为粗粒式沥青路面混合料AC-30层，厚度为10cm。6.如权利要求1所述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，其特征在于：所述水泥稳定碎石混合料基层的厚度为20cm，所述橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层的厚度为20cm。7.如权利要求1所述的橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层路面结构，其特征在于：所述水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为2000MPa，橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料基层的模量取值为1000MPa。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：季节，苑志凯，许鹰，索智，赵卫国，于海臣，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京,11