一种全厚式超薄长寿命路面结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种全厚式超薄长寿命路面结构及其施工方法，本方法利用聚氨酯材料搭配不同矿料制备功能性不同的路面结构层，根据结构层的功能差异合成全厚式超薄长寿命路面结构，该路面结构整体稳定性好、层间联结强度高、抵抗疲劳荷载能力强、结构层数少、结构层厚度小，可有效延长路面结构使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种全厚式超薄长寿命路面结构及其施工方法
本专利技术涉及一种全厚式超薄长寿命路面结构及其施工方法，属于道路工程领域。
技术介绍
当代道路技术正向以耐久、绿色、智能为特征的“第五代”智能道路转型发展，其中研发长寿命路面技术是核心目标之一，建设长寿命路面可以降低由于频繁维修造成的过高寿命周期费用，减少资源浪费，保障路面使用性能的优良率和路网通行能力，长寿命路面是实现降低全寿命成本和用户成本的有效途径。目前长寿命路面多采用半刚性基层沥青路面或者全厚式沥青路面结构，主要通过以下途径来延长路面的使用寿命：(1)在沥青混合料中掺加抗车辙剂或高模量添加剂等外掺剂，或者采用复合改性沥青等，以改善沥青混合料性能；(2)增加结构层数和结构层厚度，以降低路面结构层层底拉应变。中国专利技术专利CN103669154A公开了一种结构层寿命逐层递增的耐久性沥青路面设计方法。该结构层寿命逐层递增的耐久性沥青路面由耐久性面层、长寿命基层、永久性路基构成，其中耐久性面层由优质高性能沥青混合料铺筑而成，厚度为18cm～36cm，长寿命基层由优质无机结合料稳定类基层铺筑而成，厚度为60cm～80cm，永久性路基为路堤或路堑，整个路面结构厚度为78cm～116cm。中国专利技术专利CN103243626A公开了一种适用于重载交通的半刚性基层沥青路面耐久性结构，自上而下包括如下结构层：4cm表面层为改性SAC沥青混凝土，改性沥青防水粘结层，6cm中面层为重质SAC沥青混凝土，2cm下面层为改性SAC沥青混凝土，改性沥青防水粘结层，四层半刚性基层分别厚20cm以及土基，整个路面结构层厚度大于92cm。中国专利CN103321121A公开了一种基于均匀沉降的长寿命沥青路面结构，该路面结构由上至下包括沥青面层和抗疲劳型水泥稳定碎石基层，所述沥青面层由上至下包括表面层、中面层和下面层，所述表面层和中面层之间、中面层和下面层之间喷洒粘层油。中国专利CN107165017A公开了一种用于旧沥青路面改造的永久性复合式路面结构，自上而下依次包括高性能水泥混凝土层、沥青面层、基层、底基层和路基。高性能水泥混凝土层安设在沥青面层上，沥青面层安设在基层上，或者高性能水泥混凝土层替换沥青面层安设在基层上，基层安设在底基层上，底基层安设在路基上，竖向凹部贯穿沥青面层和基层，如果不存在沥青面层，则仅贯穿基层，高性能水泥混凝土柱填充在竖向凹部中并分别连接高性能水泥混凝土层和底基层。沥青混合料性能的提升和路面结构层数及厚度的增加在一定程度上提升了沥青路面结构的耐久性，但是都不能从本质上解决这类沥青路面结构本身存在的抗疲劳荷载能力弱、层间易发生剪切破坏、基层裂缝易反射到面层、易产生车辙和坑槽病害等问题。而且又带来了许多新的问题，比如大量沥青改性剂和沥青混合料外掺剂的应用提高了工程成本，不同类型、批次及质量的改性剂应用导致工程质量控制困难，而较大的路面结构层厚度和较多的路面结构层数，导致砂石、土、水泥和沥青等建筑材料用量增多，提高了成本并增加了施工难度，无法保证施工质量。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术的不足，提供一种全厚式超薄长寿命路面结构及其施工方法，本方法利用聚氨酯材料搭配不同矿料制备功能性不同的路面结构层，根据结构层的功能差异合成全厚式超薄长寿命路面结构，该路面结构整体稳定性好、层间联结强度高、抵抗疲劳荷载能力强、结构层数少、结构层厚度小，可有效延长路面结构使用寿命。一种全厚式超薄长寿命路面结构，所述的全厚式长寿命路面结构设置于路基之上，该全厚式长寿命路面由下而上依次包括：复合式联结层、抗疲劳层、承重层、高强粘结层和抗滑磨耗层；所述复合式联结层包括底层和上层，所述底层为级配碎石层，所述上层为开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层；所述抗疲劳层由骨架嵌挤结构聚氨酯混合料铺筑而成；所述承重层由悬浮密实型聚氨酯混合料铺筑而成；所述高强粘结层由聚氨酯类复合材料固化后形成；所述抗滑磨耗层由高黏高弹改性沥青混合料铺筑而成。进一步的，上述级配碎石层的厚度为6～15cm，上述开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层的厚度为8～12cm；上述抗疲劳层厚度为5-9cm；上述承重层厚度为6-12cm；上述高强粘结层厚度为1～3mm；上述抗滑磨耗层的厚度为3-6cm。进一步的，上述级配碎石层是由0～5mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm的集料按照质量比为(25～35)：(20～30)：(40～50)：(0.1～10)比例混合配制而成。进一步的，上述开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层是由矿料与聚氨酯胶结料按照质量比(95～98)：(2～5)的比例混合所制备的空隙率为15％～20％的骨架孔隙结构混合料；所述矿料是由径为0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm的集料按照(25～35)：(20～30)：(20～40)：(0.1～15)：(0.1～15)比例混合配制而成。进一步的，上述骨架嵌挤结构聚氨酯混合料由聚氨酯胶结料和矿料按照质量比(94～97)：(3～6)的比例混合所制备的空隙率为13％～18％的混合料，所述矿料是由矿粉、0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～20mm集料按照(0.1～5)：(0.1～10)：(5～20)：(25～50)：(10～30)比例混合配制而成；进一步的，上述悬浮密实型聚氨酯混合料由矿料、橡胶粉、聚氨酯胶结料按照质量比(92～95)：(0～10)：(3～6)的比例混合所制备的空隙率为2％～5％的混合料，所述矿料由矿粉、0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～20mm集料按照(3～10)：(30～40)：(10～20)：(10～30)：(10～20)比例混合配制而成。进一步的，上述聚氨酯类复合材料由聚氨酯胶结料、填料、添加剂、抗剥落剂按照(56～85)：(32～50)：(5～12)：(0.1～1)的质量比例混合而成；所述填料为轻钙粉；所述添加剂为炭黑；所述抗剥落剂为端羟基含磷聚酯。进一步的，上述高黏高弹改性沥青混合料由集料、矿粉、高黏高弹改性沥青按照(85～95)：(5～10)：(3～6)的质量比例混合而成，其空隙率为3-5％；所述高黏高弹改性沥青为SBS复合改性沥青、聚氨酯复合改性沥青、橡胶粉复合改性沥青中的一种；所述集料为玄武岩和辉绿岩中的一种；所述矿粉为石灰石矿粉。进一步的，上述聚氨酯胶结料是按照专利CN109180071B中所述方法制备的单组分湿固化胶结料；所述集料为玄武岩和辉绿岩中的一种；所述矿粉为石灰石矿粉。上述全厚式超薄长寿命路面结构的施工方法，包括如下步骤：1)级配碎石采用现场拌和法拌和，采用稳定土拌和机拌和2～4遍，当混合料含水量等于或略大于最佳含水量时，应立即用12t以上振动压路机进行碾压，由两侧向中间碾压，直到达到规定的压实度。2)开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层、抗疲劳层和承重层采用间歇式沥青混合料拌和站进行混合料生产，施工过程中无需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全厚式超薄长寿命路面结构，其特征在于，所述的全厚式长寿命路面结构设置于路基之上，该全厚式长寿命路面由下而上依次包括：复合式联结层、抗疲劳层、承重层、高强粘结层和抗滑磨耗层；/n所述复合式联结层包括底层和上层，所述底层为级配碎石层，所述上层为开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层；/n所述抗疲劳层由骨架嵌挤结构聚氨酯混合料铺筑而成；/n所述承重层由悬浮密实型聚氨酯混合料铺筑而成；/n所述高强粘结层由聚氨酯类复合材料固化后形成；/n所述抗滑磨耗层由高黏高弹改性沥青混合料铺筑而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种全厚式超薄长寿命路面结构，其特征在于，所述的全厚式长寿命路面结构设置于路基之上，该全厚式长寿命路面由下而上依次包括：复合式联结层、抗疲劳层、承重层、高强粘结层和抗滑磨耗层；
所述复合式联结层包括底层和上层，所述底层为级配碎石层，所述上层为开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层；
所述抗疲劳层由骨架嵌挤结构聚氨酯混合料铺筑而成；
所述承重层由悬浮密实型聚氨酯混合料铺筑而成；
所述高强粘结层由聚氨酯类复合材料固化后形成；
所述抗滑磨耗层由高黏高弹改性沥青混合料铺筑而成。


2.如权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述的级配碎石层的厚度为6～15cm，所述开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层的厚度为8～12cm；所述抗疲劳层厚度为5～9cm；所述承重层厚度为6～12cm；所述高强粘结层厚度为1～3mm；所述抗滑磨耗层的厚度为3-6cm。


3.如权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述的级配碎石层是由0～5mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm的集料按照质量比为(25～35)：(20～30)：(40～50)：(0.1～10)比例混合配制而成。


4.如权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述的开级配大粒径透水性聚氨酯碎石混合料层是由矿料与聚氨酯胶结料按照质量比(95～98)：(2～5)的比例混合所制备的空隙率为15％～20％的骨架孔隙结构混合料；所述矿料是由径为0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm的集料按照(25～35)：(20～30)：(20～40)：(0.1～15)：(0.1～15)比例混合配制而成。


5.如权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述的骨架嵌挤结构聚氨酯混合料由聚氨酯胶结料和矿料按照质量比(94～97)：(3～6)的比例混合所制备的空隙率为13％～18％的混合料，所述矿料是由矿粉、0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～20mm集料按照(0.1～5)：(0.1～10)：(5～20)：(25～50)：(10～30)比例混合配制而成。


6.如权利要求1所述的路面结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕玉峰，孙敏，庄伟，陈赛，陈昊，王健，
申请(专利权)人：山东省交通规划设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37