一种降温沥青路面结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种降温沥青路面结构及其施工方法，包括沥青面层，沥青面层中均匀穿插有导热棒；沥青面层包括自下而上依次铺设的下面层、中面层及上面层；其中，上面层采用热阻沥青混合料铺筑而成，导热棒竖向埋入下面层、中面层及上面层中；本发明专利技术通过在沥青面层中均匀穿插导热棒，上面层采用热阻沥青混合料铺筑而成；通过上面层的阻热和导热棒的导热，双重作用有效降低沥青路面的温度，减小温度梯度；同时，导热棒能够起到桩基的作用，有效提升路面结构的整体强度和高温抗变形能力。

【技术实现步骤摘要】
一种降温沥青路面结构及其施工方法
本专利技术属于道路工程
，特别涉及一种降温沥青路面结构及其施工方法。
技术介绍
随着经济的发展，沥青路面已经成为高等级公路和城市道路的主要形式。由于沥青材料对温度较为敏感，在温度升高时易出现车辙等高温病害，严重影响路面的使用性能和使用寿命；同时，过高的沥青路面温度同样是造成城市热岛效应的主要因素之一；采取更加有效的技术措施降低路面温度，同时增强沥青路面的抗车辙能力，对提升沥青路面的使用性能和使用寿命，缓解城市热岛效应具有非常重要的意义。为了降低沥青路面的温度，国内外学者提出了沥青路面热阻技术，通过采用导热系数更小的原材料或多孔材料，减小混合料的导热系数，减小进入路面内部的热量，进而实现路面温度的降低，包括：热阻磨耗层、热阻封层和多孔路面等；现有的热阻技术，在阻隔热量进入路面结构内部的同时，往往会使热量在路面表层蓄积，导致路面表层的温度升高；虽然路面结构内部温度降低，但直接承受车辆荷载的路面表层温度高，同时，单一热阻技术的降温效率低，导致路面结构整体的降温效率低，高温车辙病害仍未得到有效的解决。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种降温沥青路面结构及其施工方法，以解决现有的热阻路面表面温度高，降温效率低，高温易发生变形的技术问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种降温沥青路面结构，包括沥青面层，沥青面层中均匀穿插有导热棒；沥青面层包括自下而上依次铺设的下面层、中面层及上面层；其中，上面层采用热阻沥青混合料铺筑而成，导热棒竖向埋设在下面层、中面层及上面层中。进一步的，热阻沥青混合料类型为改性沥青玛蹄脂碎石混合料；热阻沥青混合料的最大公称粒径为13.2mm；热阻沥青混合料包括玄武岩粗集料、陶瓷粗集料、玄武岩细集料、矿粉及改性沥青。进一步的，陶瓷粗集料的粒径为4.75-9.5mm，陶瓷粗集料的体积占热阻沥青混合料中粒径为4.75-9.5mm的集料总体积的40％-80％。进一步的，导热棒的直径为10-40mm，导热棒的长度为10-16cm。进一步的，导热棒在沥青面层中呈等间距布设、交错布设或错位布设，导热棒的纵向间距不超过路面宽度的1/3；其中，导热棒呈等间距布设时，相邻导热棒的横向间距为10-15cm；导热棒呈交错布设或错位布设时，导热棒的横向间距为5-10cm。进一步的，下面层采用粗粒式沥青混合料铺筑，粗粒式沥青混合料的最大公称直径为26.5mm；中面层采用中粒式改性沥青混合料铺筑，中粒式改性沥青混合料的最大公称直径为19.0mm。进一步的，还包括基层及底基层，底基层、基层及沥青面层从下到上依次铺设。进一步的，还包括温度传感器及温度记录仪，温度传感器的输出端与温度记录仪连接；下面层与中面层之间埋设有温度传感器；中面层与上面层之间埋设有温度传感器；上面层的顶面埋设有温度传感器。本专利技术还提供了一种降温沥青路面结构的施工方法，包括以下步骤：步骤1、根据道路等级要求，对道路基层进行施工；步骤2、在道路基层上铺设下面层，下面层铺设完成后，在下面层上铺设中面层；步骤3、中面层铺设完成后，按照导热棒的布设要求，在中面层上布设导热棒安装孔，并在导热棒安装孔中插入导热棒；步骤4、导热棒施工完成后，在中面层上铺设上面层。进一步的，下面层铺设前在道路基层表面均匀喷涂透层油；中面层铺设前在下面层表面均匀喷涂粘层油；上面层铺设前在中面层表面均匀喷涂粘层油。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种降温沥青路面结构及施工方法，上面层采用热阻沥青混合料铺筑，能够有效阻止热量进入路面结构内部；同时，通过在沥青面层中穿插导热棒，利用导热棒的高效导热能力，能够将路面表层积聚的热量快速传递至下层结构中，减小路面结构的温度梯度，降温效率较高；本专利技术通过热阻沥青混合料铺筑并埋设导热棒，能够提高路面结构的高温抗变形能力，并利用导热棒与沥青面层摩擦力，增强了路面结构的强度，有效阻止了沥青混合料的流动，防止车辙病害的发生；通过设置导热棒，使得路面结构不同深度处的温度梯度减小，降低了温度应力大小，有效缓解了路面开裂，提升道路使用寿命，施工过程简单，便于推广。进一步的，通过在热阻沥青混合料中掺入陶瓷粗集料，陶瓷粗集料作为热阻集料，其导热系数低，阻热性能较好的特点，有效降低了路面结构的温度，提高路面结构的抗变形能力。进一步的，通过在沥青面层中埋入导热系数较大的导热棒，能够有效将积聚在路面表层的温度传递至温度较低的下部结构中；通过阻热和导热的双重作用，实现路面整体温度的降低。进一步的，将导热棒呈等间距、交错或错位布设，既能够最大化的发挥降温沥青路面结构的阻热导热能力，同时，有效降低了工程成本。进一步的，通过在路面层间设置温度传感器，利用温度传感器可以将层间的温度传递至温度记录仪中，记录其温度场的变化，对不同掺量的热阻沥青混合料以及不同尺寸的导热棒的阻热导热作用进行分析，确定路面结构的最佳情况，更好的验证该复合降温抗车辙沥青路面结构的效果。综上所述，本专利技术所述的一种降温沥青路面结构及其施工方法，从路面降温方式来看，通过采用热阻沥青混合料作为上面层，并在沥青面层中穿插导热棒，形成具有阻热和导热的复合式沥青路面结构，不仅能够通过热阻沥青混合料中的低导热系数，提高路面阻热性能的作用来进行阻热；同时利用导热棒高效的导热能力，将表层积聚的热量快速传递至下部结构和土基中，减少路面结构层的温度梯度，降温效率更高；从路面结构的高温抗变形能力来看，一方面通过热阻沥青混合料中的热阻集料较好的阻热性能和钢棒的导热降温作用，降低路面结构内的温度，可以提高路面结构的高温抗变形能力；另一方面，埋设的导热棒相当于在热阻沥青混合料之中埋入“桩基”，利用导热棒与热阻沥青混合料间的摩擦力，增强整个路面结构的强度，同时在路面不同间距布设的钢棒可以形成“桩群”，阻止沥青混合料的侧向蠕动，从而防止车辙病害的形成；从路面结构的受力状态来看，由于靠近路表的上面层温度高，温度向下迅速衰减，形成温度梯度，昼夜温度的变化导致温度应力；温度应力导致沥青面层开裂，形成裂缝；本专利技术通过设置导热棒，使得沥青路面结构不同深度处的温差减小，从而减小温度应力的幅度，进而减少沥青路面的开裂的可能性，能够有效提升道路的使用寿命；从路面结构的环境保护方面来看，首先，城市的热岛效应属于城市环境范畴，在城市热量分布中，城区属于高温区，其中道路面积所占比重最大，对城市热岛效应影响最明显，而本专利技术可通过降低路表温度，有效缓解城市热岛效应；其次，大量的旧建筑物拆除以及工业生产后会剩余5％-26％的废弃陶瓷，如不将其再利用，也不利于生态环境以及经济效益发展；本专利技术利用掺有陶瓷废料的热阻沥青混合料进行路面铺设，也有利于帮助解决陶瓷废料的污染问题。附图说明图1为本专利技术所述的降温沥青路面结构的剖视图。其中，1沥青面层，2基层，3底基层，4导热棒，5温度传感器；11下面层，12中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降温沥青路面结构，其特征在于，包括沥青面层(1)，沥青面层(1)中均匀穿插有导热棒(4)；沥青面层(1)包括自下而上依次铺设的下面层(11)、中面层(12)及上面层(13)；其中，上面层(13)采用热阻沥青混合料铺筑而成，导热棒(4)竖向埋设在下面层(11)、中面层(12)及上面层(13)中。/n

【技术特征摘要】
1.一种降温沥青路面结构，其特征在于，包括沥青面层(1)，沥青面层(1)中均匀穿插有导热棒(4)；沥青面层(1)包括自下而上依次铺设的下面层(11)、中面层(12)及上面层(13)；其中，上面层(13)采用热阻沥青混合料铺筑而成，导热棒(4)竖向埋设在下面层(11)、中面层(12)及上面层(13)中。


2.根据权利要求1所述的一种降温沥青路面结构，其特征在于，热阻沥青混合料类型为改性沥青玛蹄脂碎石混合料；热阻沥青混合料的最大公称粒径为13.2mm；热阻沥青混合料包括玄武岩粗集料、陶瓷粗集料、玄武岩细集料、矿粉及改性沥青。


3.根据权利要求2所述的一种降温沥青路面结构，其特征在于，陶瓷粗集料的粒径为4.75-9.5mm，陶瓷粗集料的体积占热阻沥青混合料中粒径为4.75-9.5mm的集料总体积的40％-80％。


4.根据权利要求1所述的一种降温沥青路面结构，其特征在于，导热棒(4)的直径为10-40mm，导热棒(4)的长度为10-16cm。


5.根据权利要求1所述的一种降温沥青路面结构，其特征在于，导热棒(4)在沥青面层(1)中呈等间距布设、交错布设或错位布设，导热棒(4)的纵向间距不超过路面宽度的1/3；其中，导热棒(4)呈等间距布设时，相邻导热棒(4)的横向间距为10-15cm；导热棒(4)呈交错布设或错位布设时，导热棒(4)的横向间距为5-10cm。


6.根据权利要求1所述的一种降温沥青路面结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓威，杨子凡，任家兴，李王鑫，霍润科，田泽宇，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61