一种基于三明治结构的长寿命路面结构及其构建方法技术

本发明专利技术涉及公路路面技术领域，具体涉及一种基于三明治结构的长寿命路面结构及其构建方法。包括三明治上面层、三明治下面层、三明治环境过渡层和改善加固土路基层，改善加固土路基层上方设置三明治环境过渡层，三明治环境过渡层的上方设置有三明治下面层，三明治下面层的上方设置有三明治上面层。该基于三明治结构的长寿命路面结构及其构建方法具有路基稳定性好、路面使用寿命长和降低路面面层厚度的优点，路面采用了三明治上面层、三明治下面层、过渡层和加固路基层四层结构，路面结重大构创新新颖，路面材料创新使路面面层厚度大大减少，具有节能、环保和绿色建设的特点，满足了公路路面长寿命的需要。路面长寿命的需要。路面长寿命的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三明治结构的长寿命路面结构及其构建方法


[0001]本专利技术涉及公路路面
，具体涉及一种基于三明治结构的长寿命路面结构及其构建方法。

技术介绍

[0002]长寿命路面，顾名思义就是使用寿命长的路面，一般是指寿命在30
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50年的路面。在道路建设工程实践中，长寿命路面是道路建设工程期望的目标。长寿命路面是在永久路基上建造构筑的寿命在30
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50年的路面整体结构，主要包括两部分：一部分是30
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50年寿命的承载层，一部分是15
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20年寿命的表面层。长寿命路面主要难题是理论上无法推导证明，只能用工程实践才能验证，到现在还没有业界较为认可的结构和材料，即用具有什么功能的材料构建什么样的路面结构组合来实现路面结构的长寿命。
[0003]当前，国内对长寿命路面的研究有了很大进展，逐步探索出一些长寿命路面结构组合，基本有两种模式：一是基于国外的全厚式沥青路面结构，二是在传统的半刚性路面结构中增加半刚性基层的厚度和增加沥青结构层的厚度。这种增加路面结构厚度的长寿命路面建造会使用大量道路建筑材料，同时建造造价也会大幅增加。这显然不符合当前倡导的节能、环保、绿色的建造要求。那么，我们能否利用当前已知的路面结构、经过验证的结构层来构建推导出一种长寿命路面呢。这种构建和推导也是受到全厚式沥青路面长寿命结构的启发，并且这种结构要比当前构建的长寿命路面结构厚度小的多。
[0004]我们已经知道的水泥混凝土构筑物和水泥混凝土路面的寿命能达到30
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50年，采用水泥路面做承载层基本上能达到长寿命路面承载层的要求；沥青路面的寿命在15年左右，也符合长寿命路面表面层的要求。但在大量的水泥路面上加铺沥青层的工程实践效果并不理想。这种看似“强基薄面”的叠加结构，却达不到我们想要的长寿命路面的效果。这样简单的罗列叠加结构为什么达不到长寿命路面的效果呢。甚至还不如我们传统的半刚性路面结构寿命长。这主要是对于“强基薄面”的一种简单、片面的理解，“强基”就是基层强度强，“薄面”就是沥青面层厚度薄。由于在实践中对“强基薄面”的这种简单、片面的理解，也就是将两种不同的路面结构简单罗列叠加在一起构成一种看似能长寿命的路面结构，却很不理想，也给了我们一些重要的经验和教训，最终没有达到我们要求的成果。
[0005]其实“强基薄面”结构就是长寿命路面所需要的典型结构，不能只片面理解成“强基”就是基层强度强，“薄面”就是沥青面层厚度薄，“强基薄面”全面的理解是基础层(包括路基)强度强、每一个组合结构层都要强，路面面层组合厚度薄，面层每一层的组合结构都要薄。应重点理解这个“强”的含义 ，它不仅仅是指道路整体每一结构层的材料强度上强，更重要的是在构建组合的结构整体强、在耐久性上强，更是在各组合层间的相互适应也要强。也要重点理解“薄”的含义，不仅仅是每一结构层厚度上薄，在构建组合结构上整体薄、在构建工艺上也要做薄，而且更主要的是要用能做薄的高性能材料构筑每一结构层。强和薄指的是整个道路结构层每一层都要强，都要薄，构造出的组合结构整体也要强，也要薄，那么我们怎样利用当前我们认知的结构来构建一种又强又薄的长寿命路面结构呢。
[0006]从哲学的角度解决长寿命路面的问题。根据哲学的一些定律，要在路面组合结构上和路面材料上有更重大的变革和创新，才有可能实现长寿命路面最终目标。我们根据对“强基薄面”的全面理解和对两种路面的取舍，推导构建出一种多层三明治路面组合结构，作为长寿命路面组合结构，希望这种构建思路能为长寿命路面开辟一条创新之路。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有的路面结构使用寿命低和路面较厚的技术缺陷，本专利技术提供一种稳定性好、使用寿命长和路面面层厚度薄的基于三明治结构的长寿命路面结构及其构建方法。实现道路建设的环保、节能和绿色建设。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：本专利技术所述的一种基于三明治结构的长寿命路面结构，包括三明治上面层、三明治下面层、三明治环境过渡层和改善加固土路基层，其特征在于：改善加固土路基层上方设置有三明治环境适应过渡层，三明治环境过渡层的上方设置有三明治下面层，三明治下面层的上方设置有三明治上面层。
[0009]所述的改善加固土路基层是由2～8层厚20～30cm的改善加固土层组成，改善加固土层由碎石土或石灰土或其他的加固土构成，每层改善加固土层均的压实度都要满足规范要求，改善加固土层顶面的弯沉值要小于路基顶面设计弯沉值的0.35～0.85倍。所述的改善加固土路基层的层数是由公路等级和荷载条件确定的。
[0010]所述的三明治环境过渡层包括隔水层、环境适应层、防水层。改善加固土路基层顶层上方设置隔水层，隔水层上方设置环境适应层，环境适应层上方设置防水层，所述的隔水层是由不透水土工布在路基层上满铺构成，所述的环境适应层是由功能结构层和土工格室构成，所述的防水层的厚度为1～3cm，防水层由AC
‑
10细粒式沥青混凝土构成。所述的功能结构层的层数为1～3层，每层功能结构层的厚度为10～15cm，功能结构层由未筛分大粒径碎石或级配碎石构成。其中最顶一层的功能层内设置有土工格室。所述的土工格室的尺寸为60cm*60cm，土工格室的高度为8～12cm，土工格室是由高强度玻纤土工格式组成的蜂巢状结构构成。
[0011]所述的功能结构层的层数是由项目所在地外界的气候条件(降水、温度)确定的。
[0012]所述的三明治下面层包括下承载层、隔离层和上承载层，下承载层的上方设置有隔离层，隔离层的上方设置有上承载层；所述的下承载层和上承载层的厚度为12～16cm，下承载层和上承载层由等厚等强度的水泥混凝土或碾压混凝土构成；所述的隔离层的厚度为1～3cm，隔离层由AC
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10细粒式沥青混凝土构成。
[0013]所述的三明治上面层包括界面处治层、第一粘层、应力吸收层、第二粘层、调平层、第三粘层和磨耗层，所述的界面处治层由上承载层界面抛丸和灌缝构成，界面处治层的上方设置有应力吸收层，应力吸收层与界面处治层之间设置有第一粘层，应力吸收层的上方设置有调平层，调平层与应力吸收层之间设置有第二粘层，调平层的上方设置有磨耗层，磨耗层与调平层之间设置有第三粘层。
[0014]所述的应力吸收层的厚度为1～3cm，应力吸收层由骨架密实型的高粘弹SHMA
‑
10沥青玛蹄脂层构成，SHMA
‑
10采用高粘弹PG82
‑
22改性沥青作为胶结料，油石比大于7.0%；应力吸收层(103)或由改性沥青同步封层构成，改性沥青采用PG82
‑
22
‑
22改性沥青，洒布量为
（2.0
±
0.2）kg/
㎡
。
[0015]所述的调平层的厚度为4～6cm，调平层由骨架密实型的高粘弹SHMA
‑
20沥青玛蹄脂层构成，SHMA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三明治结构的长寿命路面结构，包括三明治上面层(1)、三明治下面层(2)、三明治环境过渡层(3)和改善加固土路基层(4)，其特征在于：改善加固土路基层(4)上方设置有三明治环境适应过渡层(3)，三明治环境过渡层(3)的上方设置有三明治下面层(2)，三明治下面层(2)的上方设置有三明治上面层(1)；所述的改善加固土路基层(4)是由2～8层厚20～30cm的改善加固土层组成，改善加固土层由碎石土或石灰土或其他的加固土构成，每层改善加固土层均的压实度都要满足规范要求，改善加固土层顶面的弯沉值要小于路基顶面设计弯沉值的0.35～0.85倍；所述的改善加固土路基层(4)的层数是由公路等级和荷载条件确定的。2.根据权利要求1所述的一种基于三明治结构的长寿命路面结构，其特征在于：所述的三明治环境过渡层(3)包括隔水层(301)、环境适应层(302)、防水层(303)，改善加固土路基层(4)顶层上方设置隔水层(301)，隔水层(301)上方设置环境适应层(302)，环境适应层(302)上方设置防水层(303)，所述的隔水层(301)是由不透水土工布满铺在改善加固土路基层(4)上构成，所述的环境适应层(302)是由功能结构层(3021)和土工格室(3022)构成，所述的防水层(303)的厚度为1～3cm，防水层(303)由AC
‑
10细粒式沥青混凝土构成，所述的功能结构层(3021)的层数为1～3层，每层功能结构层(3021)的厚度为10～15cm，功能结构层(3021)由未筛分大粒径碎石或级配碎石构成，其中最顶一层的功能层(3021)内设置有土工格室(3022)，所述的土工格室(3022)的平面尺寸为60cm*60cm，土工格室(3022)的高度为8～12cm，土工格室(3022)是由高强度玻纤土工格式组成的蜂巢状结构构成。3.根据权利要求2所述的一种基于三明治结构的长寿命路面结构，其特征在于：所述的功能结构层(3021)的层数是由项目所在地外界的气候条件(降水、温度)确定的。4.根据权利要求1所述的一种基于三明治结构的长寿命路面结构，其特征在于：所述的三明治下面层(2)包括下承载层(201)、隔离层(202)和上承载层(203)，下承载层(201)的上方设置有隔离层(202)，隔离层(202)的上方设置有上承载层(203)；所述的下承载层(201)和上承载层(203)的厚度为12～16cm，下承载层(201)和上承载层(203)由等厚等强度的水泥混凝土或碾压混凝土构成；所述的隔离层(202)的厚度为1～3cm，隔离层(202)由AC
‑
10细粒式沥青混凝土构成。5.根据权利要求1所述的一种基于三明治结构的长寿命路面结构，其特征在于：所述的三明治上面层(1)包括界面处治层(101)、第一粘层(102)、应力吸收层(103)、第二粘层(104)、调平层(105)、第三粘层(106)和磨耗层(107)，所述的界面处治层(101)由上承载层(203)表面面抛丸和灌缝构成，界面处治层(101)的上方设置有应力吸收层(103)，应力吸收层(103)与界面处治层(101)之间设置有第一粘层(102)，应力吸收层(103)的上方设置有调平层(105)，调平层(105)与应力吸收层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金辉，张彬，
申请(专利权)人：广东金长成桥梁隧道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：