一种长效道路结构制造技术

本发明专利技术提供一种长效道路结构，包括面层、基层和底基层，所述面层为水泥沥青混凝土层，所述基层为改性土基层；所述改性土基层为水泥、石灰或沥青与现场原土的混合；所述稳定土为沥青稳定土、水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土中的至少一种。通过本发明专利技术的长效性道路结构，能够有效改善道路底基层、基层及面层等的材料强度、强化弹性模数、减少铺面承载弯沈值及抑制铺面各层底部张力裂缝产生，并减少因塑性变形产生的永久变形量，使铺面损坏的因素减少，以达到延长道路使用年限的目的。以达到延长道路使用年限的目的。以达到延长道路使用年限的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种长效道路结构


[0001]本专利技术属于道路工程
，具体涉及一种长效道路结构。

技术介绍

[0002]道路的组成主要由路基、底基层、基层及面层所构成，各层材料的强度越佳，对上层材料提供的强度与刚性越佳，车轴载重传递到道路下层越平均，所传递的车轴应力越小，上层材料因下层沈陷而产生的弯沈值越小。当铺面层的底部产生的张力及张应变较小，可减少道路结构产生裂缝及向上方延伸至路表，面层产生张力裂缝的机率就会较小。沥青混凝土路面裂缝少，表面径流水渗入路基的量亦少，可避免路基土壤含水量增加，进而造成路基软化或产生弹性，加速道路结构裂缝扩大及发生永久变形，致道路铺面服务绩效(Serviceability performance)降低。因此本专利专利技术藉由改善道路铺面材料强度及性质，以增加沥青混凝土道路的使用期限及延后道路维修年限。
[0003]沥青混凝土道路铺面的破坏类型，按破坏模式主要可分为：1、裂缝或断裂类：纵向裂缝、横向裂缝、龟裂、块裂、温度裂缝及反射裂缝等；2、永久变形类：车辙、波浪、沈陷及隆起等；3、表面损坏类：冒油、松散、坑槽、磨光及露骨等。
[0004]道路铺面破坏的原因与沥青混凝土材料强度有直接关系者，为第（2）项永久变形类。路面明显的沈陷与隆起主要由路基承载力不足所引起，而车辙与波浪则因沥青混凝土剪力强度不足所造成。
[0005]沥青混凝土的车辙量主要来自三方面，包括：(1)车辆轮压作用而使沥青混凝土造成空隙压缩；(2)沥青混凝土重复受轮压(轴向应力)作用，因波松比的侧向应变，而于轴向产生累积变形；及(3)沥青混凝土路面受挤压而向周围产生塑性流动，因路面底层材料损失而产生路面下陷。其中，第(1)项为车辆轮压对沥青混凝土造成空隙压缩，其压缩量与粒料的粒料间孔隙有关，沥青混凝土粒料间孔隙越小表示粒料间颗粒排列越紧密，受轴力后的压缩量越少。第(2)项为沥青混凝土重复受轮压作用，因波松比的侧向应变而产生轴向累积变形，此与沥青混凝土的抗压强度及抗剪强度有关。沥青混凝土因侧向塑性残留应变致轴向产生车辙量与沥青混凝土的抗压强度与抗剪强度成负相关。第(3)项为沥青混凝土因受垂直力挤压而向周围产生塑性流动，此与抗压强度及剪力强度有关。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种长效性道路结构，本专利技术的长效性道路结构，采取改性无机黏结料土基层与土质底基层，并搭配水泥沥青混凝土铺设高模量的沥青混凝土面层。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种长效道路结构，其特征在于，包括面层、基层与底基层，所述面层为水泥沥青混凝土层，所述基层为改性土基层，所述底基层为土质级配料层。
[0008]进一步的，所述改性土基层为水泥、石灰或沥青与现场原土的混合；所述稳定土为沥青稳定土、水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土中的至少一种。
[0009]进一步的，所述稳定土按粒径分为细粒土、中粒土、粗粒土，并依现场土样试拌的结果决定稳定土水泥的含量。
[0010]进一步的，对于高速公路或一级公路，路基使用的土壤颗粒组成，细粒土的塑性指数（Ip）应小于12，以避免黏土含量高，造成夯实土具有弹性及能减少路基因自重固结产生长期的沈降量。
[0011]进一步的，所述面层为经前处理过的水泥沥青混凝土，包括以下组分：P.I型硅酸盐水泥、快裂型阳离子乳化沥青、液态减水剂、碎石集料。
[0012]进一步的，所述快裂型阳离子乳化沥青使用量为水泥重量的0.9至1.5倍，所述减水剂使用量为水泥重量的2.5%至4%。
[0013]现有技术中，路基由土壤构成，提高压实度可加强土壤无围压缩强度，但强度提升效能有限，若以胶结料与路基土壤混合，如石灰、沥青或水泥等，则可明显增强路基土壤强度，并增长道路的使用寿年。本专利专利技术所述及的一种长效道路结构，其特征在于，包括面层、基层和底基层，所述及的面层为水泥沥青混凝土层，所述基层为改性土基层；所述改性土基层包含稳定土与现场夯实原土；所述稳定土为沥青稳定土、水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土中的至少一种。
[0014]进一步的，所述稳定土按粒径分为细粒土、中粒土、粗粒土；所述改性土基层中，用作基层的稳定土配比水泥含量比为：中粒土和粗粒土的混合占比为：2
‑
8%；优选为3%、4%、5%、6%、7%；塑性指数小于12的土占比为：3
‑
12%；优选为5%、7%、8%、9%、11%；其他细粒土占比为：6
‑
20%；优选为8%、10%、12%、14%、16%。
[0015]本专利专利技术的长效性道路结构，为复合式道路铺面，以水泥沥青混凝土(CAC)作为面层，水泥或沥青处理级配料作为基层，土质级配料作为底基层。
[0016]进一步的，所述面层为经前处理过的水泥沥青混凝土，包括以下组分：P.I型硅酸盐水泥(C)、快裂型阳离子乳化沥青(PC
‑
1)、液态减水剂(FSP)、碎石集料；所述快裂型阳离子乳化沥青使用量为水泥重量的0.9至1.5倍，所述液态减水剂使用量为水泥重量的2.5%至4%。特别的，所述面层的胶浆用量：采用马歇尔配比设计。
[0017]优选的，本专利技术的面层组分要求如下：快裂型阳离子乳化沥青(PC
‑
1)：沥青（AH
‑
70
#
）含量：50%；液态减水剂(FSP)：固含量≒40%（可依效能所需而改变）；液态减水剂(FSP)：萘磺酸钠甲醛缩合物，主成分是聚亚甲基萘磺酸钠；硅酸盐水泥：P.I型硅酸盐水泥(C)，强度32.5以上；4.碎石集料：符合JTG F40
‑
2004「公路沥青路面施工技术规范」密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围的AC
‑
20、AC
‑
16、AC
‑
13、AC
‑
10要求，如表1所示。
[0018]表1 密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围
道路面层需提供完整及平顺的表面，因此面层产生坑洞及大变位的永久变形均会降低道面服务绩效，并减损道路使用年限。为防止坑洞产生，沥青混凝土耐候性要佳，除了要抗老化还要抗水侵蚀。使用高黏度沥青改善沥青与骨料界面黏着力及增加骨料外沥青膜厚均为良好方法；或使用本专利技术专利所述的水泥沥青混凝土，以水泥改善骨料间黏着力及抗水侵蚀，亦为提升耐候性的良好方案。要减少永久变形，使用水泥沥青胶泥(CAM)或本专利技术专利所述的水泥沥青胶浆，均能有效提升沥青混凝土的剪力强度，减少沥青混凝土的塑性变形。因此采用本专利技术专利所述的水泥沥青胶浆来提升道路面层沥青混凝土的力学性能，确实能显着延长道路使用的年限。本专利技术以添加水泥来作为改性剂，先行提高沥青混凝土黏结料的压力与剪力的力学性能，进而提升沥青混凝土的回弹模量，以加强整体道路结构的劲度，达到本专利技术以强化材料性能，延长道路使用年限的目的。
[0019]进一步的，所述面层的制备方法包括以下步骤：乳化沥青+液态减水剂
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长效道路结构，其特征在于，包括面层、基层与底基层，所述面层为水泥沥青混凝土层，所述基层为改性土基层，所述底基层为土质级配料层。2.根据权利要求1所述的长效道路结构，其特征在于，所述改性土基层为水泥、石灰或沥青与现场原土的混合；所述稳定土为沥青稳定土、水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土中的至少一种。3.根据权利要求2所述的长效道路结构，其特征在于，所述稳定土按粒径分为细粒土、中粒土、粗粒土，并依现场土样试拌的结果决定稳定土水泥的含量。4.根据权利要求3所述的长效道路结构，其特征在于，对于高速公路或一级公路，路基使用的土壤颗粒组成，细粒土的塑性指数小于12。5.根据权利要求1所述的长效道路结构，其特征在于，所述面层为经前处理过的水泥沥青混凝土，包括以下组分：P.I型硅酸盐水泥、快裂型阳离子乳化沥青、液态减水剂、碎石集料。6.根据权利要求5所述的长效道路结构，其特征在于，所述快裂型阳离子乳化沥青使用量为水泥重量的0.9至1.5倍，所述减水剂使用量为水泥重量的2.5%至4%。7.根据权利要求6所述的长效道路结构，其特征在于，所述面层的水泥沥青混凝土材料的制备方法包括以下步骤：乳化沥青+高效减水剂
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慢速拌和1min
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕正宗，张峰宁，王强，钟明仁，
申请(专利权)人：惠州学院，
类型：发明
国别省市：