一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法技术

本发明专利技术涉及一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法，属于道路工程技术领域，解决了现有公路沥青路面出现裂缝的病害问题，以及路面结构中存在的不足的问题，且特别适用于重载交通等级公路。一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法，包括基于路面的承载能力确定路面结构，从上到下包括表面磨耗层、高模量沥青混凝土层、基层及底基层等；然后确定施工顺序，包括依序铺筑底基层、基层、纤维抗裂型改性沥青防水粘结层、高模量沥青混凝土层,然后铺筑中间联结层和表面磨耗层，或直接铺筑表面磨耗层。实现了重载交通公路提升抗裂性能，改善承载能力，减薄路面厚度，延长使用寿命的有益效果。寿命的有益效果。寿命的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法


[0001]本专利技术涉及道路工程
，尤其涉及一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法。

技术介绍

[0002]国内外沥青路面均为弹性层状体结构，自上而下一般由面层、基层、底基层和垫层组成。面层直接承受车辆荷载作用和自然环境因素影响，根据公路等级、交通量及功能需求，由1～3层沥青混凝土组成；基层设置于面层之下，并与面层共同将车辆荷载传递至底基层、垫层及土基，是沥青路面中发挥承重作用的主要结构层；底基层设置于基层之下，与面层、基层共同承受车辆荷载作用，发挥次要承重作用；垫层设置于底基层与土基之间，起排水、隔水、防冻作用。
[0003]按照基层材料类型及刚度的不同，沥青路面可分为柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、复合式路面(刚性基层)及组合式基层沥青路面四种。柔性基层沥青路面指基层材料为沥青稳定级配碎石或级配碎石的路面，其中基层为沥青稳定级配碎石的柔性基层沥青路面又被称为全厚式沥青路面；半刚性基层沥青路面通常指基层材料为水泥稳定级配碎石的路面；复合式路面指基层为水泥混凝土材料的路面，其基层强度较柔性基层及半刚性基层显著提升；顾名思义，组合式基层沥青路面指基层由不同类型材料组合而成的路面结构，通常由半刚性基层与柔性基层组合而成，如上基层采用级配碎石、下基层及底基层采用半刚性基层的结构(又称为倒装式结构)。
[0004]我国公路工程采用最多的是半刚性基层沥青路面，占90％以上，裂缝是此类沥青路面的典型病害，特别是横向裂缝是我国高速公路最常见的病害，此外由于水进入路面内部而造成的网裂在国省干线公路及低等级道路中也比较常见。造成路面开裂的原因，首先在于半刚性基层材料自身的收缩开裂(干缩及温缩)，并由此引起沥青路面出现反射裂缝；其次，半刚性基层材料的荷载敏感性高，其强度、模量在重载车辆荷载耦合干湿、冻融循环作用下会由于疲劳效应而衰减，并逐渐由整体变为大块，由大块变为小块及碎块，从而导致路面承载能力下降，出现开裂。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种抗裂型重载交通公路沥青路面的施工方法，用以解决现有公路沥青路面出现裂缝的病害问题，以及路面结构中存在不足的问题，且特别适用于重载交通等级公路。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1.基于路面的承载能力确定路面结构,确定施工顺序，路面结构自上而下包括表面磨耗层、高模量沥青混凝土层、基层及底基层，其中高模量沥青混凝土层的15℃、10Hz条件下的压缩动态模量为18000
‑
20000MPa；
[0009]步骤2.铺筑底基层,底基层以下80
‑
120cm范围内路基采用水泥或石灰改善，施工及养生完成后，单层一次铺筑底基层，厚度为16
‑
20cm；
[0010]步骤3.底基层施工及养生完成后，单层铺筑基层厚度16
‑
20cm，总厚度为16
‑
40cm；
[0011]步骤4.基层施工及养生完成后，进行纤维抗裂型改性沥青防水粘结层施工；
[0012]步骤5.纤维抗裂型改性沥青防水粘结层施工完成后铺筑高模量沥青混凝土层,压实厚度为5
‑
15cm；
[0013]步骤6.铺筑中间联结层和表面磨耗层，或直接铺筑表面磨耗层。
[0014]进一步的，步骤1中，所述基层包括上基层和下基层，所述表面磨耗层的压缩动态模量为7500
‑
12000MPa，上基层的压缩动态模量为18000
‑
28000MPa，下基层的压缩动态模量为18000
‑
28000MPa，底基层的压缩动态模量为14000
‑
20000MPa；步骤3中，依次单层铺筑下基层和上基层，下基层和上基层的厚度相同。
[0015]进一步的，步骤1中，压缩动态模量M满足如下关系式：
[0016]M＝
‑
3000
×
L2+21000
×
L
‑
12000
[0017]式中，M为15℃、10Hz压缩动态模量/MPa；
[0018]L为路面结构自上而下的层序号，取值2、3、4、5，分别代表高模量沥青混凝土层、上基层、下基层与底基层。
[0019]进一步的，步骤4中，基层施工及养生完成后，在基层顶面洒布乳化沥青透层，采用PC
‑
2型乳化沥青，洒布量为1.1
±
0.1L/m2，乳化沥青渗透深度不低于5mm，透层乳化沥青破乳1
‑
2d后，进行纤维抗裂型改性沥青防水粘结层施工。
[0020]进一步的，所述步骤4中，所述纤维抗裂型改性沥青防水粘结层由改性沥青、玻璃纤维及碎石组成，采用纤维同步碎石封层车一次撒布成型，其中改性沥青洒布量为1.8
‑
2.0kg/m2；玻璃纤维长度40
‑
60mm，撒布量80
‑
120g/m2；碎石采用S10即10
‑
15规格的单粒径粗集料，撒布量为5～8m3/1000m2。
[0021]进一步的，所述步骤5中，高模量沥青混凝土由沥青胶结料和矿料组成，采用针入度为20/0.1mm的道路石油沥青，油石比为5.0％，以质量百分率计矿料粒径级配范围为：粒径小于0.075mm的矿料在矿料总量中占比5％～8％，粒径小于0.6mm的矿料在矿料总量中占比11％～20％，粒径小于1.18mm的矿料在矿料总量中占比18％～30％，粒径小于2.36mm的矿料在矿料总量中占比28％～40％，粒径小于4.75mm的矿料在矿料总量中占比42％～58％，粒径小于9.5mm的矿料在矿料总量中占比63％～76％，粒径小于13.2mm的矿料在矿料总量中占比75％～87％，粒径小于16mm的矿料在矿料总量中占比86％～95％，粒径小于19mm的矿料在矿料总量中占比100％。
[0022]进一步的，所述步骤5中，高模量沥青混凝土层的平均压实厚度、最小压实厚度与矿料公称最大粒径相匹配，具体为：当矿料公称最大粒径为9.5mm时，平均压实厚度：6cm～8cm，最小压实厚度为5cm；当矿料公称最大粒径为13.2mm时，平均压实厚度：7cm～13cm，最小压实厚度为6cm；当矿料公称最大粒径为16mm时，平均压实厚度：8cm～14cm，最小压实厚度为7cm；当矿料公称最大粒径为19mm时，平均压实厚度：9cm～15cm，最小压实厚度为8cm。
[0023]进一步的，步骤6中，压缩动态模量M满足如下关系式：
[0024]压缩动态模量M满足如下关系式：
[0025]M＝
‑
2400
×
L2+21500
×
L
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗裂型重载交通公路沥青路面的设计和施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.基于路面的承载能力确定路面结构,确定施工顺序，路面结构自上而下包括表面磨耗层、高模量沥青混凝土层、基层及底基层，其中高模量沥青混凝土层的15℃、10Hz条件下的压缩动态模量为18000
‑
20000MPa；步骤2.铺筑底基层,底基层以下80
‑
120cm范围内路基采用水泥或石灰改善，施工及养生完成后，单层一次铺筑底基层，厚度为16
‑
20cm；步骤3.底基层施工及养生完成后，单层铺筑基层厚度16
‑
20cm，总厚度为16
‑
40cm；步骤4.基层施工及养生完成后，进行纤维抗裂型改性沥青防水粘结层施工；步骤5.纤维抗裂型改性沥青防水粘结层施工完成后铺筑高模量沥青混凝土层,压实厚度为5
‑
15cm；步骤6.铺筑中间联结层和表面磨耗层，或直接铺筑表面磨耗层。2.根据权利要求1所述的设计和施工方法，其特征在于，步骤1中，所述基层包括上基层和下基层，所述表面磨耗层的压缩动态模量为7500
‑
12000MPa，上基层的压缩动态模量为18000
‑
28000MPa，下基层的压缩动态模量为18000
‑
28000MPa，底基层的压缩动态模量为14000
‑
20000MPa；步骤3中，依次单层铺筑下基层和上基层，下基层和上基层的厚度相同。3.根据权利要求2所述的设计和施工方法，其特征在于，步骤1中，压缩动态模量M满足如下关系式：M＝
‑
3000
×
L2+21000
×
L
‑
12000式中，M为15℃、10Hz压缩动态模量/MPa；L为路面结构自上而下的层序号，取值2、3、4、5，分别代表高模量沥青混凝土层、上基层、下基层与底基层。4.根据权利要求1和2所述的设计和施工方法，其特征在于，步骤4中，基层施工及养生完成后，在基层顶面洒布乳化沥青透层，采用PC
‑
2型乳化沥青，洒布量为1.1
±
0.1L/m2，乳化沥青渗透深度不低于5mm，透层乳化沥青破乳1
‑
2d后，进行纤维抗裂型改性沥青防水粘结层施工。5.根据权利要求1或2所述的设计和施工方法，其特征在于，所述步骤4中，所述纤维抗裂型改性沥青防水粘结层由改性沥青、玻璃纤维及碎石组成，采用纤维同步碎石封层车一次撒布成型，其中改性沥青洒布量为1.8
‑
2.0kg/m2；玻璃纤维长度40
‑
60mm，撒布量80
‑
120g/m2；碎石采用S10即10

【专利技术属性】
技术研发人员：胡全章，孟会林，常剑钊，范优甲，李华，何勇海，郭津，杨景丽，李彦伟，边龙彪，蒲昌瑜，任海洋，蔡宝红，赵金龙，汪代俊，
申请(专利权)人：中电建冀交高速公路投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：