本實用新型屬于道路工程領域,涉及一種瀝青路面結構,尤其涉及一種多功能路面結構。
背景技術:
近年來,瀝青混凝土路面在我國被大量地修筑與使用,人們越來越重視由于路面材料老化引起的瀝青路面結構損害。瀝青是石油練化后的產物,是一種高分子材料,這種高分子材料在光、熱、氧、水等條件下容易被老化。
在瀝青路面的長期使用過程中,其結構要經歷各種復雜使用環境的考驗,一些微小開裂和局部損傷會不可避免的產生,如不能及時控制這些微損傷,這些微裂紋便會在荷載的作用下擴展開裂,進而會影響路面結構的使用壽命,重則會破壞整個道路的結構。所以,如何能夠及時有效的修復路面中出現的裂紋和損傷成為了道路工作者關心的主要問題。
同時,我國幅員遼闊,東南部地區與西北部地區自然氣候差異巨大。其中西部地區的環境特點是年平均氣溫低,年溫差與日溫差大,日照時數長,加之這里干燥、少雨、海拔高,因此該地區太陽輻射總能量很高。這種強烈的紫外線輻射會導致例如瀝青等高分子材料的老化,使瀝青路面耐久性降低。
另外,隨著全球能源的日趨緊張,太陽能的開發和利用成為新能源與可再生能源開發的重要內容。相變材料是利用相變過程中吸收或釋放的熱量來進行潛熱儲能的物質,具有在相變過程中將熱量以潛熱的形式儲存于自身或釋放給環境的性能,可以進行熱能存儲和溫度調節控制。利用相變調溫劑中相變材料的相變潛熱特性,在氣溫高于(低于)相變材料的相變溫度時收集(釋放)太陽能,主動調控氣溫變化下的瀝青路面使用溫度,減小快速降溫階段的瀝青路面降溫速率,延遲和縮短極端高溫或低溫的出現時間和持續時間,基本消除瀝青路面的結霜問題,減輕瀝青路面冬季積雪與結冰問題,提高瀝青路面對環境變化的適應能力,為解決瀝青路面溫度收縮裂縫、車轍永久變形等世界性難題具有重要的意義。
技術實現要素:
針對目前瀝青路面結構存在的技術問題,本實用新型的目的在于提供有效提 升路面的使用壽命以及可減少路面維修費用的多功能路面結構。
為實現上述目的,本實用新型采用如下技術方案:
一種多功能路面結構,其特征在于:所述多功能路面結構包括自上而下依次鋪設在路面基層上的上面層、中面層以及下面層;所述上面層與中面層之間以及中面層與下面層之間均鋪設有粘結層。
作為優選,本實用新型所采用的上面層采用的級配類型為SAC-13型級配、SMA-13型級配或AC-13C型級配;所述上面層的厚度是5-6cm。
作為優選,本實用新型所采用的中面層采用的級配類型為AC-20C型級配或SMA-16型級配;所述中面層的厚度是6-8cm。
作為優選,本實用新型所采用的下面層采用的級配類型為ATB-25型級配或AC-25C型級配;所述下面層的厚度不大于10cm。
作為優選,本實用新型所采用的粘結層是SBS改性乳化瀝青粘結層,所述粘結層的撒布量為0.4~0.6L/m2。
本實用新型的優點是:
本實用新型提供了一種多功能路面結構,該多功能路面結構包括自上而下依次鋪設在路面基層上的上面層、中面層以及下面層;上面層與中面層之間以及中面層與下面層之間鋪設有粘結層。該路面結構的上面層、中面層以及下面層可以采用不同的級配類型并形成具有不同功能的路面結構,本實用新型所提供的多功能路面結構能夠有效的延緩和降低瀝青的紫外老化,可以有效的降低裂縫的產生,能夠主動調控瀝青路面溫度,主動調控氣溫變化下的瀝青路面使用溫度,減小快速降溫階段的瀝青路面降溫速率,延遲和縮短極端高溫或低溫的出現時間和持續時間,延緩由于溫度驟降而產生的溫縮裂縫和溫度過高而引起的路面車轍病害。延長路面的使用性能,在一定程度上能夠有效提升路面的使用壽命,減少路面維修費用。
附圖說明
圖1為本實用新型所提供的多功能路面結構示意圖;
圖1中標記說明如下:
1-上面層、2-第一粘結層、3-中面層、4-第二粘結層、5-下面層、6-路面基層。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明,但是本實用新型不僅限于下述的實施方式。
參見圖1,本實用新型提供了一種多功能路面結構,該多功能路面結構包括自上而下依次鋪設在路面基層6上的上面層1、中面層3以及下面層4;上面層1與中面層3之間以及中面層3與下面層4之間均鋪設有粘結層。即,上面層1與中面層3之間通過第一粘結層2連接,中面層3和下面層5之間用第二粘結層4連接。
上面層1采用的級配類型可以是SMA-13型級配或AC-13C型級配;上面層的厚度是5-6cm。
中面層采用的級配類型為AC-20C型級配或SMA-16型級配;中面層的厚度是6-7cm。
下面層采用的級配類型為ATB-25型級配或AC-25C型級配;下面層的厚度不大于10cm。
粘結層是SBS改性乳化瀝青粘結層,粘結層的撒布量為0.4~0.6L/m2。
下面結合不同實施例對本實用新型進行詳細說明:
實施例1
基于本實用新型所提供的路面結構,形成一種抗紫外老化瀝青路面結構,由上而下依次包括鋪設在路面基層上的摻雜有納米材料的由抗紫外老化的瀝青混合料制成的上面層,由高模量瀝青混凝土制成的中面層以及瀝青混凝土下面層,摻雜有納米材料的由抗紫外老化的瀝青混合料制成的上面層與由高模量瀝青混凝土制成的中面層之間通過第一粘結層連接,由高模量瀝青混凝土制成的中面層和由環氧煤瀝青混凝土制成的下面層之間用第二粘結層連接。
摻雜有納米材料的由抗紫外老化的瀝青混合料制成的上面層是由一定比例的集料、改性瀝青、納米材料以及礦粉拌合而成,級配采用SMA-13,由高模量瀝青混凝土制成的中面層3由一定比例的集料、高模量瀝青以及礦粉組成,級配采用SMA-16;由環氧煤瀝青混凝土制成的下面層5由一定比例的集料、增韌環氧煤瀝青和礦粉組成,級配采用ATB-25。在摻雜有納米材料的由抗紫外老化的瀝青混合料制成的上面層與由高模量瀝青混凝土制成的中面層之間以及由高模量瀝青混凝土制成的中面層與由環氧煤瀝青混凝土制成的下面層之間的粘結層(第一粘結層2以及第二粘結層4)均采用SBS改性乳化瀝青,灑布量為0.4~0.6L/m2。該納米材料可以是納米粘土、納米碳纖維以及納米硅的一種或幾種。
摻雜有納米材料的由抗紫外老化的瀝青混合料制成的上面層1是由SMA-13瀝青混合料制備而成,摻雜有納米材料的由抗紫外老化的瀝青混合料制成的上面層1采用的改性瀝青中添加納米粘土納米碳纖維、納米硅的一種或幾種。
該路面結構的上面層是密級配瀝青混合料制備而成,該種混合料中摻加納米材料能夠有效的延緩和降低瀝青的紫外老化,延長路面的使用性能,中面層采用的是高模量瀝青混合料,能夠有效降低永久變形的產生,下面層采用增韌環氧改性煤瀝青,能夠提高路面的抗車轍和抗疲勞性能,該實用新型在一定程度上能夠有效提升路面的使用壽命,減少路面維修費用。
實施例2
基于本實用新型所提供的路面結構,形成一種裂縫自愈性瀝青路面結構,該裂縫自愈性瀝青路面結構包括自上而下依次鋪設在路面基層上的摻雜有裂縫自愈性微膠囊的瀝青混凝土上面層、由橡膠改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土中面層以及由粗級配改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土下面層;摻雜有裂縫自愈性微膠囊的瀝青混凝土上面層與由橡膠改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土中面層之間通過第一粘結層連接,由橡膠改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土中面層和由粗級配改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土下面層之間用第二粘結層連接。
摻雜有裂縫自愈性微膠囊的瀝青混凝土上面層是壓敏固化自愈合瀝青混凝土是由一定比例的集料和膠結料拌合而成,其中膠結料中添加裂縫自愈性微膠囊顆粒,微膠囊的摻量為0.1~0.5%(瀝青質量百分率),瀝青采用橡膠改性瀝青。
摻雜有裂縫自愈性微膠囊的瀝青混凝土上面層的橡膠改性瀝青中添加微膠囊,能夠使瀝青路面的低溫開裂降到最小且能自愈,有效避免早期開裂,延長瀝青路面服役壽命,且工程實施方便。
由橡膠改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土中面層采用橡膠改性瀝青混合料,瀝青用量為3%~6%,改性橡膠瀝青中的橡膠粉的目數為40~80目,橡膠改性瀝青粘度大、彈性恢復強度、抗疲勞性能好,可以有效的降低裂縫的產生。
由粗級配改性瀝青混合料制成的瀝青混凝土下面層采用采用自愈性能良好改性瀝青AC-25C型級配,厚度不大于100mm。
該路面結構的上面層采用裂縫自愈性微膠囊,能夠對于已有的微裂縫進行修補,中面層采用橡膠改性瀝青混合料,橡膠瀝青粘度大、彈性恢復強度、抗疲勞性能好,可以有效的降低裂縫的產生,上面層、中面層和下面層都采用粗型級配, 粗型級配的瀝青混合料的裂縫自愈性能良好,因此,整個路面結構的自愈合能力增強,使得微裂紋愈合,路面壽命得到延長。
實施例3
基于本實用新型所提供的路面結構,形成一種自控溫式瀝青路面結構,該自控溫式瀝青路面結構包括自上而下依次鋪設在路面基層上的摻雜有微膠囊型相變調溫劑的自控溫式上面層、由改性瀝青混合料制備而成的中面層以及由骨架密實型改性瀝青混合料制備而成的下面層;摻雜有微膠囊型相變調溫劑的自控溫式上面層與由改性瀝青混合料制備而成的中面層之間鋪設有第一粘結層;由改性瀝青混合料制備而成的中面層與由骨架密實型改性瀝青混合料制備而成的下面層之間均鋪設有第二粘結層。
摻雜有微膠囊型相變調溫劑的自控溫式上面層采用間斷級配混合料SMA-13;摻雜有微膠囊型相變調溫劑的自控溫式上面層的厚度是6cm。
由改性瀝青混合料制備而成的中面層采用AC-20C型級配;其厚度是6cm。
由骨架密實型改性瀝青混合料制備而成的下面層采用改性瀝青AC-25C型級配,其厚度不大于10cm。
摻雜有微膠囊型相變調溫劑的自控溫式上面層是由一定比例的集料、改性瀝青、礦粉和微膠囊型相變調溫劑拌合而成(微膠囊型相變調溫劑的摻配比例為瀝青質量的20%~40%),由改性瀝青混合料制備而成的中面層由一定比例的集料、改性瀝青、纖維、礦粉組成,級配采用AC-20C型;由骨架密實型改性瀝青混合料制備而成的下面層有一定比例的集料、基質瀝青和礦粉組成,級配采用AC-25C。在摻雜有微膠囊型相變調溫劑的自控溫式上面層與由改性瀝青混合料制備而成的中面層之間以及由改性瀝青混合料制備而成的中面層與由骨架密實型改性瀝青混合料制備而成的下面層之間的粘結層(第一粘結層2以及第二粘結層4)采用改性乳化瀝青,灑布量為0.4~0.6L/m2。
該路面結構采用微膠囊型相變材料,有效解決了相變材料的滲漏問題,且制備工藝簡單,潛熱特性好,應用范圍更廣,直接以一定比例加入到瀝青混合料中,能夠主動調控瀝青路面溫度,主動調控氣溫變化下的瀝青路面使用溫度,減小快速降溫階段的瀝青路面降溫速率,延遲和縮短極端高溫或低溫的出現時間和持續時間,延緩由于溫度驟降而產生的溫縮裂縫和溫度過高而引起的路面車轍病害。
實施例4
基于本實用新型所提供的路面結構,形成一種抗裂瀝青路面結構,該路面結構包括自上而下依次鋪設在墊層上的由抗裂瀝青混凝土材料制備而成的上面層、由改性瀝青混凝土制成的中面層、改性瀝青混凝土制成的下面層以及路面基層,抗裂瀝青混凝土是由一定比例的改性瀝青、集料、礦粉、剛性纖維和柔性纖維組成;抗裂瀝青混凝土上面層與改性瀝青混凝土中面層以及改性瀝青混凝土中面層與改性瀝青混合料下面層之間鋪設有粘結層,路面基層采用水泥乳化瀝青混合料。
抗裂瀝青混凝土是由一定比例的改性瀝青、集料、礦粉、剛性纖維和柔性纖維組成,抗裂瀝青混凝土采用間斷級配,級配類型為SAC-13,厚度是50mm。
上面層和中面層所采用的改性瀝青為橡膠改性瀝青;中面層AC-20C型級配,厚度是80mm;下面層采用SBS改性瀝青AC-25C型級配,厚度是100mm;路面基層采用水泥乳化瀝青混合料,厚度不小于100mm。
層間采用改性乳化瀝青粘結層(第一粘結層2以及第二粘結層4),撒布量為0.4~0.6L/m2。
該路面結構的上面層的瀝青混合料中摻入了一定比例的剛性纖維和柔性纖維,剛性纖維具有高強度、高耐溫性、高彎曲彈性和高取向性等特點,將其摻入到瀝青混凝土中能夠提高路面抗裂能力,同時能夠抑制混合料的松散,柔性纖維具有耐腐蝕、強度高、延伸率大、取向性好、易拌和等特點,將其摻入到瀝青混凝土中能克服剛性纖維混凝土路面出現的“凸尖”現象,路面結構的基層采用的水泥乳化瀝青混合料,一方面采用水泥乳化瀝青混合料可以緩減半剛性基層反射裂縫的發生,另一方面,水泥乳化瀝青混合料在施工中可以采用冷拌冷鋪,節約能源,保護環境。