[发明专利]沥青路面防裂夹层

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青路面防裂夹层，其对路面裂缝具有自检测、自控制和自修复等智能功能和生命特征，属于复合材料领域。

背景技术

半刚性基层沥青路面裂缝等病害是不可避免的，道路工程界对防治或减缓沥青路面反射裂缝的措施一直在试验及探索过程中，近年对沥青面层抗裂性能的研究普遍都侧重于改善沥青面层材料方面，主要有三大研究方向：(1)改善矿质混合料的级配来提高沥青混合料的高温抗变形能力，形成了不同的沥青混合料新技术；(2)改善沥青性能品质来提高其抵抗永久变形能力并减小温度敏感性；(3)在沥青混合料中加入纤维加筋材料以增强其抗裂性。

土工格栅(Geogrids)、土工格网(Geonets)和土工膜(Geomembrane)等土工合成材料(Geosynthetics)及其复合型产品在20世纪70年代相继问世，英国Tansar公司生产的TansarAR1塑料格栅，塑料格栅和织物的复合产品TansarAR-G和玻纤格栅率先铺设在半刚性基层沥青路面面层和基层之间，进行了防治沥青路面的裂缝试验研究。德克萨斯A&M大学的J.W.Button和R.L.Lytton也曾对土工织物、土工网做过非常系统的抗反射裂缝研究。

RMC(加拿大皇家军事学院)的实验结果表明，在沥青面层底部铺设土工格栅时可减少沥青层底部的弹性拉应变50％。S.F.Brown(1985)教授研究认为，土工合成材料可减少车辙50％，防治反射裂缝，减少沥青面层厚度36％，节约资金12％～16％，但土工合成材料使用的效果受现有路面结构强度、损坏和修补情况、加铺沥青层厚度、气候条件、土工合成材料的种类、施工工艺等因素影响，影响沥青路面的性能，并诱发其他类型的路面病害(如泛油、面层材料剥落、推移等)，甚至导致使用的失败。

美国新赛提克公司生产了针刺无纺织物Pave DR381和德国科德宝公司的热粘无纺织物Lutradur等也进行了防治沥青路面的裂缝试验研究。美国也曾采用SBS和VSS公司的EVA(乙烯醋酸乙烯)橡胶沥青应力吸收中间层(SAMI)防止反射裂缝，实践证明可以在一定程度上减少和延缓反射裂缝。

美国Koch公司研制的Strata系统和Simm系统也是防治路面沥青裂缝的专利产品，在防治基层反射裂缝、保护基层不受水的侵蚀、提高沥青路面整体质量和使用寿命方面，具有其他材料和结构所无法比拟的优点。

近年来道路工程界又对Trupave聚酯玻纤布、碳纤维布、网状聚丙烯纤维、木质纤维和玻璃纤维土工格栅等进行了研究，结果表明这些材料均可不同程度地提高沥青混合料的高温抗车辙能力与低温抗裂能力，提高沥青路面抗疲劳性能，改善沥青路面的使用性能。

美国N.MDavis，Tons和Egons，D.A.Tamburro，G.H.Zuehklke等人在20世纪60年代研制Bonifiber和Fiberpave等抗沥青路面裂缝专利商品，采用石棉纤维和金属丝等材料来改善沥青路面的抗反射裂缝性能，曾在美国、加拿大、德国等广泛应用，但石棉纤维对环境有污染，金属丝易被腐蚀。

现有技术中存在下述问题：

(1)改善矿质混合料的级配方面，由于沥青路面裂缝是由于结构不协调变形而产生，如果面层与基层完全失去粘结就可以完全消除由于基层开裂而对沥青面层产生的应力集中，但这种方法在现实中是不可能实施的，只有低模量的中间夹层，具有较低的弹性模量且能承受很大的应变而不破坏，才能依靠自身的塑性变形来吸收应力，不致把很大的应变传递到沥青面层上。

(2)土工合成材料使用的效果受现有路面结构强度、损坏和修补情况、加铺沥青层厚度、气候条件、土工合成材料的种类、施工工艺等因素影响，影响沥青路面的性能，并诱发其他类型的路面病害(如泛油、面层材料剥落、推移等)，甚至导致使用的失败。

(3)Trupave聚酯玻纤布、碳纤维布、网状聚丙烯纤维等土工织物作为应力吸收膜中间层，由于很薄而不具备增强结构和改善排水等功能，因此不能算作一种理想的夹层材料。

(4)采用石棉纤维和金属丝等材料来改善沥青路面的抗反射裂缝性能，曾在美国、加拿大、德国等广泛应用，但石棉纤维对环境有污染，金属丝易被腐蚀。

发明内容

本发明为了克服上述缺陷提出了一种沥青路面防裂夹层，其由基体材料，敏感材料，高分子聚合物软物质和驱动材料等组成，能够使材料主动发挥其对路面裂缝具有自检测、自控制和自修复等智能功能和生命特征，防止和减缓路面病害，延长路面的使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：