[发明专利]一种基于协调路基路面变形的沥青路面结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路沥青路面结构，特别涉及一种适用于协调路基路面变形的抗疲劳沥青公路路面。

背景技术

路基不均匀变形，如软基的固结沉降、黄土的湿陷变形、冻土的冻融循环变形，以及膨胀土的吸湿膨胀、失水干缩变形等严重影响路基结构的稳定性，易使路基发生滑坡、坍塌、溜坍和开裂等病害。同时，路基的不均匀变形导致路面应力的不均匀分布，易使路面产生波浪、波浪、拥包和沉陷，甚至面层和半刚性基层的开裂，混凝土面板的断裂。

长期以来，级配碎石垫层或夹层结构被认为是协调路基路面变形的合适结构，并得到广泛应用，但是级配碎石整体性差，荷载传递能力和承载能力不足，关键是级配碎石置于面层下面易使沥青面层发生疲劳破坏。伴随着全厚式沥青路面的发展，将全厚式路面结构置于级配碎石上这种路面结构在发达国家得到广泛应用，具有良好的适应路基变形和抗疲劳性能，但是这种路面结构具有较厚的沥青面层，造价较高，在欠发达国家推广具有一定的难度。

土工格室为上世纪80年代在国际上出现的一种新型三维土工合成材料，它是一种高分子聚合物宽条带经强力焊接而形成的三维网状结构体，伸缩自如，运输时可缩叠起来，使用时可张开，并在格室中填砂、碎石或粘土材料，构成具有强大侧向和大刚度的柔性结构层。目前土工格室在浅层地基处理和坡面防护得到大量应用，当在路面结构中使用较少。基于土工格室级配碎石既能发挥级配碎石的柔性变形能力，相比级配碎石增加了刚度和整体性，可以用于协调路基路面变形的路面结构中。

伴随着我国公路事业的发展，尤其是高速公路的飞速发展，半刚性材料在路面结构中得到了广泛的应用。半刚性材料具有板体性好，强度和刚度大的优点，尤其适合用于重载交通的路面结构的基层或底基层。但是半刚性材料水稳定性差，并具有干缩开裂和温缩开裂的缺点，对沥青路面结构的疲劳寿命有一定的影响。橡胶沥青因其具有较好的抗车辙、抗疲劳性能在路面结构中得到一定的应用，但橡胶沥青用在半刚性材料中的研究还不多见。

发明内容

技术问题：本发明是针对上述现有技术领域存在的缺失，提供了一种基于协调路基路面变形的新型沥青路面结构，以解决抗疲劳沥青路面的路基出现不均匀沉降时路面结构破坏的问题，达到在设计使用寿命内不发生结构破坏的目的。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于协调路基路面变形的沥青路面结构，该路面结构从上到下依次包括沥青面层，抗疲劳半刚性基层；还包括铺设于路基之上的底基层；

所述沥青面层包括表面层，中面层及下面层，所述表面层位于所述沥青路面层的上表面，所述中面层铺设于所述表面层下方，所述下面层铺设于所述中面层下方，所述表面层，中间层及下面层之间分别喷洒有黏层油；

所述抗疲劳半刚性基层铺设于所述下面层下方，抗疲劳半刚性基层和下面层之间喷洒有透层油；

其中，所述表面层采用开级配排水式磨耗层混合料(OGFC-13)，所述中面层采用美国SHRP研究成果高性能沥青路面混合料(Superpave-20)，所述下面层采用美国SHRP研究成果高性能沥青路面混合料(Superpave-25)；

所述抗疲劳半刚性基层采用乳化橡胶沥青水泥稳定碎石；

底基层采用土工格室级配碎石，所述土工格室级配碎石的最大粒径小于或等于31.5mm，并采用连续级配。

优选的，所述沥青面层的表面层为40mm的开级配排水式磨耗层混合料(OGFC-13)，最大公称粒径为13mm，间断级配；

所述沥青面层的中面层采用60mm的美国SHRP研究成果高性能沥青路面混合料(Superpave-20)，最大公称粒径为20mm；

所述沥青面层的下面层为80mm的美国SHRP研究成果高性能沥青路面混合料(Superpave-25)，最大公称粒径为25mm。

优选的，下面层之下的半刚性抗疲劳层，采用200mm乳化橡胶沥青水泥稳定碎石，其最大公称粒径为31.5mm，材料质量比为水泥：水：沥青：橡胶：碎石＝1:0.85:0.55:0.04:20；

乳化橡胶沥青水泥稳定碎石层基层的碎石级配为：尺寸为31.5mm的方孔筛，碎石通过率为100％，19-31.5mm的碎石用量：9.5-19mm的碎石用量：4.75-9.5mm的碎石用量＝0.85:1.1:0.8，其中粒径小于4.5mm的碎石不超过32％，粒径小于0.075mm的细料不超过5％。

优选的，所述底基层采用300mm厚的土工格室级配碎石；