[发明专利]复合橡胶沥青及其混合料及含有该混合料的高抗裂抗车辙三层橡胶沥青路面结构

说明书

本发明公开一种复合橡胶沥青，由橡胶粉、基质沥青、石墨和硅藻土制备而成。本发明还提供利用一种由所述复合橡胶沥青和集料制成的复合橡胶沥青混合料。此外，本发明还提供含有该混合料的高抗裂抗车辙三层橡胶沥青路面结构。该路面结构包括自上而下依次铺设的紧密骨架嵌挤型橡胶沥青砼上面层、粗型骨架嵌挤密实型橡胶沥青砼中面层、抗离析嵌挤骨架挤密型橡胶沥青下面层。本发明的路面结构可综合提高路面的抗疲劳变形、抗裂、抗车辙等性能，针对性地解决因面层老化的疲劳开裂，基层开裂引起的路面反射裂缝等一系列问题，还能缓解与日俱增的废旧轮胎的环境和经济压力，大幅降低路面全寿命周期的资源消耗与建养成本。具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及道路与交通运输工程领域，具体涉及一种复合橡胶沥青及其混合料及含有该混合料的高抗裂抗车辙三层橡胶沥青路面结构。

背景技术

日益剧增的废旧轮胎对全球生态环境造成了极大的压力。废旧轮胎属于有害固体废物，处置不当会严重影响人类健康，危及生态环境安全。据不完全统计，2017年我国废旧轮胎产生量已超过1300万吨，且每年以6％至8％的比例增长，预计到2020年废旧轮胎产生量将超过2000万吨。因此，废旧轮胎生态循环利用技术的开发和可持续发展研究工作具有显著的环保与经济效益。

橡胶沥青作为一种性能良好的材料，不仅消耗了废旧轮胎，同时其具有的良好的高低温性能可以有效满足公路建设的需求。据不完全统计，橡胶沥青已在全国主要道路工程中应用近千公里。橡胶沥青路面因具有显著的环保意义、技术前景(延长路面寿命、延缓反射裂缝、降低噪音、优良的柔韧性等)和潜在的经济价值(可适当减薄路面厚度)，而被大规模推广应用。目前，橡胶沥青路面应用主要为：橡胶沥青路面、橡胶沥青复合式路面、旧水泥路面直接加铺薄层橡胶沥青罩面、市政道路维修加铺橡胶沥青罩面，单层或双层橡胶沥青技术均表现出良好的应用效果。但是纯轮胎橡胶配方的橡胶沥青，在高温稳定性、粘附性、施工性能上还存在不足，用于道路沥青时还需要改性或者添加其他助剂。

在交通量日益增大，重载超载现象愈演愈烈的情况下，高等级道路沥青路面在通车运营后不久便会出现裂缝、坑槽、车辙等病害等各种早期病害。尤其在我国南方湿热地区，在高温与重载交通条件下，由于沥青混凝土的高温稳定性不足，沥青路面车辙病害尤为突出，极大影响了沥青路面行车的舒适性和安全性，降低了沥青路面的使用性能。

为了提高路面结构高低温性能、抗车辙能力，在现有的技术方案中，如申请号为201720341592.2的一种橡胶沥青路面结构，其路面结构为胶粉复合剂橡胶沥青细粒式沥青混凝土上面层和胶粉复合剂橡胶沥青中粒式沥青混凝土下面层组成的两层复合结构，能提高路面的路用性能，降低工程造价，但该技术方案所提出的橡胶沥青路面结构未在结构组成和性能方面做详细具体的阐述，不具备推广应用的实施性。申请号为201920894893.7的一种具有抗裂功能的沥青路面保护结构，其路面结构包括路侧块、主沥青层、半刚性基层、土壤和抗裂贴，该路面结构是通过设置玻璃纤维土工格栅来增加沥青的强度和其与沥青混合料的相容性，来提高路面的抗拉强度，增加路面的抗裂能力，该技术方案未对所提出的方案的抗裂效果进行对比验证。

论文《基于Overlay Tester试验评价沥青混合料抗反射裂缝的能力》中提出利用Overlay Tester试验评价不同种类沥青混合料抵抗反射裂缝的能力，为评价加铺水泥路面的沥青混合料的抗裂性能提供了一个有效的试验评价手段。论文《橡胶沥青混合料抗反射裂缝性能研究》中采用Overlay Tester试验研究橡胶沥青混合料的抗反射裂缝性能，发现橡胶沥青能明显改善沥青混合料的抗反射裂缝性能，其应力损失率与裂缝扩展速率呈现正相关关系。

因此，从路面整体结构的使用寿命与大中修周期考虑，有必要研究一种新型的橡胶沥青以及利用该沥青与集料混合组成的沥青路面结构，如何得到该种沥青，设置沥青用量，级配组成，矿料间隙度和饱和度，使其达到较佳的路面结构配置，既能充分发挥橡胶沥青的技术性能和经济性能，降低路面全寿命周期的资源消耗与建养成本，又能显著提高路面抗车辙、抗反射裂缝等综合性能，是我们目前面对并需要加以解决的实际问题。