[发明专利]一种混凝土共振裂变基层长寿命沥青路面及其修筑方法

说明书

本发明涉及一种混凝土共振裂变基层长寿命沥青路面及其修筑方法，所述修筑方法包括：(1)将混凝土浇筑于路基土的基层层位上，待混凝土硬化后，形成混凝土板；(2)对所述混凝土板实施共振裂变处理，得到由路基至沥青面层层叠形成的共振裂变基层和层间柔性联结层；(3)在所述层间柔性联结层之上直接铺设沥青面层，所述共振裂变基层、层间柔性联结层以及沥青面层自适应为一体形成混凝土共振裂变基层长寿命沥青路面。本发明采用普通混凝土板作为原材料，利用共振能量积累达到裂变产生的共振裂变基层和层间柔性联结层，以共振创造新的结构和新的材料，一体化方案解决长寿命沥青路面修筑难题，能够为国家实现巨大的经济效益和社会价值。

技术领域

本发明涉及沥青路面修筑技术领域，具体而言，涉及一种混凝土共振裂变基层长寿命沥青路面及其修筑方法。

背景技术

2019年10月17日至18日，在京召开的香山科学会议第S54次学术讨论会上，数十位多学科跨领域的专家学者齐聚一堂，以中国长寿命路面关键科学问题及技术前沿为主题，展开交流研讨，碰撞智慧火花。与会专家认为，当前我国路面工程技术正处在跨越式引领发展阶段，路面学科应坚持问题导向和需求导向，以建设中国长寿命路面为总体目标。交通运输部副部长刘小明指出，路面使用寿命偏短，原创基础理论严重缺乏，应用研究多基础性研究少，专业人才多复合型人才少，成为我国路面技术存在的突出短板。目前国内外广泛应用一一力学经验法，作为一种路面结构设计方法，在建立路面结构的抗力模型时，采用最大拉应变强度理论或最大拉应力强度理论。路面结构的抗力模型怎么建立？中国工程院院士郑建龙指出，路面是一个三维结构，其内部也处于三维应力应变状态，用一维的强度模型表征三维结构的破坏准则，显然有失客观。“测不准、算不准是路面结构最主要的问题”。郑建龙认为，路面地面以下就好似一个黑匣子，很难全面获取其力学参数，从而为精准分析路面的力学响应特性带来了极大的困难。当前我国要实现修筑长寿命沥青道路，以力学经验法进行沥青路面结构设计，其力学和经验都还不能达到成熟的阶段，无数多的技术难题得不到解决。沥青路面结构材料的组合成分是由多种原材料构成的，其中包括碎石、砂(天然砂、人工砂)、矿物粉末、胶结材料以及各种添加料。在各种原材料的基础上，选配出上千种满足现行标准的级配组合。每种级配都会有各自的优缺点，重要的是要选出具有最大使用可靠性的集料级配的组合方案，还有就近选配集料存在材质差异，最后的铺筑成型还需要依赖传统摊铺方式的现场施工质量控制和技术管理，并且路面作业还处于现场复杂环境下施工，无法达到设计与施工的统一；等等这一切实为离散的材料组合和人为的质量控制的千差万别，难于达到沥青路面结构的高质量修筑，以上诸多因素短期内无法解决，攻克长寿命沥青路面的建造的技术难关难于实现。我国公路工作者已经奋斗并经历了新中国70多年的探索和研究，现在还处于路面的各种小规模试验观察和各种论文数据的各说纷纭，实践经验和力学理论都不具备成熟的长寿命沥青路面修筑条件，没有多学科的技术合作和创新的结构，仍然围绕着半刚性基层结构形式转圈圈，很难破解中国长寿命沥青路面修筑难题。目前，我国已修筑使用的半刚性基层沥青路面的使用寿命偏短需要修复的问题日见突现，特别是对于主要交通道路而言，当沥青道路出现大面积损坏时半刚性基层结构坏了，通常要进行路面整体结构的“开膛破肚”式大修。但是，大修路面的结构改造方案，没有可提供使用寿命更长的路面基层结构进行配套修复。

我国沥青路面的现行设计使用寿命最长才15年，实际使用寿命还会更短。沥青路面工程技术的真实现状就是没有可提供的使用寿命更长的沥青路面基层结构进行改造。然而，路面损坏导致的频繁修复工作，增加了路段运行使用期经济成本。一次又一次地路面结构重复大修，带来了长期的巨大的经济损失和负担，这不符合中国可持续经济发展战略。

长寿命沥青路面一直是沥青公路，尤其是高速公路建设的一个重要追求目标。研发长寿命沥青路面技术，并据此提升沥青路面的使用寿命，可以降低道路的养护成本、提高路面使用性能的优良率，并提高路网通行能力、节约社会资源、保护自然环境。