一种高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法及其结构与流程

本发明涉及道路工程，特别是涉及一种高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法及其结构。

背景技术：

1、随着我国公路基础设施进入大规模养护期，路面再生技术因其节约资源、降低碳排放等显著优势而得到广泛应用。冷再生沥青混合料技术作为路面再生的重要分支，能够充分利用旧沥青路面铣刨料，在降低建设成本的同时减少固体废弃物排放，已成为绿色公路建设的关键技术方向。

2、在道路基层结构中，层间粘结质量是决定结构整体性和耐久性的核心因素。当基层采用刚柔复合结构形式时，柔性底层与刚性面层之间存在显著的变形模量差异。在重载交通反复作用下，刚柔界面处容易产生应力集中，导致层间滑移、脱空、剥离等病害，严重影响路面结构的使用寿命和行车安全性。

3、沥青毯（又称沥青防水毯）作为一种工厂预制的柔性卷材，具有优良的防水性能和变形追随能力，在道路防水、防裂领域得到了初步应用。例如，中国专利cn219214317u公开了一种多功能复合水泥毯，其毯体内部复合有钢丝网等增强材料，主要用于护坡、沟渠防护等场景。然而，该类技术将增强材料设置于毯体内部，并未涉及毯体与上层结构之间的界面耦合问题。

4、目前，在沥青毯上方铺设冷再生沥青混合料面层的技术方案中，层间粘结通常采用普通乳化沥青粘层油实现。然而，普通乳化沥青粘层油固化后形成的是单一均质薄层，其弹性模量介于柔性沥青毯与刚性冷再生层之间缺乏梯度过渡能力。在重载反复荷载作用下，由于冷再生层模量远高于沥青毯模量，两层之间的变形不协调会在粘层界面处产生较大的剪切应力，导致粘层开裂、脱空，进而引发面层早期损坏。此外，冷再生混合料底部粗集料与传统粘层油之间的嵌固能力有限，难以形成有效的机械咬合连接。

5、因此，亟需开发一种能够有效桥接柔性沥青毯基底与刚性冷再生面层的高性能界面过渡体系，实现刚柔模量渐变过渡，从根本上抑制重载反复荷载下的层间滑移与剥离病害。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法及其结构，通过构建复合耦合改性粘结过渡层，有效解决了柔性沥青毯基底与刚性冷再生沥青面层之间变形模量差异导致的层间滑移、脱空与剥离问题。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法，其步骤包括：

3、s1、对路基进行整平、碾压和清渣处理，使路基的压实度≥96%；

4、s2、在路基顶面整体张拉满铺沥青毯，形成连续完整的沥青毯柔性基底，所述沥青毯的顶面具有开放微孔结构，所述沥青毯底面设有防渗阻水膜；

5、s3、在沥青毯柔性基底顶面整体涂布复合耦合改性粘结浆料，所述复合耦合改性粘结浆料包括改性乳化沥青、超细硅灰、可再分散乳胶粉、玄武岩短切纤维、废旧橡胶颗粒和水，涂布完成后常温静置30～60min，使所述复合耦合改性粘结浆料充分渗入沥青毯顶面的微孔结构内，形成渗透锚固段；

6、s4、在所述复合耦合改性粘结浆料处于浸润粘结活性状态且尚未初凝的时间窗口内，在所述复合耦合改性粘结浆料顶部摊铺冷再生沥青混合料，所述冷再生沥青混合料包括旧沥青路面铣刨再生集料、乳化沥青和水，采用静压配合微振碾压对摊铺完成的冷再生沥青混合料进行碾压施工，将所述冷再生沥青混合料底部的旧沥青路面铣刨再生集料压入尚未初凝的复合耦合改性粘结浆料顶部，形成嵌固咬合段，在所述渗透锚固段和所述嵌固咬合段之间，由超细硅灰水化产物与可再分散乳胶粉成膜物共同构成的刚柔梯度中间结构，废旧橡胶颗粒均匀分散于该中间结构中，形成梯度过渡段，所述渗透锚固段、所述梯度过渡段和所述嵌固咬合段构成复合耦合改性粘结过渡层；

7、s5、常温保温养护3～5d，封闭交通，最终成型。

8、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，所述沥青毯的基体采用sbs改性沥青浸润固结，所述沥青毯的基体内复合连续玻纤网格胎基，所述玻纤网格胎基的纵横向断裂强度≥8kn/5cm，延伸率≥30%。

9、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，所述沥青毯的厚度为4～8mm，所述沥青毯顶面微孔结构的孔隙率为15～35%，孔径为0.1～0.8mm，所述防渗阻水膜的厚度为0.3～1mm。

10、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，按质量份数计，所述复合耦合改性粘结浆料包括：改性乳化沥青70～80份、超细硅灰10～15份、可再分散乳胶粉3～6份、玄武岩短切纤维1～3份、旧橡胶颗粒1～4份、水5～10份。

11、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，所述超细硅灰的粒径≤5μm，所述玄武岩短切纤维的长度为6～12mm，直径为10～16μm，所述旧橡胶颗粒的粒径为0.3～1mm，所述改性乳化沥青为sbs改性乳化沥青或丁苯胶乳改性乳化沥青。

12、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，所述复合耦合改性粘结浆料的制备步骤包括：依次将水、乳化沥青、超细硅灰、可再分散乳胶粉、玄武岩短切纤维和旧橡胶颗粒投入搅拌机中，控制搅拌速度为300～350r/min，搅拌时间为5～10min。

13、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，所述复合耦合改性粘结过渡层的总厚度为2～5mm，其中，所述渗透锚固段厚度为0.5～1.5mm，所述嵌固咬合段厚度为1～2.5mm。

14、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，在步骤s3中，所述复合耦合改性粘结浆料采用机械喷涂结合人工刮布方式施工，单位面积涂布用量为2～3.5kg/m2。

15、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，按质量百分比计，所述冷再生沥青混合料包括：旧沥青路面铣刨再生集料80～85%、乳化沥青3.5～5.5%、水10～15%，所述旧沥青路面铣刨再生集料的最大粒径≤26.5mm，所述冷再生沥青混合料的摊铺厚度为12～20cm。

16、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，在步骤s4中，所述冷再生沥青混合料现场拌和均匀后1.5h内完成摊铺作业，摊铺时所述冷再生沥青混合料的温度不超过60℃。

17、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，在步骤s4中，碾压施工工序包括：初压采用双钢轮压路机静压1～2遍，复压采用振动压路机微振碾压3～4遍，振动频率为15～30hz，振幅为0.1～0.3mm，终压采用双钢轮压路机静压收光2遍，压实度≥98%。

18、在本发明高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法一示例中，在碾压施工过程中，所述嵌固咬合段的复合耦合改性粘结浆料产生的水化产物会向上渗透进入冷再生沥青混合料的底部的集料间隙内，固化后形成嵌固结构，嵌固深度为3～8mm。

19、本发明还提供一种由所述高粘结抗滑移柔性道路基层的施工方法制备的高粘结抗滑移柔性道路基层结构，其包括：沥青毯柔性基底、复合耦合改性粘结过渡层、冷再生沥青混合料承载面层，所述沥青毯柔性基底铺设在路基顶部，所述复合耦合改性粘结过渡层铺设在所述沥青毯柔性基底顶部，所述冷再生沥青混合料承载面层铺设在所述复合耦合改性粘结过渡层顶部。

20、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

21、（1）本发明的复合耦合改性粘度过渡层包括渗透锚固段、梯度过渡段和嵌固咬合段，其为三段式梯度耦合结构，从根本上解决了柔性沥青毯基底与刚性冷再生面层之间变形模量差异导致的层间滑移问题。渗透锚固段是由改性乳化沥青渗入沥青毯微孔形成铆钉状渗透固结体组成，能够实现下层可靠锚固，嵌固咬合段是由冷再生沥青混合料内的集料嵌入未凝结的复合耦合改性粘结浆料形成机械互锁结构，能够实现上层牢固连接，梯度过渡段以弹性模量渐变的方式消除刚柔界面的模量突变，使应力传递平缓连续。

22、（2）本发明的复合耦合改性粘结浆料采用改性乳化沥青、超细硅灰、可再分散乳胶粉、玄武岩短切纤维、废旧橡胶颗粒的五组分复配体系，各组分协同作用形成刚柔梯度结构。超细硅灰水化产物提供刚性骨架，可再分散乳胶粉形成柔性聚合物膜网络，二者共同构建弹性模量自下而上递增的梯度过渡段；玄武岩纤维形成三维乱向支撑网络提供细观增韧；废旧橡胶颗粒形成离散弹性缓冲节点吸收动载冲击能量。五组分的协同效果使层间抗剪强度较传统乳化沥青粘层工艺提升150%～200%。

23、（3）本发明的复合耦合改性粘结浆料中的改性乳化沥青与沥青毯基体沥青具有同源性相容，确保了渗透锚固段与沥青毯之间的化学亲和力和长期耐久性，避免了异质材料界面因相容性不足导致的早期劣化。

24、（4）本发明的嵌固咬合段的复合耦合改性粘结浆料产生的水化产物会向上渗透进入冷再生沥青混合料的底部的集料间隙内，固化后形成3～8mm深度的机械互锁嵌固，相比传统粘层油的简单表面粘结，嵌固力显著提升，有效抵抗重载交通产生的水平剪力。

25、（5）本发明的复合耦合改性粘结过渡层中废旧橡胶颗粒的掺入实现了固体废弃物的资源化利用，冷再生沥青混合料承载面层采用旧路面铣刨再生集料，双重固废利用使碳排放较传统方案降低30%～40%，符合绿色公路建设要求。

26、（6）本发明的施工方法工艺简便，常温施工无需加热，涂布、摊铺、碾压的连续作业可在一个施工窗口期内完成，施工效率高，适用于各级公路基层建设及养护工程。