一种复合改性沥青冷再生路面结构的制作方法

1.本实用新型涉及路面结构领域，具体涉及一种复合改性沥青冷再生路面结构。


背景技术：

2.如今交通压力繁重，货车严重超载，所以一般高等级公路的使用年限往往仅有十余年左右，低等级公路甚至几年就需要翻修一次，从而产生了大量的废旧沥青铣刨料，如果不加以利用，既会浪费大量资源，又会造成环境污染。将废旧沥青混凝土再生后用于道路施工是实现废旧沥青混凝土资源化利用的有效手段。冷再生技术是实现废旧沥青混凝土再生的一种有效手段，由于冷再生不需要额外热源，可常温拌和冷态施工，不需要加热，节能减排，拥有良好的应用前景。但由于再生沥青混凝土材料与常规的热拌沥青混凝土材料在性能上有着较大的差异，若继续沿用常规的沥青混凝土的施工方式和常规路面结构，会使路面存在承载力及抗剪能力低等缺陷，随着时间延长，冷再生沥青混凝土面层比常规混凝土面层更易出现车辙、推移、反射裂缝等病害。
3.因此，为了基于冷再生沥青混凝土的特性，设计出一种新的路面结构，使路面结构具有优异的抗裂性、抗冲击性能、抗车辙、耐磨等性能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种复合改性沥青冷再生路面结构。
5.本实用新型提供的复合改性沥青冷再生路面结构，包括从下至上依次铺设的水泥混凝土层、高延性水泥基抗裂层、粘结层、土工布层、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层和改性沥青混凝土上面层。本实用新型中，所述高延性水泥基抗裂层的原料包括水泥、粉煤灰、磨细矿渣、轻质钙粉、纳米sio2、细集料、水、减水剂和聚乙烯醇纤维，将这些原料组分拌和成混合料；所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层为ac
‑
13，其原料包括水性环氧乳液(含水性环氧固化剂)、路用乳化沥青、rap料(沥青混合料回收料)、矿料和水，在常温下拌和成混合料，rap料的量为30％以上；高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层为ac
‑
20，其原料包括复合改性剂、路用乳化沥青、rap料、矿料和水，在常温下拌和成混合料，rap料的量为30％以上，其中复合改性剂由水性丙烯酸、水性丙烯酸改性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、丁苯胶乳、sbs胶乳、氯丁胶乳中的一种或至少两种组成。改性沥青混凝土上面层为ac
‑
25，其原料包括复合改性剂、路用乳化沥青、矿料和水。所述粘结层的原料为水性环氧树脂乳化沥青粘层油；所述粘结层的厚度为0.5mm左右。水泥混凝土层根据施工当地的情况来定，可为5％水泥稳定碎石层、4％水泥稳定碎石或水泥稳定沙砾或它们的结合等等。本实用新型中高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层与基层材料模量匹配，高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层与柔性改性混凝土上面层模量更匹配。通过依次设置高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层和改性沥青混凝土上面层来实现模量的匹配，可以提高界面强度，提高路面承载力和抗剪、抗车辙性能等。同时，通过
设置高延性水泥基抗裂层和土工布层，利用高延性水泥基材料中的增强纤维与土工布构建形成多纤维层结构，能够有效提高路路面结构对应力传递的抵抗作用，非常有利于抑制反射裂缝的发生，有利于提高路面结构的安全性、耐久性和行车稳定性。本实用新型中高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层和高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层采用rap为原料，将原有rap进行再生为可利用的再生集料，通过添加改性剂改性乳化沥青，有效提高rap的使用掺量，降低道路建设成本，同时改善冷再生混合料的路用性能，扩大其在道路结构中的应用层位，延长道路使用寿命。
6.进一步，所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层内预埋设有蜂窝骨架，所述蜂窝骨架为具有负泊松比效应的蜂窝结构，所述蜂窝骨架由多个截面呈内凹六边形的胞元衔接构成。所述蜂窝骨架中具有若干内凹六边形孔和梯形孔。通过预埋蜂窝骨架可以起到增韧增强的作用，具有负泊松比效应的内凹型蜂窝骨架结构具有较高的压缩模量和屈服强度，而且具有优异的冲击波衰减特性，对冲击波具有较好的衰减效果。所述蜂窝骨架的材质为高密度聚乙烯塑料。
7.进一步，所述改性沥青混凝土上面层内预埋有三维多孔骨架，所述三维多孔骨架的联通孔隙率为80％
‑
95％，所述三维多孔骨架的孔径为5
‑
30mm。所述三维多孔骨架由聚乙烯醇纤维编织或粘接而成。在三维多孔骨架上浇筑改性沥青混凝土使改性沥青混凝土密实填充于三维多孔骨架的三维贯通孔内形成网络交织密实结构。通过形成三维多孔骨架与改性沥青混凝土相互穿插交叉成一体，改性沥青混凝土在三维多孔骨架中，形成环绕闭锁，达到很好的增强效果，界面结合力强度高，材料之间彼此约束又相互增强，所形成的结构整体性强，结构的强度和屈服应力显著提高，提高了路面结构的整体强度和硬度，同时具有良好的韧性，通过在改性沥青混凝土上面层内预埋三维多孔骨架，显著增强了路面的抗车辙性能、抗渗性、耐磨性等。
8.进一步，所述水泥混凝土层的厚度为20
‑
40cm。
9.进一步，所述高延性水泥基抗裂层的厚度为1
‑
1.5cm。
10.进一步，所述土工布层的厚度为1
‑
2mm。
11.进一步，所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层的厚度为6
‑
8cm，所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层的厚度为5
‑
6cm。
12.进一步，所述改性沥青混凝土上面层的厚度为4
‑
5cm。
13.本实用新型的有益效果：本实用新型中通过依次设置高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层和改性沥青混凝土上面层来实现模量的匹配，可以提高界面强度，提高路面的承载力和抗剪、抗车辙性能等。同时，通过设置高延性水泥基抗裂层和土工布层，利用高延性水泥基材料中的增强纤维与土工布构建形成多纤维层结构，能够有效提高路路面结构对应力传递的抵抗作用，非常有利于抑制反射裂缝的发生，有利于提高路面结构的安全性、耐久性和行车稳定性。
14.本实用新型中高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层和高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层采用rap为原料，将原有rap进行再生为可利用的再生集料，通过添加改性剂改性乳化沥青，有效提高rap的使用掺量，降低道路建设成本，同时改善冷再生混合料的路用性能，扩大其在道路结构中的应用层位，延长道路使用寿命。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
16.图1是本实用新型复合改性沥青冷再生路面结构的结构示意图；
17.图2是蜂窝骨架的结构示意图；
18.图3是三维多孔骨架的示意图；
19.图中：
20.1、水泥混凝土层，2、高延性水泥基抗裂层，3、粘结层，4、土工布层，5、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层，6、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层，7、改性沥青混凝土上面层。
具体实施方式
21.本实施例提供的复合改性沥青冷再生路面结构，包括从下至上依次铺设的水泥混凝土层1、高延性水泥基抗裂层2、粘结层3、土工布层4、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层5、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6和改性沥青混凝土上面层7。本实施例中，所述高延性水泥基抗裂层2的原料包括水泥、粉煤灰、磨细矿渣、轻质钙粉、纳米sio2、细集料、水、减水剂和聚乙烯醇纤维，将这些原料组分拌和成混合料；所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层5为ac
‑
13，其原料包括水性环氧乳液(含水性环氧固化剂)、路用乳化沥青、rap料(沥青混合料回收料)、矿料和水，在常温下拌和成混合料，rap料的量为30％以上；高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6为ac
‑
20，其原料包括复合改性剂、路用乳化沥青、rap料、矿料和水，在常温下拌和成混合料，rap料的量为30％以上，其中复合改性剂由水性丙烯酸、水性丙烯酸改性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、丁苯胶乳、sbs胶乳、氯丁胶乳中的一种或至少两种组成。改性沥青混凝土上面层7为ac
‑
25，其原料包括复合改性剂、路用乳化沥青、矿料和水。所述粘结层3的原料为水性环氧树脂乳化沥青粘层油；所述粘结层3的厚度为0.5mm左右。水泥混凝土层1根据施工当地的情况来定，可为5％水泥稳定碎石层、4％水泥稳定碎石或水泥稳定沙砾或它们的结合等等。本实施例中高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层5与基层材料模量匹配，高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6与柔性改性混凝土上面层模量更匹配。通过依次设置高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层5、高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6和改性沥青混凝土上面层7来实现模量的匹配，可以提高界面强度，提高路面承载力和抗剪、抗车辙性能等。同时，通过设置高延性水泥基抗裂层2和土工布层4，利用高延性水泥基材料中的增强纤维与土工布构建形成多纤维层结构，能够有效提高路路面结构对应力传递的抵抗作用，非常有利于抑制反射裂缝的发生，有利于提高路面结构的安全性、耐久性和行车稳定性。本实施例中高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层5和高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6采用rap为原料，将原有rap进行再生为可利用的再生集料，通过添加改性剂改性乳化沥青，有效提高rap的使用掺量，降低道路建设成本，同时改善冷再生混合料的路用性能，扩大其在道路结构中的应用层位，延长道路使用寿命。
22.本实施例中，所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6内预埋设有蜂窝骨架，所述蜂窝骨架为具有负泊松比效应的蜂窝结构，所述蜂窝骨架由多个截面呈内凹六边形的胞元衔接构成。所述蜂窝骨架中具有若干内凹六边形孔和梯形孔。通过预埋蜂窝骨
架可以起到增韧增强的作用，具有负泊松比效应的内凹型蜂窝骨架结构具有较高的压缩模量和屈服强度，而且具有优异的冲击波衰减特性，对冲击波具有较好的衰减效果。所述蜂窝骨架的材质为高密度聚乙烯塑料。
23.本实施例中，所述改性沥青混凝土上面层7内预埋有三维多孔骨架，所述三维多孔骨架的联通孔隙率为80％
‑
95％，所述三维多孔骨架的孔径为5
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30mm。所述三维多孔骨架由聚乙烯醇纤维编织或粘接而成。在三维多孔骨架上浇筑改性沥青混凝土使改性沥青混凝土密实填充于三维多孔骨架的三维贯通孔内形成网络交织密实结构。通过形成三维多孔骨架与改性沥青混凝土相互穿插交叉成一体，改性沥青混凝土在三维多孔骨架中，形成环绕闭锁，达到很好的增强效果，界面结合力强度高，材料之间彼此约束又相互增强，所形成的结构整体性强，结构的强度和屈服应力显著提高，提高了路面结构的整体强度和硬度，同时具有良好的韧性，通过在改性沥青混凝土上面层7内预埋三维多孔骨架，显著增强了路面的抗车辙性能、抗渗性、耐磨性等。
24.本实施例中，所述水泥混凝土层1的厚度为20
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40cm。
25.本实施例中，所述高延性水泥基抗裂层2的厚度为1
‑
1.5cm。
26.本实施例中，所述土工布层4的厚度为1
‑
2mm。
27.本实施例中，所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生下面层5的厚度为6
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8cm，所述高掺量rap料复合改性乳化沥青冷再生中面层6的厚度为5
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6cm。
28.本实施例中，所述改性沥青混凝土上面层7的厚度为4
‑
5cm。
29.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。