专利名称：一种具有层间防裂功能的油毡的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有层间防裂功能的油毡，它是在现有防水油毡基础上增加受力、粘结、抗高温及抗疲劳性能而成的新材料，主要应用于公路交通领域的水泥路面及桥面沥青铺装。
用于水泥路面上加铺沥青层，或沥青路面上加铺沥青层，对于旧路面的横缝、纵缝及裂缝可起到特殊的层间粘结、防裂、防水等综合效果。在水泥混凝土桥面、路面上加铺罩面沥青层，是非常常见的路面结构，可以充分利用混凝土及有路面结构的强度，改善路面的服务能力，同时延长结构的寿命。
背景技术：
水泥混凝土路面上的沥青加铺层具有“刚柔相济”的特点，能够有效改善旧路面的使用性能，可充分利用水泥路面的残余强度且造价低，施工期短，对交通、环境影响小，在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用最多，见附图1所示。
然而沥青加铺层中迅速发展的反射裂缝是这一路面结构的最大问题，即由于行车荷载、温度荷载及其耦合疲劳应力作用引起的沥青加铺层反射裂缝是其致命缺陷。在沥青加铺层中迅速发展的反射裂缝影响加铺层的使用寿命，因此在旧水泥路面沥青加铺罩面时，如何抑制、延缓反射裂缝在沥青面层中的产生和扩展至今仍然是旧路加铺沥青层要解决的关键技术。
本发明在实验的基础上，经过力学计算分析，构造了一种新型油毡。这种油毡可以加强水泥路面与沥青加铺层的粘结，承受并传递交通荷载。油毡在接(裂)缝处分离了水泥板和沥青面层，可以延缓面层反射裂缝的产生；在板缝处，油毡的延伸起到了吸收轮载及温度产生的部分应力，防止了裂缝向上传播，从而减少和延缓了反射裂缝的扩展。施工时将防裂油毡在需要处铺平，经上面层热沥青的传热及压路机的碾压，就可以与沥青面层和水泥混凝土表面很好的粘结，与普通防水油毡相比，方便易行，路用防裂效果良好。
发明内容
本发明之目的是提供一种具有层间防裂功能的油毡，它可以在保证沥青加铺层与水泥混凝土路面共同工作的同时，大大提高复合结构的抗疲劳、抗反射裂缝能力。当荷载传递至油毡层时，通过油毡胎基材料的特殊性设计，经过一定的变形，将温度与交通应力转变为材料的变形能，削减应力水平，从而减少和延续了裂缝的出现。当反射裂缝发展至油毡层时，经特殊设计的胎基材料避免了裂缝的继续传递。从而保护了沥青加铺水泥混凝土结构的整体稳定性，延长了路面的整体寿命。
本发明所构造的具有层间防裂功能的油毡是由普通油毡结构和特殊的敷面材料与胎基材料组成，如附图2所示。
本发明与背景技术相比具有的有益效果是 1)生产工艺简单。本发明强化了敷面及胎基材料，对这两种材料进行了特殊的设计和要求。采用普通防水油毡的设备就可生产，工艺简单，基本不需要生产技术革新。
2)受力性能优越。目前路面或桥面加铺采用的油毡，仅具有防水功能，仅能在铺筑初期裂缝没有发展时缓冲水平方向的力，但由于其胎基的局限性，但水平向应力水平高时，就将油毡拉断，失去了作用。本发明具有层间防裂功能油毡，可保证油毡胎基能承受很大的水平拉力作用，且能裂缝处承担竖向力作用。特殊的材料设计，可以保证胎基有较长的疲劳寿命，承受较大的荷载应力及温度应力，延缓裂缝的产生、阻止反射裂缝的发展和穿越。
3)施工简单。将本发明的油毡铺设在洁净平整的下承层路面上，借助上层加铺沥青混合料传递的热量可将油毡表面的材料融化，加上压路机的碾压就可以与沥青加铺层、水泥混凝土路面完美粘结。整个过程省去了普通油毡的粘贴施工，这加快了工程进度。
4)层间粘结性能良好。在热沥青混合料及压路机的作用下，集料会部分穿越本发明的油毡，使油毡在竖直面内与两层材料充分结合。本发明的油毡边缘形状呈规则曲线状，见附图3所示，在水平面内与沥青混合料增大接触面积，结合更牢固。
图1是普通油毡层间作用示意图； 图2是层间防裂油毡示意图； 图3是防裂油毡层间作用示意图。
(五)具体实施方法 具体实施这种具有层间防裂功能油毡时，可按下面的步骤进行 (1)首先按设计的各项指标，确定油毡的用料、截面、厚度等指标。
(2)采用原有的油毡生产设备，需要时进行局部的技术革新，生产本发明的油毡， (3)将水泥混凝土桥面或路面清扫干净，并保证平整。将本发明的油毡展铺在需要处，为了保证不被施工车辆或机械推移挪位，可用水泥钉固定或局部用热融法粘贴。摊铺沥青混合料，碾压，施工完成。
(六)实施算例 以下具体说明本发明材料的力学性能及防裂效果，但本发明的保护范围不限于此。
计算分析时，本发明油毡与SBS应力吸收层模量均取为500MPa，面层厚度为8cm，标准轴载。分别对车辆荷载、温度荷载及两者耦合作用进行对比分析。
(1)车辆荷载作用下防裂效果对比分析 在车辆荷载作用下，分别计算本发明油毡与SBS应力吸收层防裂夹层横缝处沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力。采用有限元计算的结果如表1所示。
表1车辆荷载作用下防裂效果对比分析 由表1计算结果可见，SBS应力吸收层对沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力的降低率分别为14.36％，39.11％，38.61％。本发明油毡对沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力的降低率分别为10.33％，6.86％，4.88％。由此可以说明，在薄层罩面情况下，对车辆荷载作用而言，本发明油毡对沥青层底应力缓解能力不如SBS应力吸收层。但是本发明油毡夹层对沥青层底仍然起到了较大的应力消减作用。
(2)温度应力作用下防裂效果对比分析 在温度应力作用下，降温15℃，分别计算本发明油毡与SBS应力吸收层防裂夹层横缝处沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力。采用有限元计算的结果如表2所示。
表2温度应力作用下防裂效果对比分析 由表2计算结果可见，SBS应力吸收层对沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力的降低率分别为20.88％，17.43％，25.20％。本发明油毡对沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力的降低率分别为27.50％，23.48％，31.39％。本发明油毡的应力降低率要比SBS应力吸收层高7％左右。由此可以说明，温度应力作用下本发明油毡对沥青层底应力缓解能力要大于SBS应力吸收层。在温度应力作用下，本发明油毡夹层有效地降低了沥青层底的应力水平，改善了其受力状况。
(3)温度与车辆荷载耦合作用下防裂效果对比分析 在车辆荷载及温度应力共同作用下，分别计算本发明油毡与SBS应力吸收层防裂夹层横缝处沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力。采用有限元计算的结果如表3所示。
表3温度与车辆荷载耦合作用下防裂效果对比分析 由表3计算结果可见，SBS应力吸收层对沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力的降低率分别为20.40％，24.27％，24.22％。本发明油毡对沥青层底的最大主应力、等效应力及最大剪应力的降低率分别为35.36％，31.59％，36.68％。本发明油毡的应力降低率要比SBS应力吸收层的相应作用高7～15％。由此可以说明，在荷载与温度应力耦合作用下，本发明油毡对沥青层底应力缓解能力要大于SBS应力吸收层，本发明油毡夹层有效地消减了沥青层底的应力水平，改善了其受力状况。
总之，由以上的分析说明，本发明油毡可以有效地缓解沥青层底的应力，可以改善沥青层底的受力状况，从而达到防裂之目的。从力学分析可知，本发明油毡的防裂效果优于应力吸收层。
从算例可见，本发明的有益效果是明显的，方案是可行的。
权利要求
1.一种具有层间防裂功能的油毡，其特征在于，它在普通油毡结构的基础采用了新的胎基及敷面材料。防裂油毡由高融点的敷面材料及高性能的胎基材料组成，敷面材料起到良好的粘结作用，胎基材料为主要的传力、受力及变形消能结构，最终将上面层及下面层充分粘结，并消减传递来的荷载，避免微裂缝的产生，阻止裂缝发展，从而起到防裂之目的。
2.根据权利要求1所述的一种具有层间防裂功能的油毡，其特征在于胎基材料的刚度介于沥青混凝土和水泥混凝土之间。
3.根据权利要求1所述的一种具有层间防裂功能的油毡，其特征在于油毡表面覆盖有自粘性材料，沥青面层碾压完成即完成施工，省去了油毡粘贴过程。
4.根据权利要求1所述的一种具有层间防裂功能的油毡，其关键作用在于，能通过自身的变形吸收传递来的能量，起到应力衰减的作用，大大减少裂缝的产生，并阻碍裂缝的发展。
全文摘要
本发明公开了一种具有层间防裂功能的油毡，它由胎基与敷面材料组成。本发明之目的是提供一种具有层间防裂功能的油毡，它可以在保证沥青加铺层与水泥混凝土路面共同工作的同时，大大提高复合结构的抗疲劳、抗反射裂缝能力。当荷载传递至油毡层时，通过油毡胎基材料的特殊设计，经过一定的变形，将温度与交通应力转变为材料的变形能，削减应力水平，从而减少和延续了裂缝的出现。当反射裂缝发展至油毡层时，经特殊设计的胎基材料避免了裂缝的继续传递。从而保护了沥青加铺水泥混凝土结构的整体稳定性，延长了路面的整体寿命。生产工艺简单，受力性能优越，施工简单，层间粘结性能良好。
文档编号E01C11/02GK101761012SQ20091022748
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者袁玉卿, 王选仓, 杜文风, 李雪婵, 闫超, 刘松利 申请人:河南大学