本发明涉及一种全深式乳化沥青冷再生铺装结构，属于路面铺装技术领域。
背景技术：
目前，我国高速公路经过多年的大规模建设，通车里程迅速增长，截止2012年底，我国通车高速公路里程已超过9万公里，居世界第二位，大规模建设后带来的是路面养护的日益增多，沥青路面冷再生就是众多养护技术中的一种。
传统乳化沥青冷再生结构，通常乳化沥青混合料作为基层，其上需要加铺厚度较大的热拌沥青混合料，而且现有的规范没有针对乳化沥青冷再生路面结构的设计方法。导致一方面无法实现旧沥青路面同层位混合料再生，再生利用率低下，热拌生产排放较大，无法实现绿色节能减排施工，另一方面传统乳化沥青冷再生路面结构按经验设计，路面结构常出现裂缝、开裂等疲劳破坏，严重影响冷再生路面结构的性能。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种全深式乳化沥青冷再生铺装结构，可采用冷拌技术进行铺装，降低了碳排放，减少了环境污染，同时此路面结构具有一定的抵抗反射裂缝能力，能有效防止路面结构出现疲劳破坏，具有很好的推广应用价值。
本发明所提供的全深式乳化沥青冷再生铺装结构，自上而下，包括普通乳化沥青冷再生基层、高性能乳化沥青冷再生联结层和微表处罩面层；
所述高性能乳化沥青冷再生联结层分两层铺筑，可提高各联结层的压实度；
所述高性能乳化沥青冷再生联结层的动稳定度大于1500次/mm，15℃条件下的常应变控制模式200μm的四点弯曲疲劳试验大于30万次，冻融疲劳强度比大于80％。
上述的冷再生铺装结构中，所述高性能乳化沥青冷再生联结层的厚度可为16～20cm，如18cm，单层铺筑厚度可为8～10cm。
上述的冷再生铺装结构中，所述高性能乳化沥青冷再生联结层采用的混合料于20℃条件下的10Hz动态模量为8000Mpa～11000Mpa，如9500Mpa。
上述的冷再生铺装结构中，所述高性能乳化沥青冷再生联结层采用的混合料的级配范围为：
标准筛孔26.5mm通过率范围为100％；标准筛孔19mm通过率范围为90～100％；标准筛孔13.2mm通过率范围为75～90％；标准筛孔9.5mm通过率范围为55～75％；标准筛孔4.75mm通过率范围为30～60％；标准筛孔2.36mm通过率范围为20～50％；标准筛孔0.3mm通过率范围为5～21％；标准筛孔0.075mm通过率范围为2～8％。
上述的冷再生铺装结构中，所述高性能乳化沥青冷再生联结层采用的乳化沥青的特控指标为：
道路标准粘度计法25.3计算的粘度为12～60s；
软化点不小于48℃；
25℃延度不下于100cm；
所述高性能乳化沥青冷再生联结层采用的高性能乳化沥青冷再生混合料的特控指标为：
石灰作为活性添加剂；
空隙率为7％～10％，如9.2％。
上述的冷再生铺装结构中，所述普通乳化沥青冷再生基层的厚度为15～20cm，如16cm，采用单层铺筑的方式；
所述微表处罩面层的厚度1～2.5cm。
上述的冷再生铺装结构中，所述普通乳化沥青冷再生基层的动稳定度大于1500次/mm，15℃条件下的常应变控制模式为200μm的四点弯曲疲劳试验大于5万次，冻融疲劳强度比大于70％。
上述的冷再生铺装结构中，所述普通乳化沥青冷再生基层采用的混合料20℃条件下10Hz动态模量为6500Mpa～8500Mpa，其级配范围为：
普通乳化沥青冷再生混合料的级配范围为：
标准筛孔26.5mm通过率范围为100％；标准筛孔19mm通过率范围为90～100％；标准筛孔9.5mm通过率范围为60～80％；标准筛孔4.75mm通过率范围为35～65％；标准筛孔2.36mm通过率范围为20～50％；标准筛孔0.3mm通过率范围为3～21％；标准筛孔0.075mm通过率范围为2～8％。
上述的冷再生铺装结构中，所述微表处罩面层的级配范围为：
标准筛孔9.5mm通过率范围为100％；标准筛孔4.75mm通过率范围为70～90％；标准筛孔2.36mm通过率范围为45～70％；标准筛孔1.18mm通过率范围为28～50％；标准筛孔0.6mm通过率范围为19～34％；标准筛孔0.3mm通过率范围为12～25％；标准筛孔0.15mm通过率范围为7～18％；标准筛孔0.075mm通过率范围为5～15％。
上述的冷再生铺装结构中，以下述交通荷载计算，所述普通乳化沥青冷再生基层的层底弯拉应变不大于60μm；
中等交通荷载为100KN；
重载交通荷载为150KN；
特重交通荷载为180KN；
具体采用弹性层状理论的计算方式，如采用BISAR软件。
现有技术相比，本发明铺装路面结构具有如下优点：
传统乳化沥青冷再生结构，通常乳化沥青混合料作为基层，其上需要加铺厚度较大的热拌沥青混合料，而且现有的规范没有针对乳化沥青冷再生路面结构的设计方法，导致一方面无法实现旧沥青路面同层位混合料再生，再生利用率低下，热拌生产排放较大，无法实现绿色节能减排施工，另一方面传统乳化沥青冷再生路面结构按经验设计，路面结构常出现裂缝、开裂等疲劳破坏，严重影响冷再生路面结构的性能。本发明路面所有混合料的拌合均不进行加热，降低了碳排放，减少了环境污染；实现旧沥青路面同层位混合料再生，从而取得显著的经济、社会效益。
附图说明
图1是本发明全深式乳化沥青冷再生路面结构的结构示意图。
图中各标记如下：
1普通乳化沥青冷再生基层、2，3高性能乳化沥青冷再生联结层、4微表处罩面层。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
如图1所示，为本发明全深式乳化沥青冷再生路面结构的示意图，自上而下，包括微表处罩面层4、高性能乳化沥青冷再生联结层2和3以及普通乳化沥青冷再生基层1，其中普通乳化沥青冷再生层1以下的半刚性基层厚度为36cm。
普通乳化沥青冷再生基层1的厚度为16cm，动稳定度为1500次/mm，15℃条件下的常应变控制模式200μm的四点弯曲疲劳试验为5万次，冻融疲劳强度比为70％。胶结材料选用普通冷再生用乳化沥青(指标如表1中所示)，骨料主要选用现场铣刨的旧沥青路面材料，同时适当掺加部分新骨料、水泥(1.5％)及水等，其显著优点是常温下施工，无需加热，节约能源；实现了旧路材料的再生利用，避免了环境污染，环保效果明显；从全寿命周期费用分析的角度来看，其经济性能较传统材料有相当的优势。
高性能乳化沥青冷再生联结层2和3的总厚度为18cm(每层为9cm)，动稳定度为1500次/mm，15℃条件下的常应变控制模式200μm的四点弯曲疲劳试验为30万次，冻融疲劳强度比为80％。胶结材料选用改性慢裂慢凝乳化沥青(指标如表4中所示)，骨料主要选用现场铣刨的旧沥青路面材料，同时适当掺加部分新骨料、磨细石灰粉(1.5％～2.5％)及水等，其显著优点是常温下施工，无需加热，节约能源；实现了旧路材料的再生利用，避免了环境污染，环保效果明显；从全寿命周期费用分析的角度来看，其经济性能较传统材料有相当的优势。
微表处罩面层(MS-3)4的厚度为1～2.5cm，胶结材料选用改性慢裂快凝乳化沥青，骨料主要选用玄武岩集料、水泥及水等，罩面施工速度快，混合料无需加热，罩面乳化沥青可部分渗入高性能乳化沥青冷再生基层中，形成较强的粘结力，且微表处罩面层抗划性能好。
具体实施步骤及技术要求如下：
根据上述路面结构的要求，铺筑完成了相关试验路，试验路全长200m。
1、普通乳化沥青冷再生基层1
(1)材料要求
路面铣刨料(RAP)应不含杂草和其它有害物质，包括淤泥和粘土，厂拌冷再生可将铣刨料分成2～3档，方便进行级配设计；水泥应采用缓凝普通硅酸盐水泥，强度等级32.5以上，各龄期强度、安定性应达到相应指标要求，初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。
乳化沥青技术指标如表1所示。
表1普通冷再生乳化沥青的技术要求
(2)级配要求
表2为乳化沥青冷再生混合料级配设计范围。
表2乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围
(3)施工要求
摊铺普通乳化沥青冷再生基层1前，对半刚性下基层进行清扫，并对半刚性基层的开裂和破碎进行处置，冷再生混合料应控制好含水量，防止混合料过干或过湿以及干湿不匀，现场压实采用单轮压路机、双轮双振压路机及胶轮压路机，具体压实工艺以现场试验路确定工艺为准，现场控制好压实次数，保证压实度，混合料空隙率控制在8％～14％之间，实际孔隙率为12％。
(4)混合料性能要求
表3性能要求
2、高性能乳化沥青冷再生基层2、3
(1)材料要求
路面铣刨料(RAP)应不含杂草和其它有害物质，包括淤泥和粘土，厂拌冷再生可将铣刨料分成3档，方便进行级配设计；石灰应采用磨细石灰粉，石灰应采用二级以上标准。
高性能乳化沥青技术要求如表4所示。
表4高性能冷再生乳化沥青的技术要求
(2)级配要求
表5为乳化沥青冷再生混合料级配设计范围。
表5高性能乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围
(3)施工要求
摊铺高性能乳化沥青冷再生基层2前，应在养生结束的普通乳化沥青冷再生基层(中粒式)1上铺筑热沥青同步碎石封层，冷再生混合料应控制好含水量，防止混合料过干或过湿以及干湿不匀，现场压实采用单轮压路机、双轮双振压路机及胶轮压路机，具体压实工艺以现场试验路确定工艺为准，现场控制好压实次数，保证压实度，混合料空隙率控制在7％～10％之间，实际孔隙率为9.2％。
冷再生层3摊铺前，应在养生结束的高性能乳化沥青冷再生基层(中粒式)2上撒布改性乳化沥青粘层油，压实工艺控制同冷再生层2相同。
(4)混合料性能要求
表6性能要求
3、微表处罩面层(MS-3)4
(1)材料要求
微表处用矿料可以采用不同规格的粗集料、矿粉等掺配而成，岩性多位玄武岩。微表处矿料中可以掺加矿粉、水泥、消石灰等填料。填料应干燥、疏松，无结团。添加剂的主要作用是调节稀浆混合料可拌和时间、破乳速度、开放交通时间等施工性能，并在一定程度上改变混合料的路用性能。常用的添加剂包括无机盐类添加剂、有机类添加剂等。对于阳离子乳化沥青混合料，无机盐类添加剂一般会延长可拌和时间，延缓成型。
微表处改性乳化沥青技术要求如表7所示。
表7微表处乳化沥青的技术要求
(2)级配要求
表8为微表处混合料级配设计范围。
表8微表处工程设计级配范围
(3)施工要求
微表处必须采用专用机械施工。微表处摊铺机，拌合箱必须为大功率双轴强制搅拌式，摊铺槽必须带有双排布料器，摊铺机必须具有精确测量系统并且可记录或显示矿料、乳化沥青等的用量，当采用微表处修补车辙时还必须配有专用的V字形车辙摊铺槽。
微表处施工的气候条件应满足：
(1)施工、养生期内的气温应高于10℃；
(2)不得在雨天施工，施工中遇到或者施工后混合料尚未成型就遇雨时，应在雨后将无法正常成型的材料铲除。
严禁在过湿或积水的路面上进行微表处和稀浆封层施工。
4、路面结构力学验算
表9全深式乳化沥青冷再生路面结构参数
通过BISAR软件计算，当荷载为100KN时，普通乳化沥青冷再生基层1的层低弯拉应变为40μm，当荷载为150KN时，普通乳化沥青冷再生基层1的层低弯拉应变为58μm，可见，本发明路面结构满足道路结构力学计算的要求。
本试验路经过1年的性能观测，相较周围半刚性基层路面，本试验路未出现横缝，大大减少了路面开裂现象，而水稳碎石半刚性路面每20m出现一条横缝，由半刚性基层缩裂导致，横缝的发生会导致此处发生水损害，本试验路未发现坑槽等水损害现象。