一种抗裂式路面结构及其系统的制作方法

本实用新型涉及路面铺装技术领域，具体而言，涉及一种抗裂式路面结构及其系统。

背景技术：

目前主流的路面结构中，半刚性基层以其强度高、刚度大、疲劳耐久、施工简便等优点，成为我国路面结构普遍采用的路面结构承载层。但是，由于常规的悬浮密实型级配的水泥稳定碎石和二灰碎石混合料具有较大的收缩系数，在温缩和干缩作用下容易产生收缩开裂，从而造成沥青路面产生反射开裂，并成为半刚性基层沥青路面早期损坏的主要原因之一。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种抗裂式路面结构及其系统，旨在改善现有的路面结构容易开裂、损坏的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种抗裂式路面结构，其包括自上而下依次排列的面层和基层，面层为沥青混凝土层，基层为碎石基层，基层为骨架密实型结构，基层的厚度为面层的厚度的2.5～3.5倍；基层包括自上而下依次设置的水泥稳定碎石基层和二灰碎石基层，水泥稳定碎石基层与二灰碎石基层之间设置有竖向间隔排列的支撑结构。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，支撑结构包括相对设置的第一面板和第二面板，第一面板设置于水泥稳定碎石基层，第二面板设置于二灰碎石基层，第一面板与第二面板之间固定安装有支撑板。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，第一面板和第二面板均包括正基片和背基片，支撑板的两端分别与正基片和背基片连接，正基片和背基片之间具有板材空间，板材空间内设置有一体成型的支撑隔板，支撑隔板在板材空间内形成连续排列的结构单元，支撑隔板与正基片和背基片固定连接。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，结构单元为梯形，相邻两个梯形为中心对称结构。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，支撑板内设置有多组加强筋，每组加强筋包括两根相互交叉设置且固定连接的钢筋，两根钢筋所形成的其中一个夹角为80～90℃。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，其特征在于，支撑结构还包括相对设置的至少两个固定支板，固定支板的一端连接于支撑板，固定支板的另一端连接于第一面板和/或第二面板。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，面层包括沥青上面层、粘油层和沥青下面层，粘油层为乳化沥青，粘油层设置于沥青下面层与沥青上面层之间，沥青上面层沥青下面层的厚度之比为1：1.8～2.2。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，沥青下面层为导热型沥青混凝土层，沥青下面层中设置有导热钢管，沥青下面层中横向分布有两层加强肋板，导热钢管设置于两层加强肋板之间。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，面层与基层之间设置有稀浆封层，基层在远离面层的一面设置有垫层，垫层为级配碎石层。

进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，其包括权利要求1～9任一项的抗裂式路面结构。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上述设计得到的抗裂式路面结构，基层之间布置竖向间隔排列的支撑结构为路面整体起到良好的承载支撑作用，且基层采用骨架密实型结构，具有较小的收缩系数，在温缩和干缩的作用下均具有很好的抗裂性能，避免面层产生的反射开裂，并提高路面的抗疲劳性能，从而使路面的使用寿命得到大幅度的延长。此外，这种路面结构有效减少了水泥用量，节约建设资源，并降低路面工程的造价。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1中提供的一种抗裂式路面结构的剖视图；

图2是本实用新型实施例1中提供的抗裂式路面结构中支撑结构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中提供的另一种抗裂式路面结构的剖视图；

图4是本实用新型实施例2中提供的抗裂式路面结构的剖视图。

标号：100-抗裂式路面结构；110-基层；111-水泥稳定碎石基层；112-二灰碎石基层；113-支撑结构；114-第一面板；115-第二面板；116-支撑板；117-正基片；118-背基片；119-板材空间；120-支撑隔板；121-结构单元；130-面层；131-沥青上面层；132-粘油层；133-沥青下面层；200-抗裂式路面结构；201-导热钢管；202-加强肋板；300-抗裂式路面结构；301-稀浆封层；302-垫层。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1，参照图1至图3所示

本实用新型提供一种抗裂式路面结构100，如图1所示，这种抗裂式路面结构100包括面层130和基层110，基层110与路基(图未示)相接触，面层130与基层110的远离路基的一面相连接，并位于整个路面结构的上层。在这种抗裂式路面结构100中，基层110的厚度为面层130的厚度的2.5～3.5倍，例如在本实施例中，基层110的厚度为54cm，面层130的厚度为18cm。

为了增大路面的抗裂能力，基层110的级配为骨架密实型级配，这种级配的沥青混合料，是悬浮密实结构与骨架空隙结构的有机组合。它既有一定数量的粗集料形成的骨架结构，又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙中去，因此，这种结构的沥青混合料的密实度、强度和稳定性都比较好。

基层110包括依次排列的水泥稳定碎石基层111和二灰碎石基层112，二灰碎石基层112与路基相接触，位于路基的上方；水泥稳定碎石基层111位于面层130和二灰碎石基层112之间。二灰碎石基层112与水泥稳定碎石基层111之间的厚度之比为1：1.8～2.2，例如，在本实施例中，水泥稳定碎石基层111的厚度为36cm，二灰碎石基层112的厚度为18cm。

二灰碎石基层112具有较好的抗裂性能，通常采用的集料为石灰、粉煤灰和碎石按照一定的比例混合而得。在本实用新型中，为了节约建设资源以及保护环境，二灰碎石基层112的材料采用再生集料与新料的混合料，其中再生集料的含量为50wt％；同时，用再生粉状颗粒取代60wt％的粉煤灰；此外，二灰剂量为15wt％。

本实用新型中的再生集料是废旧的水泥混凝土碎块经破碎、筛分、清洗后得到的再生料。具体为：再生集料为旧水泥混凝土板破碎后，在集料工厂，通过破碎机破碎、以及通过破碎生产过程中一系列的性能提升方式后，再通过筛分、水洗工艺除去集料表面泥土，从而得到基本洁净的再生集料，再生集料的各项指标均满足公路路面基层110施工的技术细则。

采用这种再生集料，既能够保障二灰碎石基层112的各项性能达标，又能将废旧水泥混凝土板进行废物再利用，能够极大的节约建设资源，并减少废旧水泥路面板的堆放产生的污染问题，有利于环保。

二灰碎石基层112采用骨架密实间断型级配，其矿料级配如表1所示：

表1.二灰碎石基层112的矿料级配

水泥稳定碎石基层111也具有较好的抗裂性能，通常其材料是通过水泥和碎石按照一定比例混合得到。在本实用新型中，为了节约建设资源以及保护环境，水泥稳定碎石基层111的材料采用再生集料与新料的混合料，在施工时，应严格控制水泥的剂量，水泥剂量应低于普通的水泥稳定碎石基层；在本实施例中，水泥的用量为水泥稳定碎石基层111所用材料的3.5～3.7wt％。

水泥稳定碎石基层111采用骨架密实级配，其矿料级配如表2所示：

表2.水泥稳定碎石基层111的矿料级配

为了进一步增强基层110的强度以及抗碾压性能，如图1所示，水泥稳定碎石基层111与二灰碎石基层112之间设置有支撑结构113。支撑结构113包括相对设置的第一面板114和第二面板115，第一面板114水平设置于水泥稳定碎石基层111，第二面板115水平设置于二灰碎石基层112。如图2所示，第一面板114和第二面板115均包括正基片117和背基片118，正基片117和背基片118之间具有板材空间119，板材空间119内设置有一体成型的支撑隔板120，支撑隔板120在板材空间119内形成连续排列的结构单元121，支撑隔板120与正基片117和背基片118固定连接。在本实施例中，该结构单元121为梯形，相邻两个梯形为中心对称结构。由于这种结构的第一面板114和第二面板115的剖面形状有更好的剖面利用系数，能够节省物料，且这种结构的第一面板114和第二面板115的抗弯性能好。

如图1所示，支撑结构113还包括支撑板116，支撑板116沿竖直方向设置于第一面板114与第二面板115之间，且为固定安装。支撑板116内设置有多组加强筋(图未示)，每组加强筋包括两根相互交叉设置的钢筋，这两根钢筋之间为固定连接，且其二者之间形成的夹角有四个，其中一个夹角为α，α为80～90°，在本实施例中，这两根钢筋之间的夹角为4个直角，且二者之间用固定件连接，比如用铁丝缠绕固定。水泥稳定碎石基层111与二灰碎石基层112之间设置的加强筋为竖向间隔排列，例如，每间隔5～10m便设置一组加强筋；在本实施例中，两组加强筋之间的间隔距离为8m。

为了增强支撑板116的强度，在本实用新型的其它实施例中，支撑结构113还包括固定支板(图未示)。固定支板的一端连接于支撑板116，固定支板的另一端连接于第一面板114和/或第二面板115。固定支板至少有两个且相对设置，较为优选的，固定支板设置为4个，其中2个固定支板相对设置于支撑板116和上固定板之间，另外2个固定支板相对设置于支撑板116和下固定板之间。

该抗裂式路面结构100中的面层130包括沥青上面层131、粘油层132和沥青下面层133，沥青下面层133与基层110相连接，粘油层132铺设于沥青下面层133与沥青上面层131之间，粘油层132为乳化沥青。同样地，本着节约资源和环保的原则，沥青上面层131和沥青下面层133中的原料中掺配有再生集料，再生集料的含量为30～40wt％，在本实施例中，再生集料的含量为35wt％。为了提高沥青路面的使用性能，沥青上面层131和沥青下面层133之间的厚度之比为1：1.8～2.2。更为具体地，沥青上面层131的厚度为3～5cm，在本实施例中，优选为4cm。沥青下面层133的厚度为7～9cm，在本实施例中，优选为8cm。

为了进一步提高路面结构的稳定性，避免路面的高温病害问题，本实施例提供另一种结构的抗裂式路面结构200。如图3所示，在抗裂式路面结构200中，沥青下面层为导热型沥青混凝土层，沥青下面层中设置有导热钢管201，导热钢管201内封装有相变材料。导热钢管201的内径为16～18mm，外径为20～22mm，在本实施例中，导热钢管201的内径为17mm，外径为21mm。导热钢管201及其内部封装的相变材料形成相变储热系统，相变材料包括石蜡、脂类、脂肪酸类等相变温度在30～70℃之间的有机化合物。导热钢管201的集热性能好，通过传热对其封装的相变材料进行加热或放热，减缓路面温度的变化，避免路面长时间处于高温状态下。此外，导热钢管201还能起到横向加强筋的作用，防止路面纵向开裂。

如图3所示，沥青下面层中横向分布有两层加强肋板202，导热钢管201设置于上下两层加强肋板202之间。由于导热钢管201的两端容易受到剪切破坏，因此，将导热钢管201嵌套在两层加强肋板202之间，能够有效的削弱导热钢管201两端所受的剪切力，具有加固稳定的作用。加强肋板202为聚苯乙烯泡沫塑料板，这种材料具有很好的耐腐蚀性，也能够满足该路面结构的力学要求。

实施例2参照图4所示

本实施例提供一种抗裂式路面系统，该抗裂式路面系统包括抗裂式路面结构300，如图4所示，这种抗裂式路面结构300的实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。该抗裂式路面结构300与实施例1的不同之处在于：

抗裂式路面结构300还包括稀浆封层301和垫层302，稀浆封层301设置于面层和基层之间，具体地，稀浆封层301设置于沥青下面层与水泥稳定碎石基层之间。稀浆封层301采用适当级配的乳化沥青、粗细集料、水、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料通过稀浆封层301车摊铺到水泥稳定碎石基层表面而成。垫层302设置于二灰碎石基层与路基之间，以排除路基中滞留的水分，并确保路面结构处于干燥或者中湿状态。垫层302采用沙砾、碎石、煤渣等松散颗粒材料。

综上所述，本实用新型通过上述设计得到的抗裂式路面结构，其基层采用骨架密实型结构，具有较小的收缩系数，在温缩和干缩的作用下均具有很好的抗裂性能，避免面层产生的反射开裂，并提高路面的抗疲劳性能，从而使路面的使用寿命得到大幅度的延长。此外，这种路面结构有效减少了水泥用量，节约建设资源，并降低路面工程的造价。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。