一种基层冷再生路面结构的制作方法

文档序号:13602758阅读:255来源:国知局

本实用新型涉及道路施工的技术领域,具体而言,涉及一种基层冷再生路面结构。



背景技术:

无机结合稳定材料具有强度大、造价低及整体性好等优点,被广泛用于道路的半刚性基层修筑,随着道路使用年限逐渐增加,道路状况变差,路面承载力逐渐降低,因此需对路面基层进行改造处理,为满足日益增长的道路交通需求,为了落实可持续发展的道路政策,使有限的资金效益最大化,半刚性基层冷再生被广泛应用于道路的养护改造工程中。

现有技术中,基于基层再生的路面结构通常存在承载能力不够的缺陷,承载能力不够可直接导致在营运过程中由于环境、气候、交通荷载等诸多因素的影响,不可避免地出现如龟裂、块裂、横向裂缝、松散、车辙、波浪拥抱、泛油等各类病害,这些病害不断诱发其他病害,严重影响了路面平整度、行车安全性和舒适性,缩短道路寿命。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型实施例的目的在于提供一种基层冷再生路面结构,该基层冷再生路面结构具有较高的承载能力。

一种基层冷再生路面结构,包括由上至下依次叠加设置的面层、防水抗裂层、水泥稳定碎石的基层、二灰碎石就地冷再生的底基层和地基层。

进一步地,所述地基层包括旧路基和填充于所述旧路基中的注浆加固料。

进一步地,所述面层由上至下依次包括由细粒式沥青混凝土的上面层和粗粒式沥青混凝土的下面层。

进一步地,所述上面层的厚度为3~5cm。

进一步地,所述下面层的厚度为7~9cm。

进一步地,所述上面层和下面层之间叠加设有粘油层。

进一步地,所述粘油层为乳化沥青层。

进一步地,所述防水抗裂层为自粘式聚酯玻纤布。

进一步地,所述基层的厚度为30~40cm。

进一步地,所述底基层的厚度为15~20cm。

本实用新型的基层冷再生路面结构,在地基层的表面自下向上分别设置二灰碎石就地冷再生的底基层和水泥稳定碎石的基层,由此极大地提高了路面结构的承载能力。另外,设置防水抗裂层,这样避免水进入基层、底基层,导致因动水压力造成基层水损害以及反射裂缝破坏沥青面层。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解地是,以下附图仅示出了本实用新型的基层冷再生路面结构的某些实施例,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示出了本实用新型实施例所提供的基层冷再生路面结构的结构示意图。

主要元件符号说明:

100—基层冷再生路面结构;20—面层;21—上面层;22—粘油层;23—下面层;30—基层;40—底基层;50—地基层。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对基层冷再生路面结构进行更全面的描述。附图中给出了基层冷再生路面结构的首选实施例。但是,基层冷再生路面结构可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对基层冷再生路面结构的公开内容更加透彻全面。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用,单数形式意在也包括复数形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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的具体含义。

在本文公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件,不过可不限制相应组成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如,第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置,尽管二者都是用户装置。例如,在不脱离本文公开的各种实施例的范围的情况下,第一元件可被称为第二元件,同样地,第二元件也可被称为第一元件。

应注意到:如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件,则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件,并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地,当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时,可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

此外,本文要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。

请参阅图1。本实用新型实施例的基层冷再生路面结构100,包括由上至下依次叠加设置的面层20、防水抗裂层、水泥稳定碎石的基层30、二灰碎石就地冷再生的底基层40和地基层50。

上述实施例中,在地基层50的表面自下向上分别设置二灰碎石就地冷再生的底基层40和水泥稳定碎石的基层30,由此极大地提高了基层冷再生路面结构100的承载能力。另外,设置防水抗裂层,这样避免水进入基层30、底基层40,导致因动水压力造成基层30水损害以及反射裂缝破坏沥青面层20。

上述“叠加设置”可以理解的是指多个具有层结构的物件(例如薄膜等)采用一者贴合于另一者表面的堆叠方式。以A、B、C、D依次叠加设置为例,是指A的一个表面设置B、B的表面设置C、C的表面设置D,即按照某一方向(例如从上至下),A、B、C、D依次排列。

此处,上述“上、下”是指垂直于待施工或铺设的路面。具体而言,待待施工或铺设的路面所在位置定义为最下方。

底基层40的二灰碎石就地冷再生是指以二灰碎石冷再生料进行就地冷再生的方法所铺设而成。此处,二灰碎石通过无机结合料石灰、粉煤灰和级配碎石加一定的水分拌合,碾压、养生后而产生强度的一种半刚性结构。

底基层40的厚度可参考性地为15~20cm,如15cm、15.5cm、18cm、19cm、20cm等,优选为18cm。

本实用新型实施例中二灰碎石的组成不作限定,其可采用本领域公知或现有的方式,例如可以为如中国专利CN105347746A所述一种泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料,其包括有再生旧料、水泥、泡沫沥青和水。还包括有粒径为9~18mm的集料。再生旧料为旧路二灰碎石基层铣刨料。水泥用量占混合料质量的2.0~3.5%;所述泡沫沥青用量占混合料质量的0.5~3.5%;所述水用量占混合料质量的8~14%。泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法包括如下操作步骤,步骤一:制备泡沫沥青,在发泡设备上制备泡沫沥青;步骤二:取分散好的旧路二灰碎石基层铣刨料加入水泥,干拌;干拌均匀后加入水拌合;步骤三:制备目标产物,将步骤一制备的泡沫沥青加入到步骤二的混合物中,在拌锅中充分搅拌,即得到目标产物。步骤一中泡沫沥青发泡用水量占沥青用量的1.5~4.5%。步骤一中泡沫沥青的发泡温度为150~160℃。步骤三中在常温下搅拌90~120s。又或者如中国专利CN101386484A所述的聚丙烯纤维二灰碎石基层材料,其包括石灰、粉煤灰、集料和水,还包括聚丙烯纤维,所述聚丙烯纤维与石灰、粉煤灰总重量比为0.1~0.15∶100。先将聚丙烯纤维预分散在石灰和粉煤灰中,然后再与集料和水搅拌混合。将聚丙烯纤维分4~5批次预分散在石灰和粉煤灰中。

底基层40中二灰碎石就地冷再生在施工质量控制过程中,可以使用的水泥掺量可以为4~5%,优选为4.5%,其水量为2~4%,优选为3%,二灰碎石就地冷再生的集料级配较好地如下:

基层30的水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度,强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理,同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。

基层30的层数可以是一层,也可是多层,例如二层。基层30的厚度较为适宜地为30~40cm,如30cm、30.5cm、31cm、33cm、35cm、38cm、39cm或40cm,优选为36cm。

本实用新型实施例中水泥稳定碎石的组成不作限定,其可采用本领域公知或现有的方式,例如可以为如中国专利CN105347746A一种乳化沥青水泥稳定碎石,由乳化沥青、水泥、碎石和水组成,按与碎石重量比计,其组成和含量如下:碎石100、乳化沥青2~4、水泥3.5~5.5、水4.5~6.0。碎石由三档(15~25mm、5~15mm、0~6mm)粗集料和砂组成,级配为密实型级配。乳化沥青为阳离子慢裂型乳化沥青,沥青质含量不低于50%。水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。水为洁净自来水,其用量由重型压实条件下混合料最大干密度确定。又或者如中国专利CN106336173A一种高性能的水泥稳定碎石,主要由水泥、骨料为原料制得,以质量百分比计,水泥5~15%,其余为骨料;骨料包括:以质量份数计,建筑垃圾再生骨料80~90份,山碎石10~20份、水泥为10~12%;骨料包括:建筑垃圾再生骨料83-87份,山碎石13~17份。建筑垃圾再生骨料的粒度控制在26.5mm以下,更优为控制在4.75~26.5mm。建筑垃圾再生骨料由粒径控制在9.5mm以下的建筑垃圾再生细骨料与粒径控制在9.5mm以上的建筑垃圾再生粗骨料组成;优选地,建筑垃圾再生粗骨料与建筑垃圾再生细骨料之间的质量比控制在(5~7):3。山碎石的压碎值控制在15~20wt%之间,含泥量在1wt%以下,针片状颗粒含量在15wt%以下。骨料的压碎值控制在26wt%以下,含泥量在1wt%以下,针片状颗粒含量在15wt%以下。水泥的初凝时间在3h以上,终凝时间在6h以下;优选地,水泥包括矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。水泥稳定碎石的抗压强度5.5MPa以上,渗透系数在1000m/d以上,全孔隙率25%以上,有效孔隙率20%以上。主要包括如下步骤:采用建筑垃圾原料破碎制得建筑垃圾再生骨料,将建筑垃圾再生骨料、山碎石、水泥与适量水混合搅拌均匀,检测合格,即得;优选地,建筑垃圾原料包括碎混凝土、碎砖瓦、碎砂石土、砂浆、步道砖中的一种或几种的混合;优选地,混合搅拌采用强制拌合方式,拌合能力控制在500t/h以上。将建筑垃圾原料经过1~2级破碎、除铁、鼓风除杂、振动分级筛选得到建筑垃圾再生骨料。

地基层50可以包括经铣刨的旧路基和填充于该旧路基中的注浆加固料。此处,注浆加固料优选为聚合物,或者可以为聚合物水泥砂浆。这里,聚合物水泥砂浆是由水泥、骨料和可以分散在水中的有机聚合物搅拌而成的。聚合物可以是由一种单体聚合而成的均聚物,也可以由两种或更多的单聚体聚合而成的共聚物。聚合物较好地在环境条件下成膜覆盖在水泥颗粒子上,并使水泥机体与骨料形成强有力的粘接。聚合物网络必须具有阻止微裂缝发生的能力,而且能阻止裂缝的扩展。

注浆加固料中的聚合物可优选为双组份发泡聚氨酯。此处,双组份发泡聚氨酯可以使用现有技术,如中国专利CN106432685A低浆液黏度全水发泡高强聚氨酯注浆抬升材料,其原料按质量份数的构成为:100份亲水性复合聚醚多元醇、1.6~3.6份复合催化剂、1~6份泡沫稳定剂、0.1~0.6份水、110~130份多异氰酸酯。亲水性复合聚醚多元醇由亲水性聚醚多元醇A和亲水性聚醚多元醇B按任意比例混合组成;亲水性聚醚多元醇A的官能度为3、数均分子量为300~400、粘度为300~500mPa·s;亲水性聚醚多元醇B的官能度为3、数均分子量为400~500、粘度为400~600mPa·s。复合催化剂由叔胺催化剂和有机金属催化剂按质量比3:4复合而成;叔胺催化剂选自33%wt的三乙烯二胺溶液、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、N,N-二甲基苄胺、三-(二甲氨基丙基)六氢三嗪、N-乙基咪唑和1-苯甲基-2甲基咪唑中的一种或几种;有机金属催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡;泡沫稳定剂为含有聚醚-聚硅氧烷结构的有机聚硅氧烷。多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯,异氰酸根含量30-32%,官能度2.7-2.8。该低浆液黏度全水发泡高强聚氨酯注浆抬升材料的制备方法按以下步骤操作:1)将亲水性复合聚醚多元醇搅拌均匀,依次加入复合催化剂、泡沫稳定剂、水,混合均匀后得到组份A;2)多异氰酸酯即为组份B;3)将组份A和组份B混合注浆,控制流速使得组份A和组份B的体积比为1:1,即获得高施工环境适应性低浆液黏度全水发泡高强聚氨酯注浆抬升材料。

面层20由上至下依次包括由细粒式沥青混凝土的上面层21和粗粒式沥青混凝土的下面层23。

上面层21的厚度可参考性地为3~5cm,例如3cm、3.2cm、3.5cm、4cm、4.5cm、4.8cm和5cm等,优选为4cm。

下面层23的厚度可参考性地为7~9cm,例如7cm、7.2cm、7.5cm、8cm、8.5cm、8.8cm和9cm等,优选为8cm。

为了实现上面层21和下面层23的连接,可以在二者之间设置粘油层22。粘油层22的材料可为乳化沥青。粘油层22所采用乳化沥青的喷洒量可为0.3~0.8l/m2

除此,作为其它的实施方式,粘油层22还可以使用现有技术如中国专利N103628326A所述的自粘油,其包含50~55份70#石油建筑沥青、10~15份丁苯橡胶、2~5份萜烯树脂、3~5份防老剂、5~10份增韧剂、30~35份填充料,该自粘油的制备方法包括以下步骤:a.将70#沥青按配比打入配料罐,给配料罐加温;b.待70#沥青融化后,依次加入萜烯树脂、防老剂、增韧剂,边搅拌边升温;c.待温度升至180±5℃时加入丁苯橡胶,搅拌80分钟,边搅拌边研磨;d.加入填充料,搅拌30分钟,待填充料搅拌均匀之后,温度降至100~105℃,即得自粘油。

粘油层22的厚度较为适宜地为0.3~0.8mm,如0.3mm、0.32mm、0.35mm、0.4mm、0.5mm、0.55mm、0.7mm、0.75mm、0.80mm等。

防水抗裂层较为优选的为自粘式聚酯玻纤布。此处,自粘式聚酯玻纤布可采用市售或公知的形式。除此,作为其它的防水抗裂层的另外的实施方式,防水抗裂层可为由防水抗裂涂料涂覆而成。防水抗裂涂料可使用如中国专利CN106316247A形式的防水抗裂涂料,其包括以下重量份的原料:粘结剂30~45份、石墨烯粉末10~25份,丙烯酸异辛酯5~15份,碳酸钙5~20份,消泡剂5~10份,助剂5~10份和水3~8份;其中,石墨烯为三维纳米孔状结构,三维纳米孔状结构的孔的大小为50~100nm,且孔与孔之间的间隙为200~500nm。消泡剂为颗粒状,包括以下重量份原料:聚醚改性有机硅类活性组分20~30份和载体70~80份,消泡剂颗粒的直径为0.1~0.5mm。聚醚改性有机硅活性组分的原料包括反应物、催化剂、白炭黑和乳化剂,反应物为低含氢硅油和聚醚,低含氢硅油和聚醚的质量比为10~20:1;催化剂占反应物的质量百分比为0.1~0.3%;白炭黑占反应物的质量百分比为2~5%;乳化剂占反应物的质量百分比为1~3%。低含氢硅油为二甲基硅油,聚醚为分子量为2000~3000的多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚;催化剂为三氟乙酸或铂;乳化剂是由失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚进行复合得到的复合乳化剂;载体为碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、淀粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和滑石粉中的一种或多种。涂料还包括以下重量份原料:钠盐熬合剂2~8,石英粉2~8和硅烷偶联剂1~5。钠盐熬合剂为自乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠或羟乙基乙二胺三乙酸三钠。硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。

上述未述及之处,适用于现有技术。

尽管以上较多使用了表示结构的术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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