一种沥青路面结构、共振碎石化复合基层及其制造方法与流程

本发明涉及沥青道路建设领域，具体而言，涉及一种沥青路面结构、共振碎石化复合基层及其制造方法。

背景技术：

过去，中国水泥道路和沥青道路首先需要解决通达致富的问题，但随着新时代国民经济发展，使用寿命较短的现有道路已经不能满足现实的生产、生活需要。一方面，富起来的人民还将长期承担着常年累积的巨额大修费用，大量的水泥混凝土路面已经成为问题路面急需改造。另一方面，现有道路的改造和大修又影响着人民的交通出行。所以，建造长寿命沥青道路是新时代的需要。

目前，国内设计和建造技术只能达到短期寿命水平。这是中国沥青路面结构技术最突出的短板。这一问题主要是由于我国沥青路面基层采用单一的水泥稳定碎石的半刚性基层。其结构特点是容易建造，但使用性能和使用寿命都有不同程度的受限。为实现建造长寿命沥青路面的结构和提高使用性能，我国公路界科技人员不断地研究和探索，至今还没找到切实可行的技术方案，难度非常大。

技术实现要素：

为改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题，本发明提出了一种沥青路面结构、共振碎石化复合基层及其制造方法。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明实施例的提供了一种制造共振碎石化复合基层的方法。

制造共振碎石化复合基层的方法用于形成于沥青路面。

制造共振碎石化复合基层的方法包括：

于路基之上浇筑贫混凝土以形成贫混凝土层，并在贫混凝土层之上形成阻挡共振波传递的隔振层；

在隔振层之上浇筑混凝土，形成混凝土板；

对混凝土板进行共振碎石化处理使混凝土板被破碎，以获得共振碎石化层。

在其他的一个或多个示例中，形成混凝土板的混凝土标号在C30及以上。

在其他的一个或多个示例中，贫混凝土的标号为C10～C15。

在其他的一个或多个示例中，混凝土板通过共振碎石化处理形成粒径为18cm以下的碎石块。

在其他的一个或多个示例中，混凝土板的厚度为18～24cm。

在其他的一个或多个示例中，混凝土板经过共振碎石化处理后形成的碎石块构成上部嵌挤、下部斜向嵌锁的结构，且嵌挤的部分远离路基，斜向嵌锁的部分邻近路基。

在其他的一个或多个示例中，在贫混凝土层上形成隔振层的方法包括：在贫混凝土层铺设隔离膜，使含水泥和石屑的浆料在隔离膜自流平。

在第二方面，本发明实施例提供了一种共振碎石化复合基层。

共振碎石化复合基层通过前述之制造共振碎石化复合基层的方法制造而成。共振碎石化复合基层包括：贫混凝土层、隔振层以及共振碎石化层。

在其他的一个或多个示例中，所述共振碎石化复合基层厚度为50cm。

在第三方面，本发明实施例提供了一种沥青路面结构。

沥青路面结构包括：形成于路基之上的按照前述的制造共振碎石化复合基层的方法制造而成的共振碎石化复合基层、形成于共振碎石化复合基层中的共振碎石化层之上的沥青面层。

有益效果：

本发明实施例提供的共振碎石化复合基层具有共振碎石化层。其通过将新水泥板与破碎机械产生共振，将新水泥混凝土板“碎裂”，形成具有上部嵌挤、下部斜向嵌锁的稳定结构的功能层。共振碎石化层的强度和刚度以及回弹模量均高于级配碎石层。此外，共振碎石化复合基层中的共振碎石化层与贫混凝土层结合形成了刚柔并济的结构特性。其中，共振碎石化层具有相对柔性的特性，而贫混凝土层具有相对刚性的特性。贫混凝土层对共振碎石化层起到支撑和保护作用。共振碎石化层和贫混凝土层之间不使用联结层，不需要压路及其压路机械，大大降低了施工费用。

另外，共振碎石化层和贫混凝土层优化组合为一体化，从而能达到实现“刚柔并济”的共振碎石化复合基层，进而能够完全兼容沥青面层和路基，保证沥青面层结构不因疲劳开裂而损坏，实现沥青路面使用的长寿命。采用本发明提供的用于沥青路面的共振碎石化复合基层，再通过现有沥青路面施工方式在表面加铺沥青面层，可以扩大沥青层厚度的容许范围，还可预留使用后期延长寿命的再加铺沥青层，减少了长寿命路的初期投资。通过这样的方式获得沥青路面，能够达到共振碎石化复合基层永久地兼容沥青面层，使沥青面层不发生疲劳开裂，实现沥青路面的长寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，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为本发明实施提供沥青路面结构的示意图；

图2现有技术中的沥青路面的结构示意图。

图标：100-沥青路面结构；200-共振碎石化复合基层；101-路基；102-贫混凝土层；103-隔振层；104-共振碎石化层；105-沥青面层；301-沥青路面基层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

参阅图1至图2。

本实施例提供了一种制造共振碎石化复合基层200的方法。本发明提供的制造共振碎石化复合基层200的方法能够被用于多种道路的施工，但是，优选被用于形成于沥青路面。

共振碎石化复合基层200的制造方法包括以下步骤：

步骤S101、于路基101之上浇筑贫混凝土以形成贫混凝土层102，并在贫混凝土层102之上形成阻挡共振波传递的隔振层103。

其中，构成隔振层103的材料可以是含水泥和石屑的浆料。也可使用更好的隔振材料层。

贫混凝土层102是采用贫混凝土浇筑固化而成。贫混凝土(LeanConcrete，LC)是由粗、细集料与一定的水泥和水配制而成的一种材料。其强度大大高于二灰稳定粒料、水泥稳定碎石等半刚性基层材料。贫混凝土具有较高的强度和刚度，水稳性好、抗冲刷能力强。贫混凝土由于胶结料含量少，空隙率一般较大，有利于界面水的排放。贫混凝土能缓和土基的不均匀变形，可消除对路面的不利影响。另外，贫混凝土还可以利用地方小泥窑生产的水泥，也可使用低标准的当地集料。贫混凝土层102可以作为永久保护和支撑结构体，由于该层的层位下置，其本身不会产生干缩和温缩开裂而损坏。

在贫混凝土层102之上形成的隔振层103，主要被构造对后续进行共振碎化处理中的共振波进行阻挡或阻断。通过隔振层103可以避免共振波对贫混凝土层102的损伤。应当指出的是，隔振层103的设置是基于工艺要求而被设置的，其在实质上并非形成复合结构层所必须的结构层。

通过以上方式共振破碎层和贫混凝土层102构成一体化，从而能够兼容铺设的沥青面层结构，确保沥青面层的不会因为疲劳开裂而损害。

步骤S102、在隔振层103之上浇筑混凝土，形成混凝土板。

所述的用于通过浇筑形成混凝土板的混凝土采用现行标准浇筑水泥板成型。全部达终凝期后即构成混凝土板。所采用的混凝土可以是商品混凝土材料，且一般不将路面混凝土材料作为优选的材料。其中，所述商品混凝土材料对抗压强度具有一定的限定要求，而路面混凝土材料对抗压强度和抗折强度均具有一定的限定要求。因此，在现浇混凝土时，商品混凝土材料具有更好的优势，例如，价格更低。

本发明所提出的共振碎石化复合基层200中，形成混凝土板的混凝土标号在C30及以上、贫混凝土层的标号为C10～C15，可以被本领域设计人员在所指范围内任意选择。

另外，基于调整共振碎石化复合基层200的厚度，以满足路面设计、施工的要求，混凝土板的厚度可以采用为18～24cm的任一值。

基于一些施工的需求，在贫混凝土之上制造隔振层103之前，可以在贫混凝土层表面铺设隔离膜，然后再制造隔振层103。换言之，在贫混凝土层102上形成隔振层103的方法包括：在贫混凝土层102铺设隔离膜，然后再制造隔振层103。一些示例中，隔振层103可以采用含水泥和石屑的浆料。更好地，所述的浆料具有自流平性，以降低其施工难度。

步骤S103、对混凝土板进行共振碎石化处理使混凝土板被破碎，以获得共振碎石化层104。

在混凝土板形成后，通过共振碎石化设备、工艺处理，使其被破碎，从而形成共振碎石化层104。共振碎石化设备、工艺可以采用发明人已知的工艺或者当前通用的方式来实施。

更佳地，混凝土板经过共振碎石化处理后形成的碎石块构成上部嵌挤、下部斜向嵌锁的结构，且嵌挤的部分远离路基101，斜向嵌锁的部分邻近路基101。使共振碎石化层104具有上层嵌挤、下层斜向嵌锁的结构，能够起到稳定水泥砼料结构层的目的，使共振碎石化层104更稳定。斜向嵌锁的稳定结构，使其自身不产生内应力，遇外力只有均匀同步微变形，而无不均匀沉降现象。在一些示例中，共振碎石化层104上部水泥砼粒料层为水可渗透层，起到吸放潮水作用，使路面结构不产生水害。下部水泥砼斜向嵌锁层为水不可透渗层，起到路体上下层间隔水作用，防止水损害。

共振碎石化层104与沥青面层105同属柔性层性质，两者接触面的粒料大小相近，能够互为啮合紧密，形成无光滑面联接，不设任何粘层均无滑移现象；并且加铺沥青层的厚度只需满足道路面层密集受力区的厚度即可，还可预留使用后期再加铺沥青层延长使用寿命的设计。

共振破碎采用共振破碎机器来完成。共振破碎机器的频率在44Hz～50Hz，振幅为2Cm，振动锤头以高频低幅敲击混凝土板，使混凝土板锤头下方共振幅度达最大值，混凝土板内部因斜向剪切力使上部板体分离为自然级配水泥砼粒料，下部板体产生斜向嵌锁裂纹、并具较强承载能力，随着振动迅速而有规律地扩展，直到水泥板边界。由于冲击力较小，且裂纹只扩展到边界，所以对基层中的贫混凝土层102和路基101没有任何损害。

当前，一些所谓的柔性基层也被在现有技术中所采用。其基层主要采用级配碎石构成。级配碎石层的建造是由石材的轧制、到碎石的嵌挤紧密成型；制作工艺复杂，过分依赖人的经验和制造工艺水平，很难达到“稳定”的嵌挤成型被利用的目的；其建造费用还特别高。

通过上述的制造方法一种共振碎石化复合基层200被提出，且共振碎石化复合基层200包括：贫混凝土层102、隔振层103以及共振碎石化层104。贫混凝土层102、隔振层103以及共振碎石化层104依次排布。

在一些可选示例中，共振碎石化复合基层200厚度为50cm。当然，共振碎石化复合基层200的厚度还可以根据实际的需要被灵活地调整和改变。例如，可以调整贫混凝土层的厚度，以及混凝土板的厚度。

作为一种用例，本发明实施例中还提供了一种沥青路面结构100。沥青路面结构100包括：形成于路基101之上的按照上述的制造共振碎石化复合基层200的方法制造而成的共振碎石化复合基层200、形成于共振碎石化复合基层200中的共振碎石化层104之上的沥青面层105。

依据以上方式获得沥青路面结构100有效地改善和提高了沥青路面寿命。另外，本发明提出的沥青路面的施工方法，在实质上减少了压路机械费用和联接层费用。

总体上而言，本发明实施例提供的沥青路面结构、共振碎石化复合基层及其制造方法具有以下优点：

(1)将新浇筑水泥混凝土板釆用共振破破的创新工艺实现共振碎石化层，作为沥青路面复合基层的核心层，该复合基层的强大在于实现了柔性基层、半刚性基层和刚性基层各功能层优点的综合，能够永久地兼容沥青面层，较宽范围地适应道路路基的各种环境条件，突破了建造长寿命沥青路面的技术难关。

(2)使沥青面的建造方式由传统的建造型向制造型转变，实现了机械化、工厂化、规范化地制造沥青路面基层；改变了过去依赖人的技术水平修建沥青道路的方式，保证了沥青路面建造质量的一致性和可控性。

(3)利用了共振碎石化复合基层，大大地节省了长寿命沥青道路的初期投资费用。

与之相对的是，现有的沥青路面结构普遍存在寿命较短的缺陷。其结构一般是在路基上形成沥青路面基层，然后再在沥青路面基层上铺设沥青面层。其中，沥青路面基层常常有刚性基层、半刚性基层以及柔性基层三种。

例如，一些沥青路面采用粒料类基层，沥青路面无反射裂缝问题，但沥青面层承受更大的弯拉作用，沥青面层易疲劳损坏。此外，沥青路面各结构层和路基都可能产生永久变形。一些沥青路面采用水泥混凝土基层，其具有较高承载能力；但此类结构除水泥混凝土路面常见的损坏外，主要病要是水泥混凝土板接缝处沥青面层反射裂缝和沥青面层永久变形。

实质上，本发明提出的共振碎石化复合基层，表现为由上柔渐变刚的特殊复合基层，具有的综合性能：足够的承载能力，抗疲劳开裂性能，足够的耐久性和水稳定性，还具有足够的抗永久变形能力；真正成为长寿命沥青路面基层。

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