一种高RAP掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构的制作方法

本实用新型涉及公路建设领域，具体涉及一种高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构。
背景技术：
：随着经济的快速发展和交通流量的不断增加，修建于上世纪末和本世纪初的道路相继进入重建或大中修时期。在道路的重建以及翻修过程中，一般采用修补、加铺、翻修及重建等手段，不可避免的产生大量废旧沥青混合料rap(reclaimedasphaltpavement，rap)。传统的道路养护修建过程中，rap会被抛弃闲置，不仅占用土地资源，而且造成极大的资源浪费和严重的环境污染。申请号为201620279711.1的中国实用新型专利公开了一种温再生沥青路面，其自下而上依次包括基层、温再生沥青混凝土下面层、改性乳化沥青粘层、温再生沥青混凝土中面层、改性乳化沥青粘层和沥青混凝土上面层。该实用新型的路面结构，中面层为ac-20(rap掺量为40％)、下面层为ac-25(rap掺量为57％)有效回收利用了rap，减少了新集料的开采及使用比例，但仍会对rap及新集料进行加热，产生一定的能耗，且rap的掺配比例也不高。技术实现要素：根据上述现有技术的缺点和不足，本实用新型的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或者多个。一种高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构，包括沥青混凝土面层，所述沥青混凝土面层由上至下包括sbs改性沥青混凝土路面上面层、高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层和高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层。优选的是，所述sbs改性沥青混凝土路面上面层为细粒式沥青混凝土sma-13，厚度为4-6cm。上述任一方案优选的是，所述细粒式沥青混凝土sma-13动态模量取值为7500-12000mpa。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层为中粒式沥青混凝土ac-16，厚度为6-8cm。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层rap掺量为50％-100％。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层动态模量取值为8000-11000mpa。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层为粗粒式沥青混凝土ac-20，厚度为8-12cm。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层rap掺量为70％-100％。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层动态模量取值为10000-12000mpa。上述任一方案优选的是，所述中、下面层沥青混凝土层中的沥青均采用水性丙烯酸改性乳化沥青。上述任一方案优选的是，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构还包括水泥稳定碎石基层以及石灰粉煤灰稳定土底基层，所述水泥稳定碎石基层位于所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层之下，所述石灰粉煤灰稳定土底基层位于所述水泥稳定碎石基层之下。上述任一方案优选的是，所述水泥稳定碎石基层厚度为20-45cm，动态模量取值为14000-20000mpa。上述任一方案优选的是，所述石灰粉煤灰稳定土底基层厚度为15-20cm，动态模量取值为5000-7000mpa。本实用新型的高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构其沥青混凝土面层的中面层和下面层采用rap为原料，将原有rap进行再生为可利用的再生集料，通过添加水性丙烯酸改性沥青，有效提高rap的使用掺量，降低道路建设成本，同时改善冷再生混合料的路用性能，扩大其在道路结构中的应用层位，延长道路使用寿命。附图说明图1为按照本实用新型的高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构的一优选实施例的示意图；图中标号1表示sbs改性沥青混凝土路面上面层，标号2表示高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层；标号3表示高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层；标号4表示水泥稳定碎石基层；标号5表示石灰粉煤灰稳定土底基层。具体实施方式为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明。实施例1如图1所示，一种高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构，包括沥青混凝土面层，所述沥青混凝土面层由上至下包括sbs改性沥青混凝土路面上面层1、高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层2和高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层3。在本实施例中，所述sbs改性沥青混凝土路面上面层1为细粒式沥青混凝土sma-13层，厚度为4-6cm。在本实施例中，所述细粒式沥青混凝土sma-13层动态模量取值为7500-12000mpa。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层2为中粒式沥青混合料ac-16层，厚度为6-8cm。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层2rap掺量为50％-100％。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层2动态模量取值为8000-11000mpa。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层3为粗粒式沥青混合料ac-20层，厚度为8-12cm。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层3rap掺量为70％-100％。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层3动态模量取值为10000-12000mpa。在本实施例中，所述沥青混凝土面层为采用水性丙烯酸为改性材料的改性乳化沥青层。在本实施例中，所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构还包括水泥稳定碎石基层4以及石灰粉煤灰稳定土底基层5，所述水泥稳定碎石基层4位于所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层3之下，所述石灰粉煤灰稳定土底基层5位于所述水泥稳定碎石基层4之下。在本实施例中，所述水泥稳定碎石基层厚度4为20-45cm，模量取值为14000-20000mpa。在本实施例中，所述石灰粉煤灰稳定土底基层5厚度为15-20cm，模量取值为5000-7000mpa。实施例2一种高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构，所述路面结构的各层的厚度，应在满足规范的基本要求的情况下，尽量减小，以节省工程成本。如某新建一级公路位于ii4区，其路面设计年限为15年，路基土质为中液限粘性土，路床距地下水位2.7米。根据交通调查，交通量年平均增长率为6.5％，方向系数和车道系数分别为0.55和0.5，初始年大型客车和货车的双向年平均日交通量为3500辆/日，设计使用年限内设计车道大型客车和货车交通量为8.5*105辆，路面交通设计荷载等级为重交通荷载等级。各车辆类型的满载车比例如表1所示。进行轴载换算后得，15年内当量累计标准轴载作用次数为1.375*109(验算无机结合料稳定层层底拉应力时)和2.1*107(验算沥青混合料永久变形量时)。表1各车辆类型的满载车比例根据以上设计数据，设计本实用新型的高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生路面结构如表2所示，其sbs改性沥青混凝土路面上面层，即细粒式沥青混凝土sma-13层厚度为4cm，动态压缩模量取值为11000mpa，泊松比为0.25；所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土中面层，即中粒式沥青混合料ac-16层，rap掺量为50％，厚度为6cm，模量取值为10300mpa，泊松比为0.25；所述高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混凝土下面层，即粗粒式沥青混合料ac-20层，rap掺量为75％，厚度为8cm，模量取值为11400mpa，泊松比为0.25；所述水泥稳定碎石基层，厚度为25cm，模量取值为19000mpa，泊松比为0.25；所述石灰粉煤灰稳定土底基层，厚度为18cm，模量取值为5000mpa，泊松比为0.25。表1路面结构模型路面结构层模量(mpa)各层厚度(cm)泊松比细粒式沥青混凝土sma-13层1100040.25中粒式沥青混凝土ac-16层1030060.25粗粒式沥青混凝土ac-20层1140080.25水泥稳定碎石基层19000250.25石灰粉煤灰稳定土底基层5000180.25根据《公路沥青路面设计规范》(jtgd50-2017)，采用公路路面设计程序系统(hpds2011)计算水泥稳定碎石基层层底拉应力为nf2＝9.690*109，石灰粉煤灰稳定土底基层层底拉应力为nf2＝1.432*109，两者均满足设计年限内当量累计标准轴载作用次数要求；计算沥青混合料层永久变形量ra＝7.36mm，满足沥青混合料层容许永久变形量rar＝15mm的要求；计算沥青面层低温开裂指数ci＝2.7条，满足沥青面层容许低温开裂指数cir＝3条的要求。此外，路面结构总厚度h＝61cm，满足路面最小防冻厚度h＝50cm的要求。经实践，本实用新型的再生集料沥青混凝土路面结构的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗疲劳性能等各项路用性能指标均满足规范的相关要求。相比于传统路面结构，高rap掺量水性丙烯酸改性乳化沥青冷再生混合料路面结构中的中面层及下面层采用冷拌冷铺的工艺，不仅简化了施工工序，降低了工程费用，而且减少了对环境的污染，节省了大量的天然资源。需要说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应该理解：其可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。当前第1页12