一种沥青混凝土路面结构及其铺装方法与流程

本发明涉及道路工程，尤其涉及一种沥青混凝土路面结构及其铺装方法。

背景技术：

1、沥青路面的性能易受交通载荷的程度和季节温度变化的影响，在重载交通的情况下，低温会造成材料收缩进而导致硬度增加，沥青路面会出现不同程度的裂缝，高温则会导致车辙的出现。

2、为了解决上述问题，pet作为粘度增稠剂被应用至沥青改性剂中，如专利cn103881163b中采用了pet作为聚合物基体之一，得到了能够提高路用沥青的塑性、软化点及回弹性的沥青改性剂，但其同时也采用了其他众多聚合物进行配合使用，显著增加了成本，而且当前pet回收物的回收量大，如何将pet废旧塑料更多地应用到道路工程领域也越来越重要，如cn104830032b中公开了一种沥青温度性能增强剂，其中将pet废旧塑料与硬质沥青混合，由于过多的pet回收物添加会导致低温抗裂性能变弱，因此，在该技术中还添加聚合物基无机粒子，用于保持路面的低温抗裂性能不下降，但该聚合物基无机粒子使用量大，成本高，导致该沥青温度性能增强剂的能够适应的路面结构十分有限。

3、鉴于此，提出本发明。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种沥青混凝土路面结构及其铺装方法，通过使用特定的沥青改性剂，并结合路面结构的设计，实现pet回收物利用率高、改善路面低温抗开裂、减少车辙问题以及提高路面的耐用性，另外，本发明的路面结构可以减薄，这对于缓解随着基础设施的发展而逐渐显现的石料短缺问题具有十分重要的意义。

2、具体地，本发明提供一种沥青混凝土路面结构，自上而下为1.5～2.5cm的抗滑磨耗层、粘结层、5～8cm抗车辙承重层、1.5～2cm的抗疲劳应力吸收层、透层和基层；

3、所述抗车辙承重层中含有由pet回收物、sbs、异氰酸酯和增容剂为主要组分形成的沥青改性剂。

4、pet回收物由于是回收的pet，其在加工过程中，易于发生降解及杂质的掺入，这会影响其使用性能，与其他常用的抗车辙剂原材相似，在提高混合料的动稳定度时，会出现低温开裂性和抗疲劳性能降低的情形，该性能的影响程度随着沥青改性剂中pet回收物的含量增加，会更加明显，本发明在试验中发现，当在含有pet回收物的沥青改性剂中加入一定量的异氰酸酯，其会引发pet回收物的扩链反应，尤其能够使该沥青改性剂对沥青混合料抗车辙性能的作用显著提升，而且，与sbs经过挤出形成共混合金体系，能够充分发挥该沥青改性剂对沥青混合料低温开裂性和抗疲劳性能的提高作用，且随着pet回收物的使用量增加，抗车辙性能、抗裂性能及抗疲劳性能的作用大幅提升。在将该沥青改性剂用于路面结构中的抗车辙承重层中时，相较于传统的4cmac-13沥青混凝土+6cmac-20沥青混凝土+8cmac-25沥青混凝土面层设计，本发明可以减薄6.5cm以上，有利于降低碳排放、节约不可再生资源，为发展绿色经济、节能高效、品质提升的路面建设和养护技术奠定基础，助力道路行业早日实现碳达峰、碳中和的目标；而且由于本发明的方法所使用的聚合物原料中可以兼容大量的pet回收物，实现了资源的综合利用，环保绿色，具有突出的技术贡献。

5、本发明中该沥青改性剂呈颗粒状或者粉状形态，其粒径为4mm以下，使用方便，适用范围广。

6、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，按重要份数计，pet回收物、sbs和异氰酸酯的份数依次为:53～65份、20～47份和0.8～1.2份。

7、在试验中发现，沥青改性剂中含有上述重量份的pet回收物、sbs和异氰酸酯时，对沥青混合料的性能改性最佳，路面结构的耐久性更好。

8、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，还包括pp，所述pp和所述pet回收物的质量比为10:53～65。

9、通过加入一定质量的pp，可以使该沥青改性剂的耐冲击性能及加工性能提高，易于将各组分充分共混反应形成综合性能优异的复合改性剂，提高路面结构的强度及抗裂性能。

10、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，增容剂为为sbs-g-ma、和pp-g-ma的混合物，二者的质量之比优选为5:1～3。

11、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，pet回收物的粘度为≥0.5dl/g。

12、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，所述抗车辙承重层是由所述沥青改性剂、沥青和第二矿料构成的改性沥青混凝土形成，其中，所述沥青改性剂与所述第二矿料的质量比为3～5:89～95，所述沥青与所述第二矿料的质量比为2～6:89～95。

13、本发明中的沥青可以为基质沥青、sbs改性沥青或者橡胶沥青。第二矿料由集料和矿粉组成。级配为ac-16、ac-20或者ac-25。

14、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，抗滑磨耗层的空隙率为10～15％，降低噪音3～5db。

15、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，所述抗疲劳应力吸收层是由质量比为5～10:90～95的高黏高弹改性沥青和第三矿料构成，其中，高黏高弹改性沥青的弹性恢复率≥99％，5℃延度≥55cm，老化后5℃延度≥40cm。

16、根据本发明提供的沥青混凝土路面结构，粘结层为固含量≥50％且粘结强度≥1.0mpa的水性高分子改性乳化沥青粘结层，其在所述路面结构中的用量为0.5～1kg/m2；

17、和/或，透层为改性乳化沥青或者乳化沥青，其在所述路面结构中的用量为0.5～1kg/m2。

18、本发明还提供如上所述的沥青混凝土路面结构的铺装方法，包括:

19、形成基层；

20、在基层上撒布透层材料；

21、待所述透层材料破乳后，进行抗疲劳应力吸收层的摊铺碾压；

22、在成型好的所述抗疲劳应力吸收层上进行抗车辙承重层的摊铺碾压；

23、在所述抗车辙承重层上形成粘结层；

24、在所述粘结层上进行抗滑磨耗层的摊铺碾压，即得。

25、本发明提供的一种沥青混凝土路面结构及其铺装方法，通过采用含有由pet回收物、sbs、pp、异氰酸酯和增容剂为主要组分的沥青改性剂的抗车辙承重层，在实现高的pet回收物利用率的同时还显著减少车辙问题以及提高路面的耐用性，改善路面低温抗开裂，经测试，抗车辙承重层中沥青混凝土的动稳定度(70℃，1mpa)大于10000次/mm，而路面结构在重载交通条件下，沥青上面层使用寿命不少于15年，其它结构层使用寿命不少于30年的耐久性路面结构，大幅度提高路面使用寿命，降低后期道路养护费用30％以上，能够提高磨耗层的寿命周期成本-效益比；基于该抗车辙承重层的特别设计，还使路面结构大大减薄。

技术特征：

1.一种沥青混凝土路面结构，其特征在于，自上而下为1.5～2.5cm的抗滑磨耗层、粘结层、5～8cm抗车辙承重层、1.5～2cm的抗疲劳应力吸收层、透层和基层；

2.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，按重要份数计，pet回收物、sbs和异氰酸酯的份数依次为:53～65份、20～47份和0.8～1.2份。

3.根据权利要求1或2所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，还包括pp，所述pp和所述pet回收物的质量比为10:53～65。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，增容剂为sbs-g-ma和pp-g-ma的混合物，二者的质量之比优选为5:1～3。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，pet回收物的粘度为≥0.5dl/g。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述抗车辙承重层是由所述沥青改性剂、沥青和第二矿料构成的改性沥青混凝土形成，其中，所述沥青改性剂与所述第二矿料的质量比为3～5:89～95，所述沥青与所述第二矿料的质量比为2～6:89～95。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，抗滑磨耗层的空隙率为10～15％，降低噪音3～5db。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，所述抗疲劳应力吸收层是由质量比为5～10:90～95的高黏高弹改性沥青和第三矿料构成，其中，高黏高弹改性沥青的弹性恢复率≥99％，5℃延度≥55cm，老化后5℃延度≥40cm。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的沥青混凝土路面结构，其特征在于，粘结层为固含量≥50％且粘结强度≥1.0mpa的水性高分子改性乳化沥青粘结层，其在所述路面结构中的用量为0.5～1kg/m2；

10.权利要求1～9中任一项所述的沥青混凝土路面结构的铺装方法，其特征在于，包括:

技术总结
本发明涉及道路工程技术领域，提供一种沥青混凝土路面结构及其铺装方法，该沥青混凝土路面结构自上而下为1.5～2.5cm的抗滑磨耗层、粘结层、5～8cm抗车辙承重层、1.5～2cm的抗疲劳应力吸收层、透层和基层；所述抗车辙承重层中含有由PET回收物、SBS、LDPE、异氰酸酯和增容剂为主要组分的沥青改性剂。该路面结构易于铺装，使路面结构大大减薄，在实现高的PET回收物利用率的同时还显著减少车辙问题以及提高路面的耐用性，改善路面低温抗开裂，路面结构在重载交通条件下，沥青上面层使用寿命不少于15年，其它结构层使用寿命不少于30年的耐久性路面结构，大幅度提高路面使用寿命。

技术研发人员：丁润铎,张艳君,赵立东,贾晓鹏,孟宪东,范勇军
受保护的技术使用者：中路交建（北京）工程材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14