阅读说明：本技术 一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面 (Ultrahigh-ductility concrete stress absorbing layer asphalt pavement ) 是由 余江滔 于 2020-06-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面,包括从下至上依次铺设的垫层、底基层、基层、应力吸收层及面层；所述垫层为不易冻胀粒料；所述底基层为石灰-粉煤灰稳定碎石；所述基层为水泥稳定碎石；所述应力吸收层为超高延性混凝土；所述面层为密集配沥青混凝土。与现有技术相比,本发明利用超高延性混凝土的高韧性和高耗能能力,使其作为应力吸收层设置在沥青路面的基层与面层之间,可有效控制反射裂缝的产生与发展,改善路面抗疲劳性能,减少水损害,提高路面的的力学性能和使用寿命,减少其维修频率。(The invention relates to an ultra-high ductility concrete stress absorbing layer asphalt pavement, which comprises a cushion layer, a subbase layer, a base layer, a stress absorbing layer and a surface layer which are sequentially paved from bottom to top; the cushion layer is a difficult frost heaving granule; the subbase layer is lime-fly ash stabilized macadam; the base layer is made of cement stabilized macadam; the stress absorption layer is made of ultra-high ductility concrete; the surface layer is made of dense asphalt concrete. Compared with the prior art, the invention utilizes the high toughness and high energy consumption capability of the ultra-high ductility concrete as the stress absorption layer to be arranged between the base layer and the surface layer of the asphalt pavement, can effectively control the generation and development of reflection cracks, improve the fatigue resistance of the pavement, reduce water damage, improve the mechanical property and the service life of the pavement and reduce the maintenance frequency of the pavement.)

一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面

技术领域

本发明交通运输工程领域，具体涉及一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面。

背景技术

为适应经济发展与需求，高等级公路开始大量采用半刚性基层沥青路面的结构形式。相比于传统的泥结碎石及级配砾石基层沥青路面，采用无机结合料的半刚性基层沥青路面具有较好的水稳定性、较高的强度和承载能力以及较大的刚度等优点。随着半刚性基层沥青路面的广泛使用，此种路面的裂缝问题越来越严重。

经相关研究，半刚性沥青路面裂缝的产生原因大致可以分为疲劳裂缝、温度裂缝以及反射裂缝三种，其中由于反射裂缝而产生路面开裂的比例常常超过50％，成为此类路面产生裂缝的主要原因。反射裂缝是指，半刚性基层材料在温度及湿度变化的情况下容易产生干缩裂缝和温缩裂缝，于上端沥青面层处产生应力集中，并在车辆荷载与雨水渗透的作用下，由下而上在沥青面层上产生的裂缝。如何解决半刚性沥青路面的反射裂缝，是道路管养中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决半刚性沥青路面因反射裂缝造成路面破裂和渗水的问题，而提供一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面，包括从下至上依次铺设的垫层、底基层、基层、应力吸收层及面层；

所述垫层为不易冻胀粒料；

所述底基层为石灰-粉煤灰稳定碎石；

所述基层为水泥稳定碎石；

所述应力吸收层为超高延性混凝土；

所述面层为密集配沥青混凝土。

本发明利用超高延性混凝土的高韧性，使其作为应力吸收层设置在沥青路面的基层与面层之间，可以有效控制反射裂缝的产生与发展，改善路面抗疲劳性能，减少水损害，提高路面的的力学性能和使用寿命，减少其维修频率。

优选地，所述不易冻胀粒料是细料含量为6～10wt％的砾类土。

优选地，所述垫层厚度为15-25cm，所述垫层铺至与路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定。

优选地，所述石灰-粉煤灰稳定碎石中石灰含量为6～10wt％，粉煤灰含量为10～15wt％，7d强度为0.6～1MPa。优选地，所述底基层厚度为15-25cm。

优选地，所述水泥稳定碎石中水泥含量为3～6wt％，7d强度为2～6MPa。优选地，所述基层厚度为20-30cm。

优选地，所述应力吸收层厚度为2cm～5cm，既可以有效地分散裂缝，也可以控制工程造价，所述超高延性混凝土抗拉强度大于3MPa，轴向拉伸延伸率不小于3％，抗压强度介于10MPa～60MPa。

优选地，所述面层厚度为10-20cm，所述密集配沥青混凝土型号为AC-13，所述密集配沥青混凝土中沥青占矿料的质量比为5.6％，矿粉质量含量为4.5％，孔隙率为5％；1～1.5cm碎石、0.5～1cm碎石、0.3～0.8cm碎石以及石屑的质量比例分别是：22％、23％、13％和42％。

本发明的原理为，如图2所示，反射裂缝从垫层开始向上发展，经过由底基层和半刚性基层，其裂缝宽度依然巨大，这样的裂缝会导致沥青混合料面层被撕裂。路面工程中常用的沥青混合料面层的拉伸变形延伸率约为0.1％～0.2％，这也是沥青路面寿命少，需要反复维修的原因。如图3所示，本发明将一定厚度的超高延性混凝土应力吸收层加入在沥青混合料面层和半刚性基层之间，通过超高延性混凝土应力吸收层将宽度大的裂缝分散成宽度不足0.2mm的细小裂缝，这样程度的裂缝不会于沥青混合料面层造成开裂，因此解决了反射裂缝造成的路面破裂和渗水现象。

附图说明

图1是超高延性混凝土应力吸收层沥青路面结构的结构示意图；

图中：1-垫层；2-底基层；3-基层；4-应力吸收层；5-面层；

图2是普通沥青路面裂缝的示意图；

图3是超高延性混凝土应力吸收层分散沥青路面裂缝的示意图；

图4是超高延性混凝土应力吸收层分散沥青路面裂缝的原理图；

图5是不同的超高延性混凝土应力吸收层对于沥青路面的应变的影响。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面，如图1，包括从下至上依次铺设的垫层1、底基层2、基层3、应力吸收层4及面层5；所述垫层1是不易冻胀的粒料；所述底基层2是石灰-粉煤灰稳定碎石；所述基层3是水泥稳定碎石；所述应力吸收层4是超高延性混凝土；所述面层5是密集配沥青混凝土。

其中，垫层1厚度为20cm，所使用不易冻胀粒料是细料含量为6％的砾类土；垫层1应铺至路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定。

底基层2厚度为20cm，所使用石灰-粉煤灰稳定碎石中石灰含量为6％，粉煤灰含量为10％，7d强度约为0.6～1MPa。

基层3厚度为25cm，所使用水泥稳定碎石中水泥含量为3％，7d强度约为2～6MPa。

应力吸收层4厚度为2cm，所述超高延性混凝土，由包括以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥700份，粉煤灰600份，河砂500份，水350份，增稠剂1.0份，减水剂3份。超高分子量聚乙烯纤维20份，纤维强度为2.9GPa，弹性模量为116GPa，断裂伸长率为2.42％，密度为0.97g/m³。

面层5厚度为15cm，所使用密集配沥青混凝土型号为AC-13，其沥青混凝土油石比为5.6％，矿粉含量为4.5％，孔隙率为5％；1～1.5cm碎石、0.5～1cm碎石、0.3～0.8cm碎石以及石屑的比例分别是：22％、23％、13％和42％。

经测试，在间接拉伸试验模拟温度下降导致反射裂缝的加载条件下，相比于无应力吸收层的沥青路面结构，添加了超高延性混凝土应力吸收层的路面结构沥青层底部塑性应变减少了60％左右，将大裂缝分散成了宽度不足0.2mm的细小裂缝，这样程度的裂缝不会于沥青混合料面层造成开裂，有效阻止了半刚性基层裂缝向上发展。具有良好的防治反射裂缝效果，减少了路面破裂和渗水现象，具体原理如图3、图4。

实施例2

一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面，如图1，包括从下至上依次铺设的垫层1、底基层2、基层3、应力吸收层4及面层5；所述垫层1是不易冻胀的粒料；所述底基层2是石灰-粉煤灰稳定碎石；所述基层3是水泥稳定碎石；所述应力吸收层4是超高延性混凝土；所述面层5是密集配沥青混凝土。

其中，垫层1厚度为20cm，所使用不易冻胀粒料是细料含量为6％的砾类土；垫层1应铺至路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定。

底基层2厚度为20cm，所使用石灰-粉煤灰稳定碎石中石灰含量为6％，粉煤灰含量为10％，7d强度约为0.6～1MPa。

基层3厚度为25cm，所使用水泥稳定碎石中水泥含量为3％，7d强度约为2～6MPa。

应力吸收层4厚度为3cm，所述超高延性混凝土，由包括以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥700份，粉煤灰600份，河砂500份，水350份，增稠剂1.0份，减水剂3份。超高分子量聚乙烯纤维20份，纤维强度为2.9GPa，弹性模量为116GPa，断裂伸长率为2.42％，密度为0.97g/m³。

面层5厚度为15cm，所使用密集配沥青混凝土型号为AC-13，其沥青混凝土油石比为5.6％，矿粉含量为4.5％，孔隙率为5％；1～1.5cm碎石、0.5～1cm碎石、0.3～0.8cm碎石以及石屑的比例分别是：22％、23％、13％和42％。

经测试，在间接拉伸试验模拟温度下降导致反射裂缝的加载条件下，相比于无应力吸收层的沥青路面结构，添加了超高延性混凝土应力吸收层的路面结构沥青层底部塑性应变减少了67％左右，将大裂缝分散成了宽度不足0.2mm的细小裂缝，这样程度的裂缝不会于沥青混合料面层造成开裂，有效阻止了半刚性基层裂缝向上发展。具有良好的防治反射裂缝效果，减少了路面破裂和渗水现象，具体原理如图3、图4。

实施例3

一种超高延性混凝土应力吸收层沥青路面，如图1，包括从下至上依次铺设的垫层1、底基层2、基层3、应力吸收层4及面层5；所述垫层1是不易冻胀的粒料；所述底基层2是石灰-粉煤灰稳定碎石；所述基层3是水泥稳定碎石；所述应力吸收层4是超高延性混凝土；所述面层5是密集配沥青混凝土。

其中，垫层1厚度为20cm，所使用不易冻胀粒料是细料含量为6％的砾类土；垫层1应铺至路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定。

底基层2厚度为20cm，所使用石灰-粉煤灰稳定碎石中石灰含量为6％，粉煤灰含量为10％，7d强度约为0.6～1MPa。

基层3厚度为25cm，所使用水泥稳定碎石中水泥含量为3％，7d强度约为2～6MPa。

应力吸收层4厚度为4cm，所述超高延性混凝土，由包括以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥700份，粉煤灰600份，河砂500份，水350份，增稠剂1.0份，减水剂3份。超高分子量聚乙烯纤维20份，纤维强度为2.9GPa，弹性模量为116GPa，断裂伸长率为2.42％，密度为0.97g/m³。

面层5厚度为15cm，所使用密集配沥青混凝土型号为AC-13，其沥青混凝土油石比为5.6％，矿粉含量为4.5％，孔隙率为5％；1～1.5cm碎石、0.5～1cm碎石、0.3～0.8cm碎石以及石屑的比例分别是：22％、23％、13％和42％。

综上所述，经测试在间接拉伸试验模拟温度下降导致反射裂缝的加载条件下，相比于无应力吸收层的沥青路面结构，添加了超高延性混凝土应力吸收层的路面结构沥青层底部塑性应变减少了68％左右，如图5所示，将大裂缝分散成了宽度不足0.2mm的细小裂缝，这样程度的裂缝不会于沥青混合料面层造成开裂，有效阻止了半刚性基层裂缝向上发展。具有良好的防治反射裂缝效果，减少了路面破裂和渗水现象。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。