[发明专利]一种耐久型新型复合材料路基路面结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种耐久型新型复合材料路基路面结构及其施工方法。实现了建立一种有别于当前高等级道路普遍采用的半刚性基层沥青路面结构。采用一种具有纯天然特性的弹性模量高、强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀的新型复合材料，玄武岩纤维沥青混凝土为面层。基层采用具有柔性特点的级配稳定碎石，能够抑制反射裂缝、改善上下层材料温湿状态，提高了基层材料的抗裂性能，抑制了工后路面反射裂缝的出现，有效地解决了后期路面开裂和耐久性问题，显著降低反射裂缝的扩展和路面沉降变形，有良好的经济效益和社会效益。

技术领域：

本发明涉及发明一种耐久性新型复合材料全新结构的路基路面结构及其施工方法。采用玄武岩纤维沥青混凝土这种高弹性、高模量、强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀的新型复合材料作为路面层，基层采用水泥稳定砂砾，通过在设计年限内，满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。

背景技术：

我国目前在建或已经完成的高速公路和一级公路(合称为高等级公路)大多采用半刚性基层沥青路面结构。高等级公路设计使用年限15年，二级公路为12年，三级公路为10年，四级公路为8年。高等级公路所采用半刚性基层沥青路面结构的基本结构如表1所示。

表1半刚性路基路面结构参数

实践表明这种沥青路面早期破坏现象的普遍存在，半刚性基层而引发的道路病害包括：①路面出现各种反射裂缝。②密实的半刚性基层使水滞留于基层顶面，在车辆交通荷载作用下形成动水挤压力，造成基层的水损、唧浆。③半刚性基层在重载交通作用下很容易出现早期疲劳破坏。由此暴露出这种做法在路面材料设计和路面结构组合设计上的问题。具体表现在：众多的半刚性沥青路面结构的耐久性不过关，在使用过程路面结构与中基层的强度和模量会不断衰减，而且会受干湿循环和冻融循环的影响而降低，试验测试表明经过10次的冻融循环，强度只剩10～20％，达到设计寿命就意味着基层就必须重新修建，甚至很多高等级公路在重载交通下根本达不到设计使用年限就已经无法正常使用了。另外，当路面承受重载交通荷载的反复作用，路基下部结构的疲劳寿命会比上基层的短，从而导致路面的疲劳破坏首先从底基层开始。这种疲劳破坏更加严重，一旦破坏整个路面结构就得重新铺筑。这已经引起了很强烈的社会负面影响，从建设资金投入、道路使用、可持续发展和环境保护等方面也是不允许的。由此要求要确保路基路面的使用寿命达到设计要求，而且要尽量延长路面的使用寿命。

美国和西欧一些发达国家在总结早期高等级道路建设的实践经验的基础上，改变了原有半刚性基层沥青路面结构。目前国内已经开始着手进行沥青碎石基层的应用研究，开展长寿命沥青路面的科研课题的研究。

根据试验结果可知高模量路基结构可以明显增加道路基层的疲劳寿命，按照当前提出的“强基薄面”的设计理念，可以应用冲击压实技术实现高模量路基，增强路基半刚性基层的刚度与强度的同时，适当地减薄基层的厚度乃至面层厚度，通过改善路面结构提高路面的路用性能。从疲劳寿命方面来讲，纤维复合材料的韧性和抗疲劳性能要明显优于常用于路面结构的普通改性沥青混凝土，高性能新材料的使用能够有效阻止路面疲劳开裂。因此设计和使用高弹模量和韧性好的复合材料构成的路基路面结构将延长道路的使用寿命。

发明内容：

发明目的：为了解决上述存在的技术问题，提供一种耐久性很强的新型复合材料全新结构的路基路面结构及其施工方法。

技术方案：

一种耐久型新型复合材料路基路面结构，其特征在于：

该路基路面结构自顶层向下分别为：

细粒式BFAC表面层，沥青粘接层，粗粒式BFAC底面层，透层沥青粘接层，水泥稳定碎石层，级配碎石，夯实路基；

其中，所述BFAC为玄武岩纤维沥青混凝土；

所述BFAC中的纤维为短切玄武岩纤维，直径为20±1μm，长度为30～50mm；