[发明专利]一种路用复合式仿生抗裂层及其施工方法

说明书

本发明提供一种路用复合式仿生抗裂层,包括从下到上依次设置的高延性水泥基复合材料层和复合土工布层，所述高延性水泥基复合材料层内预埋有双向土工格栅，所述土工格栅的网格节点处上下均设置有垂直于土工格栅的插接杆，所述复合土工布层由多层土工布复合而成，且从上至下各层土工布内对应线在水平面内按同一方向偏移一定角度。本发明通过这些结构的相互协同配合，最终形成了类似螳螂虾附足结构的路面用抗裂层，该抗裂层具有良好的应力吸收和应力扩散能力，抗冲击性能优异，抗裂性优异，能够有效抑制反射裂缝的发生。

技术领域

本发明涉及沥青路面领域，具体涉及一种路用复合式仿生抗裂层及其施工方法。

背景技术

沥青路面具有强度高、稳定性好、行车舒适等优势，是我国高等级路面的主要结构形式。沥青路面的特点为基层强度、刚度大，但抗变形能力不足。在温、湿度变化作用下，极易出现基层开裂的现象。因面层、基层紧密连接，基层开裂程度较大时，在基层裂缝与面层对应部位，将出现底部开裂现象，此时经行车荷载不断碾压，裂缝将持续向上发展，并形成反射裂缝。此类裂缝的产生，极易损坏路面结构。已有的缓解反射裂缝方法，例如增加面层厚度、设置裂缝缓解层、半刚性基层预锯缝等，存在着高造价、施工难度高、国产材料技术标准及质量不达标，抗反射裂缝效果不明显以及过早失效等一些问题。

在生物科学领域中，发现螳螂虾的附足结构具有很高的抗冲击性能，螳螂虾攻击的速度可达14-23m/s，角速度可达670-990rad/s，加速度可达65-104km/s²，相当于0.22英寸(合5.588毫米)口径的手枪子弹，由于附足的快速冲击作用与水发生的摩擦，引起十分巨大的冲击作用。后续研究发现，螳螂虾的附足结构之所以具有如此高的抗冲击性能，是由于螳螂虾附足外部是非常坚硬的高度矿化结构，而附足内部是多层螺旋状排列的几丁质纤维束，能够将冲击能量扩散到各个区域，减少冲击带来的破坏影响。

因此，基于螳螂虾附足所具有的坚硬外壳加多层纤维的独特结构，本发明研发了一种适合沥青路面使用的路用复合式仿生抗裂层，该抗裂层具有良好的应力吸收和应力扩散能力，抗冲击性能优异，抗开裂性优异，是一种能够高效抑制路面反射裂缝的抗裂路面结构，能够和其他结构层协同，更好地延长路面使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有良好的应力吸收和应力扩散能力，抗冲击性能优异，抗开裂性优异的路用复合式仿生抗裂层，同时提供了该抗裂层的施工方法。

本发明提供的路用复合式仿生抗裂层,包括从下到上依次设置的高延性水泥基复合材料层和复合土工布层，所述高延性水泥基复合材料层内预埋有双向土工格栅，所述土工格栅的网格节点处上下均设置有垂直于土工格栅的插接杆，所述复合土工布层由多层土工布复合而成，且从上至下各层土工布内对应线在水平面内按同一方向偏移一定角度。

所述双向土工格栅由横向格栅条和纵向格栅条纵横交错形成，具有若干单元网格，网格节点指横向格栅条与纵向格栅条相交的位置；所述插接杆的截面呈矩形、三角形、T形或其它异形结构，可以考虑在插接杆的外侧设置多组用于加强连接的倒刺结构，可通过焊接的方式将插接杆连接到土工格栅的网格节点上下侧，使插接杆与土工格栅形成一体结构，也可以采用一体成型的方式制备带插接杆的土工格栅，提高连接强度。在水平面内按同一方向偏移的“同一方向”指同一顺时针方向或同一逆时针方向；以四层土工布复合制备复合土工布层为例，以第一层土工布经线为准线，铺设时，第二层土工布经线顺时针旋转30°，第三层土工布经线顺时针旋转60°，第四层土工布经线顺时针旋转90°，与第一层土工布纬线方向重合，通过这种方式铺设形成的复合土工布层形成多层螺旋状结构。