[发明专利]一种复合式路面结构设计方法、装置、设备和制作方法

说明书

本发明公开了一种复合式路面结构设计方法，该方法包括：取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限；根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量；采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构。本发明将RAP混凝土用于HMA/PCC复合式路面结构体系，正好可以扬长避短，发挥其优良抗弯拉性能，且规避其抗冲击和磨耗性能差的缺点。

技术领域

本发明涉及复合式路面结构领域，特别涉及一种复合式路面结构设计方 法、装置、设备和制作方法。

背景技术

复合式路面结构刚柔结合，是耐久性路面结构类型，其中水泥混凝土层 (PCC)位于下层，主要起承载的作用，沥青混凝土层(HMA)位于上层，具 有较好的平整度和行车效果，发挥功能性作用，且缓冲行车荷载和气候因素对 水泥混凝土层的影响，能大大减少以往水泥路面板接缝处冲蚀、唧泥、脱空、 断板和错台等病害。设计要求PCC层抗疲劳开裂和耐久，HMA层具有较好的 路表使用性能和安全性。

沥青路面回收材料(RAP)可以用于生产混凝土，且研究表明掺入RAP 能够增大混凝土的韧性和塑形变形能力，提高混凝土板的抗裂性能，适合用于 公路水泥混凝土路面板。然而RAP混凝土抗压强度小于同等水泥用量的普通 水泥混凝土，磨损量相对较大，且随着RAP掺量增大，混凝土抗压强度逐渐 降低和磨损量逐渐增大，从而导致RAP混凝土抗行车荷载冲击和磨耗性能不 足，不适合用于公路水泥混凝土路面的表面层。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种复合式路面结构设计方法、 装置、设备和制作方法。

本发明实施例提供一种复合式路面结构设计方法，包括：

取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作 为沥青混凝土层HAM的厚度上限；

根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力 原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；

根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路 面回收材料RAP的最大掺量；

采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；

根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、 最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构；

其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括： 沥青路面回收材料RAP。

在一个具体实施例中，所述沥青混凝土层HAM的厚度上限的确定，具体 包括：

当沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时，通过下式，确定沥青 混凝土层HAM的厚度上限；其中，通过试验获得沥青混凝土的永久变形量；

R_a＝-0.083d²+2.987d-7.134

R_a＜R’_a

式中：R_a——永久变形量，mm；

R’_a——容许永久变形量，mm；

d——沥青层厚度，mm。