沥青路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法 |
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| 申请号 | CN202311291321.7 | 申请日 | 2023-10-08 | 公开(公告)号 | CN117328310A | 公开(公告)日 | 2024-01-02 |
| 申请人 | 中国电建集团江西省水电工程局有限公司; | 发明人 | 刘小林; 李强; 孙亚茹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 沥青 路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法，涉及道路修护技术领域，其技术方案要点是，包括填充在接缝内的自流 粘合剂 ；铺设在 水 泥 混凝土 基层 上并将接缝完全 覆盖 的防裂层；覆盖在防裂层上并富有弹性的应 力 释放层， 应力 释放层上开设有多个与接缝长度方向相垂直的预留裂缝，各预留裂缝与接缝的 位置 相对应，每个预留裂缝内均填充有填料，填料在受压时会被挤爆并释放粘结物质； 沥青混凝土 面层 铺设在应力释放层上。该种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法能够有效地防止或延缓 水泥 混凝土基层的接缝给沥青面层造成的反射裂缝，提高沥青路面的使用性能和寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.沥青路面抑制反射裂缝的复合结构，用于抑制水泥混凝土基层(1)的接缝(101)给沥青混凝土面层(4)造成的反射裂缝，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 沥青路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法技术领域[0001] 本发明涉及道路修护技术领域，尤其是一种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法。 背景技术[0002] 沥青路面是一种广泛应用于公路、城市道路、机场等领域的高级路面，具有良好的使用性能和经济效益。然而，沥青路面也存在一些常见的病害，如裂缝、车辙、坑槽、泛油等，影响了路面的平整性、安全性和美观性，降低了路面的寿命和服务水平。 [0003] 其中，裂缝是沥青路面最主要的病害之一，它不仅会破坏路面的结构完整性，还会导致水分、空气和污染物渗入路面结构内部，加速路面的老化和损坏。裂缝的形成原因很多，主要包括温度应力、交通荷载、基层变形、材料老化、施工质量等因素。根据裂缝的走向和形态，可以将裂缝分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和反射裂缝等类型。 [0004] 反射裂缝是指在旧有的水泥混凝土路面或半刚性基层上加铺沥青面层后，由于下层材料的裂缝或接缝在温度变化或行车荷载的作用下，向上层沥青面层反射而形成的裂缝。反射裂缝会影响沥青路面的使用性能和寿命，因此需要采取一些防治措施。 [0005] 目前，防治反射裂缝的措施主要有以下几种： [0006] 改善沥青面层性能，选用低温变形能力高的优质沥青，并控制好沥青混合料的拌和质量和摊铺厚度。 [0007] 设置中间层或者加厚沥青面层，以减少或消除下层裂缝对上层的影响。 [0010] 然而，上述措施都存在一定的局限性和不足之处。例如： [0011] 改善沥青面层性能需要增加成本和施工难度，并且不能完全消除反射裂缝的可能性。 [0012] 设置中间层或者加厚沥青面层需要增加结构厚度和重量，并且对下层裂缝的位置和形态有较高的要求。 [0013] 应用改性沥青或其他添加剂需要专门的设备和技术，并且对原材料的质量和配比有较高的要求。 [0014] 灌缝或封缝需要定期维护和更换，并且对裂缝的宽度和深度有较高的要求。 [0015] 因此，本发明的目的是提供一种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法，能够有效地防止或延缓水泥混凝土基层的接缝给沥青面层造成的反射裂缝，提高沥青路面的使用性能和寿命。 发明内容[0016] 本发明的目的是提供一种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构及改造方法，能够有效地防止或延缓水泥混凝土基层的接缝给沥青面层造成的反射裂缝，提高沥青路面的使用性能和寿命。 [0017] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构，用于抑制水泥混凝土基层的接缝给沥青混凝土面层造成的反射裂缝，包括填充在所述接缝内的自流粘合剂；铺设在所述水泥混凝土基层上并将所述接缝完全覆盖的防裂层；覆盖在所述防裂层上并富有弹性的应力释放层，所述应力释放层上开设有多个与所述接缝长度方向相垂直的预留裂缝，各所述预留裂缝与所述接缝的位置相对应，每个所述预留裂缝内均填充有填料，所述填料在受压时会被挤爆并释放粘结物质；所述沥青混凝土面层铺设在所述应力释放层上。 [0020] 在一些实施例中，所述预留裂缝呈梭型，其最宽处的宽度为1‑5毫米。 [0022] 在一些实施例中，所述沥青混凝土面层内与所述接缝相对应的位置处设有加强肋，所述加强肋沿所述接缝的长度方向设置。 [0023] 在一些实施例中，所述加强肋设有至少两根，各所述加强肋相互独立且沿竖直方向分层设置； [0024] 所述加强肋呈向上或者向下拱起的拱形结构，相邻所述加强肋的拱起方向相反。 [0025] 一种沥青路面抑制反射裂缝的改造方法，包括以下步骤： [0026] S1、清理所述接缝； [0027] S2、在所述水泥混凝土基层上表面位于所述接缝两侧的位置处开设浅槽，再在所述浅槽内继续往下开设深槽； [0028] S3、向所述接缝内注入所述自流粘合剂，直至所述自流粘合剂从所述接缝内溢出并填满所述浅槽和所述深槽； [0029] S4、刮平、静置，直至所述自流粘合剂凝固； [0030] S5、分别将所述防裂层、所述应力释放层和所述沥青混凝土面层铺设在所述水泥混凝土基层上。 [0031] 综上所述，本发明具有以下有益效果： [0032] 通过在水泥混凝土基层的接缝内填充自流粘合剂，可以有效地封闭接缝，防止水分和污染物渗入，同时提高接缝的强度和稳定性，减少接缝的开合变化。 [0033] 通过在水泥混凝土基层上铺设防裂层，可以有效地隔离下层和上层的应力，防止下层裂缝向上层反射，同时增加路面结构的抗剪强度和抗疲劳性能。 [0034] 通过在防裂层上覆盖应力释放层，并在应力释放层上开设预留裂缝并填充填料，可以有效地释放下层和上层之间的应力集中，防止应力集中导致的反射裂缝，同时利用填料的自修复功能，实现路面结构的自动修复。 [0035] 通过在应力释放层上铺设沥青混凝土面层，并在沥青混凝土面层内设置加强肋，可以有效地提高路面结构的整体性能和承载能力，同时利用加强肋的拱形结构，以应对因接缝扩张或者变形而向上传递的剪切力。 [0036] 本发明的复合结构不仅可以有效地抑制反射裂缝的产生和扩展，还可以提高路面结构的耐久性、安全性和舒适性，延长路面结构的使用寿命和服务水平。 [0037] 本发明的改造方法不仅可以方便地应用于旧有的水泥混凝土路面或半刚性基层上加铺沥青面层的工程中，还可以节省材料和成本，简化施工工艺，缩短施工周期，而且通过在接缝两侧开设深浅不一的浅槽和深槽，使得在自流粘合剂凝固之后，将与浅槽和深槽之间形成齿状接触面，并且由于浅槽、深槽以及接缝内的自流粘合剂是一体凝固的，因此在凝固之后将构成“T”型结构，一方面可以将接缝堵住并对水泥混凝土基层进行粘合，另一方面能够将接缝两侧的水泥混凝土牢牢勾住，以抑制接缝进一步扩大。 附图说明 [0038] 图1为本发明的复合结构的整体结构图； [0039] 图2为本发明的复合结构的爆炸图； [0040] 图3为图2的A处的放大图； [0041] 图4为图2的B处的放大图； [0042] 图5为图2的C处的放大图。 [0043] 图中：1、水泥混凝土基层；101、接缝；102、浅槽；103、深槽；104、自流粘合剂；2、防裂层；3、应力释放层；301、预留裂缝；302、填料；4、沥青混凝土面层；401、加强肋。 具体实施方式[0044] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0045] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0046] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0047] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0048] 本发明提供了一种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构，用于抑制水泥混凝土基层1的接缝101给沥青混凝土面层4造成的反射裂缝，包括填充在接缝101内的自流粘合剂104，自流粘合剂104是一种具有良好流动性和粘结性能的液态材料，可以自动填充接缝101并与水泥混凝土基层1形成牢固的粘结。自流粘合剂104可以是水泥基、沥青基或者树脂基中的一种或者多种。例如，自流粘合剂104可以是由水泥、砂、水、膨胀剂和其他添加剂组成的水泥基自流平材料；也可以是由改性沥青、稀释剂和其他添加剂组成的沥青基自流平材料；还可以是由环氧树脂、固化剂和其他添加剂组成的树脂基自流平材料。本发明不限于上述例子，也可以采用其他类型或者组合的自流粘合剂104。 [0049] 该种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构还包括铺设在水泥混凝土基层1上并将接缝101完全覆盖的防裂层2，在一些实施例中，防裂层2包括土工织物、玻纤格栅、钢丝网中的一种或者多种。防裂层2可以有效地隔离下层和上层的应力，防止下层裂缝向上层反射，同时增加路面结构的抗剪强度和抗疲劳性能。防裂层2的制备方法如下：首先，在水泥混凝土基层1上涂刷一层改性乳化沥青作为粘结剂；然后，在改性乳化沥青未干之前，铺设土工织物、玻纤格栅或者钢丝网，并用压路机压实；最后，在土工织物、玻纤格栅或者钢丝网上再涂刷一层改性乳化沥青作为保护层。本发明不限于上述例子，也可以采用其他类型或者组合的防裂材料和制备方法。 [0050] 该种沥青路面抑制反射裂缝的复合结构还包括覆盖在防裂层2上并富有弹性的应力释放层3，沥青混凝土面层4铺设在应力释放层3上，沥青混凝土面层4采用间断级配骨架密实结构，具有高强度和高稳定性，应力释放层3上开设有多个与接缝101长度方向相垂直的预留裂缝301，各预留裂缝301与接缝101的位置相对应，每个预留裂缝301内均填充有填料302，填料302在受压时会被挤爆并释放粘结物质，在一些实施例中，应力释放层3由聚合物改性沥青和橡胶颗粒组成，其中聚合物改性沥青优选为SBS改性沥青或SBR改性沥青，橡胶颗粒优选为废旧轮胎橡胶颗粒或天然橡胶颗粒，应力释放层3具有良好的弹性和延展性，可以有效地释放下层和上层之间的应力集中，防止应力集中导致的反射裂缝。应力释放层3的制备方法如下：首先，将聚合物改性沥青和橡胶颗粒按一定的比例混合，加热至一定的温度，使其充分溶解和均匀分布；然后，将混合好的材料摊铺在防裂层2上，并用压路机压实； 最后，在应力释放层3上开设预留裂缝301，并向预留裂缝301内注入填料302。本发明不限于上述例子，也可以采用其他类型或者组合的应力释放材料和制备方法。 [0051] 在一些实施例中，预留裂缝301呈梭型，其最宽处的宽度为1‑5毫米，最好为5毫米。在温度变化或行车荷载作用导致接缝102扩张时，由于预留裂缝301与接缝101的长度方向相垂直，因此此时的预留裂缝301将沿着自身的长度方向被拉伸，其宽度在此时也将变窄，从而其内部的填料302将容易被挤爆并释放粘结物质，从而实现路面结构的自动修复。预留裂缝301的开设方法如下：首先，在应力释放层3上用划线器划出与接缝101长度方向相垂直的多条直线，并在直线上标出与接缝101相对应的位置；然后，在标出的位置处用切割机沿直线切割出预留裂缝301；最后，在预留裂缝301内注入填料302。本发明不限于上述例子，也可以采用其他形状或者尺寸的预留裂缝和开设方法。 [0052] 在一些实施例中，填料302由微胶囊、纳米纤维和环氧树脂组成。填料302具有良好的自修复功能和耐久性，可以有效地填充预留裂缝301，并且在受压时会被挤爆并释放粘结物质，从而实现路面结构的自动修复，其中微胶囊优选为壳聚糖微胶囊或聚氨酯微胶囊，纳米纤维优选为碳纳米管或石墨烯纳米带，环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。 [0053] 在一些实施例中，沥青混凝土面层4内与接缝101相对应的位置处设有加强肋401，加强肋401沿接缝101的长度方向设置。加强肋401可以有效地提高路面结构的整体性能和承载能力，同时利用加强肋401的拱形结构，以应对因接缝101扩张或者变形而向上传递的剪切力，加强肋401设有至少两根，本实施例中采用了五根加强肋401，各加强肋401相互独立且沿竖直方向分层设置，加强肋401呈向上或者向下拱起的拱形结构，相邻加强肋401的拱起方向相反。这样可以有效地分散和平衡接缝101对沥青混凝土面层4的影响，同时增加沥青混凝土面层4的抗裂性能，而且不同朝向的拱形结构能够应对不同方向的剪切力，从而大大提升了沥青混凝土面层4的强度，使沥青混凝土面层4不易开裂。加强肋401优选的制备方法如下：分层铺设沥青混凝土面层4，每铺设一层沥青混凝土面层4就放置一根加强肋401，如此逐层设置，直至完成整个沥青混凝土面层4的铺设。 [0054] 本发明还提供了一种沥青路面抑制反射裂缝的改造方法，包括以下步骤： [0055] S1、清理接缝101，去除接缝101内的杂物和松散物； [0056] S2、在水泥混凝土基层1上表面位于接缝101两侧的位置处开设浅槽102，再在浅槽102内继续往下开设深槽103，浅槽102和深槽103的宽度和深度根据实际情况确定； [0057] S3、向接缝101内注入自流粘合剂104，直至自流粘合剂104从接缝101内溢出并填满浅槽102和深槽103； [0058] S4、刮平、静置，直至自流粘合剂104凝固； [0059] S5、分别将防裂层2、应力释放层3和沥青混凝土面层4铺设在水泥混凝土基层1上。 [0060] 本发明的改造方法不仅可以方便地应用于旧有的水泥混凝土路面或半刚性基层上加铺沥青面层的工程中，还可以节省材料和成本，简化施工工艺，缩短施工周期，而且通过在接缝101两侧开设深浅不一的浅槽102和深槽103，使得在自流粘合剂104凝固之后，将与浅槽102和深槽103之间形成齿状接触面，并且由于浅槽102、深槽103以及接缝101内的自流粘合剂104是一体凝固的，因此在凝固之后将构成“T”型结构，一方面可以将接缝101堵住并对水泥混凝土基层1进行粘合，另一方面能够将接缝101两侧的水泥混凝土牢牢勾住，以抑制接缝101进一步扩大。 [0061] 本发明设置了多重防治反射裂缝的措施，包括在水泥混凝土基层1的接缝101内填充自流粘合剂104，以封闭接缝101并提高接缝101的强度和稳定性；在水泥混凝土基层1上铺设防裂层2，以隔离下层和上层的应力并增加路面结构的抗剪强度和抗疲劳性能；在防裂层2上覆盖应力释放层3，并在应力释放层3上开设预留裂缝301并填充填料302，以释放应力集中并实现路面结构的自修复；在应力释放层3上铺设沥青混凝土面层4，并在沥青混凝土面层4内设置加强肋401，以提高路面结构的整体性能和承载能力并抵抗剪切力。本发明的复合结构和改造方法不仅可以有效地抑制反射裂缝的产生和扩展，还可以提高路面结构的耐久性、安全性和舒适性，延长路面结构的使用寿命和服务水平。 |
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