專利名稱：碾壓柔性纖維水泥混凝土作為基層的路面結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及道路工程等路面工程，尤其是一種碾壓柔性纖維水泥混 凝土作為基層的路面結構。
二背景技術：
目前路面基層材料方面的
背景技術：
1、無機結合料穩定集料基層(半剛性基層)
無機結合料穩定集料，是將無機結合料(水泥、石灰、粉煤灰等)、集料 (碎石、砂礫等)和水混合攪拌均勻，成為適宜碾壓的半剛性基層混合料， 然后將其鋪筑于路基之上，經壓路機碾壓后形成路面半剛性基層，如水泥穩 定碎石基層、水泥穩定砂礫基層、石灰粉煤灰碎石基層等。半剛性基層路面
在我們國家無論是一般公路、還是高速公路，都得到了大量的應用。我國3 萬多公里高速公路的瀝青路面或水泥路面，基層90%以上都是半剛性基層， 半剛性基層在我國的公路建設發展中發揮了很大的作用。
半剛性基層的優點在于半剛性基層強度比較高，相對柔性基層來講強
度高、剛度高，作為承重結構，它是比較合適的。承載、擴散荷載，傳到路 基，在半剛性基層沒開裂之前這方面性能比較好。但是半剛性基層存在一些 問題，就是塑性收縮開裂比較嚴重，抗拉能力相對比較小，變形能力不太好， 是比較脆的材料。它的剛度比較大，在濕度變化溫度變化中所受溫度應力比 較大，所以在溫度荷載，交通荷載，濕度變化的作用下，它容易產生裂縫， 開裂以后半剛性基層性質開始變化。這些裂紋很容易形成瀝青路面的反射裂 縫，特別是后期裂紋比較多的情況下，裂紋很容易在比較短的時間就反射到 上面，很多實際工程證明了這個問題。這是目前對半剛性基層瀝青路面大家 認為它不足的地方。
為了防止反射裂紋，我國道路專家在"七五"期間還做了一些研究，例 如如采用級配碎石、土工布和應力吸收層作為中間過渡層等一些措施，到最近，差不多20年的時間，仍還在摸索。研究反射裂紋，如何來延緩它，完 全防止是不可能的，怎樣延長它的擴展時間，使它的裂紋反射到面上的時間 比較長，保持表面比較長的時間不會開裂，在這方面做了很多的工作，也取 得了一些成果，但是這個問題到現在還沒有完全解決。半剛性基層在施工過程中也發現了一些問題，比如透層油滲透比較困難， 還有半剛性基層表面容易產生灰塵，產生灰塵以后如果施工的時候清理不干 凈，就影響了粘層與半剛性基層的粘接。另外路面開裂以后，水下去就容易 損壞。半剛性基層產生問題以后，必須要把它全部挖掉才能修復，這樣就有 些困難。因此，現在講到半剛性基層，我們應該因地制宜來考慮這個問題。如果 條件合適，有些地方還是可以用半剛性基層，但是半剛性基層一統天下也是 不對的，無論是從豐富我國路面結構形式的角度，還是從克服半剛性基層路 面開裂問題的角度出發，開展其它類型基層材料的研究是十分必要的。2、碾壓水泥混凝土基層(剛性基層)碾壓水泥混凝土是近三十年來發展起來的一種新型混凝土。它具有獨特 的性能，未凝固前碾壓混凝土的性能完全不同于常規混凝土，未凝固的碾壓 混凝土稠度很干，比工民建的干硬混凝土還要干，是一種塌落度為零的超干 硬混凝土，它可以使推土機、壓路機在其上工作而不下陷，凝固后又與常規 混凝土的性能非常接近。碾壓混凝土通過壓路機振動力的作用，使石子克服 摩阻力占居空間形成骨架，孔隙被水泥砂槳填充并包裹，形成密實體。碾壓水泥混凝土具有施工機械容量大、速度快、大面積作業的特點。碾壓水泥混凝土與半剛性基層材料具有相似的工作性，但它的材料組成中水泥 用量要大于半剛性基層材料中無機結合料的用量，因此將碾壓水泥混凝土作為路面基層，將比半剛性基層在強度、耐久性、抗沖刷性能等方面具有更加 優良的性能。碾壓水泥混凝土在水工壩體的修筑和高等級公路路面的修筑方面有較多 的應用。碾壓水泥混凝土基層從材料性質上看，仍然屬于常規水泥混凝土的 范疇(剛性材料)，其變形適應性差、脆性大、抗裂性差。如果不設伸縮縫， 路面中常會出現裂縫，因此目前在路面施工時，常常在路面中每隔10 15m 設置一條伸縮縫。 .近年來，為提高碾壓水泥混凝土的抗裂性能，出現了摻入鋼纖維的碾壓 水泥混凝土作為面層的路面結構，其在國內外的研究才剛剛起步。國外鋼纖 維碾壓水泥混凝土作為面層的路面結構工程應用情況表明，路面的使用性能 和耐久性得到了改善和提高，但由于鋼纖維的摻量較高(每立方米混凝土中 一般摻入30kg 40kg，甚至更高)，造價昂貴，且在含水量較少的碾壓混凝 土中摻入剛性的鋼纖維，纖維不易分散，拌和較困難，施工不太方便，因此， 鋼纖維碾壓水泥混凝土的大面積推廣應用受到了 一定的限制。目前，柔性纖維在普通澆注水泥混凝土中獲得了一定的應用，結果表明， 柔性纖維的阻裂增韌作用顯著提高了水泥混凝土的力學性能，使水泥混凝土 具有優良的抗裂性能和抗疲勞性能。柔性纖維在碾壓水泥混凝土基層中的應 用，也勢必具有良好的推廣價值，但到目前為止，該項技術尚未引起人們的 重視。3、瀝青穩定集料基層(柔性基層)柔性基層是有別于無機結合料穩定集料或穩定土等半剛性基層，以集料、 少量無機結合料處治的集料或者瀝青等有機結合料混合料等材料鋪筑的基 層。目前，瀝青穩定碎石是一種常見的柔性基層。瀝青穩定碎石跟半剛性基層來比，因為它的彈性模量小，所以它在溫度 變化產生應力影響方面的情況要比半剛性基層相對好一點，同時濕度變化影 響也要小些，所以它在減少基層開裂引起的路面反射裂縫方面體現出較好的 優勢。有關資料證明，瀝青穩定碎石基層路面的破壞一般始于面層，由于面層 的車轍、開裂等破壞從上到下順序發展、延伸。對于瀝青穩定碎石基層路面 內部出現的微小裂縫往往能夠自愈，而不致于像半剛性基層材料，出現裂縫 后，會迅速擴展，因此瀝青穩定碎石基層路面的破壞是功能性破壞。但是，在瀝青穩定碎石基層路面結構中，基層層底的拉應力較大，在彎 拉應力的反復作用下出現層底疲勞開裂的可能性也最大，因此要求具有很好
的耐久性，特別具有優良的抗疲勞性能，而且作為承重層要求有一定的抗車 轍能力和穩定性，瀝青穩定碎石基層在這方面還有待于提高。
另外，現行的瀝青穩定集料基層中的瀝青一般是采用熱拌瀝青，需將瀝
青加熱至15(TC 16(TC左右，集料加熱至160'C 175'C左右，瀝青與集料 拌和后混合料的出廠溫度宜控制在150°C 165°C，攤鋪溫度不低于145'C， 初壓溫度不低于135t:，終壓溫度一般不低于8(TC，并且在冬季氣溫較低時 便不能進行施工，因此，熱拌瀝青穩定集料的拌和、施工要求較高且復雜， 同時，熱拌瀝青不僅污染環境，而且瀝青長時間處于高溫下還將加速瀝青的 老化，影響瀝青穩定集料的耐久性。 三、發明內容
本實用新型的目的為通過往碾壓水泥混凝土混合料中摻入柔性纖維， 利用柔性纖維的阻裂增韌及抗疲勞作用，提高其抗收縮、抗裂、抗沖擊、抗 變形、抗凍、抗沖刷、抗疲勞等性能，并用壓路機將其碾壓形成碾壓柔性纖 維水泥混凝土路面基層修筑于底層之上，然后再在碾壓柔性纖維水泥混凝土 路面基層上修筑面層， 一起構成一種碾壓柔性纖維水泥混凝土作為基層的路 面結構。
本實用新型目的所采取的技術方案如下
本實用新型的路面結構，包括有面層、碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基 層、底層，在底層表面鋪筑碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層，然后在碾壓 柔性纖維水泥混凝土路面基層上鋪筑面層。
本實用新型，碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層是由柔性纖維、水泥、 集料(碎石或礫石)、砂、水、填料和外加劑等組成并經拌合后互相粘結構 成，每立方米碾壓柔性纖維水泥混凝土中上述材料按重量各含有0. 2 3kg、 80 400kg、 1100 1800kg、 100 800kg、 80 160kg、 0 500kg、 0 4kg， 經碾壓形成碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層。
本實用新型，面層可以是水泥混凝土面層或瀝青混凝土面層，也可以是 其它任何改性路面材料鋪筑的面層。
本實用新型，底層可以是路基，也可以是各種型式的基層如半剛性基
層、柔性基層或剛性基層；也可以是舊道路的原有路面如水泥混凝土路面，
或者瀝青路面。 -
本實用新型，柔性纖維是指相對于剛性纖維(高彈模纖維，如鋼纖維) 而言，彈性模量小于水泥混凝土彈模的低彈模有機合成纖維，如聚丙烯纖"、 聚丙烯腈纖維、聚酰胺(尼龍)纖維等。利用柔性纖維的阻裂增韌及抗疲勞 作用，提高其抗收縮、抗裂、抗沖擊、抗變形、抗凍、抗沖刷、抗疲勞等性 能。
本實用新型是一種新的路面結構型式，它具有如下的優點
(1) 碾壓柔性纖維水泥混凝土中亂向分布的柔性纖維也有利于減小混凝 土的塑性收縮，顯著增強混凝土抵抗收縮開裂的能力，因此可以大幅延長碾 壓水泥混凝土基層橫向收縮縫的間距，另外，通過調整配合比中的水泥用量， 還可鋪筑無接縫的連續基層路面結構。
(2) 碾壓柔性纖維水泥混凝土改善了基層材料的內部結構組成，形成骨 架密實型結構，減少了內部微細裂紋的產生，因此有利于提高基層材料的綜 合性能。
(3) 和現行半剛性基層、剛性基層、柔性基層路面結構相比，碾壓柔性
纖維水泥混凝土作為基層的路面結構中，基層材料具有抗收縮、抗裂性能強， 韌性好，強度高，抗沖擊、抗凍性、抗沖刷、抗疲勞性能好的優點，因此碾 壓柔性纖維水泥混凝土作為基層的路面結構具有更加優良的路用性能和耐 久性，具有顯著的間接經濟效益及社會效益。
(4) 和現行半剛性基層、剛性基層、柔性基層路面結構相比，碾壓柔性
纖維水泥混凝土作為基層的路面結構可以適當減薄路面的厚度，具有良好的 經濟效益。
綜上所述，本實用新型是一種既不同于現行半剛性基層路面結構、不同 于現行剛性基層路面結構，也不同于現行柔性基層路面結構的新型路面結構。
本實用新型可以在與現行半剛性基層、剛性基層或柔性基層路面結構相 同基層厚度的條件下，提高基層材料的抗收縮、抗裂、韌性、抗沖擊、抗凍、
抗沖刷、抗疲勞性能等，提高道路的路用性能和耐久性；可在保證優良路用 性能和耐久性的前提下降低路面的厚度，帶來顯著的經濟效益；碾壓柔性纖 維水泥混凝土取材方便，施工簡單、快捷。四、
以下結合附圖進一步說明本實用新型。 附圖是路面結構橫斷面示意圖。圖中，1——面層 2——碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層3——底層五具體實施方式
如附圖所示，在底層3表面鋪筑柔性纖維水泥混凝土，經碾壓形成碾壓 柔性纖維水泥混凝土路面基層2，然后再在碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基 層2上鋪筑面層1。
權利要求1、一種碾壓柔性纖維水泥混凝土作為基層的路面結構，包括有面層(1)、碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層(2)、底層(3)，其特征是在底層(3)表面鋪筑碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層(2)，然后在碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層(2)上鋪筑面層(1)。
專利摘要一種碾壓柔性纖維水泥混凝土作為基層的路面結構涉及道路結構。利用混合后的柔性纖維與水泥、水形成的膠結料粘結集料、填料、外加劑等，經碾壓工藝形成碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層2，鋪筑于底層3上，然后再在碾壓柔性纖維水泥混凝土路面基層2上鋪筑面層1。摻入柔性纖維后，碾壓柔性纖維水泥混凝土早期塑性收縮、干縮、溫縮性能顯著改善，抗裂、韌性、抗沖擊性能、抗凍性能、抗沖刷性能均顯著增強，抗疲勞性能成倍提高。碾壓柔性纖維水泥混凝土作為基層的路面結構，基層的收縮裂縫顯著減少，抗變形性能、抗裂性能、韌性、抗沖刷性能、耐久性等大幅提高，其它各方面物理力學性能均顯著改善，有利于減少路面病害，提高道路的路用性能，并大幅延長道路的使用壽命。
文檔編號E01C11/00GK201003133SQ20062016390
公開日2008年1月9日 申請日期2006年12月30日 優先權日2006年12月30日
發明者何小兵, 崔海琴, 易志堅, 楊慶國, 董明思, 馬銀華 申請人:易志堅