[發明專利]一種復合式瀝青降溫路面上面層及其施工方法

有效

• 申請號: 201710681507.1
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107503261B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 張爭奇;張世豪;郭大同;王素青;張偉;連超;李楊;楊建華;李卓琳;黃碩磊
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E01C7/26
• 分類號: E01C7/26;C09D163/00;C09D133/00;C09D161/06;C09D5/00;C04B26/26;C04B18/02;C04B18/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明屬于瀝青混凝土路面領域，涉及一種復合式瀝青降溫路面上面層及其施工方法，施工方法包括如下步驟：步驟1，將熱阻式瀝青混合料攤鋪在路面的上面層，再進行碾壓；步驟2，待步驟1碾壓完成的熱阻式瀝青混合料固化后，在熱阻式瀝青混合料的上表面涂布涂料；步驟3，待熱阻式瀝青混合料和涂料固化后，即形成復合式瀝青降溫路面上面層。本發明能夠克服路面車轍、城市熱島效應和凍土路基病害。

技術領域

本發明屬于瀝青混凝土路面領域，涉及一種復合式瀝青降溫路面上面層及其施工方法。

背景技術

2015年末，全國公路總里程457.73萬公里，其中高速公路通車里程12.35萬公里；城市道路總里程36.5萬公里，道路總面積71.8億平方米；永久凍土區域總面積約215萬平方公里。“十三五”全國高速公路通車里程將新增4.6萬公里，到“十三五”末期高速公路通車里程將達到16.9萬公里；城市道路總里程和總面積近五年平均增長率分別為4.43％和6.63％。統計顯示，美國高速公路中瀝青路面約占93％，日本約占94％，而在我國已建成通車的高速公路中瀝青路面也占到95％以上。

瀝青路面色澤黑，吸熱性強，應用面積大，使其成為基礎設施建筑體系中嚴重的吸熱源，對太陽短波輻射的吸收率達到80％～95％。夏季，太陽短波輻射作用持續時間長，瀝青路面結構吸收存儲大量的太陽能，造成路面溫度遠高于近地大氣溫度，最高可達70℃。瀝青路面溫度過高以及熱穩定性差將引起以下三方面問題：

(1)路面車轍

連續高溫作用造成瀝青混合料勁度模量大幅度下降，在慢速重載作用下，面層結構產生嚴重的剪切流變型車轍。相關資料表明：瀝青路面溫度在40℃～60℃范圍內時，路面材料溫度每上升5℃，車轍變形量將增加2倍，持續高溫作用是瀝青路面產生車轍病害的直接原因。

(2)熱島效應

夏季高溫時段，當草坪溫度為32℃、樹冠溫度為30℃時，水泥路面溫度可升至57℃，而瀝青路面溫度則上升至63℃。太陽持續不斷地向外界輻射能量，其中約有30％被地球表面大氣層吸收，而近地大氣(距地面30m高度范圍內的大氣)所吸收的能量只占入射太陽總能量的不到10％，剩余部分完全進入地球表面，而瀝青路面則可以吸收高達95％的地表熱輻射，通過路面材料與大氣之間的熱輻射和熱交換，使大氣溫度持續升高，加劇“熱島效應”。

(3)凍土路基病害

我國西部永久凍土區分布海拔高，日照時間長，太陽輻射強烈，晝夜溫差大，屬于高溫凍土區。青藏公路凍土路段晝夜溫差為23℃-26℃，地表溫差最高可達50℃。青藏公路使用瀝青路面鋪筑，黑色路面導致路基吸收存儲大量熱量，公路路基路面產生嚴重病害，如：路基縱向裂縫、路基融沉、邊坡疏松滑塌，路面沉陷、裂縫及車轍變形等，凍土熱穩定性惡化導致的變形破壞影響著路基路面長期使用性能。

目前，為防治瀝青路面車轍病害，主要是通過選用高溫性能穩定的改性瀝青和摻加纖維穩定劑，使用骨架密實型級配和形狀及性能優良的粗、細集料，合理控制瀝青用量等方法。在城市，為緩解“熱島效應”，多采用遮熱式、熱阻式和保水式路面等方法，而凍土路基保護主要采用遮陽棚、拋石路堤和通風管路堤等方式改善凍土熱環境。以上工程措施主要是在“被動”地治理由于瀝青混合料熱穩定性較差引起的一系列問題，涉及工程量巨大，建設成本高昂，并且治理效果不盡人意。因此，基于“主動介入”技術路線，提高瀝青路面熱穩定性，降低瀝青路面吸收和蓄積熱量，從根本上改善瀝青路面熱環境，不失為一種良好的途徑，同樣可以達到抵抗車轍病害、緩解“熱島效應”和保護凍土路基的目的。