[發明專利]一種防道路基層開裂的底基層結構

在審

• 申請號: 202010141883.3
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111138142A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王可良;劉剛;范圣偉;劉玲;隋同波;李淑媛;胡秀穎;徐靜;王濤;譚旭翔
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;E01C3/04;E01C7/18;C04B111/34
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 周長義;崔民海

本發明涉及一種防道路基層開裂的底基層結構，其特征在于：所述底基層是使用廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石代替傳統的級配碎石或半剛性的水泥穩定碎石作為底基層，底基層按重量計礦料配合比為：10?30mm碎石、10?20mm碎石、5?10mm碎石、石硝、廢棄橡膠粉的組成比例為15%?25%、20%?27%、15%?25%、17%?21%、2%?12%；按礦料總重量的3%?7%的劑量添加水泥，水泥類型和強度等級是42.5的普通硅酸鹽水泥；廢棄橡膠粉粒徑為40?60目，底基層厚度為15?25cm，底基層設計強度3.0?5.0MPa。本發明使用廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石作為底基層，減少了對上部下基層的約束作用，降低了上部下基層底部拉應力和拉應變，有效防止了道路基層開裂。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，尤其涉及一種防道路基層開裂的底基層結構。

背景技術

在公路工程中，半剛性基層是主要的結構形式。其中水泥穩定碎石具有強度高、板體性好、經濟性好等優點，是我國使用最廣泛的半剛性基層材料。據統計，我國高速公路基層90%采用的是水泥穩定碎石。但水泥穩定碎石在實際應用中由于干縮、溫縮、彎折和疲勞性能等原因易引起路面面層產生反射裂縫，導致瀝青（或水泥）路面開裂，已成為行業內亟待解決的技術難題。為解決上述關鍵問題，國內外進行了許多相關研究。常用的技術措施為，利用外加劑對水泥穩定碎石進行改性；使用聚丙烯纖維提高水泥穩定碎石的抗裂性；優化水泥穩定碎石的級配設計；采用預微裂技術，在施工過程中進行預壓；采用瀝青碎石與半剛性基層的復合、級配碎石與半剛性基層的復合等。盡管上述措施在一定程度上緩解了水泥穩定碎石的裂縫問題，但仍未徹底突破水泥穩定碎石基層裂縫的技術瓶頸。主要原因是：忽略了基層的使用環境，對臥層（底基層）的性質對基層的影響缺乏相關的研究。目前，底基層主要有兩種性質的材料組成，一種為級配碎石為代表的柔性底基層，另一種為水泥穩定碎石為代表的半剛性底基層。級配碎石底基層屬于松散結構，不傳遞拉應力和拉應變，造成上部基層成載荷載多，基層底部彎拉應力增大，容易出現裂縫。水泥穩定碎石作為底基層，剛度大，對上部基層的約束作用增大，使基層易開裂。廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石性能介于級配碎石與水泥穩定碎石之間。在水泥穩定碎石中摻加一定量的廢棄橡膠粉，即可克服級配碎石不傳遞拉應力和拉應變的性能缺陷，又能減少對上部基層的約束作用，因此顯著消除了道路基層開裂。

發明內容

道路由上至下為瀝青面層、過渡層、上基層、下基層、底基層及土基層，上基層和下基層通稱為基層。本發明的目的是針對上述技術的不足，提供一種防道路基層開裂的底基層結構。實現本發明的目的所采取的技術方案是：一種防道路基層開裂的底基層結構，其特征在于：所述底基層是使用廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石代替傳統的級配碎石或半剛性的水泥穩定碎石作為底基層，底基層按重量計礦料配合比為： 10-30mm碎石、10-20mm碎石、5-10mm碎石、石硝、廢棄橡膠粉的組成比例為15%-25%、20%-27%、15%-25%、17%-21%、2%-12%；按礦料總重量的3%-7%的劑量添加水泥，廢棄橡膠粉粒徑為40-60目，底基層厚度為15-25cm，底基層設計強度3.0-5.0MPa。相對于級配碎石，由于廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石屬于連續性結構，傳力效果好，因此上部下基層底部拉應力和拉應變減小；相對于水泥穩定碎石，由于廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石的韌性和延性大，能夠減少對上部下基層的約束作用。同時，用廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石作為底基層，可增大與上部基層間的摩擦系數，拉應力減少。作為底基層的廢棄橡膠改性水泥穩定碎石的7d齡期無側限抗壓強度與未改性的水泥穩定碎石相同。廢棄橡膠粉在水泥穩定碎石中的使用方法為：廢棄橡膠粉取代水泥穩定碎石中的部分石硝。廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石的制備方法為：廢棄橡膠粉取代部分石硝后，確定摻入廢棄橡膠粉后的最佳含水率和最大干密度；在此條件下，優化水泥劑量，使其強度滿足設計強度要求。

本發明使用廢棄橡膠粉改性水泥穩定碎石作為底基層，減少了對上部下基層的約束作用，降低了上部下基層底部拉應力和拉應變，有效防止了道路基層開裂。

附圖說明

圖1是道路的結構示意圖。