一种沥青路面边部结构层及其施工方法和应用与流程

本发明涉及道路建设，具体是一种沥青路面边部结构层及其施工方法和应用。

背景技术：

1、随着我国高速公路的快速发展，目前高速公路已经进入了建设高峰期，在这种大环境下，对高速公路沥青路面的质量控制尤为关键。当前，路面坑槽是高速公路突出的早期病害形式，而坑槽形成的主要原因可归结为由层间水所导致的水损害。研究表明，层间水出现的主要原因是沥青路面结构层压实不足，从而导致渗水系数过大，出现层间水。

2、结构层压实不足的现象在整幅沥青路面两侧的边部尤其突出，这是因为在沥青路面施工过程中，沥青混合料会存在离析问题，如集料离析、温度离析等，由于施工过程中摊铺机自身的原因，路面边部受离析影响大，导致边部结构层压实不足，从而出现渗水系数大的问题；而路面中间部分位于摊铺机的中部，受离析影响小，自然渗水系数也小。由于路面边部结构层渗水系数过大，外界水易从路表渗透到边部结构层，形成层间水；层间水顺着层间流到路面中间部分，从而造成路面整体层间水增多，进而引发一系列的路面病害问题。因此，大部分的层间水是由路面边部渗入。为了解决上述问题，我们通常在施工过程中采取一系列措施，比如调整摊铺机参数减少离析、加强边部压实等，该措施对路面边部渗水有所改观，但仍然很难满足设计要求。

3、在目前的道路建设施工中，我们往往非常重视路面的表面排水，如利用拦水梗、急流槽等方式将道路表面水汇集后通过边沟排水沟排出路面，但是忽略了由于沥青面层渗水而进入到结构层之间的水分，即层间水。专利公开号为“cn205012192u”(申请号：cn201520759045.7)的中国实用新型专利中公开了一种用于高速公路凹曲线底部路面内部排水系统，由上至下依次包括面层、基层和垫层，其中所述基层包括设置在上方的透水基层和设置在下方的不透水基层，透水基层和不透水基层之间设置透封层，在所述基层外侧设置集水井和横向排水管道；雨水通过面层、透水基层渗流至透封层上，汇流至集水井内，通过横向排水管道再将雨水排放到路面结构外。该专利采用大粒径透水性沥青混凝土透水基层，配合集水井和横向排水管道的使用，既能够减少刚性基层的反射裂缝，又能将大量积滞在路面结构内的水分及时排除到路面和路基结构外，可以减少路面内部积水问题以及层间水损坏，将极大地改善路面的使用性能和延长道路使用寿命。但是，由于我国在道路建设施工中多采用半刚性基层加铺沥青面层，这将导致进入到结构层的水分无法有效、完全地排出，无法排出的层间水将造成沥青面层与半刚性基层之间连接不牢，沥青与集料之间被水浸润，使得沥青对集料的粘附力下降，进而出现坑槽等路面病害。

4、专利公开号为“cn1477267a”(申请号：cn03112472.0)的中国发明专利申请中公开了一种路面层间渗滞水防渗方法及其施工方法，在公路中央隔离带的路缘石内侧或外侧设置防渗墙，防渗墙底部进入路基相对隔水层；防渗墙与路基相对隔水层组成一道相对封闭的防渗系统，能够阻止地表水和滞水从中央隔离带和路缘石两侧的裂隙中渗入路面层及以下的结构层中，从而保证路基上部、二灰土层和稳定碎石在大部分时间内处于干燥状态。该专利主要是防止路面与边部结构物(路缘石或护栏)结合处缝隙的地表水渗入和滞留，依然无法从根本上解决路面结构层自身渗水的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的不足，同时考虑到整幅沥青路面的两侧边部并不承受交通荷载，本发明提供了一种沥青路面边部结构层及其施工方法和应用，有效解决了沥青路面边部结构层渗水系数大的问题，从而减少层间水引发的沥青路面病害，延长沥青路面的使用寿命。

2、本发明具体采用的技术方案是：

3、一种沥青路面边部结构层，设置于沥青路面边部，其顶面与沥青路面平齐，包括填隙碎石层和表面密水层；

4、其中，所述填隙碎石层设置在下承层之上，其组分包括集料和乳化沥青；所述表面密水层设置在填隙碎石层之上，其组分包括集料、填料和沥青。

5、优选的，所述下承层为封层或沥青下面层。

6、优选的，所述沥青路面边部结构层的宽度为50～80cm。

7、优选的，所述沥青路面边部结构层的厚度与沥青上面层的厚度一致，或者与沥青上面层和沥青中面层的总厚度一致。

8、优选的，所述填隙碎石层的厚度为2～10cm，其顶面距离沥青路面2cm。

9、进一步优选的，当填隙碎石层的厚度＜3cm时，其组分按照重量百分比为：80～90％的3～5mm粗集料，10～20％的0～3mm细集料，5.0～5.8％的乳化沥青。

10、进一步优选的，当填隙碎石层的厚度为3～6cm时，其组分按照重量百分比为：75～85％的5～10mm粗集料，15～25％的0～3mm细集料，5.5～6.5％的乳化沥青。

11、进一步优选的，当填隙碎石层的厚度＞6cm时，其组分按照重量百分比为：70～80％的10～15mm粗集料，10～20％的3～5mm粗集料，5～15％的0～3mm细集料，6.2～7.5％的乳化沥青。

12、进一步优选的，所述粗集料为碱性岩石或中性岩石；所述细集料为石灰岩机制砂；所述乳化沥青为慢裂型阳离子乳化沥青，乳化沥青的技术指标为：蒸发残留物含量为55～62％，蒸发残留物的性质为：25℃针入度为60～80(0.1mm)，15℃延度为≥60cm；5d储存稳定性≤5％。

13、优选的，所述表面密水层的厚度为2cm，其顶面与沥青路面平齐。

14、优选的，所述表面密水层是由矿料和沥青所组成的混合料；其中，所述矿料为粗集料、细集料和填料，所述沥青的重量百分比为7.5～8.5％。

15、进一步优选的，所述粗集料为粒径为3～5mm的碱性岩石或中性岩石；所述细集料为粒径为0～3mm的石灰岩机制砂；所述填料为石灰岩磨制的矿粉；所述沥青为70#道路石油沥青或sbs改性沥青。

16、进一步优选的，所述表面密水层的矿料级配范围为：

17、标准筛孔9.5mm通过率范围为100％；标准筛孔4.75mm通过率范围为90～100％；标准筛孔2.36mm通过率范围为65～80％；标准筛孔1.18mm通过率范围为40～66％；标准筛孔0.6mm通过率范围为28～50％；标准筛孔0.3mm通过率范围为20～36％；标准筛孔0.15mm通过率范围为16～25％；标准筛孔0.075mm通过率范围为10～15％。

18、进一步优选的，所述表面密水层的混合料技术指标为：60℃贯入度≤4mm，240℃流动时间为10～20s，成型面渗水系数≤20ml/min。

19、上述沥青路面边部结构层的施工方法，包括如下步骤：

20、(1)依次修筑路基、半刚性基层、封层和沥青面层，在施工至沥青中面层或沥青上面层时，在路面两侧均预留出50～80cm的宽度；

21、(2)安放路缘石，使得沥青中面层和/或沥青上面层的立面距离路缘石内侧50～80cm；路缘石养生1～2天，然后完成路缘石外侧土路肩的施工；

22、(3)在沥青中面层和/或沥青上面层的立面、路缘石内侧涂刷乳化沥青；

23、(4)待乳化沥青破乳后，进行填隙碎石层的施工：将集料按照粒径从大到小的顺序依次填筑，当集料全部填筑完成后，进行振动夯实2～3遍；均匀浇洒乳化沥青，养生1天；

24、(5)表面密水层的施工：将表面密水层的粗集料、细集料、填料进行混合，进行干拌；然后加入沥青，进行湿拌，得混合料；将混合料均匀铺设在填隙碎石层之上；

25、(6)对路面进行压实。

26、优选的，当步骤(4)中所述填隙碎石层的厚度＞6cm时，进行分层填筑和分层夯实。

27、优选的，当表面密水层采用70#道路石油沥青时，步骤(5)中所述干拌的条件为：160～180℃温度下搅拌15～20s；湿拌的条件为：160～180℃温度下搅拌70～85s；混合料的出料温度为160～170℃；

28、当表面密水层采用sbs改性沥青时，步骤(5)中所述干拌的条件为：190～210℃温度下搅拌15～20s；湿拌的条件为：190～210℃温度下搅拌70～85s；混合料的出料温度为180～190℃。

29、由于表面密水层混合料有一定的流动性，因此在卸料完毕后，需要给予其一定的流动时间，一般控制在45～90s，然后再进行铺设。

30、优选的，步骤(6)所述压实的步骤包括初压、复压和终压；其中，所述初压为采用小型钢轮压路机稳压1遍，所述复压为采用小型胶轮压路机碾压3～4遍，所述终压为采用小型钢轮压路机收光1～2遍。

31、上述沥青路面边部结构层在修筑沥青路面中的应用。

32、本发明的有益效果：

33、(1)本发明提供了一种沥青路面边部结构层，在沥青路面边部采用“填隙碎石层+表面密水层”的差异化结构形式，避免了外界水由边部渗透到层间的风险，有效解决了传统沥青路面边部渗水系数大的问题，在不改变行车道正常路面结构层的前提下，减少由层间水引发的沥青路面早期病害，从而延长沥青路面的使用寿命。

34、(2)填隙碎石层中的乳化沥青采用浇洒的施工方式，能够有效杜绝层间水顺着层间流到路面中间部分，避免造成路面整体层间水增多的情况。

35、(3)本发明中的表面密水层具有高沥青含量、高细集料含量、高填料含量的特点，在高温条件下实现了一定的流动性，具备良好的密实性和防水性。

36、(4)本发明所提供的沥青路面边部结构层均采用经济廉价的原料进行施工，施工方法简单且成本低廉。