專利名稱：一種高性能級配碎石混合料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于路面材料領域，特別是一種高性能級配碎石混合料及其制備方法。
背景技術：
半剛性基層浙青路面結構是有其長期的歷史發展過程的，為我國浙青路面的發展做出了巨大貢獻的。我國目前90%以上的高等級路面都是采用的半剛性基層浙青路面結構形式。半剛性基層在其優點的背后，也有不少缺點，有些是無法克服的(I)半剛性基層的收縮開裂及由此引起浙青路面的反射性裂縫程度不同地存在。裂縫的存在導致兩種后果，首先是裂縫中進水，導致浙青層和基層界面條件的變化，使基 層、底基層、路基的水分狀況惡化，承載能力迅速降低，表面產生水力沖刷，出現灰漿，并形成裂縫處唧漿、坑槽；第二是車輪從裂縫的一側經過到達裂縫的另一側時，荷載變化不再連續，使路面裂縫兩側發生大的應力突變，還形成很大的上下剪切和表面受拉。(2)半剛性基層非常致密，它基本上是不透水或者滲水性很差的材料。水從各種途徑進入路面并到達基層后，不能從基層迅速排走，只能沿浙青層和基層的界面擴散、積聚。水進入浙青路面是不可避免的，如不能及時排走就將造成危害。界面上水的存在改變了界面連續的邊界條件，使路面的受力狀態變得十分不利，成為導致路面破壞的直接原因。所以都稱“水”是造成浙青路面損壞的“元兇”，半剛性基層浙青路面的內部排水性能差是其致命的弱點。(3)半剛性基層有很好的整體性，但是在使用過程中，半剛性基層材料的強度、模量會由于干濕和凍融循環、在反復荷載的作用下因疲勞而逐漸衰減。(4)半剛性基層浙青路面對重載車來說具有更大的軸載敏感性。重載車換算為標準軸載時，對柔性基層通常是按4次方換算，而對半剛性基層來說，隨著基層和浙青層的模量比的增大，換算荷載的次方數將不再是4次方，很可能是12-15次方。軸載加大I倍，對柔性基層的換算軸次是增大16倍，而對半剛性基層可能要變為數十萬次。也就是說，同樣的超載車對半剛性基層浙青路面的危害要遠大于對柔性基層浙青路面的危害，對路面的損傷也大得多。(5)半剛性基層損壞后沒有愈合的能力，且無法進行修補。基層一旦破壞，便無可救藥，除了挖除重建，別無他法。這將給浙青路面的維修養護造成很大的困難。通常所說進行“補強”實際上是不現實的，也是不可能的。在半剛性基層加鋪基層也不能結合成為整體。級配碎石在我國高速公路的建設中作為柔性基層的一種重要材料形式從20世紀70年代就已開始研究并應用。我國公路建設正處在一個大規模建設高等級公路的發展時期，大交通量和重載車輛的日益增多，必然對公路路面結構的強度和穩定性提出更高的要求，同時使用者對行車速度和舒適性的要求也在不斷提高。無論是作為半剛性基層與浙青面層之間的過渡層還是作為柔性路面的基層，級配碎石都將是一種非常有潛力的路面材料。級配碎石的主要優點有①吸收和消減了半剛性基層尖端應力，減少和延緩了反射裂縫的發生。②級配碎石基層能起到路面排水基層的作用，對進一步改善高等級公路路面使用品質，延長使用壽命極為重要。③如設置級配碎石結構層于半剛性基層之上，級配碎石易獲得高的密實度，同時較高剛度的下臥層有利于其上碎石基層力學性能的充分發揮。總之，推廣級配碎石柔性路面技術可以矯正原有路面材料的缺陷，改變目前我國千篇一律的半剛性基層浙青路面結構形式改造原 有路面的結構，并解決由此引發的各種病害，豐富我國的道路結構方式，提高道路承載力和延長使用壽命，節約成本，符合我國經濟發展的戰略方針和規劃要求。經過研究，級配碎石能夠有效防止或減少半剛性基層反射裂縫，同時級配碎石基層還具有良好的排水功能。這種結構既發揮了半剛性基層浙青路面高強度的優點，又克服了半剛性基層浙青路面結構的缺點。級配碎石柔性路面技術可以改變目前我國千篇一律的半剛性基層浙青路面結構形式，改造原有路面的結構，并解決由此引發的各種病害，豐富我國的道路結構方式，提高道路承載力和延長使用壽命，節約造價，符合我國經濟發展的戰略方針和規劃要求。但是級配碎石剛度較低，制約其大面積推廣就是因為級配碎石具有較大的塑性變形，導致其上的浙青面層容易出現車轍。致使浙青路面容易因重載車輛和大流量交通造成損壞，縮短路面使用壽命。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高性能級配碎石混合料及其制備方法，其可有效降低重載車輛和大流量交通負荷對浙青路面的損害，有效延長浙青路面使用壽命。本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的一種高性能級配碎石混合料，其特征在于由以下重量百分比的組份構成級配碎石93·5-95. 95% ；路用纖維0·05-0. 15% ；飲用水4·0-5. 0%。而且，所述路用纖維采用聚丙烯纖維絲帶經壓痕處理成為波浪形聚丙烯纖維絲帶，該波浪形聚丙烯纖維絲帶的長度為級配碎石最大粒徑的O. 8-1. 2倍。而且，所述的波浪形聚丙烯纖維絲帶的長度為20_30mm。而且，所述壓痕處理前的聚丙烯纖維絲帶的截面為圓形，且其直徑為O. 8-1. 5mm。而且，所述壓痕處理前的聚丙烯纖維絲帶的截面為十字形、三叉形或五叉形。而且，所述的波浪形聚丙烯纖維絲帶壓痕角度為135°，壓痕長為3mm，壓痕高Imm0而且，所述級配碎石具有如下級配范圍
權利要求
1.一種高性能級配碎石混合料，其特征在于由以下重量百分比的組份構成 級配碎石93. 5-95. 95% ； 路用纖維0. 05-0. 15% ； 飲用水4. 0-5. 0%。
2.根據權利要求I所述的高性能級配碎石混合料，其特征在于所述路用纖維采用聚丙烯纖維絲帶經壓痕處理成為波浪形聚丙烯纖維絲帶，該波浪形聚丙烯纖維絲帶的長度為級配碎石最大粒徑的O. 8-1. 2倍。
3.根據權利要求I所述的高性能級配碎石混合料，其特征在于所述的波浪形聚丙烯纖維絲帶的長度為20-30mm。
4.根據權利要求I所述的提高級配碎石路用性能的專用纖維，其特征在于所述壓痕處理前的聚丙烯纖維絲帶的截面為圓形，且其直徑為O. 8-1. 5mm。
5.根據權利要求I所述的提高級配碎石路用性能的專用纖維，其特征在于所述壓痕處理前的聚丙烯纖維絲帶的截面為十字形、三叉形或五叉形。
6.根據權利要求I中任一項所述的提高級配碎石路用性能的專用纖維，其特征在于所述的波浪形聚丙烯纖維絲帶壓痕角度為135°，壓痕長為3mm，壓痕高1mm。
7.根據權利要求I所述的高性能級配碎石混合料，其特征在于所述級配碎石具有如下級配范圍
8.—種權利要求I所述的高性能級配碎石混合料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴原材料選擇 將所用的集料按照全篩孔從O. 075mm 31. 5mm逐級篩分,將集料從大到小分成單檔材料，采用具有如下級配范圍的級配碎石
9.根據權利要求8所述的高性能級配碎石混合料的制備方法，其特征在于所述的最佳含水量為4. 0%-5. 0%，最大干密度為2. 4g/cm3-2. 5g/cm3。
10.根據權利要求8所述的高性能級配碎石混合料的制備方法，其特征在于所述的級配碎石采用石 灰巖石料。
全文摘要
本發明涉及一種高性能級配碎石混合料，其由以下重量百分比的組份構成級配碎石93.5-95.95%；路用纖維0.05-0.15%；飲用水4.0-5.0%。一種權利要求1所述的高性能級配碎石混合料的制備方法，其步驟為將所用的集料按照全篩孔從0.075mm～31.5mm逐級篩分，將集料從大到小分成單檔材料，采用具有如表1中級配范圍的級配碎石將上述級配碎石攪拌均勻；人工或機械投入路用纖維；振動擊實法分別確定級配碎石混合料的最佳含水量和最大干密度；加入最佳含水量的水，攪拌均勻，即得到級配碎石混合料成品。本發明的高性能級配碎石混合料顯著提高級配碎石柔性路面的高溫抗車轍能力，降低重載車輛和大流量交通負荷對瀝青路面的損害，有效延長瀝青路面使用壽命。
文檔編號E01C19/05GK102828455SQ20121029244
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者周衛峰, 李彥偉, 苗乾, 張秀麗, 宋曉燕, 薛文, 劉全生, 李璐, 李璟, 霍文財, 李正中, 李鑫, 張衛忠, 張亞鵬, 鄭莉 申請人:天津市市政工程研究院