基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装方法
技术领域
本发明涉及道路工程领域，具体提供一种基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装方法。
背景技术
重载、交通量大的路段、红绿灯交叉口、停车站台及BRT专用车道等特殊路段极易出现车辙问题，严重影响了沥青路面的服务质量和使用寿命，给路面及路面使用者带来了许多危害，降低了行车舒适性。目前，防治沥青路面车辙成为公路技术人员的重要研究方向。
沥青路面结构分为面层和基层，我国的沥青面层以热拌沥青混合料为主，基层以水泥稳定碎石基层为主。热拌沥青混合料需要用沥青拌合站将混合料加热到140℃以上，加热过程中将消耗大量的能源，产生大量的有害气体，对环境造成污染。而冷拌冷铺沥青混合料可实现常温下施工，达到节能减排的目的，是一项绿色环保的新技术。水泥稳定碎石混合料基层虽然刚度大、板体性好，但基层表面的1～2cm部分，因养生期间失水，其强度往往较低，形成一层夹层。而且水泥稳定碎石混合料的强度形成需要较长时间，规范规定用洒水或喷洒乳化沥青等方式养生七天后方可施工面层，在一定程度上，延长了工期，增加了施工成本。沥青混合料是柔性材料，而水稳稳定碎石混合料是半刚性材料，两者的粘结问题一直是影响沥青路面结构整体性能的主要因素。很多沥青路面的病害都是由面层和基层的层间粘结失效导致，因此，找到一种有效改善面层和基层层间粘结性能的方法至关重要。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种工期短、层间粘结性强的基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装方法，其特点是先铺筑超早强抗裂型水泥稳定碎石基层，在基层碾压完成后，表面仍潮湿状态下摊铺冷拌冷铺型刚柔复合面层。
所述表面仍潮湿状态，指的是基层碾压完成至基层表面未完全干燥之间的状态。在不同施工环境下，表面仍潮湿状态可以是基层碾压完成后的2小时内，优选为1小时内。
作为优选，超早强抗裂型水泥稳定碎石基层分两层铺筑，每层的压实度不低于99％，两层的总厚度为32～46cm。
作为优选，按质量百分比计，超早强抗裂型水泥稳定碎石混合料由4～6％超早强水泥、4.5～6.5％水、83～89％集料及2.5～4.5％钢纤维混合而成。
为了进一步增强水泥稳定碎石基层的抗裂性，同时增加基层、面层的层间粘结性，优选使水泥稳定碎石混合料的级配类型为断级配，构造深度为2.2～3.0mm，具体级配范围为：标准筛孔26.5mm通过率范围为100％；标准筛孔19mm通过率范围为76～90％；标准筛孔16mm通过率范围为68～80％；标准筛孔9.5mm通过率范围为45～58％；标准筛孔4.75mm通过率范围为37～47％；标准筛孔2.36mm通过率范围为15～24％；标准筛孔0.6mm通过率范围为7～13％；标准筛孔0.075mm通过率范围为2～5％。
所述超早强水泥优选为磷酸镁水泥或磷酸钾水泥，以保证水泥稳定碎石混合料在拌和后3h内的无侧限抗压强度达到3～4MPa，使基层可承受大空隙基体沥青混合料摊铺时的施工荷载。
所述钢纤维长度为22～35mm，直径为0.3～0.5mm，长径比为60～80，抗拉强度大于400MPa。
冷拌冷铺型刚柔复合面层由大空隙基体沥青混合料和水泥基灌浆材料组成，其厚度优选为8～15cm，构造深度优选为0.8～1.2mm，渗水系数为不大于30ml/min。
所述大空隙基体沥青混合料的空隙率优选为35～45％，可采用单一粒径骨架嵌挤结构，具体级配范围为：标准筛孔19mm通过率范围为100％；标准筛孔16mm通过率范围为92～100％；标准筛孔13.2mm通过率范围为88～96％；标准筛孔9.5mm通过率范围为18～63％；标准筛孔4.75mm通过率范围为10～20％；标准筛孔2.36mm通过率范围为3～12％；标准筛孔1.18mm通过率范围为2～8％；标准筛孔0.6mm通过率范围为2～6％；标准筛孔0.3mm通过率范围为1～5％；标准筛孔0.15mm通过率范围为1～4％；标准筛孔0.075mm通过率范围为0～3％。
作为优选，本发明基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装方法的具体铺装步骤为：
(1)铺筑超早强抗裂型水泥稳定碎石基层；
(2)基层压实度检测合格后，在表面仍潮湿状态下摊铺大空隙基体沥青混合料，松铺系数为1.05～1.10；
(3)用压路机静压2～3遍，压实度为95～100％；
(4)灌注水泥基灌浆材料浆体至全部灌满为止；
(5)进行表面处理，保证表面抗滑性能；
(6)水泥基灌浆材料养生1～3h后开放交通。
步骤(3)中压路机静压速度优选为2.0～3.0km/h。
步骤(4)中水泥基灌浆材料浆体全部灌满后，保留3-5min再进行步骤(5)的表面处理，以确保水泥基灌浆材料能够渗入到基层内部。
本发明路面铺装方法中，超早强抗裂型水泥稳定碎石混合料可实现基层早期强度的快速形成，保证基层可承受大空隙基体沥青混合料的施工荷载；冷拌冷铺型大空隙基体沥青混合料为常温施工，解决了传统热拌沥青混合料在基层潮湿状态下施工时，混合料温度散失过快而难以压实的问题，且该基体混合料空隙率较大，碾压时不需开振，对基层的影响较小；超早强抗裂型水泥稳定碎石基层具有足够大的构造深度，使水泥基灌浆材料灌注时渗入到基层内部，从而保证了基层和面层的整体性。通过以上技术优化，最终实现了基层和面层的连续施工。
和现有技术相比，本发明的基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装方法具有以下突出的有益效果：
(一)冷拌冷铺型刚柔复合面层具有优良的抗车辙性能，水泥基灌浆材料渗透入水泥稳定碎石基层内部，与其中的水泥有效融合，保证了面层与基层的连续性，使路面结构整体协同受力。而传统沥青面层与水泥稳定碎石基层之间需要先喷洒透层乳化沥青，再撒布沥青碎石封层，层间粘结效果不易保证，且施工成本高。
(二)传统水泥稳定碎石混合料的级配类型为连续级配，容易出现自身抗裂型不足而导致面层开裂的情况。而本发明的水泥稳定碎石混合料的级配类型为断级配，可大大提高其抗裂性，保证路面结构整体不开裂。
(三)传统的沥青路面结构中，水泥稳定碎石基层需采用洒水或喷洒乳化沥青等方式养生七天。而本发明通过技术优化实现了面层、基层的连续摊铺施工，节省了养护时间和养护费用，社会经济效果显著。
(四)传统施工方法中水泥稳定碎石基层表面的1～2cm部分，因养生期间容易失水，其强度往往较低，形成一层夹层，成为路面结构中的薄弱环节。本发明中的施工方法，因水泥稳定碎石基层碾压完成后立刻摊铺冷拌冷铺型刚柔复合面层，避免了养生期间表面水分的散失，保证了水泥稳定碎石基层强度的均匀性。
(五)冷拌冷铺型刚柔复合面层具有良好的密水性，可有效防止水分渗入路面结构内部，避免水泥稳定碎石基层受雨水冲刷，从而提高路面结构的整体耐久性。
附图说明
附图1是基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
【实施例一】
本实施例的基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装结构由自下至上铺筑的18cm超早强抗裂型水泥稳定碎石下基层、18cm超早强抗裂型水泥稳定碎石上基层、10cm冷拌冷铺型刚柔复合面层构成。
所述超早强抗裂型水泥稳定碎石下基层、超早强抗裂型水泥稳定碎石上基层采用的混合料由以下质量百分比的物料混合而成：
超早强抗裂型水泥稳定碎石混合料的具体级配为：
标准筛孔26.5mm通过率范围为100％；标准筛孔19mm通过率范围为83.9％；标准筛孔16mm通过率范围为75.1％；标准筛孔9.5mm通过率范围为52.5％；标准筛孔4.75mm通过率范围为43.0％；标准筛孔2.36mm通过率范围为20.3％；标准筛孔0.6mm通过率范围为9.6％；标准筛孔0.075mm通过率范围为4.3％。
所用钢纤维长度为28mm，直径为0.39mm，长径比为71.8，抗拉强度为455MPa。
上述超早强抗裂型水泥稳定碎石混合料在拌和后3h时无侧限抗压强度实测值为3.3MPa。
所述冷拌冷铺型刚柔复合面层由大空隙基体沥青混合料和水泥基灌浆材料组成。
大空隙基体沥青混合料的室内设计空隙率为38.8％，具体级配为：
标准筛孔19mm通过率为100％；标准筛孔16mm通过率为96.3％；标准筛孔13.2mm通过率为93.8％；标准筛孔9.5mm通过率为36.5％；标准筛孔4.75mm通过率为15.7％；标准筛孔2.36mm通过率为9.2％；标准筛孔1.18mm通过率为6.0％；标准筛孔0.6mm通过率为4.3％；标准筛孔0.3mm通过率为3.1％；标准筛孔0.15mm通过率为1.8％；标准筛孔0.075mm通过率为1.2％。
采用车辙试验来验证冷拌冷铺型刚柔复合面层混合料的高温抗车辙性能，检测结果为16982次/mm，远远大于现行规范上面层不小于3000次/mm的要求，抗车辙性能好。
如附图1所示，具体施工方法如下：
a、超早强抗裂型水泥稳定碎石基层铺筑
采用双层连铺工艺摊铺两层超早强抗裂型水泥稳定碎石基层，下基层压实度实测值为99.2％，构造深度为2.6mm；上基层压实度实测值为99.6％，构造深度为2.5mm。
b、大空隙基体沥青混合料摊铺
在上基层铺筑完成后50分钟时，其表面未完全干燥，仍处于潮湿状态，摊铺大空隙基体沥青混合料，松铺系数为1.08。
c、大空隙基体沥青混合料碾压
c-1、大空隙基体沥青混合料摊铺完成后，采用12T双钢轮压路机静压3遍，压实速度为2.5km/h，压实度实测值98.6％；
c-2、碾压完成后基体沥青混合料的平整度为0.5mm，满足现行规范上面层小于1.2mm的要求。
d、水泥基浆体灌注施工
d-1、灌浆封边
灌浆前，采用封边条和相应的封堵材料将大空隙基体沥青混合料四周进行围挡封堵，防止浆体流出造成灌注不饱满，污染旁边路面或路缘石。
d-2、浆体制备
水泥基灌浆材料和水通过制浆设备现场进行浆体制备，搅拌流程为先将水加入搅拌锅内，再加入水泥基灌浆材料，水泥基灌浆材料与水的比例为1:0.3，搅拌时间为3min。
d-3、浆体灌注
采用浆体泵送设备进行浆体灌注。灌注时，浆体泵送管头尽量放低，进行自行流淌灌注，避免过高喷洒，造成浆体飞溅，影响灌注效果。灌满之后停留4min时，浆体不再往下渗，全部灌满(以灌满之后的表面不出气泡为判断标准)。
d-4、抹面处理
采用抹面设备进行表面处理，将沥青混合料表面多余的浆体刮除干净，使得路面产生露石构造，保证路面安全抗滑和美观。表面构造深度实测值为1.1mm，渗水系数实测值为12ml/min。
e、路面养生
水泥基灌浆材料需要一定的时间养生才能产生强度，根据施工现场当天的天气和温度情况判定，灌浆施工完成后1.5h开放交通。
开放交通前，对路面进行取芯检测。结果表明，面层、基层形成整体，层间粘结性好。芯样总厚度为45.8cm，其中，面层厚度为10.3cm，基层厚度为35.5cm。对面层芯样进行了汉堡轮辙试验检测，以检验其高温抗车辙能力，检测结果见表1。
表1汉堡轮辙试验结果
试验结果表明，面层具有优良的高温抗车辙能力。
【实施例二】
本实施例的基层、面层可连续摊铺的抗车辙路面铺装结构由自下至上铺筑的20cm超早强抗裂型水泥稳定碎石下基层、20cm超早强抗裂型水泥稳定碎石上基层、12cm冷拌冷铺型刚柔复合面层构成。
所述超早强抗裂型水泥稳定碎石下基层、超早强抗裂型水泥稳定碎石上基层采用的混合料由以下质量百分比的物料混合而成：
超早强抗裂型水泥稳定碎石混合料的具体级配为：
标准筛孔26.5mm通过率范围为100％；标准筛孔19mm通过率范围为82.1％；标准筛孔16mm通过率范围为73.2％；标准筛孔9.5mm通过率范围为49.6％；标准筛孔4.75mm通过率范围为40.7％；标准筛孔2.36mm通过率范围为18.7％；标准筛孔0.6mm通过率范围为8.8％；标准筛孔0.075mm通过率范围为3.7％。
所用钢纤维长度为32mm，直径为0.43mm，长径比为74.4，抗拉强度为473MPa。
上述超早强抗裂型水泥稳定碎石混合料在拌和后3h时无侧限抗压强度实测值为3.7MPa。
所述冷拌冷铺型刚柔复合面层由大空隙基体沥青混合料和水泥基灌浆材料组成。
大空隙基体沥青混合料的室内设计空隙率为38.8％，具体级配为：
标准筛孔19mm通过率为100％；标准筛孔16mm通过率为93.8％；标准筛孔13.2mm通过率为90.5％；标准筛孔9.5mm通过率为27.6％；标准筛孔4.75mm通过率为12.9％；标准筛孔2.36mm通过率为6.6％；标准筛孔1.18mm通过率为5.2％；标准筛孔0.6mm通过率为3.3％；标准筛孔0.3mm通过率为2.5％；标准筛孔0.15mm通过率为1.2％；标准筛孔0.075mm通过率为0.7％。
采用车辙试验来验证冷拌冷铺型刚柔复合面层混合料的高温抗车辙性能，检测结果为18560次/mm，远远大于现行规范上面层不小于3000次/mm的要求，抗车辙性能好。
如附图1所示，具体施工方法如下：
a、超早强抗裂型水泥稳定碎石基层铺筑
采用双层连铺工艺摊铺两层超早强抗裂型水泥稳定碎石基层，下基层压实度实测值为99.0％，构造深度为2.7mm；上基层压实度实测值为99.5％，构造深度为2.8mm。
b、大空隙基体沥青混合料摊铺
在上基层铺筑完成后45分钟时，其表面未完全干燥，仍处于潮湿状态，摊铺大空隙基体沥青混合料，松铺系数为1.10。
c、大空隙基体沥青混合料碾压
c-1、大空隙基体沥青混合料摊铺完成后，采用12T双钢轮压路机静压2遍，压实速度为2.5km/h，压实度实测值96.3％；
c-2、碾压完成后基体沥青混合料的平整度为0.4mm，满足现行规范上面层小于1.2mm的要求。
d、水泥基浆体灌注施工
d-1、灌浆封边
灌浆前，采用封边条和相应的封堵材料将大空隙基体沥青混合料四周进行围挡封堵，防止浆体流出造成灌注不饱满，污染旁边路面或路缘石。
d-2、浆体制备
水泥基灌浆材料和水通过制浆设备现场进行浆体制备，搅拌流程为先将水加入搅拌锅内，再加入水泥基灌浆材料，水泥基灌浆材料与水的比例为1:0.3，搅拌时间为3min。
d-3、浆体灌注
采用浆体泵送设备进行浆体灌注。灌注时，浆体泵送管头尽量放低，进行自行流淌灌注，避免过高喷洒，造成浆体飞溅，影响灌注效果。灌满之后停留3min时，浆体不再往下渗，全部灌满(以灌满之后的表面不出气泡为判断标准)。
d-4、抹面处理
采用抹面设备进行表面处理，将沥青混合料表面多余的浆体刮除干净，使得路面产生露石构造，保证路面安全抗滑和美观。表面构造深度实测值为1.0mm，渗水系数实测值为16ml/min。
e、路面养生
水泥基灌浆材料需要一定的时间养生才能产生强度，根据施工现场当天的天气和温度情况判定，灌浆施工完成后1h开放交通。
开放交通前，对路面进行取芯检测。结果表明，面层、基层形成整体，层间粘结性好。芯样总厚度为52.9cm，其中，面层厚度为12.6cm，基层厚度为40.3cm。对面层芯样进行了汉堡轮辙试验检测，以检验其高温抗车辙能力，检测结果见表2。
表2汉堡轮辙试验结果
试验结果表明，面层具有优良的高温抗车辙能力。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
