本發(fā)明屬于道路工程的，具體涉及一種差異化全厚式瀝青路面及其施工方法。

背景技術：

1、瀝青路面在高速公路或高等級公路中通常包括超車道、行車道和硬路肩，超車道位于最左側(cè)的車道，僅供車輛臨時超車使用；行車道位于超車道右側(cè)，為車輛正常行駛的主要車道；硬路肩則位于行車道最外側(cè)，與行車道相鄰并鋪以具有一定強度路面結構的路肩部分，與土路肩或綠化帶相鄰，以供緊急停車或故障車輛臨時停放。

2、目前道路建設廣泛應用的瀝青路面為全厚式瀝青路面，全厚式瀝青路面是一種瀝青混凝土面層以下各結構層（墊層除外）均采用瀝青混合料鋪筑的路面，其作為一種先進的路面結構形式，雖然具有良好的路用性能和較長的使用壽命，但是全厚式瀝青路面的初期建設投入相對較大，主要源于其整體結構層采用統(tǒng)一的設計標準，所有車道均采用相同的材料和結構，如此不僅會造成資源的浪費，還會增加不必要的建設成本，致使建設成本居高不下。

3、此外，路面排水是路面結構設計中的重要考慮因素。積水不僅會降低路面的抗滑性能，增加行車安全隱患，還會加速路面的損壞，縮短使用壽命。然而現(xiàn)有的全厚式瀝青路面設計往往只關注縱向排水，忽視了橫向排水的重要性，導致路面排水效果不佳。

4、綜上可知，現(xiàn)有全厚式瀝青路面不僅亟需解決建設成本高的問題，而且還需要進一步提升路面的排水能力。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對目前全厚式瀝青路面初期建設投入較高且路面排水效果不佳的問題而提供了一種差異化全厚式瀝青路面及其施工方法，該全厚式瀝青路面采用差異化設計，從路面建設成本；路面性能和使用壽命；路面排水效果以及路面施工難易共四個維度進行綜合考慮設計，有效降低了全厚式瀝青路面的建設成本，提高了路面性能與交通荷載的匹配性，提升了路面結構的排水功能，實現(xiàn)經(jīng)濟性和耐用性的平衡，具有很好的推廣應用價值。

2、本發(fā)明的技術方案為：一種差異化全厚式瀝青路面，包括超車道、行車道和硬路肩，所述的超車道自上至下依次為排水抗滑型spac-13瀝青混合料層、高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ、sbs改性瀝青ac-20瀝青混合料層、排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層、密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層；其中，排水抗滑型spac-13瀝青混合料層與高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ之間設置有橡膠瀝青碎石防水粘結層。

3、所述的行車道自上至下依次為排水抗滑型spac-13瀝青混合料層、高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ、高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ、普通瀝青ac-25混合料層、橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層、密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層；其中，排水抗滑型spac-13瀝青混合料層與高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ之間設置有橡膠瀝青碎石防水粘結層。

4、所述的硬路肩自上至下依次為排水抗滑型spac-13瀝青混合料層、普通瀝青ac-20混合料層ⅰ、普通瀝青ac-20混合料層ⅱ、級配碎石層；其中，排水抗滑型spac-13瀝青混合料層與普通瀝青ac-20混合料層ⅰ之間設置有橡膠瀝青碎石防水粘結層。

5、所述超車道sbs改性瀝青ac-20混合料層：行車道高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ：硬路肩普通瀝青ac-20混合料層ⅱ的層厚比為1:1:1。

6、所述超車道排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層的層厚＝行車道普通瀝青ac-25混合料層的層厚＋行車道橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層的層厚。超車道排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層的層厚設計不僅保障超車道路面性能與交通荷載的匹配性，而且為路面內(nèi)部橫向排水提供了充足的排水通道。

7、所述硬路肩級配碎石層的層厚＝行車道普通瀝青ac-25混合料層的層厚＋行車道橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層的層厚＋行車道密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層的層厚。該級配碎石層的層厚設計在滿足道路面性能與交通荷載匹配性的前提下，為路面內(nèi)部橫向排水提供了充足的排水通道。

8、所述超車道、行車道和硬路肩三者中的排水抗滑型spac-13瀝青混合料層為等厚。

9、所述超車道、行車道兩者中的密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層也為等厚。

10、上述層厚的設計一是可以保證超車道、行車道、硬路肩三者所有層的總層厚為相等的，確保整個差異化全厚式瀝青路面的平整性；二是保證施工簡單快捷。

11、所述的排水抗滑型spac-13瀝青混合料層作為表面層，其采用高黏彈復合改性瀝青，該瀝青混合料層的空隙率為24%-30%，滲透系數(shù)≥0.3cm/s。

12、所述的排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層作為超車道的排水層，其采用70#道路石油瀝青，該瀝青混合料層的空隙率為15%-20%，滲透系數(shù)≥0.15cm/s。

13、所述的密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層作為抗疲勞層，其采用sbs改性瀝青，該瀝青混合料層的空隙率為1%-3%，在15℃，10hz，230με控制應變條件下的四點彎曲疲勞試驗中，該瀝青混合料層的疲勞壽命≥150萬次。

14、所述差異化全厚式瀝青路面的路表排水系統(tǒng)為排水抗滑型spac-13瀝青混合料層；路面結構內(nèi)部排水系統(tǒng)由超車道排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層、行車道橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層和硬路肩級配碎石層三者構成。

15、本發(fā)明所述的差異化全厚式瀝青路面其排水體系由三級排水系統(tǒng)組成，分別為路表排水系統(tǒng)、路面結構內(nèi)部排水系統(tǒng)和路基頂面排水系統(tǒng)。其中，路面結構內(nèi)部排水系統(tǒng)如上述，由超車道排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層、行車道橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層和硬路肩級配碎石層三者構成，形成一個由中央分隔帶至道路外側(cè)的排水通道，保證了橫向排水效果。路表排水系統(tǒng)則為排水抗滑型spac-13瀝青混合料層；路基頂面排水系統(tǒng)則為路基頂面所埋設的u型排水鋼槽。由此可見，本發(fā)明的差異化全厚式瀝青路面無論是縱向排水（路表排水系統(tǒng)-內(nèi)部排水系統(tǒng)-路基頂面排水系統(tǒng)），還是橫向排水，均具有較好的排水效果。

16、本發(fā)明中所述的差異化全厚式瀝青路面，其超車道中排水抗滑型spac-13瀝青混合料層的層厚為3-5cm；高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ的層厚為5-7cm；sbs改性瀝青ac-20瀝青混合料層的層厚為5-7cm；排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層的層厚為17-19cm；密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層的層厚為3-5cm。

17、所述的行車道中排水抗滑型spac-13瀝青混合料層的層厚為3-5cm；高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ和高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ的層厚均為5-7cm；普通瀝青ac-25混合料層的層厚為7-9cm；橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層的層厚為9-11cm；密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層的層厚為3-5cm。

18、所述的硬路肩中排水抗滑型spac-13瀝青混合料層的層厚為3-5cm；普通瀝青ac-20混合料層ⅰ和普通瀝青ac-20混合料層ⅱ的層厚均為5-7cm；級配碎石層的層厚為21-23cm。

19、上述超車道、行車道和硬路肩三者的總層厚為等厚。

20、本發(fā)明中，所述的差異化全厚式瀝青路面中的排水抗滑型spac-13瀝青混合料層，其spac-13瀝青混合料的主要組成如下：

21、瀝青膠結料為高黏彈復合改性瀝青；

22、粗集料為鋼渣和玄武巖的混合料，其中，鋼渣：玄武巖的重量比為2:1；

23、細集料為玄武巖和石灰?guī)r的混合料，其中，玄武巖：石灰?guī)r的重量比為1:1；

24、填料為消石灰粉；纖維為玄武巖纖維。

25、本發(fā)明中，所述的差異化全厚式瀝青路面中的排水抗滑型spac-13瀝青混合料層，其spac-13瀝青混合料的級配范圍如下：

26、標準篩孔16mm通過率范圍為100%，標準篩孔13.2mm通過率范圍為90～96%，標準篩孔9.5mm通過率范圍為58～78%，標準篩孔4.75mm通過率范圍為13～26%，標準篩孔2.36mm通過率范圍為10～20%，標準篩孔1.18mm通過率范圍為8～16%，標準篩孔0.6mm通過率范圍為6～12%，標準篩孔0.3mm通過率范圍為4～8%，標準篩孔0.15mm通過率范圍為2～6%，標準篩孔0.075mm通過率范圍為1～4%。

27、按照本發(fā)明所述的對于排水抗滑型spac-13瀝青混合料層的設計，所獲得的排水抗滑型spac-13瀝青混合料層的動態(tài)摩擦系數(shù)大于0.6，橫向力系數(shù)不小于55，凍融劈裂試驗殘留強度比大于90%，60℃下動穩(wěn)定度大于7000次/mm，-10℃下低溫彎曲破壞應變大于3000με，50℃、20000次下漢堡輪轍試驗的最大變形小于4.0mm。

28、本發(fā)明中，所述的差異化全厚式瀝青路面中的排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層，其dtam-50瀝青混合料的主要組成如下：

29、瀝青膠結料為70#道路石油瀝青；

30、粗集料為花崗巖；

31、細集料為花崗巖和石灰?guī)r的混合料，其中，花崗巖：石灰?guī)r的重量比為1:1；

32、填料為消石灰粉。

33、本發(fā)明中，所述的差異化全厚式瀝青路面中的排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層，其dtam-50瀝青混合料的級配范圍如下：

34、標準篩孔63mm通過率范圍為100%，標準篩孔53mm通過率范圍為90～100%，標準篩孔37.5mm通過率范圍為58～82%，標準篩孔31.5mm通過率范圍為50～70%，標準篩孔26.5mm通過率范圍為42～60%，標準篩孔19mm通過率范圍為34～48%，標準篩孔16mm通過率范圍為28～42%，標準篩孔13.2mm通過率范圍為22～32%，標準篩孔9.5mm通過率范圍為16～25%，標準篩孔4.75mm通過率范圍為12～20%，標準篩孔2.36mm通過率范圍為8～15%，標準篩孔1.18mm通過率范圍為6～12%，標準篩孔0.6mm通過率范圍為4～9%，標準篩孔0.3mm通過率范圍為2～7%，標準篩孔0.15mm通過率范圍為1～5%，標準篩孔0.075mm通過率范圍為0～4%。

35、按照本發(fā)明所述的對于排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層的設計，所得的排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層其瀝青膜厚度不小于12μm，60℃下動穩(wěn)定度大于3000次/mm，50℃、10000次下漢堡輪轍試驗的最大變形小于8.0mm。

36、本發(fā)明中，所述的差異化全厚式瀝青路面中的密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層，其hrf-10瀝青混合料的主要組成如下：瀝青膠結料為sbs改性瀝青；粗集料為石灰?guī)r；細集料為石灰?guī)r；填料為礦粉。

37、本發(fā)明中，所述的差異化全厚式瀝青路面中的密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層，其hrf-10瀝青混合料的級配范圍如下：

38、標準篩孔13.2mm通過率范圍為100%，標準篩孔9.5mm通過率范圍為90～100%，標準篩孔4.75mm通過率范圍為58～78%，標準篩孔2.36mm通過率范圍為42～56%，標準篩孔1.18mm通過率范圍為30～45%，標準篩孔0.6mm通過率范圍為23～38%，標準篩孔0.3mm通過率范圍為15～27%，標準篩孔0.15mm通過率范圍為10～20%，標準篩孔0.075mm通過率范圍為6～10%。

39、按照本發(fā)明所述的對于密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層的設計，所得的密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層的瀝青飽和度為80～90%，凍融劈裂試驗殘留強度比大于85%，-10℃下低溫彎曲破壞應變大于3200με，滲水系數(shù)不大于20ml/min。

40、所述的高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ和高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ采用的高模量改性瀝青gac-20混合料可參見標準《道路用高模量抗疲勞瀝青混合料》gb/t36143-2018和《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》?jtg?f40-2004的規(guī)定。

41、所述的sbs改性瀝青ac-20瀝青混合料層采用的sbs改性瀝青ac-20瀝青混合料可參見標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》?jtg?f40-2004的規(guī)定。

42、所述的普通瀝青ac-25混合料層采用的普通瀝青ac-25混合料可參見標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》?jtg?f40-2004的規(guī)定。

43、所述的橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層采用的橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料可參見標準《大粒徑透水性瀝青混合料應用技術規(guī)程》?db?37/t1161-2009的規(guī)定。

44、所述的普通瀝青ac-20混合料層ⅰ、普通瀝青ac-20混合料層ⅱ采用的普通瀝青ac-20混合料可參見標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》?jtg?f40-2004的規(guī)定。

45、所述的級配碎石層采用的級配碎石可參見標準《公路路面基層施工技術細則》jtg/t?f20-2015的規(guī)定。

46、所述的橡膠瀝青碎石防水粘結層采用的橡膠瀝青碎石可參見標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》jtg?f40-2004的規(guī)定。

47、上述差異化全厚式瀝青路面的施工方法，自路基向上依次包括以下步驟：

48、（1）在路基頂面埋設u型排水鋼槽，鋼槽內(nèi)填充碎石，并在鋼槽上方鋪設反濾土工布，u型排水鋼槽的頂面與路基頂面平齊；

49、（2）在超車道和行車道鋪設密水式抗疲勞hrf-10瀝青混合料層，灑布不粘輪乳化瀝青；

50、（3）在超車道鋪設排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層，灑布不粘輪乳化瀝青；

51、（4）在行車道鋪設橡膠改性瀝青l(xiāng)spm-25混合料層，灑布不粘輪乳化瀝青；

52、（5）在行車道鋪設普通瀝青ac-25混合料層，灑布不粘輪乳化瀝青；

53、在超車道排水式特大粒徑dtam-50瀝青混合料層和行車道普通瀝青ac-25混合料層之間的縱向接縫處鋪設10-11cm寬的抗裂貼；

54、（6）在硬路肩鋪設級配碎石層，灑布不粘輪乳化瀝青；在行車道普通瀝青ac-25混合料層和硬路肩級配碎石層之間的縱向接縫處鋪設10-11cm寬的抗裂貼；

55、（7）在超車道鋪設sbs改性瀝青ac-20瀝青混合料層，灑布不粘輪乳化瀝青；

56、（8）在行車道鋪設高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ，灑布不粘輪乳化瀝青；

57、在超車道sbs改性瀝青ac-20瀝青混合料層和行車道高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ之間的縱向接縫處鋪設10-11cm寬的抗裂貼；

58、（9）在硬路肩鋪設普通瀝青ac-20混合料層ⅱ，灑布不粘輪乳化瀝青；

59、在行車道高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅱ和硬路肩普通瀝青ac-20混合料層ⅱ之間的縱向接縫處鋪設10-11cm寬的抗裂貼；

60、（10）在超車道和行車道鋪設高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ，灑布不粘輪乳化瀝青；

61、（11）在硬路肩鋪設普通瀝青ac-20混合料層ⅰ，灑布不粘輪乳化瀝青；

62、在行車道高模量改性瀝青gac-20混合料層ⅰ和硬路肩普通瀝青ac-20混合料層ⅰ之間的縱向接縫處鋪設10-11cm寬的抗裂貼；

63、（12）在超車道、行車道和硬路肩均施工橡膠瀝青碎石防水粘結層；

64、（13）在超車道、行車道和硬路肩鋪設排水抗滑型spac-13瀝青混合料層。

65、本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的全厚式瀝青路面摒棄了傳統(tǒng)全厚式路面整體結構層均采用統(tǒng)一設計標準的思路，而是對不同車道采用不同材料和不同結構的設計，并從整體路面建設成本；路面性能和使用壽命；路面排水效果以及路面施工難易共四個維度將所設計的各車道的不同結構和材料進行協(xié)同整合，最終得到本發(fā)明所述的差異化全厚式瀝青路面。

66、所述的差異化全厚式瀝青路面設計優(yōu)化了材料成本，減少了不必要的材料浪費和施工環(huán)節(jié)，降低了初期的建設成本以及對自然資源的消耗；通過結構的整合設計在優(yōu)化材料成本的情況下，還能夠?qū)崿F(xiàn)路面的承載能力、耐久性和穩(wěn)定性等路面性能的提升，延長了使用壽命，減少了后期的維護和修復成本，能夠滿足車載交通的需求，保證路面的平整度和行車舒適性。

67、同時，本發(fā)明所述的差異化全厚式瀝青路面在縱向和橫向均進行了排水性能的優(yōu)化，降低了水分對路面結構的侵蝕作用，減少了瀝青膜的剝離、掉粒、松散等水損害現(xiàn)象的發(fā)生，提高了路面的穩(wěn)定性和耐久性。

68、綜上所述，本發(fā)明所述的差異化全厚式瀝青路面有效降低了全厚式瀝青路面的初期建設投入，提高了路面性能與交通荷載的匹配性，提升了路面結構的排水功能，具有很好的推廣應用價值。