1.本技术涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种路面抗剪应力结构及施工方法。
背景技术：
2.经调研发现，在道路交叉口附近的路面的变形损坏情况明显多于其他路段。一般沥青道路的施工方案是在半刚性或刚性基层上铺设承重层，再在承重层上铺设耐耗层。在道路交叉路口，车辆需要经常地减速、停留、加速，使得沥青路面受到较大水平荷载作用，沥青路面内剪应力过大，特别是耐耗层和承重层之间的剪应力过大，继而发生变形损坏。
3.目前在工程上所使用的j9九游会真人的解决方案主要有两种。其一是在承重层与耐耗层铺设乳化黏结层，其二是在承重层铺设钢筋加强结构。第一种方案可能存在的问题是乳化沥青的熔点相对较低，在夏日阳光直射的情况下路面温度较高，可能致使乳化黏结层软化降低其抗剪应力的能力，若冬天采用盐除冰时也会对乳化沥青路面造成一定的损伤；第二种方案施工的方法相对比较繁琐，同时钢筋成本也较高；因此急需一种更加完善的路面结构和施工方法。
技术实现要素：
4.本技术提供了一种路面抗剪应力结构及施工方法，耐耗层中的沥青可以向承重层中渗入，冷却固化后扎根于承重层中，以更好地对抗耐耗层与承重层之间的剪应力。
5.第一方面，本技术提供了一种抗剪应力路面结构，包括由下至上依次铺设的半刚性基层、承重层和耐耗层；所述耐耗层由改性沥青和耐磨级配集在180-220℃拌合后，铺设于承重层上压实形成；所述承重层的空隙率为8-10％；所述改性沥青渗入承重层的缝隙固化形成渗入固化体；所述改性沥青其组分按质量分数计包括：基质沥青65-75％，柴油20-30％，降粘剂4-6％。
6.通过上述技术方案，提高了沥青在施工状态下的流动性，同时提高承重层的空隙率，使耐耗层中与耐磨级配集拌合状态下的改性沥青渗入承重层中形成固化体。固化体与耐耗层是一个整体，提高了固化体与耐耗层之间的连接强度，同时固化体伸入承重层的缝隙中与承重层紧密结合，以更好的对抗耐磨层和承重层之间的剪应力。
7.改性沥青由基质沥青和柴油混合制得，采用180-220℃热拌合的施工方案，使改性沥青在施工的过程中具有较高的流动性和渗透性，在施工完成后随着柴油的挥发，基质沥青恢复原有性能。本技术中的改性沥青不含乳化剂，降低了冬季用盐除冰时对路面的损伤。
8.优选的，所述改性沥青其组分按质量分数计包括：基质沥青70％，柴油25％，降粘剂5％。
9.通过上述技术方案，在施工过程中改性沥青具有更好的流动性，同时可以使改性沥青中的柴油在施工完成后快速挥发，加快耐磨层的硬化。通过上述配比可以在流动性和硬化速度之间选择一个较优的平衡点。
10.优选的，所述耐耗层由改性沥青和耐磨级配集的质量比为1：(12-16)。
11.通过上述技术方案，在耐耗层拌合时，提高改性沥青的比例，使改性沥青在流动渗入承重层后，耐耗层中改性沥青与级配碎石的比例依旧符合结构强度的需求。
12.优选的，所述改性沥青的在135℃时运动粘度小于1.70pa.s；所述渗入固化体的渗入深度为10-20mm。
13.通过上述技术方案，控制改性沥青的运动粘度，以使改性沥青在与级配碎石拌合后具有一定的流动性，使与级配碎石拌合状态下的改性沥青能在重力作用下渗入承重层；控制渗入固化体的渗入深度，使渗入固化体有足够的渗入深度以更好地对抗耐磨层和承重层之间的剪应力。
14.优选的，所述降粘剂按质量分数计包括如下组分：有机酸8-20％，表面活性剂5-10％，费托蜡55-75％，相容剂7-15％。
15.通过上述技术方案，其中相容剂可提高费托蜡和基质沥青的相容性，表面活性剂可有效促进有机酸与费托蜡的融合，其中费托蜡可有效增加改性沥青在135-160℃下的流动性，同时对常温下改性沥青硬度影响较小。
16.优选的，所述承重层由沥青和承重层级配碎石拌合后铺设而成，所述承重层级配碎石的最大公称粒径为16mm，所述承重层级配碎石9mm筛孔的过筛率为55-75％，所承重层级配碎石4mm筛孔的过筛率为15-30％。
17.通过上述技术方案，控制9mm筛孔的过筛率和4mm筛孔的过筛率，重新设计承重层级配碎石各粒径配比，使承重层在与沥青拌合压实后留有便于耐磨层改性沥青渗入的缝隙孔径，同时降低对承重层结构强度的影响。
18.另一方面，本技术提供了一种抗剪应力路面结构的施工方法，包括以下步骤，1)铺设半刚性基层：将水泥与基层级配碎石拌合后铺设而成；2)铺设承重层：将沥青和承重层级配碎石拌合后，铺设于半刚性基层上，进行压实；压实完成后，承重层的空隙率为8-10％；3)铺设耐耗层：将所述改性沥青与耐磨级配集拌合，拌合温度为180-220℃，所述改性沥青与所述耐磨级配集的质量比为1:(12-16)；拌和均匀后，铺设于承重层上，铺设完成时耐耗层温度135-180℃，铺设完成后压实。
19.通过上述技术方案，在沥青热融化拌合施工方案中，实现耐耗层中的改性沥青向承重层渗透，固化后能有效抵抗耐耗层和承重层之间的剪应力。
20.优选的，铺设耐耗层时承重层的温度为100-160℃。
21.通过上述技术方案，控制铺设耐耗层时承重层的温度，使耐耗层中的改性沥青在渗入承重层后增加改性沥青冷却固化的时间，从而增加改性沥青的渗入深度；同时降低改性沥青在快速冷却固化过程中产生的内应力，以增加冷却固化后渗入承重层部分的改性沥青的结构强度。
22.优选的，所述改性沥青于施工现场制备，由基质沥青65-75wt％，柴油20-30wt％，降粘剂4-6wt％在180-220℃搅拌混合而成。
23.通过上述技术方案，可采用现场施工设备制备改性沥青，拓展了抗剪应力路面结构的应用环境。
24.上述一种抗剪应力路面结构在道路交叉口路段的应用。
25.道路交叉口路段长度大致在几十到一百米之间，特点是在城市道路中出现的频率
较高，但施工量不大，若施工方案与普通路段差别较大则对整体道路的施工进度影响比较大。
26.通过上述技术方案，其中的基质沥青可采用与非道路交叉口路段铺设时相同的沥青，柴油也是施工现场常用的原料，施工机械可使用非道路交叉口路段铺设时所用的施工机械，便于整体道路的施工。
27.综上所述，本技术具有以下有益效果：1.本技术中耐耗层中的改性沥青渗入承重层的缝隙固化形成根状体，使耐耗层的部分沥青扎根于承重层中，以抵抗耐耗层与承重层之间的剪应力。
28.2.本技术中的改性沥青，提高了其在135-160℃时的流动性，提高其在施工过程中的流动性，便于在承重层中形成根状体。
29.3.本技术的抗剪应力路面结构施工方法，以在施工过程中实现耐耗层中的沥青根植于承重层的结构，以对抗耐耗层与承重层之间的剪应力。
30.4.当抗剪应力路面结构应用于道路交叉口时，可与非道路交叉口路段采用基本相同的施工机械和原料，降低整体道路的施工难度。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
32.1.抗剪应力路面结构抗剪应力路面结构由半刚性基层上铺设承重层，再在承重层上铺设耐耗层构成。
33.耐耗层由改性沥青和耐磨级配集在180-220℃拌合后，铺设于承重层上压实形成。改性沥青其组分按质量分数计包括：基质沥青65-75％，柴油20-30％，降粘剂4-6％；控制改性沥青的在135℃时运动粘度小于1.70pa.s。耐耗层拌合时改性沥青和耐磨级配集的质量比为1：(12-16)。
34.基质沥青可采用70#沥青或90#，一般与普通路段一致。在道路交叉口需要铺设抗剪应力路面结构时，在铺设普通路段的沥青中加入总质量20-30％的柴油和总质量4-6％的降粘剂现场拌合即可。降粘剂可预先配置或市场采购。
35.降粘剂预制：以质量分数计获取原料，有机酸8-20％，表面活性剂5-10％，费托蜡55-75％，相容剂7-15％；在130℃混合均匀自然冷却即可。
36.有机酸可选用苹果酸(cas号：6915-15-7)、对羟基苯甘氨酸(cas号：22818-40-2)或硬脂酸(cas号：57-11-4)中的一种或几种；表面活性剂可选用直链烷基苯磺酸钠(cas号：25155-30-0)、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠又称aes钠盐(cas号：9004-82-4)、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸铵又称aes铵盐(cas号：32612-48-9)中的一种或几种；费托蜡选用熔点为95℃-105℃；相容剂可选用羧酸类(cas号：64-18-6)。
37.承重层由沥青和承重层级配碎石拌合后铺设而成。承重层级配碎石的最大公称粒径为16mm，9mm筛孔的过筛率为55-75％，4mm筛孔的过筛率为15-30％。承重层的空隙率控制在8-10％。承重层级配碎石也可采用普通路段的级配碎石现场过筛配置即可。
38.改性沥青渗入承重层的缝隙固化形成渗入固化体。渗入固化体的渗入深度为10-20mm。
39.二、抗剪应力路面结构的施工方法施工方法包括以下步骤：1)铺设半刚性基层：将水泥与基层级配碎石拌合后铺设而成；2)铺设承重层：将沥青和承重层级配碎石拌合后，铺设于半刚性基层上，进行压实；压实完成后，承重层的空隙率为8-10％；3)铺设耐耗层：改性沥青于施工现场制备，由基质沥青65-75wt％，柴油20-30wt％，降粘剂4-6wt％在180-220℃搅拌混合而成。改性沥青拌合完成后与耐磨级配集拌合，拌合温度为180-220℃，改性沥青与耐磨级配集的质量比为1:(12-16)；拌和均匀后，铺设于承重层上，铺设耐耗层时承重层的温度控制在100-160℃，铺设完成时耐耗层温度控制在135-180℃。
40.实施例1以交叉口采用抗剪应力路面结构的某试验路段施工为例
①
预制降粘剂：以制备100kg改性降粘剂为例，称取对羟基苯甘氨酸(cas号：938-97-6)16kg，月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠(cas号：9004-82-4)8kg，费托蜡(105)65kg，戊二羧酸(cas号：4056-78-4)11kg；将对羟基苯甘氨酸、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠和戊二羧酸混合均匀后，与费托蜡90
±
10℃下挤压混合均匀，冷却后即得改性降粘剂。
41.②
现场施工：铺设半刚性基层，半刚性基层采用水泥拌合基层级配碎石，摊铺后采用钢轮压路机碾压2次，碾压后半刚性基层厚度为25
±
0.5cm，再经过养生三天，采用清刷车将基层表面打毛并将浮灰吹净，使表层集料颗粒部分外露。
42.铺设承重层，将70#沥青和承重层级配碎石进行拌合，拌合温度为180-220℃，70#沥青与级配碎石的质量比为1:20，级配碎石的最大公称粒径为16mm，以各粒径矿料通过标准尺寸筛孔百分率计，级配范围如表1所示。
43.表1承重层级配碎石的级配范围将拌合完成的沥青混凝土运输至工地，沥青混凝土运输至工地的温度控制在150
±
5℃，摊铺温度为130
±
5℃，摊铺速度4-5m/min，当摊铺50-100m时进行碾压，碾压温度不低于120℃，采用胶轮压路机和钢轮压路机分别碾压2次，碾压速度40-60m/min，碾压终了温度不低于100℃，承重层的厚度为25
±
0.5cm，控制空隙率为8-10％。
44.铺设耐耗层，耐耗层沥青混凝土采用现场拌合的方式进行，与承重层沥青混凝土的铺设同时进行。改性沥青由现场配置而成，基质沥青采用普通路段相同的沥青(本实施例采用70#沥青)具体为：获取改性沥青总质量70％的70#沥青、25％的柴油和5％降粘剂，在
180-220℃下搅拌混合均匀。混匀后直接在搅拌机内加入耐磨级配集(本实施例采用gb/t24765-2009耐磨沥青路面用钢渣规格为s15)，拌合后进行铺设。
45.耐耗层沥青混凝土的铺设，在承重层沥青混凝土碾压完成后，即进行耐耗层沥青混凝土的铺设，控制耐耗层的摊铺温度为170
±
5℃，摊铺速度10-20m/min，当摊铺50-100m时进行碾压，碾压时耐耗层温度不低于150℃，钢轮压路机碾压2次，碾压速度40-60m/min，碾压结束时，耐耗层的厚度为温度不低于130℃，控制耐耗层空隙率为3-5％。
46.实施例2-7实施例2-7在实施例1的基础上，调整降粘剂中各组分的成分和含量如表2所示。
47.表2实施例2-7中降粘剂中各组分的成分和含量实施例8-12实施例8-12在实施例1的基础上，改性沥青中各组分的成分和含量如表3所示。
48.表3实施例9-12及对比例1-2中改性沥青各组分的成分和含量
对比例3降粘剂采用市售sasobit降粘剂，其余同实施例1。
49.改性沥青的性状检测检测实施1-7中的降粘剂改性70#沥青，其中降粘剂的质量百分数为5％。改性后70#沥青在25℃时的针入度、软化点以及135℃时的运动粘度，结果如表4所示。
50.表4实施1-7中降粘剂改性70#沥青后及原70#沥青的针入度、软化点和运动粘度通过上述检测数据可知，70#沥青通过改性后在135℃时相对于未改性前的动力粘度下降了37-40％；由上表可知在添加本技术的技术方案对沥青进行改性后在135℃动力粘度具有明显下降。同时由上表可知在添加本技术的技术方案对沥青进行改性后，在25℃的针入度略有提高，总体变化不大；改性后的软化点也只是略有下降，总体变化并不是很大。以便实现在施工过程中提高沥青的流动改性，在温度下降至日常使用状态时对沥青路面的其他结构强度不会有明显的影响。
51.检测实施例1-12中耐耗层沥青渗入承重层的深度、固化时间和渗入固化体针入度。
52.在实施例1-12中试验路段的铺设时，在改性沥青中加入着色剂，在试验路段铺设完成48小时后，在不同取样点测量改性沥青渗入承重层的深度；在试验路段铺设完成后每隔3效果取样观察沥青固化情况；48小时后取渗入承重层的渗入固化体检测针入度；结果如表5所示。
53.表5实施例1-12中改性沥青渗入承重层的深度、固化时间和渗入固化体针入度
由上表可知通过降低改进沥青在135℃时的黏稠度，实施1-12耐磨层中的改性沥青渗入承重层的渗入深度均在10mm以上，具体的改性沥青的黏稠度越低渗入效果越好。主要影响改性沥青的黏稠度的因数有降粘剂的种类和使用量，从对比例3与实施例1-12的对比可知本技术自制的降粘剂在135℃时对改性沥青的降粘效果优于市售降粘剂。由实施例8-12与对比例1-2的对比可知，柴油的使用量越多改性沥青的黏稠度越低，但是柴油的使用量越多也导致沥青路面固化所需的时间也越长，当柴油的添加量低于20％时，改性沥青渗入承重层的渗入深度明显降低；当柴油的添加量超过30％时也会明显提高渗入固化体的针入度，也就是降低了渗入固化体的机械强度。由上表可知改性沥青各组分为基质沥青65-75％，柴油20-30％，降粘剂4-6％，渗入固化体的深度和强度在抗耐磨层和承重层之间剪应力上的综合效果较好。当知改性沥青各组分为基质沥青70％，柴油25％，降粘剂5％在抗耐磨层和承重层之间剪应力上的综合效果更优。
54.抗剪应力的原理为：耐耗层中的沥青在施工过程中渗入承重层中，使耐耗层整体通过渗入承重层部分沥青的固化与承重层牢牢地结合在一起，用以对抗耐耗层与承重层之间的剪应力。
55.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本
申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。