CN1016723B - 老化路面翻新方法 - Google Patents

Abstract

用路面修复机器翻新路面的方法，其特征是，第一阶段确定为得到其特性相当于最初路面特性的翻新路面而应加入翻新粘结料的特性及其用量，然后第二阶段用特殊切削部件切削老化路面以得到切削碎料并将其送入拌和部件，其中加入翻新粘结料，其特性已在第一阶段加以确定。

Description

本发明涉及老化路面冷翻新方法，路面由混有粘结料的粒料组成，其中采用本身已知的翻新机器，切削老化路面，加翻新粘结料后将切削产品拌和并将这样处理后的翻盖料铺在路面上。

一般说来，路面上覆盖有至少4厘米厚的混有沥青粘结料的粒料。

路面经过多年就会老化，原因有交通运输造成的变形，天气条件（雪，薄冰等），冬季数月内的沉积盐，当然还有光照（光化学老化）。不同作用的联合影响致使粘结料变硬，因为其中的最轻组分会挥发掉;其中导致产品易脆，使其易于折断并有裂口的趋势。发生降解的另一原因是滚压时剥层，这常常是操作时因打底层不合格造成的。因此必须加以处理以使路面恢复其最初的性能。

为了进行翻新，已提出了多种解决办法：

最早也是最简单的办法是在老化并降解的路面上再铺上覆盖层。但该法不能尽如人意，因为新覆盖层与旧覆盖层不总是结合得很牢固并易且剥层，而且还导致路面上覆盖厚度太厚，所以说并不是没有问题的。此外，该法不宜于解决相邻层的剥层问题，因此从加强机械强度角度看也不能令人满意。

另一办法是将已有覆盖层切削去掉后再代换新的：该法的优点 是能够得到恢复到最初水准的路面;但该法并不是能够满足所有要求的方法，一方面是从经济角度上考虑，该法极为昂贵，另一方面考虑到环境保护，因为该法会造成大量废物，而这些废物只能堆在垃圾场上。

近年来为弥补这些缺陷，在热翻新方法中用射线板重新恒定加热路面数厘米厚度并从表面上刮去部分厚度以便用新覆盖层代换（热翻新）或在其表面上混入翻新粘结料而拌和起来（热循环使用）。既使可得到满意的结果，但这些方法仍然具有特别昂贵的缺陷，因为重新加热老化路面的热能消耗大致相当于实施该方法所需总成本的50%。

为弥补这些缺陷人们设想冷循环使用覆盖面;最初进行的努力是开发了相当简单的方法，后来又用真正的翻新设施对其进行改进，该设施由自牵引机构成，其中于前进方向上包括切削部件，加翻新粘结料并将切削产品拌和的部件以及将这样处理后的覆盖料铺在路面上的部件。

例如法国专利8512724，8603362和8702856阐述了这样的机器。

经验表明，采用上述机器虽然有某些优点，但不可能总是在处理之后获得恢复到使用前性能的令人满意的路面，因此必须覆盖新的滚动层。

本发明目的是弥补缺陷，其中提出的方法可随时防止翻新设施如上述设施使用时各操作过程中相继出现的绕滚剥离现象，从机械角度考虑与从化学角度考虑一样，主要是对覆盖层的切削特性以及 拌和过程中所加翻新粘结料的特性产生影响，从而可在路面上沉积产品，其性能已预先确定下来并基本上相当于老化前最初沉积产品的性能。

在实验室用从路面上预先抽取的样品确定老化路面的特性，便可知道这些特性是极不同于最初所用路面特性的，造成这些差别的主要原因是沥青粘结料含量降低以及组成的明显改变，因为最轻组分丧失了。

这些变化可在光照条件下用于研究常规切削所得切削料的粒度以及溶剂萃取之后切削料中粘结料的穿透性。

如果描出常规铣床所得切削料的过筛材料百分比与所用筛孔径的关系曲线，则可得到曲线C，其中过筛材料百分比迅速下降，在筛孔孔径仍很大时即变为零（见附图）。

如果用溶剂萃取法从老化路面中除去粘结料并测定这样得到的覆盖料的粒度，即可得到曲线A，为最初路面的曲线;如果将其与曲线C比较，则该曲线显得更为连续并且斜率更小：对应于筛孔更小的筛，过筛材料百分比更大。路面翻新操作过程中试图从曲线C出发而在处理结束时得到接近于曲线A的曲线。

此外，最常进行研究以确定粘结料性能的沥青粘结料特性之一是25℃下的穿透性（AFNOR    NFT66004标准）：为进行测定可将装有沥青粘结料的杯子放入调至25℃的浴中，在其表面上再放100克重的针并测定其5秒钟插入深度。不过，经验表明，初始穿透性值为60～70，而经过约10年后，老化粘结料的穿透性降至约0.5～2.0mm。这种穿透性的区别相应于粘结料中某些轻组分如上 述消失了并且说明了，为在翻新之后得到大致具有最初粘结料特性的路面，必须借助于具有更高穿透性的翻新粘结料。

本发明目的是以这样的一些依据而提出老化路面冷翻新方法，其中可沉积出翻新路面，其特性可能极为接近最初沉积路面的特性。

本发明提出用路面翻新机器进行老化路面冷翻新的方法，其中路面由混有沥青粘结料的粒料组成，该方法的步骤包括：

第一阶段确定老化翻盖层粒料特性以及粘结料特性及其用量，

第二阶段用第一阶段测定值确定翻盖层原来的粒料特性以及原来的粘结料特性及其用量，

将第一阶段和第二阶段测得的相应值进行比较并第三阶段确定获得粒料和粘结料构成的翻新路面所需的翻盖料和翻新粘结料，其测定值基本对应于原有路面测定值，

然后进行一系列操作，其中老化路面切削下来并被替代，就地连续操作，

移送和机械处理翻盖层并用化学处理法翻新机械处理物料而得到基本上对应于第三阶段测定的翻盖料，

向该翻盖料中添加基本上对应于第三阶段测定的粘结料以及

之后沉积这种翻新物料，用以代替路面上移去的翻盖层。

因此，该法可完全控制处理之后沉积出的路面特性以使其大致相当于最初使用路面的特性，其中采用机械手段（切削和拌和部件具有特殊性能），这样可得到切削产品碎料，而无须用常规切削部件进行粗颗粒粉碎，并联用化学手段，这样可理想地选择拌和时加入 的翻新粘结料量特性及其用量。

经验表明，本发明方法可从附图中曲线C出发经过处理之后得到类似于曲线B的曲线，即明显接近于最初路面曲线A。

本发明的另一特点是翻新粘结料由高穿透性沥青或其与重油的混合物组成，重油具有环烷-芳族特点并与类似稠度的普通沥青不同，其沥青烯含量低，而芳族化合物含量高。

经验表明，翻新粘结料的穿透性常常高于60（mm）。

可有效地用于本发明方法的翻新粘结料可举出SHELL公司以商名RJO    100，RJO    200，RJO    400，RJO    800和RJO    1002出售的产品。其它可类似地用于本发明的产品有ESSO公司以商名FLEXON    110和FLEXON    150出售的产品。

本发明的又一特点是向翻新粘结料中添加约10%的可促进切削料减聚过程的润湿剂，其中是将老化粘结料软化。

润湿剂由基本上为芳族的溶剂组成，其封闭容器中闪点（NFT60    103标准）大于50（芳族成分含量为50～100%），这并不是翻新粘结料中不可分割的部分，但对切削料产生化学作用，这有利于破碎操作。

润湿剂例子可举出ESSO公司以商名HAN    8070出售的产品。

由于溶剂具有挥发性，所以会在使用后数星期内在覆盖层“熟化”过程中消失。只是翻新剂本身是稳定的。

经验还已表明，翻新粘结料/润湿剂混用再加上具有特殊构型 的切削部件的应用可惊人地得到翻新路面，其性能特别接近于最初使用路面的性能。

本发明的再一特点是用式（Ⅰ）计算应从拌和部件加入切削料的翻新粘结料总量

Xn＝ (Xv)/(100-y) （Ⅰ）

以及用式（Ⅱ）计算粘结料的穿透性

（1- (Xv)/(Xn) ）log Pr＝log Pn- (Xv)/(Xn) log Pv （Ⅱ）

两式中：

Xn为循环使用后翻盖料中所选用粘结料含量（百份粒料中的份数）

Xv为老化翻盖层中粘结料含量（百份粒料中的份数）

y为循环使用后翻盖料所用粘结料中翻新粘结料百分数

Pr为翻新粘结料的穿透性

Pn为循环使用后翻盖料所用粘结料的穿透性

Pv为老化粘结料的穿透性。

按照本发明方法的实施方式还可考虑于沉积翻新路面之前在路面上铺上打底层;该层可仅由翻新组分构成，均匀分布并且其用量与待处理表面成比例。

本发明还有一特点是从拌和部件并在翻新组分之后向切削料添加0.10～0.50%优选是0.25%（重量）的合成纤维特别是聚丙烯腈纤维（以切削料重量计）。该纤维可改变翻新覆盖层的牵引寿命。

此外，本发明方法实施时切削转子上的特殊齿发热非常快，应连续强制性冷却以避免其冷变形以及过早损坏。为弥补这些缺陷，常常向转子的螺线齿圈喷水（约为切削料重量的0.5～2%（重量））;不幸的是，这种喷水操作虽然可避免转子上的齿发热太快，但并不是不会在其后续操作中带来麻烦特别是在拌和操作过程中，因为众所周知，水是烃类粘结料的大敌，会降低粘合性。

为补偿这种现象的出现，按照本发明另一特点，切削时连续冷却切削转子上的齿，其中喷洒含5～40%优选约10%表面活性剂的水溶液，表面活性剂尤其是选自胺，多胺和氢氯化胺。

表面活性的作用是改善切削料-再生粘结料的接触状况，其中对这两种化合物之间的界面进行掺杂。

本发明方法特点特别是其第一阶段用下述实施例详细说明。

实施例1

抽取用常规铣床所得老化高速公路切削料样品，其特性如下：

-粒度

过筛（mm）    过筛材料（%）

20    93%

16    86%

12.5    73%

10    55%

8    34%

6.3    22%

4    11%

3.15    9%

2    6%

1    3%

-粘结料含量：4.6%，而不是非老化粘结料的5.6%

-25℃下穿透性，2.6（mm），而不是非老化粘结料的6.5（mm）。

溶剂萃取后发现粒度如下，相当于最初路面的粒度：

过筛（mm）    过筛材料（%）

10    92%

8    71%

6.3    53%

5    43%

3.15    37%

2    33%

1    26%

0.5    20%

0.315    17%

0.08    10%

这些粒度分别对应于附图所示曲线C和A。

然后向作为初始物料的老化路面切削料添加1.98%翻新组分：

-翻新粘结料：13.2%    RJO    200    SHELL

86.8%    RJO    800    SHELL

〔25℃下的穿透性：66.6（mm）〕

-润湿剂：10%的溶剂HAN    8070    ESSO

翻新组分量（润湿剂除外）及其穿透性已用上述式（Ⅰ）和（Ⅱ）进行计算。

18℃下混合后即可得到翻新粘结料，其特性如下：

-粒度

过筛（mm）    过筛材料（%）

10    95%

8    76%

6.3    58%

5    49%

3.15    41%

2    37%

1    29%

0.5    22%

0.315    19%

0.08    11%

-25℃下穿透性：6.7（mm）（而不是理论值65）。

这样处理后的覆盖料对应于附图中的曲线B，可以看出，上述处理可得到其特性接近附图中曲线A所示最初粘结料特性的路面。

然后采用DURIEZ方法测定翻新路面，得到以下结果：

DURIEZ-LCPC    18℃下密实

紧密度（%）：94%

Rc（MPa）24小时：4.4

实施例2

采用与实施例1相同的作为初始物料的老化切削料并向其喷以下组成的水溶液：

80%的水

20%的Dinoram    50（CECA胺的分散水溶液）

用量为初始切削料的1%（重量）。

然后进行与实施例1相同的操作，得到特性如下的翻新覆盖料：

25℃下翻新粘结料穿透性：70（理论值65）。

机械强度-DURIEZ    LCPC试验

（用18℃下重新压实试样）-紧密度    95%

24小时    8j

Rc    18℃    MPa    3.2    3.7

浸渍后rc    MPa    2.8

r/R    0.75

实施例3

严格按照实施例2操作，只是在翻新粘结料之后从拌和器处加入0.25%（重量，以切削料计）Hoechst的聚丙烯腈纤维100    detex    24mm    VFII。得到18℃下DURIEZ    LCPC特性如下的翻新粘结料：

紧密度    95%

Rc    8j    MPa    18℃    4.15

这些结果表明，本发明方法可得到机械性能和化学特性非常接近于老化之前最初使用路面特点的翻新路面。

Claims (20)

1、用路面翻新机器进行老化路面冷翻新的方法，其中路面由混有沥青粘结料的粒料组成，该方法的步骤包括：

第一阶段确定老化翻盖层粒料特性以及粘结料特性及其用量，

第二阶段用第一阶段测定值确定翻盖层原来的粒料特性以及原来的粘结料特性及其用量，

将第一阶段和第二阶段测得的相应值进行比较并第三阶段确定获得粒料和粘结料构成的翻新路面所需的翻盖料和翻新粘结料，其测定值基本对应于原有路面测定值，

然后进行一系列操作，其中老化路面切削下来并被替代，就地连续操作，

移送和机械处理翻盖层并用化学处理法翻新机械处理物料而得到基本上对应于第三阶段测定的翻盖料，

向该翻盖料中添加基本上对应于第三阶段测定的粘结料以及

之后沉积这种翻新物料，用以代替路面上移去的翻盖层。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于翻新粘结料由高穿透性沥青或其与重油的混合物组成，重油具有环烷-芳族特点并与类似稠度的普通沥青不同，其沥青含量低，而芳族化合物含量高。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于向翻新粘结料中添加约10%的可促进切削料减聚过程的润湿剂，其中将老化粘结料软化。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于润湿剂由基本上芳族的溶剂组成。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于应加入翻盖料的翻新粘结料总量用下式（Ⅰ）计算：

$X_n=\frac{X_V}{\mathrm{100-y}}\mathrm{(I)}$

以及用式（Ⅱ）计算粘结料的穿透性

$\mathrm{(\; 1\; -}\frac{X_V}{X_n}{\mathrm{)\; log\; P}}_r\mathrm{=\; log\; P}{}_n-\frac{X_V}{X_n}{\mathrm{log\; P}}_V\mathrm{(\; II)}$

两式中：

X_n为循环使用后翻盖料中所选用粘结料含量（百份粒料中的份数）

X_v为老化翻盖层中粘结料含量（百份粒料中的份数）

y为循环使用后翻盖料所用粘结料中翻新粘结料百分数

P_r为翻新粘结料的穿透性

P_n为循环使用后翻盖料所用粘结料的穿透性

P_v为老化粘结料的穿透性。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于于沉积翻新路面之前在路面上铺上由翻新组分组成的打底层。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于添加翻新粘结料之后向切削料中添加0.10～0.50%（重量）的合成纤维（以切削料重量计）。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于切削转子上的齿切削时连续冷却，其中喷洒含5～40%表面活性剂的水溶液。

9、根据权利要求8的方法，其特征在于表面活性剂选自胺，多胺和氢氯化胺。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所用表面活性剂水溶液约为切削料重量的0.5～2%（重量）。

11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于化学处理步骤包括将老化粒料送去进行脱粘结料处理以从老化粒料中除去足量粘结料而达到要求的后续值。

12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于机械处理步骤包括切削研磨步骤。

13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于加料过程之中翻新粘结料和翻盖料进行混合处理。

14、根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一和第二阶段测定值，对于粒料而言包括老化和原有粒料中与规定粒径相比时达不到该粒径的粒料百分比，而对于粘结料而言则包括老化和原有粘结料的量和穿透性。

15、根据权利要求1所述的方法，其特征在于第二阶段测量包括确定必须加入翻盖料中的翻新粘结料量，其中考虑到其穿透性，从而制成其穿透性基本上与原来的翻盖层相同的产品。

16、根据权利要求11所述的方法，其特征在于还包括应用拌合部件并向其中添加翻盖料。

17、根据权利要求11所述的方法，其特征在于还包括应用切削部件，用表面活性剂水溶液冷却其齿并且拌和粒料以提高粒料和粘结料相互间的粘结能力。

18、根据权利要求7所述的方法，其特征在于向切削料中加大约0.25%的合成纤维。

19、根据权利要求7所述的方法，其特征在于合成纤维由聚丙烯腈纤维组成。

20、根据权利要求8所述的方法，其特征在于水溶液包括大致10%的表面活性剂。

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