CN101748675B - 一种抗凝冰路面蓄盐封层及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗凝冰路面蓄盐封层及其施工方法，在沥青上面层上为由碎石集料构成的碎石集料层，碎石集料层的缝隙由改性沥青结合料填充，碎石集料层以及改性沥青结合料的上面铺设有由先疏水处理的氯化钠颗粒构成的预先疏水处理的氯化钠颗粒层。施工方法用改性沥青预裹的碎石集料；将待铺装封层的沥青面层清扫干净；在沥青面层上以雾状均匀喷洒改性沥青结合料；用改性沥青预裹的碎石集料摊铺在改性沥青结合料上；将预先疏水处理的氯化钠颗粒均匀的摊铺在改性沥青结合料上；用胶轮压路机进行碾压；对碾压后的蓄盐封层进行局部处理。本发明可以防止蓄盐成分的损失，释放上具有可控性，具有明显的除冰效果，在冬季路面凝冰地区具有广阔的应用前景。

Description

一种抗凝冰路面蓄盐封层及其施工方法

技术领域  本发明涉及一种用于解决道路凝冰的路面结构，特别涉及一种抗凝冰路面蓄盐封层及其施工方法。

背景技术  云贵川高原潮湿山区冬季，路面极易形成凝冰而使其抗滑能力大幅度降低，导致道路的通行能力降低、交通事故的频发，给企业生产和人民生活带来了很大的不便，造成了严重的社会影响，2008年的冰雪灾害更是刷新了建国以来50年一遇的记录。因此，开展路面主动抑制凝冰技术研究具有重要的意义。

上世纪70年代以来以日本、瑞士为代表的国家在研发新型的路面主动除冰材料有了快速发展，日本将一种名为“mafilon”的抗凝冰材料掺加在沥青混凝土中替代矿粉，尽管从除冰效果上具有比较理想的效果，但是伴随着外界条件的影响，沥青混凝土逐步出现“孔洞”、“脱落”现象，导致路面的耐久性严重不足；瑞士开发的“V-260”蓄盐集料直接替代粗、细集料用于沥青混凝土中，从试验路段的观测发现也出现了和“mafilon”材料相同的危害，更为糟糕的是采用“V-260”铺装的路面在第一年出现大量的蓄盐散失，第二年开始除冰效果显著下降，路面面层出现碎石脱落、平整度下降，严重制约了这些新型抗凝冰材料在道路中的大面积推广。

综上分析，目前蓄盐材料在沥青路面的应用都是以集料或者矿粉的形式掺入，伴随着蓄盐成分的流失，沥青路面出现“孔洞”、“脱落”现象，导致铺装面层破坏，因此大大地制约了其大面积推广。蓄盐材料在沥青路面上要想得到理想的应用效果，一是解决好蓄盐成分的可控性，二就是开发适宜的新型蓄盐路面层。

发明内容  本发明目的就是针对解决蓄盐抗凝冰路面过早出现耐久性不足问题，提出一种抗凝冰路面蓄盐封层及其施工方法。

为实现上述目的，本专利采用如下技术方案：

一种抗凝冰路面蓄盐封层，其特征在于：在沥青上面层上为由碎石集料构成的碎石集料层，碎石集料层的缝隙由改性沥青结合料填充，碎石集料层以及改性沥青结合料的上面铺设有由先疏水处理的氯化钠颗粒构成的预先疏水处理的氯化钠颗粒层。改性沥青结合料主要用来黏附包裹碎石集料层中的碎石和预先疏水处理的氯化钠颗粒层中的预先疏水处理的氯化钠颗粒，使之三者之间形成结合体；碎石集料层中的碎石集料是抗凝冰路面蓄盐封层的主体，用其形成的骨架嵌挤结构锁定其中的预先疏水处理的氯化钠颗粒，预先疏水处理的氯化钠颗粒依靠地面摩擦和毛细压力作用使之蓄盐成分析出降低路面冰点作用。

优选的，所述构成碎石集料层的碎石集料撒布质量为10～15kg/m²。

优选的，所述改性沥青结合料选取SBS改性沥青或者橡胶粉改性沥青中的一种，喷洒厚度为2～3mm；所述改性沥青结合料的25℃针入度P_{(25℃， 100g，5s)}在60～80(0.1mm)，软化点不低于55℃，25℃弹性恢复不低于65％。

优选的，所述预先疏水处理的氯化钠颗粒层中预先疏水处理的氯化钠颗粒的撒布质量为3～5kg/m²，所述的预先疏水处理的氯化钠颗粒粒径在3～5mm，氯化钠纯度在85％以上。

优选的，所述碎石集料层由碎石集料为粒径为9.5～13.2mm的单级配碎石构成，针片状含量≤15％，压碎值≤14％。

上述抗凝冰路面蓄盐封层中预先疏水处理的氯化钠颗粒的疏水处理方法，其特征是包括以下步骤：

1)、首先将相对氯化钠颗粒质量3～8％的硬脂酸加热到85～95℃使之形成液态状；

2)、然后将90～100℃预热的氯化钠颗粒迅速掺加在硬脂酸液体中，保持温度在80～100℃温度均匀搅拌，待搅拌均匀后，在室温下继续搅拌成型，既得到经过硬脂酸疏水处理的3～5mm预先疏水处理的氯化钠颗粒。

上述抗凝冰路面蓄盐封层的施工方法，其特征是包括以下步骤：

a)、用相当于碎石集料质量0.6～1.2％的改性沥青预裹的碎石集料；

b)、将待铺装封层的沥青面层清扫干净；

c)、在沥青面层上以雾状均匀喷洒170～180℃的改性沥青结合料，喷洒厚度为2～3mm；

d)、立即将步骤a中用改性沥青预裹的碎石集料摊铺在改性沥青结合料上，碎石集料撒布量在10～15kkgm²；

e)、再立即将预先疏水处理的氯化钠颗粒均匀的摊铺在改性沥青结合料上，形成预先疏水处理的氯化钠颗粒层，预先疏水处理的氯化钠颗粒撒布量在3～5kg/m²；

e)、预先疏水处理的氯化钠颗粒撒布完毕，立即用胶轮压路机进行碾压，碾压速度为3～5km/h，碾压3～5遍，保证碾压过程中路面温度不低于130℃；

f)、对碾压后的蓄盐封层进行接口、边缘处进行局部处理，保证蓄盐封层的平整性，即完成凝冰路面蓄盐封层的施工。

本发明一种抗凝冰路面蓄盐封层及其施工方法的有益效果在于：首先氯化钠颗粒预先进行表面疏水处理，可以有效的防止蓄盐成分的损失，在释放上具有可控性；其次氯化钠颗粒表观密度在2.0～2.2g/cm³，碎石集料表观密度在2.6～2.7g/cm³，两者之间存在一定的密度差，使得撒布后的封层中表面氯化钠颗粒较多，加上轮胎摩擦和胎压作用产生的毛细压力，使得蓄盐成分被磨出或析出，具有明显的除冰效果；另外，蓄盐封层路面结构价格成本低，施工工艺简单，即使蓄盐封层除冰效果下降或被破坏，也不会破坏沥青表面层主体，经济适用性强，在冬季路面凝冰地区具有广阔的应用前景。

附图说明  图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式  下面结合实例对本发明作进一步的说明，但并不因此将本专利限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

参见图1，一种抗凝冰路面蓄盐封层，在沥青上面层3上为由碎石集料构成的碎石集料层1，碎石集料层1的缝隙由改性沥青结合料2填充，碎石集料层1以及改性沥青结合料2的上面铺设有由先疏水处理的氯化钠颗粒构成的预先疏水处理的氯化钠颗粒层4。

上述抗凝冰路面蓄盐封层中预先疏水处理的氯化钠颗粒的疏水处理方法，其特征是包括以下步骤：

1)、首先将相对氯化钠颗粒质量3％的硬脂酸加热到85～95℃使之形成液态状；

2)、然后将90～100℃预热的氯化钠颗粒迅速掺加在硬脂酸液体中，保持温度在80～100℃温度均匀搅拌，待搅拌均匀后，在室温下继续搅拌成型，既得到经过硬脂酸疏水处理的3～5mm预先疏水处理的氯化钠颗粒。

上述抗凝冰路面蓄盐封层的施工方法，其特征是包括以下步骤：

a)、用相当于碎石集料质量0.6％的SBS改性沥青预裹的碎石集料；

b)、将待铺装封层的沥青面层3清扫干净；

c)、在沥青面层3上以雾状均匀喷洒170℃的SBS改性沥青结合料2，喷洒厚度2mm左右；

d)、立即将步骤a中用改性沥青预裹的9.5～13.2mm玄武岩碎石按12kg/m²碎石集料摊铺在改性沥青结合料2上；

e)、再立即将预先疏水处理的3～5mm预处理氯化钠颗粒按4kg/m²均匀的摊铺在改性沥青结合料2上，形成预先疏水处理的氯化钠颗粒层4；

e)、预先疏水处理的氯化钠颗粒撒布完毕，立即用胶轮压路机进行碾压，碾压速度为3～5km/h，碾压3～5遍，保证碾压过程中路面温度不低于130℃；

f)、对碾压后的蓄盐封层进行接口、边缘处进行局部处理，保证蓄盐封层的平整性，即完成凝冰路面蓄盐封层的施工。

除冰效果观测

预先将蓄盐封层和普通沥青面层分别进行打磨，以模拟路面被摩擦的状态，然后将其分别放置在-10℃环境箱中，在其上层喷洒3mm厚度水膜，待冷冻3h后观测表面的冰冻情况。观测结果发现蓄盐封层表面的冰层易于用铲刀铲除，而普通沥青面层表面冰层坚硬，粘结力强、不易被铲除。

实施例2

抗凝冰路面蓄盐封层的施工方法同实施例1，在洁净的车辙板上，喷洒180℃的橡胶粉改性沥青2mm左右，然后在撒布9.5～13.2mm玄武岩碎石集料15kg/m²，3.0～5.0mm预处理氯化钠颗粒3kg/m²，然后放置在车辙成型仪上往回碾压6次进行成型，碾压后测试封层表面温度在121℃。抗凝冰路面蓄盐封层的路面结构、氯化钠颗粒的疏水处理方法同实施例1，只是预先疏水处理的氯化钠颗粒是用相对氯化钠颗粒质量8％的硬脂酸进行处理。

除冰性能检验

将300mm×150mm×50mm尺寸的蓄盐封层和普通的碎石封层分别放置-6℃环境箱中，在其封层表面各喷洒150g水，冷冻2.5小时后观测，发现蓄盐封层和普通碎石封层都发生凝冰，但在外力作用下蓄盐封层的凝冰疏松易碎，而普通碎石封层的凝冰不易破碎。

Claims (6)

1.一种抗凝冰路面蓄盐封层，其特征在于：在沥青上面层(3)上为由碎石集料构成的碎石集料层(1)，碎石集料层(1)的缝隙由改性沥青结合料(2)填充，碎石集料层(1)以及改性沥青结合料(2)的上面铺设有由先疏水处理的氯化钠颗粒构成的预先疏水处理的氯化钠颗粒层(4)；

所述改性沥青结合料(2)选取SBS改性沥青或者橡胶粉改性沥青中的一种，喷洒厚度为2～3mm；所述改性沥青结合料(2)的25℃针入度P是在25℃和5秒时间内，在100克的荷重下，标准针垂直穿入沥青试样中的深度，以1/10毫米为单位计为60～80，软化点不低于55℃，25℃弹性恢复不低于65％。

2.按照权利要求1所述的抗凝冰路面蓄盐封层，其特征是：所述构成碎石集料层(1)的碎石集料撒布质量为10～15kg/m²。

3.按照权利要求1所述的抗凝冰路面蓄盐封层，其特征是：所述预先疏水处理的氯化钠颗粒层(4)中预先疏水处理的氯化钠颗粒的撒布质量为3～5kg/m²，所述的预先疏水处理的氯化钠颗粒粒径在3～5mm，氯化钠纯度在85％以上。

4.按照权利要求1所述的抗凝冰路面蓄盐封层，其特征是：所述碎石集料层(1)由碎石集料为粒径为9.5～13.2mm的单级配碎石构成，针片状含量≤15％，压碎值≤14％。

5.权利要求1所述抗凝冰路面蓄盐封层中预先疏水处理的氯化钠颗粒的疏水处理方法，其特征是包括以下步骤：

1)、首先将相对氯化钠颗粒质量3～8％的硬脂酸加热到85～95℃使之形成液态状；

2)、然后将90～100℃预热的氯化钠颗粒迅速掺加在硬脂酸液体中，保持温度在80～100℃温度均匀搅拌，待搅拌均匀后，在室温下继续搅拌成型，既得到经过硬脂酸疏水处理的3～5mm预先疏水处理的氯化钠颗粒。

6.权利要求1所述抗凝冰路面蓄盐封层的施工方法，其特征是包括以下步骤：

a)、用相当于碎石集料质量0.6～1.2％的改性沥青预裹的碎石集料；

b)、将待铺装封层的沥青上面层(3)清扫干净；

c)、在沥青上面层(3)上以雾状均匀喷洒170～180℃的改性沥青结合料(2)，喷洒厚度为2～3mm；

d)、立即将步骤a中用改性沥青预裹的碎石集料摊铺在改性沥青结合料(2)上，碎石集料撒布量在10～15kg/m²，；

e)、再立即将预先疏水处理的氯化钠颗粒均匀的摊铺在改性沥青结合料(2)上，形成预先疏水处理的氯化钠颗粒层(4)，预先疏水处理的氯化钠颗粒撒布量在3～5kg/m²；

e)、预先疏水处理的氯化钠颗粒撒布完毕，立即用胶轮压路机进行碾压，碾压速度为3～5km/h，碾压3～5遍，保证碾压过程中路面温度不低于130℃；

f)、对碾压后的蓄盐封层进行接口、边缘处进行局部处理，保证蓄盐封层的平整性，即完成凝冰路面蓄盐封层的施工。

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