CN102444067A

CN102444067A - 一种用于路面养护的复合封层

Info

Publication number: CN102444067A
Application number: CN2011103357271A
Authority: CN
Inventors: 王端宜; 蔡旭; 雷超旭
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开了一种用于路面养护的复合封层，所述复合封层共两层，包括砂料层以及乳化沥青材料层，原有路面为复合封层载体。其中乳化沥青材料层用于密闭道路表面微裂缝，防水，起着恢复已经老化路面并防止路面松散的作用；覆盖其上的砂料层采用特制砂料，起到防止乳化沥青材料喷洒施工后路面抗滑力下降过大而造成抗滑性能不足的作用。本发明公开的复合封层优化了雾封层的固有缺陷，扩大了工程应用范围，可作为高速公路路面预防性养护手段，工艺简单，节能环保。

Description

一种用于路面养护的复合封层

技术领域

本发明涉及工程与材料领域，特别涉及一种用于路面养护的复合封层。

背景技术

雾封层AEMA(Asphalt Emulsion Manufacturers Association)技术用于路面预防性养护，将很薄一层稀释乳化沥青喷洒到路面以降低松散，改善表面干燥和风化。新的沥青作用于老化的表面，可以延长路面寿命。另外，雾封层可以封堵细小裂缝及坑洞，并阻止水进入表面孔隙，提高道路表面的防水功能。雾层封层有如下特点：施工后需要晾晒干燥后才能开放交通；必须严格掌握单位面积的喷洒量，过稠或过多的喷洒量会在路表面形成一层光滑的沥青薄膜，使路面丧失摩擦阻力，危害行车安全。

因此，现有雾封层技术只能用于路面状况良好时进行喷洒施工，当路面抗滑力不足时，不宜再采用此种养护方式。雾封层施工时进行砂料的撒布可以起到防止工后抗滑力下降过大而造成抗滑性能不足，从而推迟路面抗滑性能达到临界值时间的作用。理想情况下，撒砂和未撒砂两种后处理工艺的作用效果如图1所示。图1中，虚线P_SE表示初始值，即养护前路面抗滑力水平，t1为养护处治时刻，t2为撒砂工况下路面回复到工前水平，t3表示未撒砂工况下路面回复到工前水平，t2越大养护的正效果保持得越长久，而t3越小养护的负效果消退得越快。可以看出，乳化沥青材料喷洒后，覆盖了表面颗粒、填堵表面空隙，而适当地撒布砂屑，将弥补这一损失。还可以看出，无论何种材料、工艺，均有一定的时效，而t3>t2，即是说，未撒砂时，路面抗滑力需要更长的时间才能回复到初始水平，当初始水平P_SE较低时，在t1到t3时段内，路面实际抗滑力往往是不足的。

现有的复合封层中砂料存在如下问题：

一是粒径。石屑粒径大小对抗滑力有较大影响。微凸体压入胎表层橡胶而使之产生变形时的阻力是行车摩擦力的重要因素之一，引入微凸体峰顶部曲率半径和支撑面尺寸等参数，得到由于微凸体作用而产生的摩擦系数分量为

TB=0.625αh2/Κ (1)

其中，α——拉压状态下滞后损失系数，橡胶材料为0.09～0.13；

h2——微凸体压入胎面橡胶的深度；

K——材料的弹性常数，(1-μ2)/E。

从式1可以看出，若石屑粒径太小，压入胎面橡胶的深度必然较低，将降低颗粒与轮胎花纹之间的粘滞作用，从而无法有效提高抗滑力；相反，较大颗粒指数可以提供良好的构造特征，抗滑效果更好。但是，粒径太大，沥青材料不足以全部裹覆集料，容易导致粘结力的不足而产生石料脱离，发生飞散，对行车造成威胁，而且易发出较大的噪音。

二是棱角性。棱角丰富的石料，由于多支点(接触点)的存在，故在混合料表而可以形成较大的构造深度；而其他如天然砂颗粒圆滑，无棱角，稳定性差，在车轮的作用下很容易被推挤到集料间隙较大的地方，构造深度较小，且无法提供矿料颗粒之间足够的抗剪切变形能力，抗滑能力较低。如果砂撒布得不合适，砂粒子将在界面上起到滚珠或滚珠作用，更会强化轮胎的滚动效应，从而大大削弱路面的抗滑力。

三是材质。由于酸性石料如花岗岩与沥青的粘附性较差，石料极易松散、剥落，特别是在高速公路上，车速较快，容易造成飞料现象，对路面和行车安全都会形成威胁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有路面养护技术存在的缺陷与不足，提供一种结构简单、价格低廉、施工方便、可靠性好的高性能复合封层。

本发明的目的通过采用以下技术方案予以实现：

一种用于路面养护的复合封层，自上而下包括砂料层（1）以及乳化沥青材料层（2），原有路面（3）为复合封层载体；所述砂料层（1）的砂料为玄武岩、辉绿岩、石灰岩、金刚砂（碳化硅）中的一种；所述砂料层（1）的砂料最大公称粒径为1.18mm，粒径范围为1.18mm～2.36mm，用量为0.4～0.6kg/㎡，棱角性为50%～70%；所述乳化沥青材料的用量为0.4～0.7L/㎡。

所述砂料为辉绿岩，用量为0.4～0.6kg/㎡，棱角性为55%～65%。

所述砂料为玄武岩，用量为0.5～0.65kg/㎡，棱角性为50%～65%。

所述砂料为石灰岩，用量为0.5～0.65kg/㎡，棱角性为55%～65%。

所述砂料为金刚砂（碳化硅），用量为0.4～0.5kg/㎡，棱角性为60%～70%。

在于砂料工程应用时所用的1.18mm筛孔筛余留大于85%。

乳化沥青材料喷洒施工时同步进行砂料撒布施工。所述乳化沥青材料层（2）用于封闭旧路面微裂缝和路面防水，所述砂料层（1）用于防止乳化沥青材料喷洒施工后路面抗滑力下降。

本发明公开的一种用于路面养护复合封层，相比现有技术具有如下优点和有益效果：

（1）选用磨光值较低且与沥青结合料粘附性能良好的中性或碱性细石料，与路面粗集料之间形成差异，可以构造分异磨耗面层，能够保证在一定使用年限后路面仍有大料棱角外露，从而提供较为长久的抗滑能力；

（2）选用的石料效能较高，撒布效果好，与沥青的吸附作用强，粘结力高。

附图说明

图1是本发明的高性能砂封层的结构示意图。

图2是施工前后路面构造深度对比图。

图中示出：1-- 砂料层，2-- 乳化沥青材料层， 3-- 原有路面。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的介绍。本发明采用的乳化沥青材料为NDAP(能达雾封层)，是一种阳离子聚合物改性沥青涂料，改乳化沥青材料蒸发残留物含量大于55%，沥青标准粘度为15～40，残留物延度大于40cm。

封层施工前需要对原有路面表面进行清洁，清除路面杂物。

封层施工利用沥青喷洒车进行乳化沥青材料喷洒，喷洒量控制在0.4～0.7L/㎡范围，最佳用量为依据实际路面构造深度确定，一般原路面构造深度为0.9mm左右选用0.5L/㎡的沥青用量。

封层施工时，在乳化沥青材料喷洒后立即进行砂料的撒布施工，实际施工中要求采用同步碎石封层车进行乳化沥青材料的喷洒与砂料的撒布。

砂料工程应用时所用的1.18mm筛孔筛余留大于85%，砂料最大公称粒径为1.18mm，粒径范围为1.18mm～2.36mm。采用的砂料为辉绿岩时，用量为0.4～0.6kg/㎡，棱角性为55%～65%。砂料为玄武岩时，用量为0.5～0.65kg/㎡，棱角性为50%～65%。砂料为石灰岩，用量为0.5～0.65kg/㎡，棱角性为55%～65%。砂料为金刚砂（碳化硅），用量为0.4～0.5kg/㎡，棱角性为60%～70%。封层施工后，需封闭交通4h以上，保证乳化沥青材料的破乳以及砂料在路面上的有效粘附。

Claims

1.一种用于路面养护的复合封层，其特征在于自上而下包括砂料层（1）以及乳化沥青材料层（2），原有路面（3）为复合封层载体；所述砂料层（1）的砂料为玄武岩、辉绿岩、石灰岩、金刚砂（碳化硅）中的一种；所述砂料层（1）的砂料最大公称粒径为1.18mm，粒径范围为1.18mm～2.36mm，用量为0.4～0.6kg/㎡，棱角性为50%～70%；所述乳化沥青材料的用量为0.4～0.7L/㎡。

2.根据权利要求1所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于所述砂料为辉绿岩，用量为0.4～0.6kg/㎡，棱角性为55%～65%。

3.根据权利要求1所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于所述砂料为玄武岩，用量为0.5～0.65kg/㎡，棱角性为50%～65%。

4.根据权利要求1所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于所述砂料为石灰岩，用量为0.5～0.65kg/㎡，棱角性为55%～65%。

5.根据权利要求1所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于所述砂料为金刚砂（碳化硅），用量为0.4～0.5kg/㎡，棱角性为60%～70%。

6.根据权利要求1～5之一所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于砂料工程应用时所用的1.18mm筛孔筛余留大于85%。

7.根据权利要求1～6之一所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于乳化沥青材料喷洒施工时同步进行砂料撒布施工。

8.根据权利要求1～7之一所述的一种用于路面养护的复合封层，其特征在于所述乳化沥青材料层（2）用于封闭旧路面微裂缝和路面防水，所述砂料层（1）用于防止乳化沥青材料喷洒施工后路面抗滑力下降。