CN103232189B - 一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料及铺设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料及铺设方法，所述铺设材料包括以下组份：抗滑石屑、高浓阻燃改性乳化沥青和阻燃乳化沥青。本发明的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料及铺设方法，将高浓阻燃改性乳化沥青在原路面表面形成底层胶状板体，起到粘结、防水的作用，而抗滑石屑起到了保护底层沥青作用，同时能够承担行车的碾压和磨耗；顶层的阻燃乳化沥青不但起到稳固抗滑石屑的作用，同时也能对火灾起到二次阻燃作用；不但对原有的碎石封层施工工艺不产生影响，同时更能够加快这些养护工艺或薄层罩面工艺的推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料及铺设方法，属于各等级公路、城市快速路、隧道道面等抗滑不足、水损严重路段的功能性养护罩面施工技术。
背景技术
石屑封层技术是一种薄层罩面技术，属于预防性养护领域的技术，是在路面结构层强度满足要求的前提下，也就是说没有结构性病害的情况下实施的功能性养护技术。该技术最早起源于法国，于上世纪八十年代末以全新的、机械化、自动化、一体化施工技术模式引入了中国，与我国上世纪60～70年代的层铺法类似。
石屑封层还称作碎石封层，当然又是对碎石封层有着更细化的解读，即使有区别也在于集料粒径的大小不同而已。石屑封层有根据施工步骤的不同或者洒布集料和沥青的时间分为同步封层和分步封层。但是，不论哪一种石屑封层，到目前为止由于其初期的“飞石”现象，几乎没有用到高速公路表面层的罩面，主要用于低等级公路的表层罩面以及新建高速公路的中置封层和下封层，也广泛用到混凝土桥面沥青铺装层的防水粘结层，不过此时必须采用SBS改性沥青作为粘结料。因此，目前的石屑封层发展已经碰到了瓶颈，难以跨入更高层次的使用。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料及铺设方法，将通过配合单粒径细集料的方法，在原路面形成一种抗滑、稳固、耐久、防水的超级罩面；同时高浓阻燃乳化改性沥青与阻燃乳化沥青在确保路用性能基础上，还能通过其中的有机阻燃剂对火灾起到阻燃抑烟的作用。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
为了使目前技术比较成熟，但发展受阻的石屑封层技术应用到新的领域，发明人从结构组合、材料配制、施工工艺方面进行探索，提出了将防水、粘结、抗滑基于一体的石屑抗滑超级阻燃罩面技术，充分体现了抗滑性、安全性、稳固性、耐久性等特点。
一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，该铺设材料包括以下组份：抗滑石屑、高浓阻燃改性乳化沥青和阻燃乳化沥青。
一种优选配比方案，所述各组份的质量份数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 12～14份；
阻燃乳化沥青： 3～5份。
另一种优选配比方案，所述各组份的质量份数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 14～18份；
阻燃乳化沥青： 4～6份。
优选的，所述抗滑石屑的规格为：粒径为3～5mm，表观相对密度大于等于2.5，坚固性大于等于12，含泥量小于等于3，棱角性大于等于30s。
一般要求高浓阻燃改性乳化沥青的软化点不低于58℃；所述高浓阻燃改性乳化沥青包括以下组份且各组份的质量分数为：
基质沥青： 100份；
阻燃剂： 10～20份；
改性剂： 1～4份；
乳化剂： 1～3份；
水： 50～100份。
对于高浓阻燃改性乳化沥青中的组分，一般要求改性剂的含量不低于高浓阻燃改性乳化沥青中基质沥青总质量的4%，可以使用SBR（丁二烯-苯乙烯共聚物）改性胶乳，一般要求改性剂中胶乳固含量不低于40%；乳化剂可以使用阳离子乳化剂。
优选的，所述阻燃乳化沥青包括以下组份且各组份的质量分数为：
基质沥青： 100份；
阻燃剂： 10～20份；
乳化剂： 1～3份；
水： 50～100份。
优选的，该铺设材料所有使用的阻燃剂的规格为：密度为1.2～2.0g/cm3，有效含量大于等于70%，熔融温度大于等于120℃，含水率小于5%，燃点大于等于260℃。
由于有机阻燃剂与沥青同属高分子有机类材料，具有相似相容特性，二者可以通过化学键的作用发生更加强烈的联系和作用。
优选的，该铺设材料所有使用的阻燃剂为TCPP，即磷酸三（2-氯丙基）酯。
该铺设材料使用的乳化剂一般为阳离子乳化剂，使用的水为满足人类饮用要求的饮用水。
一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设方法，可以现有的常规碎石封层施工过程中采用专用的同步碎石封层车，无需对施工设备进行专门改造，关键在于高浓阻燃改性乳化沥青和阻燃乳化沥青的使用，具体来说，该方法包括如下步骤：
（1）检测评价原路面：对原路面的抗滑系数、结构强度、破损状况进行检测评价，确定高浓阻燃改性乳化沥青用量；
（2）确定试验段：根据检测评价结果选择病害适中、便于施工作业组织的路段进行试验段摊铺；
（3）标定设备：将同步碎石封层车（如果采用碎石封层车与沥青撒布车分步施工，则需要碎石封层车和沥青撒布车）运输到施工路段，调整车位，依照设计配比标定沥青、集料流量；
（4）撒布沥青与集料：启动同步碎石封层车，将高浓阻燃改性乳化沥青以及抗滑石屑同步撒布于原路面上，抗滑石屑撒布率不低于120%；
（5）碾压：采用12t轻型胶轮压路机进行碾压1～2遍；
（6）清扫浮石：采用清扫设备（比如强力吹分机）将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层高浓阻燃改性乳化沥青为准，最后形成厚度为3～5mm的超级薄层罩面；
（7）撒布上层封层沥青：采用沥青撒布车将阻燃乳化沥青撒布于清扫过的碎石表面；
（8）初期养护及开放交通：禁止任何车辆和行人通过，施工结束2～4h后开放交通，开发交通后24h内控制车速不超过60km/h。
有益效果：本发明的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料及铺设方法，将高浓阻燃改性乳化沥青在原路面表面形成底层胶状板体，起到粘结、防水的作用，而抗滑石屑起到了保护底层沥青作用，同时能够承担行车的碾压和磨耗；顶层的阻燃乳化沥青不但起到稳固抗滑石屑的作用，同时也能对火灾起到二次阻燃作用；不但对原有的碎石封层施工工艺不产生影响，同时更能够加快这些养护工艺或薄层罩面工艺的推广和应用。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作更进一步的说明。
一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设方法，可以现有的常规碎石封层施工过程中采用专用的同步碎石封层车，无需对施工设备进行专门改造，关键在于高浓阻燃改性乳化沥青和阻燃乳化沥青的使用，具体来说，该方法包括如下步骤：
（1）检测评价原路面：对原路面的抗滑系数、结构强度、破损状况进行检测评价，确定高浓阻燃改性乳化沥青用量；
（2）确定试验段：根据检测评价结果选择病害适中、便于施工作业组织的路段进行试验段摊铺；
（3）标定设备：将同步碎石封层车（如果采用碎石封层车与沥青撒布车分步施工，则需要碎石封层车和沥青撒布车）运输到施工路段，调整车位，依照设计配比标定沥青、集料流量；
（4）撒布沥青与集料：启动同步碎石封层车，将高浓阻燃改性乳化沥青以及抗滑石屑同步撒布于原路面上，抗滑石屑撒布率不低于120%；
（5）碾压：采用12t轻型胶轮压路机进行碾压1～2遍；
（6）清扫浮石：采用清扫设备（比如强力吹分机）将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层高浓阻燃改性乳化沥青为准，最后形成厚度为3～5mm的超级薄层罩面；
（7）撒布上层封层沥青：采用沥青撒布车将阻燃乳化沥青撒布于清扫过的碎石表面；
（8）初期养护及开放交通：禁止任何车辆和行人通过，施工结束2～4h后开放交通，开发交通后24h内控制车速不超过60km/h。
上述铺设方法中，使用的铺设材料包括以下组份：抗滑石屑、高浓阻燃改性乳化沥青和阻燃乳化沥青。本案给出两种优选配比方案：
一种优选配比方案，所述各组份的质量份数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 12～14份；
阻燃乳化沥青： 3～5份。
另一种优选配比方案，所述各组份的质量份数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 14～18份；
阻燃乳化沥青： 4～6份。
优选的，所述抗滑石屑的规格为：粒径为3～5mm，表观相对密度大于等于2.5，坚固性大于等于12，含泥量小于等于3，棱角性大于等于30s。
一般要求高浓阻燃改性乳化沥青的软化点不低于58℃；所述高浓阻燃改性乳化沥青包括以下组份且各组份的质量分数为：
基质沥青： 100份；
阻燃剂： 10～20份；
改性剂： 1～4份；
乳化剂： 1～3份；
水： 50～100份。
对于高浓阻燃改性乳化沥青中的组分，一般要求改性剂的含量不低于高浓阻燃改性乳化沥青中基质沥青总质量的4%，可以使用SBR（丁二烯-苯乙烯共聚物）改性胶乳，一般要求改性剂中胶乳固含量不低于40%；乳化剂可以使用阳离子乳化剂。
优选的，所述阻燃乳化沥青包括以下组份且各组份的质量分数为：
基质沥青： 100份；
阻燃剂： 10～20份；
乳化剂： 1～3份；
水： 50～100份。
优选的，该铺设材料所有使用的阻燃剂的规格为：密度为1.2～2.0g/cm3，有效含量大于等于70%，熔融温度大于等于120℃，含水率小于5%，燃点大于等于260℃。
由于有机阻燃剂与沥青同属高分子有机类材料，具有相似相容特性，二者可以通过化学键的作用发生更加强烈的联系和作用。
优选的，该铺设材料所有使用的阻燃剂为TCPP，即磷酸三（2-氯丙基）酯。
该铺设材料使用的乳化剂一般为阳离子乳化剂，使用的水为满足人类饮用要求的饮用水。
下面根据实例，对本案作出进一步说明。
实施例1
一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，该铺设材料包括以下组份且各组分的质量分数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 12～14份；
阻燃乳化沥青： 3～5份。
本例中，抗滑石屑为3～5mm粒径细粒式碎石；高浓阻燃改性乳化沥青蒸发残留物含量不低于65%，阻燃乳化沥青蒸发残留物含量不低于55%。
上述铺设材料，具体施工过程如下：
（1）对原路面进行检测、评价，再确定试验段；
（2）标定沥青撒布车和碎石撒布车，并将设备运输到施工路段，采用沥青撒布车与碎石撒布车进行高浓阻燃改性乳化沥青撒布；
（3）与沥青撒布车间隔不超过20m，立刻采用碎石撒布车将精细碎石撒布于底层沥青上；
（4）采用12t轻型胶轮压路机进行碾压1～2遍后，采用强力吹分机将浮石清扫；
（5）采用沥青撒布车将吸阻燃乳化沥青撒布于清扫过的碎石表面，对抗滑石屑进行稳固，这样便进入初期护养阶段；施工结束2～4h后开放交通，开发交通后24h内控制车速不超过60km/h。
实施例2
一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，该铺设材料包括以下组份且各组分的质量分数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 14～18份；
阻燃乳化沥青： 4～6份。
本例中，抗滑石屑为3～5mm粒径细粒式碎石；高浓阻燃改性乳化沥青蒸发残留物含量不低于65%，阻燃乳化沥青蒸发残留物含量不低于55%。
上述铺设材料，具体施工过程同实施例1。
对实施例1和实施例2进行试铺，获得的路面性能检测结果如表1所示：
表1路用性能检测
表1中的燃点试验是将现场混合料提取试样，回到试验室进行沥青抽提，对抽提后的高浓阻燃改性乳化沥青进行燃点试验，可见构造深度、抗滑系数、渗水系数及燃点均满足要求，尤其是两个实例的平均燃点比规范要求的260℃提高了近38℃，说明阻燃性能大大提高。
实验例
除了道路实施案例，同时对各个配比组分进行实验室内的性能模拟，如表2、表3、表4所示，实验测量各个配比的铺设材料，均满足道路使用要求。
表2铺设材料的配比组分
表3实验例中高浓阻燃改性乳化沥青的配比组分
表4实验例中阻燃乳化沥青的配比组分
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，其特征在于：该铺设材料包括以下组份：抗滑石屑、高浓阻燃改性乳化沥青和阻燃乳化沥青；所述抗滑石屑的规格为：粒径为3～5mm，表观相对密度大于等于2.5，坚固性大于等于12，含泥量小于等于3，棱角性大于等于30s；
所述高浓阻燃改性乳化沥青包括以下组份且各组份的质量份数为：
所述阻燃乳化沥青包括以下组份且各组份的质量份数为：
2.根据权利要求1所述的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，其特征在于：所述各组份的质量份数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 12～14份；
阻燃乳化沥青： 3～5份。
3.根据权利要求1所述的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，其特征在于：所述各组份的质量份数为：
抗滑石屑： 100份；
高浓阻燃改性乳化沥青： 14～18份；
阻燃乳化沥青： 4～6份。
4.根据权利要求1、2或3所述的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，其特征在于：该铺设材料所有使用的阻燃剂的规格为：密度为1.2～2.0g/cm3，有效含量大于等于70％，熔融温度大于等于120℃，含水率小于5％，燃点大于等于260℃。
5.根据权利要求1、2或3所述的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设材料，其特征在于：该铺设材料所有使用的阻燃剂为TCPP。
6.根据权利要求1所述的阻燃石屑抗滑超级罩面的铺设方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)检测评价原路面：对原路面的抗滑系数、结构强度、破损状况进行检测评价，确定高浓阻燃改性乳化沥青用量；
(2)确定试验段：根据检测评价结果选择病害适中、便于施工作业组织的路段进行试验段摊铺；
(3)标定设备：将同步碎石封层车运输到施工路段，调整车位，依照设计配比标定沥青、集料流量；
(4)撒布沥青与集料：启动同步碎石封层车，将高浓阻燃改性乳化沥青以及抗滑石屑同步撒布于原路面上，抗滑石屑撒布率不低于120％；
(5)碾压：采用12t轻型胶轮压路机进行碾压1～2遍；
(6)清扫浮石：采用清扫设备将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层高浓阻燃改性乳化沥青为准，最后形成厚度为3～5mm的超级薄层罩面；
(7)撒布上层封层沥青：采用沥青撒布车将阻燃乳化沥青撒布于清扫过的碎石表面；
(8)初期养护及开放交通：禁止任何车辆和行人通过，施工结束2～4h后开放交通，开发交通后24h内控制车速不超过60km/h。
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