CN103614957A - 冷拌冷铺磨耗层摊铺箱及其摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法 - Google Patents

Abstract

一种冷拌冷铺磨耗层摊铺箱及其摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法，在箱体内前侧设前螺旋搅拌机、后侧设后螺旋搅拌机，箱体外的左侧设液压马达，液压马达输出轴上设置的主动齿轮与前螺旋搅拌机、后螺旋搅拌机的从动齿轮相啮合，箱体的左右两侧壁后方用前刮板操作手柄联接有前刮板、箱体的左右两侧壁前刮板后方用后刮板操作手柄联接有后刮板。摊铺方法包括原路面清扫或铣刨、拌和冷拌冷铺磨耗层混合料、摊铺、养生和开放交通步骤，冷拌冷铺磨耗层混合料采用高浓度改性乳化沥青和集料、慢裂快凝型沥青乳化剂，摊铺厚度可达到15～20mm，摊铺后的路面平整、强度高。冷拌冷铺磨耗层为冷态施工，施工简便、施工效率高、环境污染小，开放交通的时间短。

Description

冷拌冷铺磨耗层摊铺箱及其摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法

技术领域

本发明属于现场铺筑道路或飞机场的凝结性铺面技术领域，具体涉及一种冷拌冷铺磨耗层及其专用摊铺槽。

背景技术

热沥青摊铺太薄后由于热量损失过快太薄压不实，所以目前最薄的面层不低于2cm。冷态施工厚度（微表处施工）以最大粒径来决定厚度，目前最厚只能铺1cm。再厚受到施工工艺的限制及开放交通的影响。这两种施工方法都不能解决1.5～2.0cm的摊铺厚度。冷拌冷铺磨耗层就是采用改装过的稀浆封层机将高浓度聚合物改性乳化沥青、特殊级配的集料、填料、水和添加剂按照设计的比例拌合成稀浆混合料一次性摊铺到原路面（或铣刨后的路面）上，摊铺厚度为20mm，并很快开放交通的表面处治新技术。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服现有技术的缺点，提供一种设计合理、结构简单、摊铺厚度均匀的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱。

本发明所要解决的另一个技术问题在于克服微表处功能层摊铺方法的缺点，提供一种摊铺厚度均匀、厚度可达到15～20mm、环境污染小、施工简便、施工效率高的摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在箱体内前侧设置有前螺旋搅拌机、后侧设置有后螺旋搅拌机，箱体外的左侧设置有液压马达，液压马达输出轴上设置的主动齿轮与前螺旋搅拌机、后螺旋搅拌机的从动齿轮相啮合，在箱体的左右两侧壁后方用前刮板操作手柄活动联接有前刮板、箱体的左右两侧壁前刮板后方用后刮板操作手柄活动联接有后刮板，前刮板操作手柄调节前刮板的高度，后刮板操作手柄调节后刮板的高度与前刮板的高度相等。

上述的前刮板与后刮板之间的距离为5～20cm。

使用上述冷拌冷铺磨耗层摊铺箱摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法由下述步骤组成：

1、原路面清扫或铣刨

2、拌和冷拌冷铺磨耗层混合料

按照下述原料的质量份配比拌和冷拌冷铺磨耗层混合料：

所述集料的级配为：13.2mm方孔筛通过率100%、9.5mm方孔筛通过率70%～85%、4.75mm方孔筛通过率50%～65%、2.36mm方孔筛通过率40%～60%、1.18mm方孔筛通过率28%～45%、0.6mm方孔筛通过率19%～34%、0.3mm方孔筛通过率14%～25%、0.15mm方孔筛通过率8%～17%、0.075mm方孔筛通过率5%～15%。

上述的蒸发残留物含量为60%～75%的改性乳化沥青是由改性沥青与水、慢裂快凝型沥青乳化剂制成，其中慢裂快凝型沥青乳化剂占改性乳化沥青质量的0.8%～2.5%，具体制备方法为：将改性沥青加热至130～170℃，与60～70℃的慢裂快凝型沥青乳化剂水溶液在乳化泵内混合剪切研磨，制备成改性乳化沥青。

3、摊铺

用前刮板操作手柄、后刮板操作手柄调整前刮板和后刮板的高度与冷拌冷铺磨耗层的厚度相同，液压马达与机动车的液压泵相联通，机动车辆牵引冷拌冷铺磨耗层摊铺箱在路面上行走，启动液压马达，前螺旋搅拌机、后螺旋搅拌机运转，将冷拌冷铺磨耗层混合料摊铺到路面上，用压路机压实。

4、养生和开放交通

在交通管制条件下，自然风干2～4小时，铺筑成厚度为15～20mm的冷拌冷铺磨耗层，开放交通。

上述的拌和冷拌冷铺磨耗层混合料步骤2中，最佳按照下述原料的质量份配比拌和冷拌冷铺磨耗层混合料：

本发明的有益效果如下：

1、本发明冷拌冷铺磨耗层为冷态施工，减少了沥青及石料加热的过程，沥青几乎无高温氧化过程，因此在提高混合料质量的前提下减少了对环境的污染，具有施工简便、施工效率高等优点。

2、本发明采用了冷拌冷铺磨耗层摊铺箱摊铺冷拌冷铺磨耗层的摊铺厚度为15～20mm，本发明冷拌冷铺磨耗层混合料采用了蒸发残留物含量为60%～75%的改性乳化沥青和特殊的集料级配，因此不但受力强，具有很高的强度，克服了沥青表面处治和微表处等技术无法修复路面平整度的缺陷，具有矫正路面的变形，恢复平整度的功能，还可以作为磨耗层用到新建道路上。

3、本发明冷拌冷铺磨耗层混合料采用高浓度改性乳化沥青，含水量小，因此即使摊铺厚度为15～20mm，其开放交通时间与微表处工艺相差不大，在不低于25℃的晴好天气下2小时即可开放交通。

4、本发明冷拌冷铺磨耗层混合料无需拌合站，用冷拌冷铺磨耗层摊铺箱和压路机等大型设备，普通稀浆封层机即可施工，设备、技术资源丰富，无需投入更多的社会资源，易于推广。

附图说明

图1是本发明实施例1冷拌冷铺磨耗层摊铺箱的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱由箱体1、前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3、前刮板操作手柄4、后刮板操作手柄5、前刮板6、后刮板7、液压马达8、主动齿轮9、从动齿轮10联接构成。为了对冷拌冷铺磨耗层摊铺箱的结构进一步理解，以冷拌冷铺磨耗层摊铺箱的前进方向为前方。

在箱体1内前侧用螺纹紧固联接件固定联接有前螺旋搅拌机2，箱体1内后侧用螺纹紧固联接件固定联接有后螺旋搅拌机3，前螺旋搅拌机2用于对箱体1内前侧的冷拌冷铺磨耗层混合料进行搅拌输送到路面上，后螺旋搅拌机3用于对摊铺箱内后侧的冷拌冷铺磨耗层混合料进行搅拌输送到路面上，箱体1外的左侧用螺纹紧固联接件固定联接有液压马达8，液压马达8的输出轴上安装的主动齿轮9与前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3上的从动齿轮10相啮合，液压马达8通过管道与牵引车辆的液压泵联通后，液压马达8驱动前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3旋转，将箱体1内的冷拌冷铺磨耗层混合料摊铺到路面上。在箱体1外的左侧和右侧各安装有1个前刮板操作手柄4，前刮板6的左右两端用两个前刮板操作手柄4固定在箱体1外的左右侧，前刮板6可上下移动，前刮板操作手柄4用于调整前刮板6与箱体1底部的距离，前刮板6的下端与箱体1底部的距离调整到15～20mm，用前刮板操作手柄4固定，即冷拌冷铺磨耗层的厚度。箱体1外的左侧和右侧各安装有1个后刮板操作手柄5，后刮板7的左右两端用两个后刮板操作手柄5固定在箱体1外的左右侧位于前刮板6之后，后刮板7可上下移动，后刮板操作手柄5用于调整后刮板7与箱体1底部的距离，后刮板7的下端与箱体1底部的距离调整到15～20mm，用后刮板操作手柄5固定，即冷拌冷铺磨耗层的厚度。

在实际施工过程中，前刮板6和后刮板7的下端与箱体1底部的距离应保持完全相等，前刮板6与后刮板7之间的距离为12cm，前刮板6和后刮板7将前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3输送到路面上的冷拌冷铺磨耗层混合料刮平，。由于本发明摊铺箱采用了前刮板6和后刮板7，在前刮板6没有将铺撒到路面上的冷拌冷铺磨耗层混合料刮平时，后刮板7继续将冷拌冷铺磨耗层混合料刮平，保持了摊铺到路面上冷拌冷铺磨耗层的厚度。

使用上述的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱在路面上摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法如下：

1、原路面清扫或铣刨

2、拌和冷拌冷铺磨耗层混合料

用稀浆封层机，按照下述原料的质量配比拌和成冷拌冷铺磨耗层混合料：

所述集料的级配为：13.2mm方孔筛通过率100%、9.5mm方孔筛通过率83%、4.75mm方孔筛通过率54%、2.36mm方孔筛通过率41%、1.18mm方孔筛通过率32%、0.6mm方孔筛通过率21%、0.3mm方孔筛通过率17%、0.15mm方孔筛通过率13%、0.075mm方孔筛通过率10%；所述的蒸发残留物含量为70%的改性乳化沥青是由改性沥青、水、K-1型慢裂快凝型沥青乳化剂制成，具体制备方法为：将改性沥青加热至150℃，与70℃的K-1型慢裂快凝型沥青乳化剂水溶液在乳化泵内混合剪切研磨，制备成改性乳化沥青，其中K-1型慢裂快凝型沥青乳化剂占改性乳化沥青质量的2%，K-1型慢裂快凝型沥青乳化剂由西安好友公路养护工程有限公司提供。

3、摊铺

用前刮板操作手柄4、后刮板操作手柄5调整前刮板6和后刮板7的高度与冷拌冷铺磨耗层的厚度相同，液压马达8与机动车的液压泵相联通，机动车辆牵引冷拌冷铺磨耗层摊铺箱在路面上行走，启动液压马达8，前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3运转，将冷拌冷铺磨耗层混合料摊铺到路面上，用压路机压实。

4、养生和开放交通

在交通管制条件下，摊铺好的路面自然风干2小时，铺筑成厚度为20mm的冷拌冷铺磨耗层，开放交通。

实施例2

在箱体1的左右两侧壁上后方活动联接安装有前刮板6，前刮板6可上下移动，前刮板6的下端与箱体1底部的距离可进行调整，箱体1的左右两侧壁上前刮板6后方活动联接安装有后刮板7，后刮板7可上下移动，后刮板7的下端与箱体1底部的距离可进行调整，前刮板6与后刮板7之间的距离为5cm，前刮板6和后刮板7将前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3输送到路面上的冷拌冷铺磨耗层混合料刮平。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱相同。

实施例3

在箱体1的左右两侧壁上后方活动联接安装有前刮板6，前刮板6可上下移动，前刮板6的下端与箱体1底部的距离可进行调整，箱体1的左右两侧壁上前刮板6后方活动联接安装有后刮板7，后刮板7可上下移动，后刮板7的下端与箱体1底部的距离可进行调整，前刮板6与后刮板7之间的距离为20cm，前刮板6和后刮板7将前螺旋搅拌机2、后螺旋搅拌机3输送到路面上的冷拌冷铺磨耗层混合料刮平。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱相同。

实施例4

在实施例1的拌和冷拌冷铺磨耗层步骤2中，采用稀浆封层机，按照下述原料的质量配比拌和成冷拌冷铺磨耗层混合料：

其他步骤与实施例1的冷拌冷铺磨耗层的摊铺方法相同。

实施例5

在实施例1的拌和冷拌冷铺磨耗层步骤2中，采用稀浆封层机，按照下述原料的质量配比拌和成冷拌冷铺磨耗层混合料：

其他步骤与实施例1的冷拌冷铺磨耗层的摊铺方法相同。

实施例6

在实施例1～5中，所用的K-1型慢裂快凝型沥青乳化剂用等质量的K-2型慢裂快凝型沥青乳化剂，K-2型慢裂快凝型沥青乳化剂由美德维实维克提供，所用的水泥用等质量的消石灰替换，其他步骤与相应实施例相同，铺筑成厚度为15mm的冷拌冷铺磨耗层。

上述实施例的K-1型和K-2型慢裂快凝型沥青乳化剂还可以用E1慢裂快凝型沥青乳化剂、NE-6慢裂快凝型沥青乳化剂等慢裂快凝型沥青乳化剂替换，均在本发明的保护范围内。

为了确定本发明冷拌冷铺磨耗层混合料的最佳原料配比，发明人进行了大量的实验室研究试验，具体试验情况如下：

1、集料的选择

取武威产的3～5mm、5～8mm和8～15mm的集料，白银产的0～3mm的集料，筛分结果见表1。

表1集料筛分结果

表2合成级配

筛孔（mm）	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
										通过率（%）	100	70～85	50～65	40～60	28～45	19～34	14～25	8～17	5～15
合成级配（%）	100	83	54	41	32	21	17	13	10

表3集料砂当量检测结果

检测项目	技术指标	检测结果	单项判定	试验方法	备注
						砂当量	≥65%	66%	合格	T0334	合成集料＜4.75mm部分

2、确定加水量

按照试验1的集料合成级配，选择武威市公路总段材料厂提供的改性乳化沥青、西安好友公路养护工程有限公司提供的k-1型慢裂快凝型沥青乳化剂，按照表4的原料配比进行拌和试验。

表4拌和试验结果

由表4可见，本发明的冷拌冷铺磨耗层中，外加水的质量是集料质量的7%时，拌合效果较好。

3、粘聚力试验

表5粘聚力试验结果

试验温度（℃）	时间（分钟）	技术要求（N·m）	粘聚力值（N·m）	试件破损状态
					25	30	≥1.2	1.8	中度成型
25	60	≥2.0	3.0	完全成型

由于武威和白银的集料活性比较大，所以与室内试验相比成型更快。稀浆混合料上强度也快，15分钟之后已有较好的强度，所以即使铺筑厚度是20mm，仍可以实现快速开放交通。

4、油石比确定

根据室内试验的经验，以及以上现场矿料拌和试验和粘聚力试验结果，分别选择5.5%、6.0%、6.5%三个油石比成型试件，进行1小时湿轮磨耗试验、负荷车轮粘砂试验。结果见表6。

表6湿轮磨耗试验和负荷车轮粘砂试验结果

油石比（%）	湿轮磨耗值（g/m2）	粘附砂量（g/m2）
			5.5	280	186
6.0	218	216
			6.5	180	223

由表6可见，油石比为6.0%时，冷拌冷铺磨耗层的综合成本较低，又能满足性能要求。

综合上述试验，本发明冷拌冷铺磨耗层的最佳原料配比为：水泥用量为集料质量的2%，外加水量为集料质量的7%，油石比为6.0%，乳化剂用量为集料质量的0.5%。另外，施工时用水量应根据具体情况适当调整。

为了证明本发明的有益效果，发明人采用本发明实施例1制备的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱以及摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法，于2013年5月26日在连霍高速甘肃武威段桩号1997+900-1998+171超车道进行了摊铺试验，铺筑长度为271m、宽为3.5m、厚度为20mm，通过现场观察，摊铺2小时后开放交通。

Claims (4)

1.一种冷拌冷铺磨耗层摊铺箱，在箱体（1）内前侧设置有前螺旋搅拌机（2）、后侧设置有后螺旋搅拌机（3），箱体（1）外的左侧设置有液压马达（8），液压马达（8）输出轴上设置的主动齿轮（9）与前螺旋搅拌机（2）、后螺旋搅拌机（3）的从动齿轮（10）相啮合，其特征在于：在箱体（1）的左右两侧壁后方用前刮板操作手柄（4）活动联接有前刮板（6）、箱体（1）的左右两侧壁前刮板（6）后方用后刮板操作手柄（5）活动联接有后刮板（7）。

2.根据权利要求1所述的冷拌冷铺磨耗层摊铺箱，其特征在于：所述的前刮板（6）与后刮板（7）之间的距离为5～20cm。

3.一种使用冷拌冷铺磨耗层摊铺箱摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法，其特征在于它是由下述步骤组成：

（1）原路面清扫或铣刨

（2）拌和冷拌冷铺磨耗层混合料

按照下述原料的质量份配比拌和冷拌冷铺磨耗层混合料：

所述集料的级配为：13.2mm方孔筛通过率100%、9.5mm方孔筛通过率70%～85%、4.75mm方孔筛通过率50%～65%、2.36mm方孔筛通过率40%～60%、1.18mm方孔筛通过率28%～45%、0.6mm方孔筛通过率19%～34%、0.3mm方孔筛通过率14%～25%、0.15mm方孔筛通过率8%～17%、0.075mm方孔筛通过率5%～15%；

上述的蒸发残留物含量为60%～75%的改性乳化沥青是由改性沥青与水、慢裂快凝型沥青乳化剂制成，其中慢裂快凝型沥青乳化剂占改性乳化沥青质量的0.8%～2.5%；

（3）摊铺

用前刮板操作手柄（4）、后刮板操作手柄（5）调整前刮板（6）和后刮板（7）的高度与冷拌冷铺磨耗层的厚度相同，液压马达（8）与机动车的液压泵相联通，机动车辆牵引冷拌冷铺磨耗层摊铺箱在路面上行走，启动液压马达（8），前螺旋搅拌机（2）、后螺旋搅拌机（3）运转，将冷拌冷铺磨耗层混合料摊铺到路面上，用压路机压实；

（4）养生和开放交通

在交通管制条件下，自然风干2～4小时，铺筑成厚度为15～20mm的冷拌冷铺磨耗层，开放交通。

4.根据权利要求3所述的使用冷拌冷铺磨耗层摊铺箱摊铺冷拌冷铺磨耗层的方法，其特征在于：所述的拌和冷拌冷铺磨耗层混合料步骤（2）中，按照下述原料的质量份配比拌和冷拌冷铺磨耗层混合料：

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