CN104631250B - 一种适于现场补给施工的微表处工艺 - Google Patents

Abstract

一种适于现场补给施工的微表处工艺，包括道路路面整体结构的优化、表面精细处治材料的改进及微表处现场补给施工方法三种工艺，本发明提供了一种路面整体强度高、耐久性好、低温防裂性好、抗滑能力强、减少碳排放量、节约能源、保护生态环境的道路路面的精细处理方法。能够提高施工的效率，加快施工进度，节约能源，是一种高效的连续施工方法。

Description

一种适于现场补给施工的微表处工艺

技术领域

本发明涉及一种适于现场补给施工的微表处工艺，具体地说是一种公路建设和养护的表面精细处置方法，特别适合高等级公路、机场跑道、停车场和桥梁等工程的铺装和养护。

背景技术

稀浆封层是在常温条件下将乳化沥青、级配矿料、填料、水及添加剂按一定的比例拌成糊状流动的混合料，并及时摊铺在路面上而形成的一定厚度的路面薄层，起到防水、防滑、耐磨及恢复路面使用功能的作用，主要用于普通公路沥青路面的维修养护，目前在高速公路沥青路面的养护中应用较少。近些年来，在普通稀浆封层的基础上通过掺入其它物质对普通乳化沥青材料进行改性，又研制成功了改性稀浆封层。然后采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂按一定配比拌和成稀浆混合料并迅速摊铺到原路面上。但这种方法对路面的养护和维修仍有较大的局限性。如铺筑后成型时间长，早期强度低，养护时需封闭交通，高温季节易软化，抵抗永久变形能力和耐久性差，高温稳定性不理想、严寒天气易损坏等，使其不能适应普通公路沥青路面变形大的情况，不能满足大交通、重交通对路面的要求。

比如随着公路交通量的增长、超载与重载车辆的增多、渠化交通的形成以及全球气候变暖，车辙问题仍是目前世界性的难题，路面高温是产生车辙的最直接诱因，而在改性稀浆封层中使用的沥青又是一种吸热材料，对太阳热辐射的吸收率高达0.80～0.95，导致夏季沥青路面温度远高于气温(约高25℃以上)，同时由于我国一些地区还极易遭受严寒天气，会使得路面冬季霜冻和冰冻产生裂缝，降低了道路行驶的安全性。再比如随着北京等大城市雾霾等恶劣环境问题的突出，使得汽车使用的环保问题日益受到关注，而目前的微表处工艺中没有很好的考虑到利用道路施工材料解决如何将汽车尾气分解掉的技术问题，使得大气环境遭受较大污染，同时汽车尾气也对道路路面中的材料产生不利影响，降低了道路的性能。

另外，现有的微表处工艺仅仅关注表面精细处治材料改进或仅仅关注表面精细处治方法的改进，没有从路面整体结构角度考虑，使得表面精细处治方法对道路性能的改进效果有限，不能够满足对道路更高要求的情况。

并且现有技术的微表处是利用车辆来回装运材料，属于间歇式的运输和施工，工程不连续，而且易造成材料浪费且对交通带来不利影响。

因此，需要采用新的技术手段，来改善和提高现有路面建设和路面表面的精细处治方法，使其满足更高的路面使用要求，同时本申请的微表处工艺是适于现场补给施工的微表处工艺，其能够提高施工的效率，加快施工进度，节约能源，是一种高效的连续施工方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种路面整体强度高、耐久性好、低温防裂性好、抗滑能力强、减少碳排放量、节约能源、保护生态环境且适于现场施工的道路路面的微表处工艺。本发明的方法不仅从表面精细处治的养护材料的角度进行了改进，还结合了道路路面的整体结构的设计，使得本发明的微表处工艺更适于现代路面发展的需要。本发明的主要发明内容如下：

一种适于现场补给施工的微表处工艺，包括道路路面整体结构的优化、表面精细处治材料的改进及微表处现场补给施工方法三种工艺，包括如下步骤：

（1）道路路面施工的整体结构包括基垫层、垫层、下基层、基层、上基层、结合层和路面层，其中基垫层包括土和粗碎石，土和粗碎石的体积比为9：1，碎石采用石质坚硬、近立方体的颗粒，碎石主要选用玄武岩和辉绿岩[l1]，针片状碎石体积百分含量<11%；垫层包括混合的未级配的粗碎石和细碎石，粗碎石和细碎石的体积比为1：9，基垫层与垫层的总厚度在20cm左右；下基层包括提高细碎石比例的粗碎石和细碎石的混合物，其中细碎石和粗碎石的体积比为8：2；基层为采用防水材料制成的防水层；上基层为经过筛选的碎石层，碎石的粒径配比为14cm粒径的碎石占的体积比例为70％，12cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，8cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，5cm的粒径的碎石占的体积比例为5％，3cm的粒径的碎石占的体积比例为3％，2cm粒径的碎石占的体积比例为1％，0.5cm的粒径的碎石占的体积比例为1％，上基层的空隙率为15％左右；下基层、基层、上基层的总厚度为30cm左右；结合层为高渗透乳化沥青透层，其中所述高渗透乳化沥青透层按重量份，改性乳化沥青80份、水7份、水性环氧树脂10份、水性环氧固化剂5份，附着力促进剂1份，防沉剂1份，稀盐酸，其中稀盐酸是将浓盐酸加6倍质量的水稀释而成；路面层的原料包括基础沥青、微细碎石、磁铁矿石、水泥、水、复合改性乳化沥青、助剂；结合层、路面层的总厚度在5－15cm；（2）对表面精细处治材料的改进主要是对路面层的原料材料的改进，其中包括了对改性乳化沥青的改进，采用阳离子复合改性乳化沥青，该类型的改性乳化沥青采用阳离子型沥青乳化剂，该乳化剂主要由下述材料制备而成：二压乙基三胺与十八烯酸以3：1的摩尔比混合，然后在170℃加热5小时，此时加入二缩二乙二醇和纳米二氧化钛，然后加热至190℃保温6小时，再降温至180℃保温2小时，获得阳离子复合改性乳化沥青；所述助剂为铝酸酯偶联剂。

（3）对于上述微表处现场补给施工的具体施工工艺为，将玄武岩或辉绿岩石料、磁铁矿石按一定比例加入到搅拌机械搅拌均匀，再将上述混合[l2]装入到2-3吨的太空包装袋中，封袋备用；用吊车在施工沿线放置需要数量的装入混合料的包装袋；在现场补给施工时，首先利用吊车将太空包装袋内的混合料加入到封层车，再利用综合补给车装载复合改性乳化沥青、助剂和水，然后按照一定的比例在搅拌状态下加入到上述封层车内的混合料中，即可进行相应的摊铺施工。

本发明的技术方案，通过多层的结构设计，尤其是特别增加的基垫层可以更好的起到调节路基出现的差异沉降的作用，另外将基层上下分别设置上基层、下基层能够更好的起到隔水、隔振的作用，比目前现有的路面结构更能有效的保护路基，延长路面寿命，而且该结构还能够起到降低噪音的效果，与本申请的降噪材料配合使用，降噪效果比现有路面更加明显；本发明提出的高渗透乳化沥青透层通过相应组分的调控及PH值的调控使得该层具有更高的结合性、高温稳定性以及渗透性；本发明的路面层能够起到起到对路面汽车尾气吸收或降解的作用，既能够净化空气，还能够有效的保护汽车尾气中的成分对路面的破坏作用，进一步延长了路面的寿命；并且通过本发明的方案制备的乳化沥青稳定性好，节能环保，能有效减少老化现象，并且能够改善或提高普通改性沥青吸收尾气的能力，并还能确保路面的沥青材料的路面性能不被汽车的尾气损害；另外，通过磁铁矿石的加入，使得路面层具有微波吸收功能，具备在冰冻天气下吸波除冰的功能，使得路面功能复合化；通过本发明的路面施工工艺可以减少路面开裂的倾向，还能够提高防滑性能；另外，比较关键的是，本发明通过对原料材料的改进，其中包括了对改性乳化沥青的改进，再加上在运往施工现场之前工艺的配合使得本发明的混合材料可以利用太空袋运输，可以运输较长时间并且不会对性能产生不利影响，适于本发明的现场补给的施工工艺。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请进行详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的各个实施例中的特征可以组合。

实施例1

一种适于现场补给施工的微表处工艺，包括道路路面整体结构的优化、表面精细处治材料的改进及微表处现场补给施工方法三种工艺，包括如下步骤：：

（1）道路路面施工的整体结构包括基垫层、垫层、下基层、基层、上基层、结合层和路面层，其中基垫层包括土和粗碎石，土和粗碎石的体积比为9：1，碎石采用石质坚硬、近立方体的颗粒，碎石主要选用玄武岩和辉绿岩[l3]，针片状碎石体积百分含量<11%；垫层包括混合的未级配的粗碎石和细碎石，粗碎石和细碎石的体积比为1：9，基垫层与垫层的总厚度在20cm左右；下基层包括提高细碎石比例的粗碎石和细碎石的混合物，其中细碎石和粗碎石的体积比为8：2；基层为采用防水材料制成的防水层；上基层为经过筛选的碎石层，碎石的粒径配比为14cm粒径的碎石占的体积比例为70％，12cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，8cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，5cm的粒径的碎石占的体积比例为5％，3cm的粒径的碎石占的体积比例为3％，2cm粒径的碎石占的体积比例为1％，0.5cm的粒径的碎石占的体积比例为1％，上基层的空隙率为15％左右；下基层、基层、上基层的总厚度为30cm左右；结合层为高渗透乳化沥青透层，其中所述高渗透乳化沥青透层按重量份，改性乳化沥青80份、水7份、水性环氧树脂10份、水性环氧固化剂5份，附着力促进剂1份，防沉剂1份，稀盐酸，其中稀盐酸是将浓盐酸加6倍质量的水稀释而成；路面层的原料包括基础沥青、微细碎石、磁铁矿石、水泥、水、复合改性乳化沥青、助剂；结合层、路面层的总厚度在5－15cm；（2）对表面精细处治材料的改进主要是对路面层的原料材料的改进，其中包括了对改性乳化沥青的改进，采用阳离子复合改性乳化沥青，该类型的改性乳化沥青采用阳离子型沥青乳化剂，该乳化剂主要由下述材料制备而成：二压乙基三胺与十八烯酸以3：1的摩尔比混合，然后在170℃加热5小时，此时加入二缩二乙二醇和纳米二氧化钛，然后加热至190℃保温6小时，再降温至180℃保温2小时，获得阳离子复合改性乳化沥青；所述助剂为铝酸酯偶联剂。

（3）对于上述微表处现场补给施工的具体施工工艺为，将玄武岩或辉绿岩石料、磁铁矿石按一定比例加入到搅拌机械搅拌均匀，再将上述混合[l4]装入到2-3吨的太空包装袋中，封袋备用；用吊车在施工沿线放置需要数量的装入混合料的包装袋；在现场补给施工时，首先利用吊车将太空包装袋内的混合料加入到封层车，再利用综合补给车装载复合改性乳化沥青、助剂和水，然后按照一定的比例在搅拌状态下加入到上述封层车内的混合料中，即可进行相应的摊铺施工。并且在摊铺施工时采用热压工艺，热压时采用加热的热压轮，并且采用三次循环热压工艺，第一次将热压轮加热至160-180℃，对摊铺的路面进行热压，结束后待路面降低到50℃左右后进行第二次热压，第二次热压时将热压轮加热至120-150℃，对摊铺的路面进行热压，结束后待路面降低到50℃左右后进行第三次热压，第三次热压时将热压轮加热至90-100℃，对摊铺的路面进行热压，热压后路面冷却即可。

实施例2

一种适于现场补给施工的微表处工艺，包括道路路面整体结构的优化、表面精细处治材料的改进及微表处现场补给施工方法三种工艺，包括如下步骤：

（1）道路路面施工的整体结构包括基垫层、垫层、下基层、基层、上基层、结合层和路面层，其中基垫层包括土和粗碎石，土和粗碎石的体积比为12：1，碎石采用石质坚硬、近立方体的颗粒，碎石主要选用玄武岩和辉绿岩[l5]，针片状碎石体积百分含量<11%；垫层包括混合的未级配的粗碎石和细碎石，粗碎石和细碎石的体积比为1：9，基垫层与垫层的总厚度在25cm左右；下基层包括提高细碎石比例的粗碎石和细碎石的混合物，其中细碎石和粗碎石的体积比为8：1；基层为采用防水材料制成的防水层；上基层为经过筛选的碎石层，碎石的粒径配比为10cm粒径的碎石占的体积比例为70％，8cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，6cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，4cm的粒径的碎石占的体积比例为5％，3cm的粒径的碎石占的体积比例为3％，2cm粒径的碎石占的体积比例为1％，0.5cm的粒径的碎石占的体积比例为1％，上基层的空隙率为15％左右；下基层、基层、上基层的总厚度为30cm左右；结合层为高渗透乳化沥青透层，其中所述高渗透乳化沥青透层按重量份，改性乳化沥青80份、水7份、水性环氧树脂10份、水性环氧固化剂5份，附着力促进剂1份，防沉剂1份，稀盐酸，其中稀盐酸是将浓盐酸加6倍质量的水稀释而成；路面层的原料包括基础沥青、微细碎石、磁铁矿石、水泥、水、复合改性乳化沥青、助剂；结合层、路面层的总厚度在5－15cm；

（2）对表面精细处治材料的改进主要是对路面层的原料材料的改进，其中包括了对改性乳化沥青的改进，采用阳离子复合改性乳化沥青，该类型的改性乳化沥青采用阳离子型沥青乳化剂，该乳化剂主要由下述材料制备而成：二压乙基三胺与十八烯酸以3：1的摩尔比混合，然后在170℃加热5小时，此时加入二缩二乙二醇和纳米二氧化钛，然后加热至190℃保温6小时，再降温至180℃保温2小时，获得阳离子复合改性乳化沥青；所述助剂为硅酸酯偶联剂。

（3）对于适于现场补给施工的微表处工艺为，将玄武岩或辉绿岩石料、磁铁矿石按一定比例加入到搅拌机械搅拌均匀，再将上述混合料装入到2-3吨的太空包装袋中，封袋备用；用吊车在施工沿线放置需要数量的装入混合料的包装袋；在现场补给施工时，首先利用吊车将太空包装袋内的混合料加入到封层车，再利用综合补给车装载复合改性乳化沥青、助剂和水，然后按照一定的比例在搅拌状态下加入到上述封层车内的混合料中，即可进行相应的摊铺施工；并且在摊铺施工时采用热压工艺，热压时采用加热的热压轮，并且采用三次循环热压工艺，第一次将热压轮加热至160-180℃，对摊铺的路面进行热压，结束后待路面降低到50℃左右后进行第二次热压，第二次热压时将热压轮加热至120-150℃，对摊铺的路面进行热压，结束后待路面降低到50℃左右后进行第三次热压，第三次热压时将热压轮加热至90-100℃，对摊铺的路面进行热压，热压后路面冷却即可。

根据路面施工要求上述对路面的热压工艺的次数可以增加或减少，比如只采用第一次和第二次热压工艺，或者在上述三次循环热压工艺的基础上增加第四次或更多次热压工艺，直至符合路面的施工要求为止。

通过本发明的技术方案的道路路面，与普通路面相比，各种性能均有提高，通过试验比较得出的性能比较如下所示：

本方案的路面性能

降噪性能

防滑性能

吸收或降解尾气性能

抗裂性能

除冰能力

施工效率

与现有路面的比较

提高10％

提高12％

提高12％

提高8％

提高8％

提高15%

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，比如三次循环热压工艺可以根据路面施工要求进行增加或减少为两次循环热压工艺或四次，或者对参数进行适当的调整等，其均应涵盖在本发明的权要求范围当中。

Claims (5)

1.一种适于现场补给施工的微表处工艺，包括道路路面整体结构的优化、表面精细处治材料的改进及微表处现场补给施工方法三种工艺，包括如下步骤：

（1）道路路面施工的整体结构包括基垫层、垫层、下基层、基层、上基层、结合层和路面层，其中基垫层包括土和粗碎石，土和粗碎石的体积比为9：1，碎石采用石质坚硬、近立方体的颗粒，碎石主要选用玄武岩和辉绿岩，针片状碎石体积百分含量<11%；垫层包括混合的未级配的粗碎石和细碎石，粗碎石和细碎石的体积比为1：9，基垫层与垫层的总厚度在20cm左右；下基层包括提高细碎石比例的粗碎石和细碎石的混合物，其中细碎石和粗碎石的体积比为8：2；基层为采用防水材料制成的防水层；上基层为经过筛选的碎石层，碎石的粒径配比为14cm粒径的碎石占的体积比例为70％，12cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，8cm的粒径的碎石占的体积比例为10％，5cm的粒径的碎石占的体积比例为5％，3cm的粒径的碎石占的体积比例为3％，2cm粒径的碎石占的体积比例为1％，0.5cm的粒径的碎石占的体积比例为1％，上基层的空隙率为15％左右；下基层、基层、上基层的总厚度为30cm左右；结合层为高渗透乳化沥青透层，其中所述高渗透乳化沥青透层按重量份，改性乳化沥青80份、水7份、水性环氧树脂10份、水性环氧固化剂5份，附着力促进剂1份，防沉剂1份，稀盐酸，其中稀盐酸是将浓盐酸加6倍质量的水稀释而成；路面层的原料包括沥青、微细碎石、玄武岩或辉绿岩石料、磁铁矿石、水泥、水、复合改性乳化沥青、助剂；结合层、路面层的总厚度在5-15cm；

（2）对表面精细处治材料的改进主要是对路面层的原料材料的改进，其中包括了对改性乳化沥青的改进，采用阳离子复合改性乳化沥青，该类型的改性乳化沥青采用阳离子型沥青乳化剂，该乳化剂主要由下述材料制备而成：二压乙基三胺与十八烯酸以3：1的摩尔比混合，然后在170℃加热5小时，此时加入二缩二乙二醇和纳米二氧化钛，然后加热至190℃保温6小时，再降温至180℃保温2小时，获得阳离子复合改性乳化沥青；所述助剂为铝酸酯偶联剂；

（3）对于上述微表处现场补给施工的具体施工工艺为，将玄武岩或辉绿岩石料、磁铁矿石按一定比例加入到搅拌机械搅拌均匀，再将上述混合料装入到2-3吨的太空包装袋中，封袋备用；用吊车在施工沿线放置需要数量的装入混合料的包装袋；在现场补给施工时，首先利用吊车将太空包装袋内的混合料加入到封层车，再利用综合补给车装载复合改性乳化沥青、助剂和水，然后按照一定的比例在搅拌状态下加入到上述封层车内的混合料中，即可进行相应的摊铺施工；

并且在摊铺施工时采用热压工艺，热压时采用加热的热压轮，并且采用三次循环热压工艺，第一次将热压轮加热至160-180℃，对摊铺的路面进行热压，结束后待路面降低到50℃左右后进行第二次热压，第二次热压时将热压轮加热至120-150℃，对摊铺的路面进行热压，结束后待路面降低到50℃左右后进行第三次热压，第三次热压时将热压轮加热至90-100℃，对摊铺的路面进行热压，热压后路面冷却即可。

2.根据权利要求1所述的一种适于现场补给施工的微表处工艺，其特征在于碎石可只选用玄武岩和辉绿岩。

3.根据权利要求1所述的一种适于现场补给施工的微表处工艺，其特征在于三次循环热压工艺可以根据路面施工要求进行减少或增加为两次或四次循环热压工艺。

4.根据权利要求3所述的一种适于现场补给施工的微表处工艺，其特征在于所述助剂为硅烷偶联剂。

5.根据权利要求4所述的一种适于现场补给施工的微表处工艺，其特征在于结合层、路面层的总厚度为5~15cm。