CN106192663B - 一种沥青路面压力发电器埋设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种沥青路面压力发电器埋设方法,属于公路工程压电路面铺装技术领域。包括基础点定位、定点开坑、线路开槽、压力发电器埋设、电线埋设、加铺抗滑涂层的步骤,选择适合埋设压力发电器路段,在路段路肩外打两个定点桩A、B,分别测量并记录该点到A、B两点的距离dA、dB,路段面层铺筑完成后,分别测量A、B两点,对比之前记录的数据,分别找到预留的压力发电器埋设点,在每个埋设点开坑,将压力发电器放入坑中并用沥青胶砂垫平固定,再用缝隙封填材料灌封。缝隙封填材料由SBS改性沥青和复合改性硅藻土复配而得。埋设环节紧密结合,施工工艺简单,可有效固定压力发电器,极大降低对路面的损害,有效指导压力发电器的埋设工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种沥青路面压力发电器埋设方法,属于公路工程施工技术领域。
背景技术
压力发电具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化等优点,并且能满足低耗能产品的电能需求。沥青路面压电技术的核心内容是通过压电式能量收集装置,将车辆在沥青路面行驶过程中的振动能量转化为电能。这就要求压力发电器要埋设于沥青路面的表面层,但埋设压力发电器势必会对沥青路面造成破坏,而且压力发电的工程实例极少,其埋设施工方法没有明确报道。因此,需要对沥青路面压力发电器埋设施工方法进行研究,在将车辆行驶过程中的振动能量转化为电能的同时,最大限度减少对沥青路面造成破坏,不影响沥青路面正常服役。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对目前沥青路面压力发电器埋设技术缺乏,埋设质量不高、对路面破坏较大等问题,提供一种工艺简单、施工质量好、对路面破坏小的沥青路面压力发电器埋设方法。
本发明的沥青路面压力发电器埋设方法包括如下步骤:
(1)基础点定位
(1.1)选择适合埋设压力发电器且未铺筑面层沥青混合料的路段(完成了底层沥青混凝土铺筑的路段,待铺筑中、上层沥青混凝土),进行路段压力发电器埋设布局和布线设计,压力发电器通常沿车道纵向和横向设置,纵向等距布局(间距一般2~5m),每个车道内横向每排一般布置两个,压力发电器的电线一般沿车道内向外、再沿路肩汇集布线);
(1.2)在压力发电器埋设路段路肩外打两个定点桩A、B;
(1.3)用纸板钉在每个压力发电器安装点上,分别测量并记录该点到A、B两点的距离dA、dB;
(1.4)铺筑该路段沥青混合料面层(中、上面层);
(2)定点开坑
(2.1)所选路段面层铺筑完成且养生期过后,分别测量A、B两点,对比步骤(1.3)记录的数据,在路面上分别找到每个压力发电器埋设点;
(2.2)以步骤(2.1)找到的各压电发电器埋设点为中心,根据所采用的压力发电器的外形和尺寸(一般为圆形或矩形),使用钻芯机或开槽机在每个压力发电器埋设点从路面垂直向下开坑;
(2.3)取出坑中分离的沥青混凝土,清除坑中的杂物并用水冲洗干净,再用高压吹尘机清除坑中水分并保持干燥,得到所需的压力发电器埋设坑(坑的形状与压力发电器的外形相对应,一般为圆柱形或矩形坑);
(3)线路开槽
(3.1)根据压力发电器电线布线设计,从路面垂直向下开槽;
(3.2)清除切槽中的杂物,用水冲洗干净,再用高压吹尘机将水清除,保持切槽干燥,得到所需的埋线槽;
(4)压力发电器埋设
(4.1)在步骤(2)获得的压力发电器埋设坑的底部铺垫一层沥青胶砂;
(4.2)用落锤将铺垫的沥青胶砂击实,并保证沥青胶砂填铺厚度使埋设的压力发电器上表面与路面平行;
(4.3)将各压力发电器分别安放在铺好沥青胶砂的压电发电器埋设坑中;
(4.4)利用水平尺测量压力发电器的水平度,不平处用标准砂进行填补,直到整个压力发电器处于水平状态;标准砂为公路工程施工用普通标准砂,是加工后符合国家标准规定的石英砂;
(4.5)用沥青胶砂填补压力发电器与其埋设坑坑壁之间的缝隙至距路面2cm处,并用铁钎捣实;
(4.6)及时在上述缝隙内浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(4.7)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在缝隙内灌入缝隙封填材料至高出路面与压力发电器水平面0.2cm;
(5)电线埋设
(5.1)在步骤(3)获得的埋线槽的底部铺垫一层1cm厚标准砂,然后将电线放入线槽内;
(5.2)在布放好电线的线槽内浇入SBS改性沥青,至高出电线0.3~0.5cm,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(5.3)待浇入SBS改性沥青完成后,及时在线槽内填入沥青胶砂至距路面2cm处并用铁钎捣实;
(5.4)在线槽内再次浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(5.5)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在线槽内灌入缝隙封填材料至高出路面0.2cm;
(6)加铺防滑涂层
上述步骤完成后,自然干燥12~24小时,待路面干燥后(若路面未干燥,可用高压吹尘机吹干路面水分),对整个压力发电器埋设区域的路面加铺防滑涂层(采用普通防滑材料,如环氧树脂、陶瓷防滑涂层),再自然干燥6~8h,待防滑涂层固化后,即完成压力发电器的埋设过程。
作为优选,所述步骤(2.2)中,压力发电器埋设坑的平面尺寸(即直径或长、宽)大于压力发电器的平面尺寸1~2cm;所述步骤(2.3)和(2.4)中,压力发电器埋设坑的深度大于压力发电器的高度2~3cm,所述步骤(3.1)中埋线槽深8~10cm、宽1~2cm。
作为优选,所述步骤(4)和(5)的沥青胶砂为SBS改性沥青与4.75mm以下细集料的热拌混合物,混合物中细集料的含量为SBS改性沥青质量的6~8%,热拌温度为170~180℃。
所述缝隙封填材料为复配SBS改性沥青,其质量百分比组分为SBS改性沥青70~90%、复合改性硅藻土10~30%。
所述SBS改性沥青的基质沥青为70#或90#号沥青,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量为3~5%(占基质沥青质量的百分比),稳定剂掺量为0.1%~0.3%(占基质沥青质量的百分比)。
所述稳定剂为普通SBS改性沥青用稳定剂,如单质硫、马来酸酐、多聚磷酸等。
所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成:硅藻土70~100份,岩沥青粉10~30份,橡胶或丁苯橡胶粉0~10份,聚乙烯粉0~10份。
所述聚乙烯粉为粉体形态的聚乙烯,聚乙烯粉可采用普通市售产品,也可通过聚乙烯颗粒机械剪碎,磨成粉末。
作为优选,所述岩沥青粉的沥青含量≥20%,其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90~100%;橡胶或丁苯橡胶粉的粒度为40~60目,聚乙烯粉的粒度为40~80目。
所述步骤(4)和(5)中沥青胶砂的捣实、SBS改性沥青的浇入、以及缝隙封填材料的灌入工作应在这些材料(即沥青胶砂、SBS改性沥青、缝隙封填材料)的温度≥150℃条件下完成,以保证填充和灌封质量。
本发明所述的缝隙封填材料为SBS改性沥青与复合改性硅藻土的复配材料,其具体制备步骤为:
(1)称取硅藻土放入干燥器皿内,按比例加入岩沥青、橡胶粉混合,然后加热至30~50℃,再按比例加入聚乙烯粉,混均后得到复合硅藻土;
(2)将所述基质沥青加热至140~150℃,然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物,再将所述混合物升温至170~180℃,搅拌30~60min,搅拌速率300~500r/min;
(3)对上一步骤得到的混合物进行剪切处理30~60min,剪切温度170~180℃,剪切速率3000~4500r/min;
(4)按比例向经上一步骤处理的混合物中加入稳定剂,在170~180℃温度条件下继续剪切20~40min,再发育1~2h,得到SBS改性沥青;加入的稳定剂为普通SBS改性沥青用稳定剂,如单质硫、马来酸酐、多聚磷酸等;
(5)按量称取前述步骤制备的复合硅藻土,以5-15g/min的速度加入步骤(4)得到的SBS 改性沥青中, 在170~180℃温度条件下搅拌20~40min,搅拌速度200~400r/min,即得到缝隙封填材料(复配SBS改性沥青)。
本发明上述方法步骤中,各工艺参数和材料的使用可根据实际需要,在给定范围内选择,并可根据工程实际情况作适应性调整。
本发明针对压力发电器埋设中可能存在的问题,通过对埋设点的科学定点和相关参数的合理设计,配之以科学的方法步骤和自主研究的缝隙封填材料,结合工程实践经验,推出一种沥青路面压力发电器的埋设方法,将压力发电器埋设于路表,可在有效发挥压力发电器发电效率的同时,最大限度减少因大面积钻芯,开槽对沥青路面带的影响,具有工艺简单、施工质量好、对路面破坏小等优点,是一种有效的压力发电器的埋设施工工艺。
附图说明
图1为本发明压力发电器埋设点定点示意图。
图2为本发明压力发电器埋设路面线路布线示意图。
图3为本发明实施例1路面上开设的压力发电器埋设坑和埋线槽俯视示意图。
图4为本发明实施例1压力发电器埋设断面示意图。
图中,1-沥青混凝土公路面层,2-埋设坑底沥青胶砂层Ⅰ,3-埋线槽标准砂层,4-压力发电器电线,5-电线SBS改性沥青浇注层Ⅰ,6-缝槽填筑沥青胶砂层Ⅱ,7-面层SBS改性沥青浇注层Ⅱ,8-缝槽封填材料面层,9-路面防滑层,10-压力发电器埋设坑,11-压力发电器电线埋线槽,A-定点桩Ⅰ,B-定点桩Ⅱ,O-某压力发电器埋设点圆心,dA-定点A到某点圆心O的距离,dB-定点B到某点圆心O的距离,F-路面,S-路肩,E-压力发电器,LED-路灯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1:本发明的沥青路面压力发电器埋设方法在某双向四车道高速公路压力发电路段实施,工程规模为200m高速公路行车道,采用直径29.5cm、高8cm的市售圆柱形压力发电器。
本实施例沥青路面压力发电器埋设方法的具体操作方法和步骤如下:
(1)基础点定位
(1.1)选择适合埋设压力发电系统的路段,进行路段压力发电器埋设布局和布线设计,压力发电器沿道路纵向和横向设置,纵向按2.5m等距布局,每个车道横向每排设2个压力发电器,压力发电器的电线从压力发电器向车道外进入路肩,再汇集接外围线路;
(1.2)在已完成下层铺筑、但未铺筑中、上面层沥青混合料的压力发电器埋设路段路肩外打两个定点桩A、B;
(1.3)用纸板钉在每个压力发电器安装点上,分别测量并记录该点到A、B两点的距离dA、dB;
(1.4)铺筑该路段沥青混合料表面层;
(2)定点开坑
(2.1)所选路段面层铺筑完成且养生期过后,分别测量A、B两点,对比步骤(1.3)记录的数据,在路面上分别找到每个压力发电器埋设点;
(2.2)以步骤(2.1)找到的各压电发电器埋设点为中心,根据所采用的压力发电器的外形和尺寸,使用钻芯机在每个压力发电器埋设点从路面垂直向下开坑,钻筒下降深度10cm,钻取圆直径31cm;
(2.3)取出坑中分离的沥青混凝土,清除坑中的杂物并用水冲洗干净,再用高压吹尘机清除坑中水分并保持干燥,得到圆柱形压力发电器埋设坑,坑深10cm(即埋设坑深度大于压力发电器高度2cm)、直径31cm(即埋设坑直径大于压力发电器直径1.5cm);
(3)线路开槽
(3.1)根据布线设计,用切缝机在电线排布处从路面垂直向下开槽;切槽深度10cm、宽2cm;
(3.2)清除切槽中的杂物,用水冲洗干净,再用高压吹尘机将水清除,保持切槽干燥,得到深10cm、宽2cm的条形埋线槽;
(4)压力发电器埋设
(4.1)在步骤(2)获得的压力发电器埋设坑的底部铺垫一层沥青胶砂;
(4.2)用落锤将铺垫的沥青胶砂击实,并保证沥青胶砂填铺厚度使埋设的压力发电器上表面与路面平行;
(4.3)将各压力发电器分别安放在铺好沥青胶砂的压电发电器埋设坑中;
(4.4)利用水平尺测量压力发电器的水平度,不平处用标准砂进行填补,直到整个压力发电器处于水平状态;标准砂为公路工程施工用普通标准砂;
(4.5)用沥青胶砂填补压力发电器与其埋设坑坑壁之间的缝隙至距路面2cm处,并用铁钎捣实;
(4.6)及时在上述缝隙内浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(4.7)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在缝隙内灌入缝隙封填材料至高出路面与压力发电器水平面0.2cm;
(5)电线埋设
(5.1)在步骤(3)获得的埋线槽的底部铺垫一层1cm厚标准砂,然后将直径1.5mm的电线布放入线槽内;
(5.2)在布放好电线的线槽内浇入SBS改性沥青,至高出电线0.5cm,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(5.3)待浇入SBS改性沥青完成后,及时在线槽内填入沥青胶砂至距路面2cm处并用铁钎捣实;
(5.4)在线槽内再次浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(5.5)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在线槽内灌入缝隙封填材料至高出路面0.2cm;
(6)加铺防滑涂层
上述步骤完成后,自然干燥24小时,待路面干燥后,对整个压力发电器埋设区域的路面加铺环氧树脂防滑涂层,再自然干燥6h,待环氧树脂固化后即完成压力发电器的埋设过程。
上述步骤(4)和(5)中,所采用的沥青胶砂为SBS改性沥青与4.75mm以下细集料的热拌混合物,混合物中细集料的含量为SBS改性沥青质量的6%,热拌温度为170℃。
上述步骤中,所采用的缝隙封填材料为复配SBS改性沥青,其质量百分比组分为SBS改性沥青90%、复合改性硅藻土10%。该SBS改性沥青的基质沥青为70#号沥青,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量为基质沥青质量的3%,稳定剂掺量为0.2%(采用市售单质硫)。所用复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成:硅藻土90份,岩沥青粉20份,橡胶粉5份,聚乙烯粉5份。所用岩沥青粉的沥青含量≥20%,其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90%;橡胶粉的粒度为60目,聚乙烯粉的粒度为60目。聚乙烯粉为粉体形态的聚乙烯,采用普通市售产品。
上述步骤(4)和(5)中,沥青胶砂的捣实、SBS改性沥青的浇入、以及缝隙封填材料的灌入工作在这些材料的温度≥150℃条件下完成,以保证填充和灌封的质量。
本实施例的缝隙封填材料采用如下方法和步骤制备:
(1)称取硅藻土放入干燥器皿内,按比例加入岩沥青粉、橡胶粉混合,然后加热至40℃,再按比例加入聚乙烯粉,混均后得到复合硅藻土;
(2)将所述基质沥青加热至145℃,然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物,再将所述混合物升温至170℃,搅拌50min,搅拌速率400r/min;
(3)对上一步骤得到的混合物进行剪切处理50min,剪切温度170℃,剪切速率3500r/min;
(4)按比例向经上一步骤处理后的混合物中加入稳定剂,在170℃温度条件下继续剪切30min,再发育2h,得到SBS改性沥青;加入的稳定剂为单质硫SBS改性沥青用稳定剂;
(5)按量称取前述步骤制备的复合硅藻土,以10g/min的速度加入步骤(4)得到的SBS 改性沥青中,在170℃温度条件下搅拌30min,搅拌速度300r/min,即得到缝隙封填材料(复配SBS改性沥青)。
在本实施例的施工过程中,道路上按交通施工安全规定摆放安全警示牌、路锥等设施,确保施工场地安全及过往行车安全。
实施例2:本发明的沥青路面压力发电器埋设方法在某双向六车道高速公路压力发电路段实施,工程规模为500m高速公路行车道,采用长、宽30cm×30cm、高8cm的矩形压力发电器。具体操作方法和步骤如下:
(1)基础点定位
(1.1)在路段完成下层铺筑、但未铺筑表面层沥青混合料时,先行进行路段压力发电器埋设布局和布线设计,压力发电器沿车道纵向和横向设置,纵向按3m等距布局,每个车道内横向每排设两个压力发电器(布设在车轮压过频率高的两边位置),压力发电器的电线从压力发电器向车道外进入路肩,再汇集后接外围线路;
(1.2)在压力发电器埋设路段路肩外打两个定点桩A、B;
(1.3)用纸板钉在每个压力发电器安装点上,分别测量并记录该点到A、B两点的距离dA、dB;
(1.4)铺筑该路段沥青混合料表面层;
(2)定点开坑
(2.1)所选路段面层铺筑完成且养生期过后,分别测量A、B两点,对比步骤(1.3)记录的数据,在路面上分别找到每个压力发电器埋设点;
(2.2)以步骤(2.1)找到的各压电发电器埋设点为中心,根据压力发电器的外形和尺寸,使用开槽机在每个压力发电器埋设点从路面垂直向下开坑;压力发电器埋设坑深10mm(即坑深大于压力发电器高度2cm)、长和宽均为32cm(即坑的长和宽大于压力发电器长和宽2cm);
(2.3)取出坑中分离的沥青混凝土,清除坑中的杂物并用水冲洗干净,再用高压吹尘机清除坑中水分并保持干燥,得到所需的矩形压力发电器埋设坑;
(3)线路开槽
(3.1)根据布线设计,用切缝机在电线排布处从路面垂直向下开槽,切槽深8cm、宽1cm;
(3.2)清除切槽中的杂物,用水冲洗干净,再用高压吹尘机将水清除,保持切槽干燥,得到深8cm、宽1cm的条形埋线槽;
(4)压力发电器埋设
(4.1)在步骤(2)获得的压力发电器埋设坑的底部铺垫一层沥青胶砂;
(4.2)用落锤将铺垫的沥青胶砂击实,并保证沥青胶砂填铺厚度使埋设的压力发电器上表面与路面平行;
(4.3)将各压力发电器分别安放在铺好沥青胶砂的压电发电器埋设坑中;
(4.4)利用水平尺测量压力发电器的水平度,不平处用标准砂进行填补,直到整个压力发电器处于水平状态;标准砂为公路工程施工用普通标准砂;
(4.5)用沥青胶砂填补压力发电器与其埋设坑坑壁之间的缝隙至距路面2cm处,并用铁钎捣实;
(4.6)及时在上述缝隙内浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(4.7)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在缝隙内灌入缝隙封填材料至高出路面与压力发电器水平面0.2cm;
(5)电线埋设
(5.1)在步骤(3)获得的埋线槽的底部铺垫一层1cm厚标准砂,然后将直径4.5mm的电线布放入线槽内;
(5.2)在布放好电线的线槽内浇入SBS改性沥青,至高出电线0.3cm,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(5.3)待浇入SBS改性沥青完成后,及时在线槽内填入沥青胶砂至距路面2cm处并用铁钎捣实;
(5.4)在线槽内再次浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处,采用的SBS改性沥青为满足国家《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求的普通SBS改性沥青;
(5.5)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在线槽内灌入缝隙封填材料至高出路面0.2cm;
(6)加铺防滑涂层
上述步骤(4)和(5)完成后,自然干燥12小时,待路面干燥后(若路面未干透,采取高压吹尘机对路面进行干燥处理),对整个压力发电器埋设区域的路面加铺环氧树脂防滑涂层,再自然干燥8小时,环氧树脂固化后即完成压力发电器的整个埋设过程。
上述过程中使用的沥青胶砂为SBS改性沥青与4.75mm以下细集料的热拌混合物(热拌温度180℃),混合物中细集料的含量为SBS改性沥青质量的8%。
上述过程中使用的缝隙封填材料为复配SBS改性沥青,由70%的SBS改性沥青和30%的复合改性硅藻土按质量百分比婚配而成。该SBS改性沥青采用90#号沥青作为基质沥青、SBS掺量5%、稳定剂掺量为0.1%(采用市售多聚磷酸);该复合改性硅藻土由硅藻土100份、岩沥青粉30份、橡胶粉10份、聚乙烯粉10份按重量份数比混配而成;岩沥青粉的沥青含量≥25%,其灰分2.36mm筛通过率为100%;橡胶粉粒度为40目;聚乙烯粉为粒度80目的普通市售产品。
上述过程中,沥青胶砂的捣实、SBS改性沥青的浇入、以及缝隙封填材料的灌入工作均在这些材料(即沥青胶砂、SBS改性沥青、缝隙封填材料)的温度大于155℃条件下完成。
制备上述过程中使用的缝隙封填材料时:首先,按计量比例称取硅藻土、岩沥青粉和橡胶粉,在器皿内混合加热至50℃,再按量加入聚乙烯粉得到复合改性硅藻土;其次,将基质沥青加热至150℃后按比例加入SBS共聚物,升温至180℃后搅拌30min(搅拌速率500r/min),再在180℃温度下进行剪切处理30min(剪切速率4500r/min);之后,按比例加入多聚磷酸稳定剂,在180℃温度条件下继续剪切25min,再发育1h,得到SBS改性沥青;最后,以8g/min的速度按量加入复合硅藻土,在180℃温度条件下搅拌40min(搅拌速度200r/min),即得到缝隙封填材料。
实施例3:本发明的沥青路面压力发电器埋设方法在某双向六车道高速公路压力发电路段实施,工程规模为300m高速公路行车道,采用长×宽28.5mm×26.5mm、高8mm的市售矩形压力发电器,沿道路纵向和横向设置,纵向间距4m。压力发电器埋设的具体操作方法和步骤与实施例2相同,埋设步骤完成后自然干燥18小时,然后对整个压力发电器埋设区域的路面加铺环氧树脂防滑涂层,再自然干燥7h,环氧树脂固化后即完成整个施工过程。
本实施例中,压力发电器埋设坑深度10cm,坑长30cm、坑宽28cm,坑深大于压力发电器2 cm,坑长和坑宽大于压力发电器长、宽1.5cm。埋线槽深9cm、宽1.5cm,槽内电线直径5mm;在布放好电线的线槽内浇入SBS改性沥青至高出电线0.4cm。
本实施例中,沥青胶砂中细集料为SBS改性沥青质量的7%,热拌温度175℃。
上述压力发电器埋设过程中,沥青胶砂的捣实、SBS改性沥青的浇入、以及缝隙封填材料的灌入工作均在这些材料(即沥青胶砂、SBS改性沥青、缝隙封填材料)的温度大于160℃条件下完成。
本实施例的缝隙封填材料中:SBS改性沥青占80%、复合改性硅藻土占20%;SBS改性沥青采用70#号沥青作为基质沥青、SBS掺量4%、稳定剂掺量0.3%(采用市售马来酸酐);复合改性硅藻土由硅藻土70份、岩沥青粉10份、丁苯橡胶粉8份、聚乙烯粉6份按重量份数比混配而成:岩沥青粉的沥青含量≥25%,其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为95%;丁苯橡胶粉粒度为50目,聚乙烯粉粒度为40目。采用聚乙烯颗粒产品,经过常规机械剪切,用磨粉机磨成粉末,得到聚乙烯粉。
制备上述缝隙封填材料时:首先,按计量比例称取硅藻土、岩沥青粉和丁苯橡胶粉,在器皿内混合加热至30℃,再按量加入聚乙烯粉得到复合改性硅藻土;其次,将基质沥青加热至140℃后按比例加入SBS共聚物,升温至170℃后搅拌60min(搅拌速率300r/min),再在170℃温度下进行剪切处理30min(剪切速率3000r/min);之后,按比例加入马来酸酐稳定剂,在170℃温度条件下继续剪切40min,再发育1.5h,得到SBS改性沥青;最后,以15g/min的速度按量加入复合硅藻土,在170℃温度条件下搅拌20min(搅拌速度400r/min),即得到缝隙封填材料。
实施例4:本发明的沥青路面压力发电器埋设方法在某双向六车道高速公路压力发电路段实施,工程规模为200m高速公路行车道,采用直径28mm、高8mm的圆柱形压力发电器,沿道路纵向和横向设置,纵向间距2.5m。压力发电器埋设的具体操作方法和步骤与实施例1相同,埋设步骤完成后自然干燥20小时,然后对整个压力发电器埋设区域的路面加铺环氧树脂类防滑涂层,再自然干燥7h,待环氧树脂固化后即完成整个施工过程。
本实施例中,压力发电器埋设坑深10 cm、直径30cm,坑深大于压力发电器2 cm,坑直径大于压力发电器直径2cm。埋线槽深10cm、宽1.5cm,槽内电线直径5.5mm;在布放好电线的线槽内浇入SBS改性沥青至高出电线0.4cm。
本实施例中,沥青胶砂中细集料为SBS改性沥青质量的7%,热拌温度175℃。
本实施例的缝隙封填材料中:SBS改性沥青占75%、复合改性硅藻土占25%;SBS改性沥青采用70#号沥青作为基质沥青、SBS掺量4%、稳定剂掺量为0.2%(采用市售多聚磷酸);复合改性硅藻土由硅藻土80份、岩沥青粉20份按重量份数比混配而成;岩沥青粉的沥青含量25%,其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90%。
制备上述缝隙封填材料时:首先,按计量比例称取硅藻土和岩沥青粉,在器皿内混合加热至35℃得到复合改性硅藻土;其次,将基质沥青加热至150℃后按比例加入SBS共聚物,升温至175℃后搅拌40min(搅拌速率350r/min),再在175℃温度下进行剪切处理40min(剪切速率4000r/min);之后,按比例加入多聚磷酸稳定剂,在175℃温度条件下继续剪切35min,再发育1h,得到SBS改性沥青;最后,以5g/min的速度按量加入复合硅藻土,在175℃温度条件下搅拌35min(搅拌速度350r/min),即得到缝隙封填材料。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,但本发明的保护范围并不限于所述内容,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化和改进,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)基础点定位
(1.1)选择适合埋设压力发电器且未铺筑中、上面层沥青混合料的路段,进行路段压力发电器埋设布局和布线设计;
(1.2)在压力发电器埋设路段路肩外打两个定点桩A、B;
(1.3)用纸板钉在沥青混凝土下面层每个压力发电器埋设点上,作好标记,分别测量并记录该点到A、B两点的距离dA、dB;
(1.4)铺筑该路段沥青混合料中、上面层;
(2)定点开坑
(2.1)所选路段所有沥青面层铺筑完成且养生期过后,分别测量A、B两点,对比步骤(1.3)记录的数据,在路面上分别找到预留的每个压力发电器埋设点;
(2.2)以步骤(2.1)找到的各压电发电器埋设点为中心,根据压力发电器的外形和尺寸,使用钻芯机或开槽机在每个压力发电器埋设点从路面垂直向下开坑;
(2.3)取出坑中分离的沥青混凝土,清除坑中的杂物并用水冲洗干净,再用高压吹尘机清除坑中水分并保持干燥,得到所需的压力发电器埋设坑;
(3)线路开槽
(3.1)根据布线设计,用切缝机在电线排布处从路面垂直向下开槽;
(3.2)清除切槽中的杂物,用水冲洗干净,再用高压吹尘机将水清除,保持切槽干燥,得到所需的埋线槽;
(4)压力发电器埋设
(4.1)在步骤(2)获得的压力发电器埋设坑的底部铺垫一层沥青胶砂;
(4.2)用落锤将铺垫的沥青胶砂捣实,并保证沥青胶砂填铺厚度使埋设的压力发电器上表面与路面平行;
(4.3)将各压力发电器分别安放在铺好沥青胶砂的压电发电器埋设坑中;
(4.4)利用水平尺测量压力发电器的水平度,不平处用标准砂进行填补,直到整个压力发电器处于水平状态;
(4.5)用沥青胶砂填补压力发电器与其埋设坑坑壁之间的缝隙至距路面2cm处,并用铁钎捣实;
(4.6)及时在上述缝隙内浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处;
(4.7)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在缝隙内灌入缝隙封填材料至高出路面与压力发电器水平面0.2cm;
(5)电线埋设
(5.1)在步骤(3)获得的埋线槽的底部铺垫一层1cm厚标准砂,然后将电线布放入线槽内;
(5.2)在布放好电线的线槽内浇入SBS改性沥青,至高出电线0.3~0.5cm;
(5.3)待浇入SBS改性沥青完成后,及时在线槽内填入沥青胶砂至距路面2cm处并用铁钎捣实;
(5.4)在线槽内再次浇入SBS改性沥青至距路面1.5cm处;
(5.5)待浇入SBS改性沥青完成后,立即继续在线槽内灌入缝隙封填材料至高出路面0.2cm;
(6)加铺防滑涂层
上述步骤完成后,自然干燥12~24小时,待路面干燥后,对整个压力发电器埋设区域的路面加铺防滑涂层,再自然干燥6~8小时,待环氧树脂固化后,即完成压力发电器的埋设过程。
2.根据权利要求1所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述步骤(2.2)中,压力发电器埋设坑的平面尺寸大于压力发电器平面尺寸1~2cm;所述步骤(2.3)中,压力发电器埋设坑的深度大于压力发电器高度2~3cm;所述步骤(3.1)中埋线槽深8~10cm、宽1~2cm。
3.根据权利要求1所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述步骤(4)中沥青胶砂的捣实、SBS改性沥青的浇入、以及缝隙封填材料的灌入工作应在这些材料的温度≥150℃条件下完成,步骤(5)中SBS改性沥青的浇入、以及缝隙封填材料的灌入工作应在这些材料的温度≥150℃条件下完成。
4.根据权利要求1所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述步骤(4)和(5.3)中的沥青胶砂为SBS改性沥青与4.75mm以下细集料的热拌混合物,混合物中细集料的含量为SBS改性沥青质量的6~8%。
5.根据权利要求4所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述沥青胶砂的热拌温度为170~180℃。
6.根据权利要求1所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述缝隙封填材料为复配SBS改性沥青,其质量百分比组分为SBS改性沥青70~90%、复合改性硅藻土10~30%。
7.根据权利要求6所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述SBS改性沥青的基质沥青为70#或90#号沥青,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物掺量为3~5%,稳定剂掺量为0.1%~0.3%。
8.根据权利要求6所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份混配而成:硅藻土70~100份,岩沥青粉10~30份,橡胶或丁苯橡胶粉0~10份,聚乙烯粉0~10份。
9.根据权利要求8所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述岩沥青粉的沥青含量≥20%,其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90~100%;橡胶或丁苯橡胶粉的粒度为40~60目,聚乙烯粉的粒度为40~80目。
10.根据权利要求6至9任一项所述的沥青路面压力发电器埋设方法,其特征在于:所述缝隙封填材料的制备步骤为:
(1)称取硅藻土放入干燥器皿内,按比例加入岩沥青、橡胶粉混合,然后加热至30~50℃,再按比例加入聚乙烯粉,混均后得到复合硅藻土;
(2)将基质沥青加热至140~150℃,然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物,再将所述混合物升温至170~180℃,搅拌30~60min,搅拌速率300~500r/min;
(3)对上一步骤得到的混合物进行剪切处理30~60min,剪切温度170~180℃,剪切速率3000~4500r/min;
(4)按比例向经上一步骤处理的混合物中加入普通稳定剂,在170~180℃温度条件下继续剪切20~40min,再发育1~2h,得到SBS改性沥青;
(5)按量称取前述步骤制备的复合硅藻土,以5-15g/min的速度加入步骤(4)得到的SBS改性沥青中, 在170~180℃温度条件下搅拌20~40min,搅拌速度200~400r/min,即得到缝隙封填材料。
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