CN106368095A - 一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法，首先对旧沥青路面进行清扫，修补路面病害；制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；在旧沥青路面上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。本发明改性乳化沥青层与纤维层形成沥青胶浆网状结构，增强结构强度，从而减少飞石的安全隐患；沥青融雪材料通过碎石间隙往下层渗透，与底层沥青胶浆网状结构粘结在一起，形成具有智能环保的沥青融雪层，能够在冰雪天气中主动融冰雪，避免冰雪引起的路面抗滑性能衰减的影响。

Description

一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法
【技术领域】
本发明属于公路养护领域，涉及一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法。
【背景技术】
近年来，我国公路快速发展，公路里程及高速公路里程成倍增加，截止2015年底，全国等级公路里程404.63万公里，比上年末增加14.55万公里。等级公路占公路总里程88.4％，提高1.0个百分点。其中，二级及以上公路里程57.49万公里，增加2.92万公里，占公路总里程12.6％，提高0.3个百分点。受交通量的不断增长及气候环境的影响，产生了不同类型的早期病害，轻则裂缝、泛油、车辙等，重则沉陷、翻浆等，且有愈演愈烈之。严重影响了路面使用性能的发挥，而且对交通安全造成了较大的安全隐患。因此，我们很有必要进行路面养护，尤其是进行预防性养护，使路面性能的衰减减缓并延长沥青路面的使用寿命。
我国地域辽阔，受季风大陆性气候影响，自然灾害严重。冬春季节时气候诸要素变大，导致各种冰雪灾害每年都有可能发生。在全球气候变化的影响下，冰雪灾害成灾因素复杂，致使对雨雪预测预报难度不断增加。研究表明，中国冰雪灾害种类多和分布广，东起渤海，西至帕米尔高原；南自高黎贡山，北抵漠河，在纵横数千公里的国土上，每年都受到不同程度冰雪灾害的危害。历史上我国的冰雪灾害不胜枚举。1951至2015年，我国范围大、持续时间长且灾情较重的雪灾，就达近十几次。仅2008年，全国20个省(区、市)均不同程度受到低温、雨雪、冰冻灾害影响，因冰雪灾害直接经济损失1516.5亿元人民币；同时，冰雪使路面摩擦系数大大降低，导致汽车打滑、制动距离加长，甚至刹车失灵、方向失控，造成严重的交通安全隐患。为保障人们生命财产安全，提供安全交通行驶环境，对冬季路面除冰雪技术的研究是十分必要的。
日本筑波科学城召开了“关于智能材料的国际研讨会”，该会议拟定了智能材料的概念。在最近几十年里，智能材料广泛应用于土木、制造和医疗等领域里，取得了广阔的发展。在土木工程领域里，道路融雪技术还是被动和机械式的融雪除冰技术，如机械铲出。因此，很有必要借助智能材料技术，发明一种智能型主动融雪技术。
现有的预防性养护技术有灌缝类修补、稀浆封层、微表处、同步碎石封层和纤维沥青碎石封层。此几项技术可一定程度改善旧路面的路面使用性能及功能，减缓原路面性能的衰减，但是在实际施工中会存在很多问题，严重的影响了这几项技术的使用性能，背离了它们的设计初衷，尤其纤维沥青碎石封层具体问题如下：
纤维沥青碎石封层存在以下问题：
(1)结构存在不足，初期飞石较严重：现有结构为一层沥青+一层纤维+一层沥青+一层碎石形成的一层相互作用的致密网络缠绕结构。施工结束后，理论上合理的改性乳化沥青用量能爬升到碎石粒径的三分之二以上，实际上改性乳化沥青爬升高度有限，导致原路面与碎石的粘附性还是存在不足，在行车荷载作用下会出现严重飞石，尤其车辆高速行驶时，飞石更为严重，这将对行车安全造成严重的安全隐患。
(2)功能单一：纤维沥青碎石封层可改善旧路面的使用质量，减少网裂，改善平整度，提高抗滑性能、防水下渗等等；但是功能单一，不具备自融雪功能。
(3)沥青用量不合理：对于山区道路施工中，已有专利提出的改性乳化沥青用量为1.5-2.0kg/m2偏高，由于线形设计纵坡较大；按照设计用量施工，沥青流淌比较严重，一方面浪费沥青，另一方面造成污染环境。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法，施工方法简单，制得的功能层具有自融雪功能，同时能够减少飞石现象。
为了达到上述目的，本发明方法采用如下技术方案：
包括以下步骤：
a)对旧沥青路面进行清扫，修补路面病害；
b)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；
c)在旧沥青路面上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；.
d)碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。
进一步地，步骤b)中制备改性乳化沥青具体包括：
1011、先将沥青加热至100～200℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为45～70；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在50～60℃，调节皂液pH值在5～6，在8000～10000r/min的剪切速度下高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
进一步地，步骤b)中制备沥青融雪层材料具体包括：
1021、在70～90℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000～10000r/min，剪切时间为20～40min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4～5小时，得到沥青融雪层材料；
其中，按质量百分数计，改性乳化沥青为82～92％，融雪剂为5～15％，表面活性剂为0.3～0.5％，水玻璃为2～4％。
进一步地，步骤c)中撒布速度为3～4.5km/h。
进一步地，步骤c)中采用加纤同步封层设备进行撒布；采用胶轮压路机进行碾压；步骤d)中采用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布沥青融雪层。
本发明功能层的技术方案是：
包括在旧沥青路面上从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层、纤维层、第二改性乳化沥青层和沥青融雪层，第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层形成相互缠绕的沥青胶浆网状结构；第二改性乳化沥青层和沥青融雪层中均匀布置有碎石，碎石底部穿入第二改性乳化沥青层中，顶部穿出沥青融雪层。
进一步地，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层均采用油水比为45～70的改性乳化沥青，撒布量均为1.2～1.5kg/m2。
进一步地，纤维层采用玻璃纤维，撒布量为70～80g/m2。
进一步地，碎石采用玄武岩碎石，粒径为4～8mm，撒布量为10～15kg/m2。
进一步地，沥青融雪层的撒布量为0.17～0.79kg/m2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明方法克服现有预防性养护方法的不足，通过在沥青旧路面上同时撒布两层改性乳化沥青、一层纤维和碎石，经过碾压、养生和回收多余浮料及杂物后，撒布沥青融雪材料，改性乳化沥青层与纤维层形成沥青胶浆网状结构，增强结构强度；沥青融雪材料通过碎石间隙往下层渗透，与底层沥青胶浆网状结构粘结在一起，形成具有智能环保的沥青融雪层。本发明具有多功能、智能化、环保、工艺简单，并且有效增强碎石与旧路面粘结性能，从而减少飞石的安全隐患。
本发明功能层中包括从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层、纤维层、第二改性乳化沥青层和沥青融雪层，碎石穿入第二改性乳化沥青层，第一改性乳化沥青层、第二改性乳化沥青层与纤维层形成相互缠绕的沥青胶浆网状结构，从而将碎石粘结在原始路面上，结构强度高，同时上层沥青融雪层中的沥青渗透到碎石缝隙中，提高改性乳化沥青爬升高度，从而有效减少飞石现象；沥青融雪层能够在冰雪天气中主动融冰雪，避免冰雪引起的路面抗滑性能衰减的影响，尤其是适用于我国多雪地区自融雪的预防性养护。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程图。
图中：1-旧沥青路面；2-裂缝；3-第一改性乳化沥青层；4-纤维层；5-第二改性乳化沥青层；6-沥青融雪层；7-碎石。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明功能层的结构如图1所示，即在含有裂缝2的旧沥青路面1上从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层3、纤维层4、第二改性乳化沥青层5、沥青融雪层6和碎石7，碎石7底部穿入第二改性乳化沥青层5中，顶部穿出沥青融雪层6。
本发明施工流程如图2所示，其施工具体包括以下步骤：
a)对旧沥青路面1进行清扫，修补路面病害；
b)按照材料配比制备改性乳化沥青和环保型沥青融雪层材料；
沥青融雪层材料是用于形成智能环保型沥青融雪层的，智能环保型沥青融雪层是将改性乳化沥青、有机融雪剂和外加剂制备形成的沥青融雪剂分散体系，以0.17～0.79kg/m2撒布量，采用沥青洒油车撒布到碎石表面层上形成的一种环保型功能层。
改性乳化沥青采用边改性边乳化工艺，具体的制备步骤如下：
1011、先将沥青加热至100～200℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为45～70；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在50～60℃，调节皂液pH值在5～6，经胶体磨在8000～10000r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。改性乳化沥青在70～90℃保温使用。
本发明采用美德维实伟克SBR1468胶乳进行改性和美德维实伟克63d乳化剂；改性乳化沥青的黏度15～20s。
沥青融雪剂分散体系具体包括：将有机融雪剂和水玻璃配制成智能环保型微胶囊微粒，制备成的环保型沥青混合物，其改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为82～92％、5～15％、2～4％和0.3～0.5％。所述融雪剂为威海市明美涤化工有限责任公司的环保融雪剂，表面活性剂为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸PBTCA；微胶囊粒径在100um以内，胶囊体系呈现悬浮状态。
其制备步骤为：
1021、在70～90℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000～10000r/min，剪切时间为20～40min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4～5小时，得到沥青融雪剂分散体系。
该智能环保型微胶囊：在环境温度刺激下，胶囊能发生物理性能变化，当温度降低到零度以下，智能环保型胶囊壁逐渐变脆，在车辆荷载作用下，微胶囊会产生破裂，环保型融雪剂将被释放并主动溶解沥青路面冰雪；当温度超过0℃时，智能型胶囊将逐渐自动回复胶囊自动阻止释放融雪剂，以此实现智能环保融雪的功能。
本发明中融雪剂为有机融雪剂，其绿色环保，对桥梁、机场、钢轨、路面、绿化植物及公共设施基本无伤害，最大限度的降低融雪剂对道路及环境的影响和破坏，融雪残留的产物可促进植物生产。
c)采用加纤同步封层设备在旧沥青路面1上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石7，然后采用胶轮压路机碾压碎石7，碾压2～3遍；从而在旧沥青路面1上从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层3、纤维层4和第二改性乳化沥青层5，碎石7均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层5中；第一改性乳化沥青层3、纤维层4和第二改性乳化沥青层5形成相互缠绕的沥青胶浆网状结构，将碎石7粘结在原始旧沥青路面1上。
第一改性乳化沥青层3和第二改性乳化沥青层5均采用油水比为45～70的改性乳化沥青，优选油水比为65～70；撒布量均为1.2～1.5kg/m2。纤维层4采用玻璃纤维，撒布量为70～80g/m2。碎石7采用玄武岩碎石，粒径为4～8mm，撒布量为10～15kg/m2。
撒布速度为3～4.5km/h，最佳速度为3.6km/h。
d)碾压后进行交通管制，经养生4～6小时，再采用集料回收车回收多余浮料及杂物，然后使用沥青洒油车洒布沥青融雪层材料，形成沥青融雪层6，碎石7顶部穿出沥青融雪层6，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。
沥青融雪层材料的撒布量为0.17～0.79kg/m2。沥青融雪层材料通过碎石7的间隙往下层渗透，与底层纤维沥青胶浆粘结在一起，形成具有智能环保的融雪和增强结构强度的功能。
实施例1
1原材料准备
改性乳化沥青采用美德维实伟克SBR1468胶乳进行改性和美德维实伟克63d乳化剂进行乳化。纤维采用玻璃纤维；融雪剂采用明美涤环保有机融雪剂；碎石采用玄武岩碎石。
2施工步骤
(1)材料制备及用量：配置改性乳化沥青，第一、二层高黏改性乳化沥青油水比为65，其技术性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)，沥青融雪层油水比48、有机融雪剂掺量为10％，其技术性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。
改性乳化沥青的制备：
1011、先将沥青加热至100℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为65或48；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在50℃，调节皂液pH值在6，经胶体磨在8000r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
沥青融雪层材料的制备步骤为：
1021、在75℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000r/min，剪切时间为25min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4小时，得到沥青融雪剂分散体系；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为86％、10％、3.5％和0.5％。
(2)纤维沥青碎石封层喷洒前应用强力清刷机对原路面进行清扫，吹风，确保路面表面洁净。
(3)采用加纤同步封层设备同时撒布：一层高黏改性乳化沥青、一层纤维、一层高黏改性乳化沥青和一层碎石。车速控制在3.6km/h；为保证洒布均匀性，起步及终止时必须采取措施，避免喷洒过量或过少，横向搭接处应调整好宽度，避免搭接处喷洒过多或漏洒现象，在接头处洒布时宜提前开启撒布车，在改性乳化沥青未喷洒的接头处应提前关闭，对撒布不到位的区域应及时处理，确保撒布均匀。碎石撒布全部在乳化改性沥青破乳之前完成。
从下往上依次形成第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层，碎石均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层中，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层中改性乳化沥青的撒布量均为1.5kg/m2；纤维层中纤维的撒布量为75g/m2；碎石粒径为4～8mm，撒布量为10kg/m2。
(4)碎石撒布后，应立即用16T以上徐工XP203胶轮压路机碾压不少于2-3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压速度宜与纤维封层设备车速及碎石撒布车速度相协调，控制在3.5km/h左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10厘米宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。
(5)经碾压后，经养生4小时后，运用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布上层环保型沥青融雪层，沥青融雪层材料的撒布量为0.17kg/m2，形成新表面层的一种环保主动型融雪养护结构。
实施例2
1原材料准备
改性乳化沥青采用SBR胶乳进行改性和美德维实伟克乳化剂进行乳化。纤维采用玻璃纤维；融雪剂采用明美涤环保有机融雪剂；碎石采用玄武岩碎石。
2施工步骤
(1)材料制备及用量：配置改性乳化沥青，第一、二层高黏改性乳化沥青油水比为65，其技术性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)，沥青沥青融雪层油水比45，有机融雪剂掺量为13％，其技术性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。
改性乳化沥青的制备：
1011、先将沥青加热至200℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为65或45；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在55℃，调节皂液pH值在5，经胶体磨在9000r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
沥青融雪层材料的制备步骤为：
1021、在80℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为9000r/min，剪切时间为35min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌5小时，得到沥青融雪剂分散体系；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为84％、13％、2.7％和0.3％。
(2)纤维沥青碎石封层喷洒前应用强力清刷机对原路面进行清扫，吹风，确保路面表面洁净。
(3)采用加纤同步封层设备同时撒布：一层高黏改性乳化沥青、一层纤维、一层高黏改性乳化沥青和一层碎石。车速控制在3.5km/h；为保证洒布均匀性，起步及终止时必须采取措施，避免喷洒过量或过少，横向搭接处应调整好宽度，避免搭接处喷洒过多或漏洒现象，在接头处洒布时宜提前开启撒布车，在改性乳化沥青未喷洒的接头处应提前关闭，对撒布不到位的区域应及时处理，确保撒布均匀。碎石撒布全部在乳化改性沥青破乳之前完成。
从下往上依次形成第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层，碎石均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层中，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层中改性乳化沥青的撒布量均为1.5kg/m2；纤维层中纤维的撒布量为70g/m2；碎石粒径为4～8mm，撒布量为12kg/m2。
(4)碎石撒布后，应立即用16T以上轮胎压路机碾压不少于2-3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压速度宜与纤维封层设备车速及碎石撒布车速度相协调，控制在3.5km/h左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10厘米宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。
(5)经碾压后，经养生5小时后，运用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布上层环保型沥青融雪层，沥青融雪层材料的撒布量为0.5kg/m2，形成新表面层的一种环保主动型融雪养护结构。
实施例3
1原材料准备
改性乳化沥青采用SBR胶乳进行改性和美德维实伟克乳化剂进行乳化。纤维采用玻璃纤维；融雪剂采用明美涤环保有机融雪剂；碎石采用玄武岩碎石。
2施工步骤
(1)材料制备及用量：配置改性乳化沥青，第一、二层高黏改性乳化沥青油水比为65，其技术性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)，撒布量为1.4kg/m2，沥青沥青融雪层油水比55，有机融雪剂掺量为15％，其技术性能指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。
改性乳化沥青的制备：
1011、先将沥青加热至150℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为65或55；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在60℃，调节皂液pH值在5.2，经胶体磨在10000r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
沥青融雪层材料的制备步骤为：
1021、在70℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为10000r/min，剪切时间为20min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4.5小时，得到沥青融雪剂分散体系；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为82％、15％、2.6％和0.4％。
(2)纤维沥青碎石封层喷洒前应用强力清刷机对原路面进行清扫，吹风，确保路面表面洁净。
(3)采用加纤同步封层设备同时撒布：一层高黏改性乳化沥青、一层纤维、一层高黏改性乳化沥青和一层碎石。车速控制在3.8km/h；为保证洒布均匀性，起步及终止时必须采取措施，避免喷洒过量或过少，横向搭接处应调整好宽度，避免搭接处喷洒过多或漏洒现象，在接头处洒布时宜提前开启撒布车，在改性乳化沥青未喷洒的接头处应提前关闭，对撒布不到位的区域应及时处理，确保撒布均匀。碎石撒布全部在乳化改性沥青破乳之前完成。
从下往上依次形成第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层，碎石均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层中，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层中改性乳化沥青的撒布量均为1.4kg/m2；纤维层中纤维的撒布量为80g/m2；碎石粒径为4～8mm，撒布量为15kg/m2。
(4)碎石撒布后，应立即用16T以上轮胎压路机碾压不少于2-3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压速度宜与纤维封层设备车速及碎石撒布车速度相协调，控制在3.8km/h左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10厘米宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。
(5)经碾压后，经养生6小时后，运用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布上层环保型沥青融雪层，沥青融雪层材料的撒布量为0.79kg/m2，形成新表面层的一种环保主动型融雪养护结构。
实施例4
(1)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料
改性乳化沥青的制备：
1011、先将沥青加热至120℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为50；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在58℃，调节皂液pH值在5.4，经胶体磨在8500r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
沥青融雪层材料的制备步骤为：
1021、在90℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8500r/min，剪切时间为40min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4.2小时，得到沥青融雪剂分散体系；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为88％、9.6％、2％和0.4％。
(2)纤维沥青碎石封层喷洒前应用强力清刷机对原路面进行清扫，吹风，确保路面表面洁净。
(3)采用加纤同步封层设备同时撒布：一层高黏改性乳化沥青、一层纤维、一层高黏改性乳化沥青和一层碎石。车速控制在3km/h；从下往上依次形成第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层，碎石均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层中，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层中改性乳化沥青的撒布量均为1.3kg/m2；纤维层中纤维的撒布量为74g/m2；碎石粒径为4～8mm，撒布量为11kg/m2。
(4)碎石撒布后，应立即用16T以上轮胎压路机碾压不少于2-3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压速度宜与纤维封层设备车速及碎石撒布车速度相协调，控制在3km/h左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10厘米宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。
(5)经碾压和养生4.5小时后，运用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布上层环保型沥青融雪层，沥青融雪层材料的撒布量为0.6kg/m2，形成新表面层的一种环保主动型融雪养护结构。
实施例5
(1)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料
改性乳化沥青的制备：
1011、先将沥青加热至180℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为60；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在54℃，调节皂液pH值在5.6，经胶体磨在9500r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
沥青融雪层材料的制备步骤为：
1021、在85℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为9500r/min，剪切时间为30min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4.6小时，得到沥青融雪剂分散体系；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为92％、5％、2.5％和0.5％。
(2)纤维沥青碎石封层喷洒前应用强力清刷机对原路面进行清扫，吹风，确保路面表面洁净。
(3)采用加纤同步封层设备同时撒布：一层高黏改性乳化沥青、一层纤维、一层高黏改性乳化沥青和一层碎石。车速控制在4.5km/h；从下往上依次形成第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层，碎石均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层中，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层中改性乳化沥青的撒布量均为1.2kg/m2；纤维层中纤维的撒布量为76g/m2；碎石粒径为4～8mm，撒布量为13kg/m2。
(4)碎石撒布后，应立即用16T以上轮胎压路机碾压不少于2-3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压速度宜与纤维封层设备车速及碎石撒布车速度相协调，控制在4.5km/h左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10厘米宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。
(5)经碾压和养生5.5小时后，运用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布上层环保型沥青融雪层，沥青融雪层材料的撒布量为0.2kg/m2，形成新表面层的一种环保主动型融雪养护结构。
实施例6
(1)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料
改性乳化沥青的制备：
1011、先将沥青加热至160℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为70；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在52℃，调节皂液pH值在5.8，经胶体磨在8000r/min高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
沥青融雪层材料的制备步骤为：
1021、在82℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000r/min，剪切时间为24min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4.8小时，得到沥青融雪剂分散体系；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青、融雪剂、水玻璃和表面活性剂分别为90％、5.5％、4％和0.5％。
(2)纤维沥青碎石封层喷洒前应用强力清刷机对原路面进行清扫，吹风，确保路面表面洁净。
(3)采用加纤同步封层设备同时撒布：一层高黏改性乳化沥青、一层纤维、一层高黏改性乳化沥青和一层碎石。车速控制在4km/h；从下往上依次形成第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层，碎石均匀设置且底部穿入第二改性乳化沥青层中，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层中改性乳化沥青的撒布量均为1.2kg/m2；纤维层中纤维的撒布量为72g/m2；碎石粒径为4～8mm，撒布量为14kg/m2。
(4)碎石撒布后，应立即用16T以上轮胎压路机碾压不少于2-3遍，初压速度不宜超过2km/h，复压速度宜与纤维封层设备车速及碎石撒布车速度相协调，控制在4km/h左右。若分幅进行施工时，应做好搭接缝的处理。两幅搭接处第一幅暂留5-10厘米宽度不撒骨料，第二幅沿预留沥青边缘进行撒布。
(5)经碾压和养生5小时后，运用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布上层环保型沥青融雪层，沥青融雪层材料的撒布量为0.4kg/m2，形成新表面层的一种环保主动型融雪养护结构。
本发明本着智能化和绿色环保的理念，着眼于沥青路面预防性养护理念与技术，利用碎石封层的优良性能；同时添加有机融雪剂，使封层在冰雪天气中主动融冰雪，避免冰雪引起的路面抗滑性能衰减的影响。制备的一种智能环保型融雪的预防性养护功能层，既能延长路面使用寿命，又能解决一般融雪技术被动性、污染环境等一系列问题，其可实施性和应用前景符合低碳、绿色环保的可持续发展的要求。
本发明对旧路进行预防性养护及融雪，自融雪的预防性养护技术施工后，沥青融雪层6中的融雪剂能智能化感应温度，在环境温度刺激作用下，自动释放融雪剂并自动溶解冰雪，当温度超过0℃时，智能型胶囊自动阻止释放融雪剂，以此实现智能环保融雪的功能，保证路面表面性能下降减缓；同时改善现有封层预防性养护技术的飞石问题，沥青融雪层6中的沥青从上渗透到碎石7缝隙中，与第二乳化沥青层5结在一起，从而保证碎石7更加牢固粘结在路面，提供功能完善的表面层。对新旧沥青道路建设及养护起到有效的保护作用，更能自动融雪、减少飞石和延长服务寿命。
本发明具有以下优点：
1)智能环保型融雪的预防性养护功能层施工后，智能环保型融雪的预防性养护功能层将智能环保主动溶解沥青路面的冰雪，使路面性能的衰减减缓并使沥青路面的使用寿命延长。
2)自融雪剂沥青层中的沥青从上渗透到碎石缝隙中，与底层沥青胶结在一起，从而保证碎石更加牢固粘结在路面，改善现有封层预防性养护技术的飞石问题，提供功能完善的表面层，从而降低飞石带来的行车安全隐患；
3)一方面节约有限的沥青资源，另一方面有利于环境保护，顺应国家可持续发展战略。
本发明的自融雪的预防性养护技术及制备方法，其是智能环保型自融雪预防性技术、工艺简单、性能优良。同时有效改善普通封层的飞石问题。
尽管以上结合实施例对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)对旧沥青路面(1)进行清扫，修补路面病害；
b)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；
c)在旧沥青路面(1)上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；.
d)碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。
2.根据权利要求1所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：步骤b)中制备改性乳化沥青具体包括：
1011、先将沥青加热至100～200℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为45～70；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；
1012、皂液保持在50～60℃，调节皂液pH值在5～6，在8000～10000r/min的剪切速度下高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。
3.根据权利要求1所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：步骤b)中制备沥青融雪层材料具体包括：
1021、在70～90℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000～10000r/min，剪切时间为20～40min；
1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4～5小时，得到沥青融雪层材料；
其中，按质量百分数计，改性乳化沥青为82～92％，融雪剂为5～15％，表面活性剂为0.3～0.5％，水玻璃为2～4％。
4.根据权利要求1所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：步骤c)中撒布速度为3～4.5km/h。
5.根据权利要求1所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：步骤c)中采用加纤同步封层设备进行撒布；采用胶轮压路机进行碾压；步骤d)中采用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布沥青融雪层。
6.一种智能型融雪的预防性养护功能层，其特征在于：包括在旧沥青路面(1)上从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层(3)、纤维层(4)、第二改性乳化沥青层(5)和沥青融雪层(6)，第一改性乳化沥青层(3)、纤维层(4)和第二改性乳化沥青层(5)形成相互缠绕的沥青胶浆网状结构；第二改性乳化沥青层(5)和沥青融雪层(6)中均匀布置有碎石(7)，碎石(7)底部穿入第二改性乳化沥青层(5)中，顶部穿出沥青融雪层(6)。
7.根据权利要求6所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层，其特征在于：第一改性乳化沥青层(3)和第二改性乳化沥青层(5)均采用油水比为45～70的改性乳化沥青，撒布量均为1.2～1.5kg/m2。
8.根据权利要求6所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层，其特征在于：纤维层(4)采用玻璃纤维，撒布量为70～80g/m2。
9.根据权利要求6所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层，其特征在于：碎石(7)采用玄武岩碎石，粒径为4～8mm，撒布量为10～15kg/m2。
10.根据权利要求6所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层，其特征在于：沥青融雪层(6)的撒布量为0.17～0.79kg/m2。
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