CN106565137A - 拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料及其施工方法与设备 - Google Patents

拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料及其施工方法与设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料及其施工方法与设备。本发明利用基质沥青、三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳、改性胶乳、温拌剂、乳化剂和水配制拖板式微波感应型改性乳化沥青，采用车载式稠浆修补车与集料、矿粉、纤维和水拌合进行路面局部修补，具体步骤包括封闭交通、清扫原路面、放线、施工装备调试到位、拌合、微波加热箱同步辅热、摊铺、碾压、初期养护及质量检验、开放交通。本发明采用的拖板式微波感应型改性乳化沥青不但具有不低于普通改性乳化沥青的路用性能，而且能够通过车载式微波感应型改性乳化沥青对微波的敏感性，在现场即可使冷拌稠浆料性能迅速达到热拌沥青稠浆料性能要求。

Description

拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料及其施工方法与设备
技术领域
本发明涉及一种用于沥青铺面修补保养的沥青材料，具体涉及一种拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料及其施工方法与设备。
背景技术
目前，对于沥青铺面来说，坑槽、网裂、龟裂等局部破坏成为典型病害之一。在小修保养中往往采用乳化沥青类冷补料、稀释沥青类冷补料进行应急人工修补，但是修补后很快就松散，只能积攒够一定数量后集中用热拌沥青稠浆料进行重新修补。为了提高性能要求，普遍采用热拌沥青稠浆料进行修补，不过，因坑槽用料量较少，就拿4cm深、1m2坑槽来说，只需热料100kg，就是10个坑槽也仅仅1t料，这样少的用料量很难启动一次大型拌合站，所以只能等到周边地区有大面积摊铺沥青铺面工程拌合热沥青稠浆料时，顺便购买热拌沥青稠浆料进行修补，但这也要求必须当天用完，否则固结。
发明内容
本发明的目的是提供一种拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料及其施工方法与设备，用于桥面、隧道道面、机场道面、各等级公路沥青铺面的局部破损修补，既能够现场冷拌，且拌合后路用性能又能满足热拌沥青混凝土的要求。
本发明所采用的技术方案为：
拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
由以下质量份的组分制备得到：
集料 100份；
矿粉 4～8份；
拖板式微波感应型改性乳化沥青 9～10份；
纤维 0.3～0.5份；
水 1.5～4.5份。
集料包括以下组份且各组份的质量份数为：
16mm粒径的集料 0～10份；
之外，≥13.2mm粒径的集料 8～14份；
之外，≥9.5mm粒径的集料 12～16份；
之外，≥4.75mm粒径的集料 18～26份；
之外，≥2.36mm粒径的集料 14～16份；
之外，≥1.18mm粒径的集料 7～12份；
之外，≥0.6mm粒径的集料 4～10份；
之外，≥0.3mm粒径的集料 2～8份；
之外，≥0.15mm粒径的集料 2～4份；
之外，≥0.075mm粒径的集料 1～6份。
矿粉由石灰岩矿料轧制而成，满足如下技术要求：
表观密度 ≮2.4g/cm3
含水量 ≯1%
亲水系数 ＜1
塑性指数 ＜4%。
拖板式微波感应型改性乳化沥青由以下质量份的组分制备得到：
基质沥青 100份；
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳 10～20份；
改性胶乳 1～4份；
温拌剂 1～5份；
乳化剂 1～3份；
水 28～32份。
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳为三氧化二铁对聚酯树脂进行改性的胶乳。
改性胶乳为丁苯橡胶SBR与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性胶乳，固含量不低于45％；
温拌剂为聚烯烃类沥青改性剂，满足如下技术要求：
密度 0.9g/cm3；
溶解度=0；
熔点＞90℃；
闪点＞285℃；
分子量≮1000g/mol；
pH=7；
乳化剂为阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂，由氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种快裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成，四种乳化剂的混合质量比为1：1：0.5：0.2。
纤维为耐高温木质素纤维，满足如下技术要求：
纤维长度＜6.0mm；
普通筛分析：
0.850：85±10%
0.425：65±10%
0.106：30±10%；
灰分含量 18±5%；
pH 7.5±1；
吸油率 不小于现为自身重量的5倍；
含水率＜5.0%；
耐热性：210℃，2h；
热失重不大于6%。
拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料的施工方法，其特征在于：
制备拖板式微波感应型改性乳化沥青，与集料、矿粉、纤维和水拌合得到预破乳稠浆料，利用车载式稠浆修补车进行路面局部修补，修补厚度为5～10cm；
路面局部修补包括以下步骤：
（1）选定局部破损需要修补路段且清洁原路面；
（2）采用三米尺沿纵向、横向画白线，且将破损部位包围；
（3）采用切割机沿着（2）中画好的白线边界进行切割至中面层即可，如果中面层也需要修补，继续切割至中面层底；
（4）用吹风机将槽底进行清吹，并将槽壁、槽底的松动的部分清除；
（5）采用手动喷洒装置将改性乳化沥青粘层油以1.2 kg/m2洒布量喷洒到槽底、槽壁；
（6）在车载式稠浆修补车上输入集料、矿粉、拖板式微波感应型改性乳化沥青、水的输出量；
（7）集料、矿粉、拖板式微波感应型改性乳化沥青、水自动按序进入强力拌合笼，进行强力拌合45秒；
（8）待稠浆料拌合45秒后，打开料仓门，自动排出预破乳稠浆料，并摊铺至槽内；如果上中面层都需要摊铺，那么，需要分层摊铺；
（9）放下微波拖板，调整到坑槽正上方位置，启动微波拖板的微博发射器对坑槽内稠浆料进行加热5分钟，温度控制到130℃；
（10）采用车载式稠浆修补车再带1t钢轮压路机进行碾压，控制松浦系数为1.2～1.3，碾压至表面略高出周围原铺面即可；如果上中面层分层摊铺时，则需要分层碾压；
（11）早期养护，待表面温度下降到60摄氏度可开放交通。
车载式稠浆修补车的车体上依次安装有沥青罐、集料仓、矿粉仓和水箱，沥青罐、集料仓、矿粉仓均通过管线接入水箱，水箱内设置有搅拌笼，水箱尾部设置有出料口；
车载式稠浆修补车的车体尾部通过机械臂连接有微波拖板，微波拖板上设置有微波发射器；
沥青罐、水箱、集料仓的输出量由控制器控制，控制器还控制微波发射器的启停和功率输出，并控制出料口的开合。
本发明具有以下优点：
本发明采用了关键微波中温感应型高浓改性乳化沥青，其中含有的三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳、复合乳化剂与特种改性胶乳都对微波极为敏感，可使稠浆料拌合后即达到预破乳状态；而温拌剂又可以确保稠浆料在130℃以下通过微波加热拖板迅速加热到热拌沥青混合料的性能。该发明将采用如图1-3所示的强力拌合笼拌合，然后采用微波加热拖板对拌合的预破乳高浓改性乳化沥青稠浆料进行加热、快凝的修补工艺，这样既集成了设备、简化了工艺，也提高了稠浆料的路用性能，吸纳了冷拌稀浆混合料的施工和易性与热拌沥青混合料良好耐久性的优势，更有利于加快这种快速修补技术在沥青铺面局部破损小修保养中的推广和应用。
附图说明
图1为车载式稠浆修补车主视图。
图2为车载式稠浆修补车俯视图。
图3为车载式稠浆修补车车尾结构图。
图中，1-发电机，2-沥青罐，3-水箱，4-集料仓，5-矿粉仓，6-微波拖板，7 -搅拌笼，8-车头，9-机械臂，10-微波发射器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明首先按照配比配制拖板式微波感应型改性乳化沥青；然后采用车载式稠浆修补车现场对拖板式微波感应型改性乳化沥青、集料、矿粉、纤维和水进行强力拌合成预破乳稠浆料，且摊铺到坑槽里；最后，采用微波拖板进行快速加热至热沥青混合料状态。该技术可用于桥面、隧道道面、机场道面、各等级公路沥青铺面的局部破损修补中，兼顾了冷拌乳化沥青稠浆料的和易性与热沥青混合料卓越路用性能的优势。
拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料由以下质量份的组分制备得到：
集料 100份；
矿粉 4～8份；
拖板式微波感应型改性乳化沥青 9～10份；
纤维 0.3～0.5份；
水 1.5～4.5份。
上述组分中：
集料包括以下组份且各组份的质量份数为：
16mm粒径的集料 0～10份；
之外，≥13.2mm粒径的集料 8～14份；
之外，≥9.5mm粒径的集料 12～16份；
之外，≥4.75mm粒径的集料 18～26份；
之外，≥2.36mm粒径的集料 14～16份；
之外，≥1.18mm粒径的集料 7～12份；
之外，≥0.6mm粒径的集料 4～10份；
之外，≥0.3mm粒径的集料 2～8份；
之外，≥0.15mm粒径的集料 2～4份；
之外，≥0.075mm粒径的集料 1～6份。
矿粉由石灰岩矿料轧制而成，满足如下技术要求：
表观密度 ≮2.4g/cm3
含水量 ≯1%
亲水系数 <1
塑性指数 <4%。
拖板式微波感应型改性乳化沥青由以下质量份的组分制备得到：
基质沥青 100份；
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳 10～20份；
改性胶乳 1～4份；
温拌剂 1～5份；
乳化剂 1～3份；
水 28～32份。
其中：
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳为三氧化二铁对聚酯树脂进行改性的胶乳，对微波在110～130℃间非常敏感；
改性胶乳为丁苯橡胶SBR与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性胶乳，固含量不低于45％；
温拌剂采用了Sasobbit，为聚烯烃类沥青改性剂，满足如下技术要求：
密度 0.9g/cm3；
溶解度=0；
熔点＞90℃；
闪点＞285℃；
分子量≮1000g/mol；
pH=7；
乳化剂为阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂，由氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种快裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成，四种乳化剂的混合质量比为1：1：0.5：0.2。
纤维为耐高温木质素纤维，满足如下技术要求：
纤维长度＜6.0mm；
普通筛分析：
0.850：85±10%
0.425：65±10%
0.106：30±10%；
灰分含量 18±5%；
pH 7.5±1；
吸油率 不小于现为自身重量的5倍；
含水率＜5.0%；
耐热性：210℃，2h；
热失重不大于6%。
上述拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料的施工方法为：
制备拖板式微波感应型改性乳化沥青，与集料、矿粉、纤维和水拌合得到预破乳稠浆料，利用车载式稠浆修补车进行路面局部修补，修补厚度为5～10cm；
路面局部修补包括以下步骤：
（1）选定局部破损需要修补路段且清洁原路面；
（2）采用三米尺沿纵向、横向画白线，且将破损部位包围；
（3）采用切割机沿着（2）中画好的白线边界进行切割至中面层即可，如果中面层也需要修补，继续切割至中面层底；
（4）用吹风机将槽底进行清吹，并将槽壁、槽底的松动的部分清除；
（5）采用手动喷洒装置将改性乳化沥青粘层油以1.2 kg/m2洒布量喷洒到槽底、槽壁；
（6）在车载式稠浆修补车上输入集料、矿粉、拖板式微波感应型改性乳化沥青、水的输出量；
（7）集料、矿粉、拖板式微波感应型改性乳化沥青、水自动按序进入强力拌合笼，进行强力拌合45秒；
（8）待稠浆料拌合45秒后，打开料仓门，自动排出预破乳稠浆料，并摊铺至槽内；如果上中面层都需要摊铺，那么，需要分层摊铺；
（9）放下微波拖板，调整到坑槽正上方位置，启动微波拖板的微博发射器对坑槽内稠浆料进行加热5分钟，温度控制到130℃；
（10）采用车载式稠浆修补车再带1t钢轮压路机进行碾压，控制松浦系数为1.2～1.3，碾压至表面略高出周围原铺面即可；如果上中面层分层摊铺时，则需要分层碾压；
（11）早期养护，待表面温度下降到60摄氏度可开放交通。
上述车载式稠浆修补车的车体上依次安装有沥青罐、集料仓、矿粉仓和水箱，沥青罐、集料仓、矿粉仓均通过管线接入水箱，水箱内设置有搅拌笼，水箱尾部设置有出料口；车载式稠浆修补车的车体尾部通过机械臂连接有微波拖板，微波拖板上设置有微波发射器；沥青罐、水箱、集料仓的输出量由控制器控制，控制器还控制微波发射器的启停和功率输出，并控制出料口的开合。
实施例1
以重量比100份矿料(含矿粉)为例在沥青铺面局部破损切割后的坑槽内铺筑与切割厚度同样厚度的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料原料及其重量配比如下：
粒径为10~20mm的粗石料 24份
粒径为5～10mm的中粗石料 16份
粒径为3～5mm的中细石料 26份
粒径为0.075～3mm的细石料 30份
<0.075mm矿粉 4份
拖板式微波感应型改性乳化沥青 9份
水 4.5份
纤维 0.3份
本实施例粒径为10~20mm粗石料、粒径为5～10mm的中粗石屑料、粒径为3～5mm的中细石屑、粒径为0.075～3mm的细石屑料混合成集料，在其配比中，粒径为10~20mm粗石料、粒径为5～10mm的中粗石屑料、粒径为3～5mm的中细石屑、粒径为0.075～3mm的细石屑料的重量比为1.0:0.7:1.1:1.3。拖板式微波感应型改性乳化沥青的蒸发残留物含量68%，为慢烈快凝型。
其施工方法如下:
（1）选定局部破损需要修补路段且清洁原路面
根据检测和观测，选定需要修补的部位，然后对其表面进行清扫，去除松散材料、泥土、杂草、油污以及其他杂物；
（2）画线
采用三米尺沿纵向、横向画白线，且将破损部位包围；
（3）切割坑槽或局部破损部位
采用切割机沿着（2）中画好的白线边界进行切割至中面层即可，如果中面层也需要修补，继续切割至中面层底；
（4）清扫槽底
用吹风机将槽底进行清吹，并将槽壁、槽底的松动的部分清除；
（5）喷散粘层油
采用手动喷洒装置将改性乳化沥青粘层油以1.2kg/m2洒布量喷洒到槽底、槽壁；
（6）输入集料、矿粉、微波中温感应型高浓改性乳化沥青、水的输出量
在如图1-3所示车载式稠浆修补车上通过自动控制面板输入集料、矿粉、微波中温感应型高浓改性乳化沥青、水的输出量；
（7）拌合稠浆料
启动拌合装置，集料、矿粉、微波中温感应型高浓改性乳化沥青、水自动按序进入强力拌合笼，进行强力拌合45秒；
（8）布料、摊铺
待稠浆料拌合45秒后，打开料仓门，自动排出预破乳稠浆料，并摊铺至槽内。如果上中面层都需要摊铺，那么，需要分层摊铺；
（9）微波加热板加热
放下微波加热板，调整到坑槽正上方位置，启动微波加热板对坑槽内稠浆料进行加热，温度控制到130℃，大约需要5分钟；
（10）碾压
采用稠浆料修补车再带1t钢轮压路机进行碾压，控制松浦系数为1.2～1.3，碾压至表面略高出周围原铺面即可；如果上中面层分层摊铺时，则需要分层碾压；
（11）早期养护，待表面温度下降到60摄氏度可开放交通；
（12）质量检验
依据《公路路基路面现场测试规程》JTJ059-95对修补表面的抗滑系数、构造深度、渗水系数进行检测。
实施例2：
以重量比100份矿料(含矿粉)为例在沥青铺面局部破损切割后的坑槽内铺筑与切割厚度同样厚度的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料原料及其重量配比如下：
粒径为10~20mm的粗石料 8份
粒径为5～10mm的中粗石料 12份
粒径为3～5mm的中细石料 18份
粒径为0.075～3mm的细石料 54份
<0.075mm矿粉 8份
拖板式微波感应型改性乳化沥青 10份
水 4.5份
纤维 0.5份
本实施例粒径为10~20mm粗石料、粒径为5～10mm的中粗石料、粒径为3～5mm的中细石屑、粒径为0.075～3mm的细石屑料混合成集料，在其配比中，粒径为10~20mm粗石料、粒径为5～10mm的中粗石屑料、粒径为3～5mm的中细石屑、粒径为0.075～3mm的细石屑料的重量比为1.0:1.5:2.3:6.8。微波中拖板式微波感应型改性乳化沥青的蒸发残留物含量72%。所用的其它原料、施工方法与实施例1相同，原料用量不相同。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
由以下质量份的组分制备得到：
集料 100份；
矿粉 4～8份；
拖板式微波感应型改性乳化沥青 9～10份；
纤维 0.3～0.5份；
水 1.5～4.5份。
2.根据权利要求1所述的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
集料包括以下组份且各组份的质量份数为：
16mm粒径的集料 0～10份；
之外，≥13.2mm粒径的集料 8～14份；
之外，≥9.5mm粒径的集料 12～16份；
之外，≥4.75mm粒径的集料 18～26份；
之外，≥2.36mm粒径的集料 14～16份；
之外，≥1.18mm粒径的集料 7～12份；
之外，≥0.6mm粒径的集料 4～10份；
之外，≥0.3mm粒径的集料 2～8份；
之外，≥0.15mm粒径的集料 2～4份；
之外，≥0.075mm粒径的集料 1～6份。
3.根据权利要求1所述的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
矿粉由石灰岩矿料轧制而成，满足如下技术要求：
表观密度 ≮2.4g/cm3
含水量 ≯1%
亲水系数 ＜1
塑性指数 ＜4%。
4.根据权利要求1所述的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
拖板式微波感应型改性乳化沥青由以下质量份的组分制备得到：
基质沥青 100份；
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳 10～20份；
改性胶乳 1～4份；
温拌剂 1～5份；
乳化剂 1～3份；
水 28～32份。
5.根据权利要求4所述的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳为三氧化二铁对聚酯树脂进行改性的胶乳；
改性胶乳为丁苯橡胶SBR与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性胶乳，固含量不低于45％；
温拌剂为聚烯烃类沥青改性剂，满足如下技术要求：
密度 0.9g/cm3；
溶解度=0；
熔点＞90℃；
闪点＞285℃；
分子量≮1000g/mol；
pH=7；
乳化剂为阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂，由氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种快裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成，四种乳化剂的混合质量比为1：1：0.5：0.2。
6.根据权利要求1所述的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
纤维为耐高温木质素纤维，满足如下技术要求：
纤维长度＜6.0mm；
普通筛分析：
0.850：85±10%
0.425：65±10%
0.106：30±10%；
灰分含量 18±5%；
pH 7.5±1；
吸油率 不小于现为自身重量的5倍；
含水率＜5.0%；
耐热性：210℃，2h；
热失重不大于6%。
7.拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料的施工方法，其特征在于：
制备拖板式微波感应型改性乳化沥青，与集料、矿粉、纤维和水拌合得到预破乳稠浆料，利用车载式稠浆修补车进行路面局部修补，修补厚度为5～10cm；
路面局部修补包括以下步骤：
（1）选定局部破损需要修补路段且清洁原路面；
（2）采用三米尺沿纵向、横向画白线，且将破损部位包围；
（3）采用切割机沿着（2）中画好的白线边界进行切割至中面层即可，如果中面层也需要修补，继续切割至中面层底；
（4）用吹风机将槽底进行清吹，并将槽壁、槽底的松动的部分清除；
（5）采用手动喷洒装置将改性乳化沥青粘层油以1.2 kg/m2洒布量喷洒到槽底、槽壁；
（6）在车载式稠浆修补车上输入集料、矿粉、拖板式微波感应型改性乳化沥青、水的输出量；
（7）集料、矿粉、拖板式微波感应型改性乳化沥青、水自动按序进入强力拌合笼，进行强力拌合45秒；
（8）待稠浆料拌合45秒后，打开料仓门，自动排出预破乳稠浆料，并摊铺至槽内；如果上中面层都需要摊铺，那么，需要分层摊铺；
（9）放下微波拖板，调整到坑槽正上方位置，启动微波拖板的微博发射器对坑槽内稠浆料进行加热5分钟，温度控制到130℃；
（10）采用车载式稠浆修补车再带1t钢轮压路机进行碾压，控制松浦系数为1.2～1.3，碾压至表面略高出周围原铺面即可；如果上中面层分层摊铺时，则需要分层碾压；
（11）早期养护，待表面温度下降到60摄氏度可开放交通。
8.根据权利要求7所述的拖板式微波感应型改性乳化沥青稠浆料的施工方法，其特征在于：
车载式稠浆修补车的车体上依次安装有沥青罐、集料仓、矿粉仓和水箱，沥青罐、集料仓、矿粉仓均通过管线接入水箱，水箱内设置有搅拌笼，水箱尾部设置有出料口；
车载式稠浆修补车的车体尾部通过机械臂连接有微波拖板，微波拖板上设置有微波发射器；
沥青罐、水箱、集料仓的输出量由控制器控制，控制器还控制微波发射器的启停和功率输出，并控制出料口的开合。
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