CN106638216A - 一种高速公路沥青路面下封层材料及其应用 - Google Patents

一种高速公路沥青路面下封层材料及其应用 Download PDF

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    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/35—Toppings or surface dressings; Methods of mixing, impregnating, or spreading them
    • E01C7/353—Toppings or surface dressings; Methods of mixing, impregnating, or spreading them with exclusively bituminous binders; Aggregate, fillers or other additives for application on or in the surface of toppings with exclusively bituminous binders, e.g. for roughening or clearing

Abstract

本发明公开了一种高速公路沥青路面下封层材料及其应用，高速公路沥青路面下封层材料由沥青胶结料和砂石材料组成，将其用于制备高速公路沥青面层与基层之间的过渡层，可以大幅度地提高层间的粘结及防水、抗裂能力，从而提高路面的耐久性能，值得推广应用。

Description

一种高速公路沥青路面下封层材料及其应用
技术领域
本发明涉及一种高速公路路面下封层材料，特别涉及一种高速公路沥青路面下封层用砂粒式沥青混合材料及其在高速公路路面修建中的应用，属于公路路面材料领域。
背景技术
目前，我国新修建的高等级公路大部分为沥青路面，而沥青路面的基层大都是采用半刚性基层，由于半刚性基层与沥青面层属于不同性质的材料，为了改善半刚性基层与沥青面层之间的粘结性能、防止沥青面层渗水对基层的损坏，目前采用的方法为：在对半刚性基层表面洒布透层油的基础上，设置下封层，下封层常用二种方式，一种是用乳化沥青稀浆封层，另一种是用SBS改性沥青同步碎石封层。但是，采用乳化沥青稀浆封层的方法，其与沥青面层的粘结强度较低，层间联结较弱，整体性较差；采用SBS改性沥青同步碎石封层的方法则存在防水性能较差、施工质量波动较大等问题，此外，乳化沥青稀浆封层和SBS改性沥青同步碎石封层匀存在抗裂性较差等问题。
发明内容
针对现有技术中对半刚性基层与沥青面层之间的粘结性能差、沥青面层渗水对基层容易损坏等缺陷，本发明的目的是在于提供一种可以有效改善高速公路沥青面层与基层之间粘结性能，以及提高路面防水、抗裂能力的砂粒式沥青混合材料。
本发明的另一个目的是在于提供一种高速公路沥青路面下封层材料在高速公路修建中的应用，将其应用于制备高速公路沥青面层与基层之间的过渡层，可以大幅度地提高层间的粘结及防水、抗裂能力，从而提高路面的耐久性能，值得推广应用。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种高速公路沥青路面下封层材料，该材料由沥青胶结料和砂石材料按质量比(5～10):(90～95)组成。
优选的方案，砂石材料由砂、石集料及矿粉复配得到，且质量符合高等级公路路用性能要求；所述砂石材料配级满足：通过9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm筛孔的质量百分比含量分别为100％、85～100％、60～85％、40～75％、25～55％、16～36％、12～22％和11～14％。
较优选的方案，所述砂石材料配级满足：通过9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm筛孔的质量百分比含量分别为100％、95～100％、76～85％、56～70％、41～51％、24～34％、16～22％和11～13％。
优选的方案，沥青胶结料加热熔融后，与砂石材料混合均匀得到高速公路沥青路面下封层材料。
优选的方案，沥青胶结料为70#道路石油沥青、90#道路石油沥青、废旧轮胎胶粉改性沥青、粉状SBS改性沥青中至少一种。优选为废旧轮胎胶粉改性沥青或粉状SBS改性沥青。
较优选的方案，所述废旧轮胎胶粉改性沥青中废旧轮胎胶粉掺量为4～10wt％。所述废旧轮胎胶粉改性沥青的制备方法为：先将70#或90#道路石油沥青加热到160℃，按掺量将废旧轮胎胶粉(细度为≥60目)慢慢倒入热沥青锅中，边加边搅拌，然后升温到180℃，继续搅拌1～2小时，使废旧轮胎胶粉充分溶胀、分散均匀，保温备用。
较优选的方案，所述SBS改性沥青中SBS的掺量为1～3wt％。所述SBS改性沥青的制备方法为，先将70#或90#道路石油沥青加热到160℃，按掺量将SBS粉慢慢倒入热沥青锅中，边加边搅拌，然后升温到180℃，继续搅拌1～2小时，使SBS粉充分溶胀、分散均匀，保温备用。
本发明还提供了所述的高速公路沥青路面下封层材料的应用，将其应用于制备高速公路沥青面层与基层之间的过渡层。
优选的方案，过渡层厚度为1.5～2cm。
本发明的高速公路沥青路面下封层材料的制备方法：将沥青胶结料和砂石材料按适当比例在加热条件下拌和，即得。
本发明的高速公路沥青路面下封层材料的施工方法，将在拌和站拌制好的砂粒式沥青混合料运到现场，用沥青混合料摊铺机摊铺后，立即用10～13吨的光轮压路机碾压密实即可，压实后的路面厚度控制在1.5～2cm。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：
1)本发明的高速公路沥青路面下封层材料由沥青胶结料和砂石材料构成，将其作为半刚性基层沥青路面的下封层材料，在半刚性基层与沥青面层之间形成一层密实、变形能力好的过渡层，一方面，可以增强沥青面层与基层之间的联结作用，使面层与基层有效的连成一体，抵抗行车的荷载作用，从而达到提高路面整体强度的目的；另一方面，砂粒式沥青混合料的沥青含量大，空隙率小，密实度大，具有非常好的防水性能，可大幅度地降低路面渗水对基层的损坏。
2)砂粒式沥青下封层材料的沥青含量大，塑性变形能力好，从而具有一定的抵抗反射裂纹的能力。
3)采用的沥青胶结料可以选择低掺量废旧轮胎胶粉改性沥青或低掺量SBS改性沥青，在生产过程中不需要使用胶体磨研磨，加工方便，可大幅度地降低改性沥青加工费用。
4)砂粒式沥青混合料采用在拌和站生产、用摊铺机摊铺和压路机碾压密实，可更好的保证材料的生产和施工质量，获得更好的使用性能。
总之，采用砂粒式沥青混合料作半刚性基层沥青路面的下封层材料，可以大幅度地提高层间的联结及防水、抗裂能力，从而提高路面的耐久性能，值得推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，以下具体实施例对本发明权利要求保护范围不构成限制。
实施例1
将70#沥青加热到160℃，按3％的掺量将SBS胶粉慢慢倒入热沥青锅中，边加边搅拌，然后升温到180℃，继续搅拌2.0小时左右，使SBS胶粉充分溶胀、分散均匀，保温备用。按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)的方法，测得SBS改性沥青的主要技术性能指标如表2所示，砂石材料(矿质混合料)由0～5mm、0～3mm石灰岩石屑及矿粉掺配而成，根据原材料的筛分结果，确定其掺配比例如表3所示，沥青与矿质混合料按质量比：沥青︰集料＝9.4∶100的比例，将其加热、拌和均匀即可，将制备的砂粒式沥青混合料按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)的方法进行试验，其主要技术性能试验结果如表4所示。
表2 SBS改性沥青主要技术性能指标试验结果
指标 单位 试验结果 试验方法
针入度25℃，100g，5s 0.1mm 59 T0604-2011
延度5℃，5cm/min cm 17.3 T0605-2011
软化点TR&B ℃ 50.4 T0606-2011
表3矿质混合料的掺配比例
材料规格 0～5mm 0～3mm 矿粉
掺配比例 31％ 64％ 5％
表4砂粒式沥青混合料主要技术性能试验结果
试验项目 试验结果 试验方法
马歇尔稳定度 8.4KN T0709-2011
耐水性 残留稳定度：92.5％ T0709-2011
低温抗裂性 低温弯曲试验破坏应变(με)：4970 T0715-2011
从表4的试验结果看，砂粒式沥青混合料有较好的高温稳定性、耐水性及低温抗裂性能。
实施例2
用70#基质沥青，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)的方法，测得其主要技术性能指标如表5所示，矿质混合料由3～5mm、0～3mm石灰岩石屑及矿粉掺配而成，根据原材料的筛分结果，确定其掺配比例如表6所示，沥青与矿质混合料按质量比：沥青︰集料＝9.0∶100的比例，将其加热、拌和均匀即可，将制备的砂粒式沥青混合料按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)的方法进行试验，其主要技术性能试验结果如表7所示。
表5 70#基质沥青主要技术性能指标试验结果
指标 单位 试验结果 试验方法
针入度25℃，100g，5s 0.1mm 68.6 T0604-2011
延度15℃，5cm/min cm ＞100 T0605-2011
软化点TR&B ℃ 47.0 T0606-2011
表6矿质混合料的掺配比例
材料规格 3～5mm 0～3mm 矿粉
掺配比例 24％ 70％ 6％
表7砂粒式沥青混合料主要技术性能试验结果
试验项目 试验结果 试验方法
马歇尔稳定度 8.0KN T0709-2011
耐水性 残留稳定度：90.3％ T0709-2011
低温抗裂性 低温弯曲试验破坏应变(με)：4160 T0715-2011
从表7的试验结果看，砂粒式沥青混合料有较好的高温稳定性、耐水性及低温抗裂性能。
实施例3
将70#沥青加热到160℃，按8％的掺量将废旧轮胎胶粉慢慢倒入热沥青锅中，边加边搅拌，然后升温到180℃，继续搅拌2.0小时左右，使废旧轮胎胶粉胶粉充分溶胀、分散均匀，保温备用。按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)的方法，测得废旧轮胎胶粉改性沥青的主要技术性能指标如表8所示，矿质混合料由3～5mm、0～3mm石灰岩石屑及矿粉掺配而成，根据原材料的筛分结果，确定其掺配比例如表9所示，沥青与矿质混合料按质量比：沥青︰集料＝9.5∶100的比例，将其加热、拌和均匀即可，将制备的砂粒式沥青混合料按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)的方法进行试验，其主要技术性能试验结果如表10所示。
表8胶粉改性沥青主要技术性能指标试验结果
指标 单位 试验结果 试验方法
针入度25℃，100g，5s 0.1mm 66.3 T0604-2011
延度5℃，5cm/min cm 10.4 T0605-2011
软化点TR&B ℃ 50.6 T0606-2011
表9矿质混合料的掺配比例
材料规格 3～5mm 0～3mm 矿粉
掺配比例 21％ 74％ 5％
表10砂粒式沥青混合料主要技术性能试验结果
试验项目 试验结果 试验方法
马歇尔稳定度 8.2KN T0709-2011
耐水性 残留稳定度：91.6％ T0709-2011
低温抗裂性 低温弯曲试验破坏应变(με)：4530 T0715-2011
从表10的试验结果看，砂粒式沥青混合料有较好的高温稳定性、耐水性及低温抗裂性能。

Claims (6)

1.一种高速公路沥青路面下封层材料，其特征在于：由沥青胶结料和砂石材料按质量比(5～10):(90～95)组成。
2.根据权利要求1所述的高速公路沥青路面下封层材料，其特征在于：所述的砂石材料由砂、石集料及矿粉复配得到，且质量符合高等级公路路用性能要求；所述砂石材料配级满足：通过9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm筛孔的质量百分比含量分别为100％、85～100％、60～85％、40～75％、25～55％、16～36％、12～22％和11～14％。
3.根据权利要求1所述的高速公路沥青路面下封层材料，其特征在于：所述的沥青胶结料为70#道路石油沥青、90#道路石油沥青、废旧轮胎胶粉改性沥青、SBS改性沥青中至少一种。
4.根据权利要求3所述的高速公路沥青路面下封层材料，其特征在于：所述废旧轮胎胶粉改性沥青中废旧轮胎胶粉掺量为4～10wt％；所述SBS改性沥青中SBS的掺量为1～3wt％。
5.权利要求1～4任一项所述的高速公路沥青路面下封层材料的应用，其特征在于：应用于制备高速公路沥青面层与基层之间的过渡层。
6.根据权利要求5所述的高速公路沥青路面下封层材料的应用，其特征在于：所述的过渡层厚度为1.5～2cm。
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