CN106948235A - 一种沥青路面层间结构施工方法 - Google Patents

一种沥青路面层间结构施工方法 Download PDF

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段文志
刘文明
赵雅芳
宋晓梅
王辉
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    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • E01C7/265Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with rubber or synthetic resin, e.g. with rubber aggregate, with synthetic resin binder

Abstract

本发明公开了一种沥青路面层间结构施工方法,其包括如下步骤:对路面下承层进行清理;洒布橡胶沥青;碎石撒布;碾压成型。采用该施工工艺具有层间粘结强度高,密水性好,抗剪切性能优异,延缓反射裂缝,施工便捷以及综合成本低等优点。该工艺施工中由于可不间断交通施工或仅短期封闭交通,所以不但适用于新建道路沥青面层之间的粘结层,而且特别适用于城市道路沥青面层大修养护工程。

Description

一种沥青路面层间结构施工方法
技术领域
本发明涉及交通勘察技术领域,特别是涉及一种沥青路面层间结构施工方法。
背景技术
沥青路面结构是我国高等级公路的主要路面结构型式,一般由沥青面层、基层、底基层、垫层组成。高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等高等级公路沥青面层一般由三层组成,分为表面层、中间层和底面层,是直接承受车辆荷载反复作用和自然因素影响的结构层。按路面结构强度连同荷载应力随深度变化的规律,沥青面层三层结构分别选用不同的沥青混合料级配,使得整个沥青面层具有较好的路用性能。众所周知,现阶段压实成型的沥青混合料一般都由石质粗骨料、沥青胶结料、机制砂细集料、矿粉和残余空隙组成的一种空间网络结构的多项分散体,其材料属性为颗粒性材料,它的强度构成来源于沥青材料的粘结力和骨料的内摩阻力。为加强路面结构层之间的紧密结合,提高路面结构整体性,应采取相应的技术措施,避免产生层间滑移。但是在自下而上完成每一个结构层的铺筑时,包括土基、垫层、基层、沥青面层都需要进行足够的振实碾压,因而这些结构层的表面都达到了相对平整密实状态,所以在沥青各结构层的联结面上的摩阻力就会在很大程度上低于混合料本身,其强度构成大都转为对粘结力的依赖。如果没有更加优质的材料和构造来实现层间粘结处理,使得各层之间能够有技衔接,层间接合面就会成为整个路面结构层的薄弱环节。随着国民经济的不断发展,道路交通运输的压力不断增大,也使得路面层间粘结处治问题更加严峻。若处治不到位就很有可能造成推移、分层、拥包、开裂等严重病害,特别是在高温季节,这种破坏力体现得更加突出,从而直接影响到道路使用寿命。
一般在沥青面层与半刚性基层或粒料基层之间喷洒透层油,透层油完全渗透入基层后方可摊铺沥青面层,这是我国目前道路建设中的普遍共识。在国外的技术规范中规定在沥青各面层之间必须喷洒粘层沥青,我国在规范中则要求连续摊铺未受污染可省去粘层,遇到污染,清除后喷洒粘层油;粘层油一般选用快裂或中裂乳化沥青、改型乳化沥青,也可选用快、中凝液体石油沥青,一般用量在0.3~0.6L/m2。目前,高等级公路实际工程中普遍做法有几种:一种是采用高渗透性改性乳化沥青,用量为1.0~1.2L/m2,粘层油经过渗透作用或填充下承层表面的空隙形成一定深度的渗透厚度,这样一来,增大了粘层与下承层的啮合力,进而增加沥青面层之间的粘结力和抗剪强度;另一种方法是通过铣刨机采用精铣刨方式使得现有沥青下面层表面微观上呈现规则纹理宏观上平整,从而增大下承层的表面粗糙度和与上面层的等效接触面积以提高粘结质量。但是,这两种方法都存在一定的缺陷,第一种方法需要额外使用高渗透性改性乳化沥青,增加材料和施工成本,且实际工程中粘层油渗透深度有限、粘结效果不理想,在一些重载交通路段往往会过早出现严重的路面损坏;第二种方法虽然可以通过提高表面粗糙度改善粘结效果,但铣刨可能会造成下承层的结构损坏,影响下承层的结构强度,并且铣刨后还需要进行人工清扫,造成人力、物力的严重浪费,同时精铣刨施工效率不高,成本却较高,影响工程整体成本和施工效率。其他方法原理类似,粘层油都存在乳化沥青破乳、水分蒸发,或稀释沥青中的稀释剂挥发的施工过程,施工周期长是此类粘层油的通病。而我国早期层间粘结处理时采用的热沥青,由于施工中很难实现量的控制,高温条件下沥青材料在粘结力和温度稳定性方面不能满足使用要求。因此,用于层间粘结处理的材料必须在各种温度条件下具有良好的粘结力,才能起到提高沥青路面整体性和结构承载力的作用。
基于以上原因,亟需开发出一种粘结性能优良、经济实用、方便施工的新型沥青路面层间粘结材料。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供一种沥青路面层间结构施工方法。
本发明提供一种沥青路面层间结构施工方法,其包括如下步骤:
步骤a、对路面下承层进行清理;
步骤b、洒布橡胶沥青
于施工当日加工30~40目的橡胶粉,而后采用摊铺洒布一体作业机洒布于下承层表面,洒布量为2.0~2.4kg/m2;洒布温度为180~190℃;洒布过程中,摊铺洒布一体作业机保持匀速行驶,确保均匀洒布;橡胶沥青从加工到洒布的时间不超过24h;
步骤c、碎石撒布
将碎石进行筛分,水洗和干燥,得到粒径单一,干燥无尘的碎石;
将碎石与沥青以0.3:100的重量比进行预搅拌;
采用摊铺洒布一体作业机撒布碎石;
步骤d、碾压成型
采用重型胶轮压路机紧跟摊铺洒布一体作业机碾压成型,重型胶轮压路来回碾压1~2遍;
采用摊铺洒布一体作业机摊铺沥青混合料。
进一步地,步骤a中,对路面下承层进行清理包括:对路面结构的补强,车辙、网裂、碎裂的病害处治,以及裂缝封闭;路面清理后保持洁净、干燥和粗糙。
进一步地,步骤b中,加工橡胶沥青的基质沥青采用A级70号道路石油沥青,废胎胶粉的外掺量为20~25%。
进一步地,步骤c中,碎石采用石灰岩石料,规格为13~16mm,碎石的撒布量为满铺的60%~70%,用量为12~14kg/m2
进一步地,步骤d中碾压和摊铺的间隔不超过24h。
采用本发明提供的上述沥青路面层间结构施工方法,具有如下优点:
(1)加强层间粘结:橡胶沥青具有良好的粘结能力,它可以非常牢固的吸附粘结在下承层上。在加铺面层时,橡胶沥青再次熔化又与面层粘结,同时洒铺的碎石可嵌入到加铺层中,增大了层间摩阻力,从而避免层间滑移现象的发生,加强下承层与加铺沥青面层的层间粘结作用。
(2)密水性好:橡胶沥青粘度大,抵抗变形能力强,因此在有防水需求的层间粘结层中可增大橡胶沥青洒布量,达2.0~2.4kg/m2,远高于乳化沥青的洒布量,从而在路面上形成约3mm厚度的沥青膜,完全可以防止雨水的向下渗透,对路基起到保护作用。其次,在上面摊铺沥青混合料时,粘结层顶部的橡胶沥青会二次熔化,经路面压实后会充分填充其面层混合料底部的缝隙,从而排除了层间存水的可能,起到防止水损坏的作用。
(3)具有较好的抗剪切性能:在下面层的摊铺与碾压过程中,由于沥青混凝土中的热集料碾压及推挤作用,尤其是碾压温度高于其软化点时,基于乳化沥青和改性乳化沥青形成的防水膜最易受类似破坏。而橡胶沥青粘结层由于在沥青结合料中牢固镶嵌着石料,即使摊铺沥青铺装层,其中的热集料也不会对碎石层有较大的损坏。而且,石料可以与沥青铺装层紧密结合,起到更好粘结功效,使沥青路面结构各层形成一个整体,从而增加沥青面层之间的抗剪强度。
(4)延缓反射裂缝:在橡胶沥青粘结层中,高用量的橡胶沥青与单一粒径的碎石强力粘结,形成约1cm厚的结构层,使得下层裂缝处的集中应力重新分布,大大削弱了裂缝处相对位移产生的应力传到面层,可以有效遏制裂缝的反射,从而延缓反射裂缝的发生。
(5)施工便捷:施工时可采用摊铺洒布一体机作业,几道主要工序可由单机同时完成,施工进度快,施工工艺简便,有利于在开放交通条件下进行快速、安全施工。
(6)综合成本低:由于该施工工艺无需封闭交通或可缩短交通封闭时间,因此可降低汽车使用费、时间延误和交通事故损失等费用,大大降低综合成本。
(7)该工艺施工中由于可不间断交通施工或仅短期封闭交通,所以不但适用于新建道路沥青面层之间的粘结层,而且特别适用于城市道路沥青面层大修养护工程。
附图说明
图1为本发明提供的方法施工形成的沥青路面层间的结构示意图;
图2为沥青路面层间结构中橡胶沥青粘结层的结构示意图。
附图标记说明:
1-沥青混合料表层
2-橡胶沥青粘结层
3-下承层
21-碎石
22-橡胶沥青
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
在一种具体的实施方式中,本发明提供了一种沥青路面层间结构施工方法,其包括如下步骤:
步骤a、对路面下承层进行清理;
步骤b、洒布橡胶沥青
于施工当日加工30~40目的橡胶粉,而后采用摊铺洒布一体作业机洒布于下承层表面,洒布量为2.0~2.4kg/m2;洒布温度为180~190℃;洒布过程中,摊铺洒布一体作业机保持匀速行驶,确保均匀洒布;橡胶沥青从加工到洒布的时间不超过24h;
步骤c、碎石撒布
将碎石进行筛分,水洗和干燥,得到粒径单一,干燥无尘的碎石;
将碎石与沥青以0.3:100的重量比进行预搅拌;
采用摊铺洒布一体作业机撒布碎石;
步骤d、碾压成型
采用重型胶轮压路机紧跟摊铺洒布一体作业机碾压成型,重型胶轮压路来回碾压1~2遍;干燥后即形成橡胶沥青粘结层。
采用摊铺洒布一体作业机摊铺沥青混合料。干燥后,即形成沥青混合料表层。
请参见图1,该图示出了按照本发明提供的方法施工后形成的沥青路面层间结构,其由下至上依次包括下承层3、橡胶沥青粘结层2和沥青混合料表层1。请参见图2,该图示出了橡胶沥青粘结层的结构,橡胶沥青粘结层2包括有碎石21和橡胶沥青22。
进一步地,步骤a中,对路面下承层进行清理包括:对路面结构的补强,车辙、网裂、碎裂的病害处治,以及裂缝封闭;路面清理后保持洁净、干燥和粗糙。
进一步地,步骤b中,加工橡胶沥青的基质沥青采用A级70号道路石油沥青,废胎胶粉的外掺量为20~25%。
优选地,步骤c中,碎石采用石灰岩石料,规格为13~16mm,碎石的撒布量为满铺的60%~70%,用量约为12~14kg/m2
作为本发明的优选法方案,步骤d中碾压和摊铺的间隔不超过24h。
采用本发明提供的上述沥青路面层间结构施工方法,具有如下优点:
(1)加强层间粘结:橡胶沥青具有良好的粘结能力,它可以非常牢固的吸附粘结在下承层上。在加铺面层时,橡胶沥青再次熔化又与面层粘结,同时洒铺的碎石可嵌入到加铺层中,增大了层间摩阻力,从而避免层间滑移现象的发生,加强下承层与加铺沥青面层的层间粘结作用。
(2)密水性好:橡胶沥青粘度大,抵抗变形能力强,因此在有防水需求的层间粘结层中可增大橡胶沥青洒布量,达2.0~2.4kg/m2,远高于乳化沥青的洒布量,从而在路面上形成约3mm厚度的沥青膜,完全可以防止雨水的向下渗透,对路基起到保护作用。其次,在上面摊铺沥青混合料时,粘结层顶部的橡胶沥青会二次熔化,经路面压实后会充分填充其面层混合料底部的缝隙,从而排除了层间存水的可能,起到防止水损坏的作用。
(3)具有较好的抗剪切性能:在下面层的摊铺与碾压过程中,由于沥青混凝土中的热集料碾压及推挤作用,尤其是碾压温度高于其软化点时,基于乳化沥青和改性乳化沥青形成的防水膜最易受类似破坏。而橡胶沥青粘结层由于在沥青结合料中牢固镶嵌着石料,即使摊铺沥青铺装层,其中的热集料也不会对碎石层有较大的损坏。而且,石料可以与沥青铺装层紧密结合,起到更好粘结功效,使沥青路面结构各层形成一个整体,从而增加沥青面层之间的抗剪强度。
(4)延缓反射裂缝:在橡胶沥青粘结层中,高用量的橡胶沥青与单一粒径的碎石强力粘结,形成约1cm厚的结构层,使得下层裂缝处的集中应力重新分布,大大削弱了裂缝处相对位移产生的应力传到面层,可以有效遏制裂缝的反射,从而延缓反射裂缝的发生。
(5)施工便捷:施工时可采用摊铺洒布一体机作业,几道主要工序可由单机同时完成,施工进度快,施工工艺简便,有利于在开放交通条件下进行快速、安全施工。
(6)综合成本低:由于该施工工艺无需封闭交通或可缩短交通封闭时间,因此可降低汽车使用费、时间延误和交通事故损失等费用,大大降低综合成本。
(7)该工艺施工中由于可不间断交通施工或仅短期封闭交通,所以不但适用于新建道路沥青面层之间的粘结层,而且特别适用于城市道路沥青面层大修养护工程。
下面结合具体实施例对本发明提供的沥青路面层间结构施工方法进行描述。
将本发明提供的沥青路面层间结构施工方法可应用于北京市北三环主路大修工程。具体工艺如下:
实施例1
1橡胶沥青技术要求
洒布用橡胶沥青宜采用较粗的橡胶粉,如:30目。为了保证橡胶沥青品质的稳定,要求当天加工,当天洒布,橡胶沥青从加工到洒布一般不宜超过24h。加工橡胶沥青的基质沥青宜采用A级70号道路石油沥青,废胎胶粉的外掺量为22%;其质量应符合现行规范的要求。
2施工工艺
为保证橡胶沥青防水粘结层的施工质量,应做好下承层的清理工作,确保下承层各类病害已经处治,路面处于干净、干燥和粗糙的界面状态;进行试洒,确定一些关键施工参数,并采用专业的机械化施工队伍。基本施工工艺流程如下:下承层的清理→施工准备→橡胶沥青洒布→碎石撒布→碾压成型。
2.1下承层的清理
1)对原有路面的病害进行必要的处治,如路面结构的补强,车辙、网裂、碎裂等病害处治,裂缝封闭等。
2)在橡胶沥青防水粘结层施工前应对施工现场进行认真的清理,确保下承层路面保持洁净、干燥和粗糙。
3)当原路面污染比较严重时,在清理时应尽量避免施工对周围环境的影响,可采用专用的具备洒水、洗尘功能的道路清扫车,必要时也可采用洒水清洗,但应严格控制待路面彻底干燥后,方可施工。
2.2施工准备
1)橡胶沥青的洒布应采用专用、可有效控制洒布剂量、具有加温、保温和搅拌功能的洒布设备。
2)洒布设备在施工前应进行认真清理,储油罐中的不应有残油。
3)正式洒布前应进行试洒,确定一些关键施工参数。如:每平方米撒布碎石的公斤数、施工机械的有效组合、沥青洒布的合理温度、洒布设备的机械参数等。
4)严格清理有关的施工机械,特别是沥青洒布车和碎石撒布车的车轮,严禁将污染物带上施工断面。
2.3橡胶沥青的洒布
1)本工程橡胶沥青的洒布量为2.2kg/m2
2)在洒布过程中,洒布车应保持匀速行驶,确保均匀洒布。
3)沥青的洒布温度以保证沥青处于液体可流动的喷洒状态为准,一般情况下橡胶沥青的洒布温度控制在185℃。
4)在橡胶沥青洒布过程中应注重接头的施工处理。
5)在施工期间,如遇下雨,应在下承层表面充分干燥的条件下洒布。
2.4碎石撒布
1)撒布的碎石应进行筛分、水洗,保证碎石的单一粒径、干燥无尘。碎石应在施工前进行预拌,预拌沥青用量为0.3%。
2)碎石的试洒主要确定撒布车料斗的倾角,车速和标准的撒布量。本工程拟采用石灰岩石料,规格为14mm,碎石的撒布量一般为满铺的60%~70%,用量约为14kg/m2,试撒后由业主、设计、监理三方确认洒布每平方米的撒布公斤数作为今后工程计量的标准。
3)在喷洒橡胶沥青后应及时洒布碎石,以便沥青和撒布的石料能有效的粘结。
2.5碾压成型
1)碎石撒布后,应及时用重型胶轮压路机紧跟碎石撒布车碾压成型,胶轮压路机来回碾压1~2遍。
2)碾压成型后应尽快安排表面层SMA沥青混合料的摊铺,间隔时间不宜超过24h,期间应临时封闭交通,避免黏结层的二次污染。
3质量验收
橡胶沥青粘结层每1000m2现场抽检一次沥青洒布用量,误差不应超过±0.1kg/m2,试验方法参见JTG E60-T0982。
实施例2
与实施例1的区别在于:
步骤1中:橡胶粉粒径为40目,废胎胶粉的外掺量为25%。
步骤2.3中:橡胶沥青的洒布量为2.4kg/m2;橡胶沥青的洒布温度控制在190℃。
步骤2.4中:石灰岩石料,规格为13mm;碎石的撒布量一般为满铺的70%。
实施例3
与实施例1的区别在于:
步骤1中:废胎胶粉的外掺量为20%。
步骤2.3中:橡胶沥青的洒布量为2.0kg/m2;橡胶沥青的洒布温度控制在180℃。
步骤2.4中:石灰岩石料,规格为16mm;碎石的撒布量一般为满铺的70%。
对上述三个实施例施工的路段,自施工后一个星期和一个月分别进行测试,测试结果显示路面的密水性能和抗剪切性能优异,均符合国家标准。
以上对本发明所提供的沥青路面层间结构施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种沥青路面层间结构施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a、对路面下承层进行清理;
步骤b、洒布橡胶沥青
于施工当日加工30~40目的橡胶粉,而后采用摊铺洒布一体作业机洒布于下承层表面,洒布量为2.0~2.4kg/m2;洒布温度为180~190℃;洒布过程中,摊铺洒布一体作业机保持匀速行驶,确保均匀洒布;橡胶沥青从加工到洒布的时间不超过24h;
步骤c、碎石撒布
将碎石进行筛分,水洗和干燥,得到粒径单一,干燥无尘的碎石;
将碎石与沥青以0.3:100的重量比进行预搅拌;
采用摊铺洒布一体作业机撒布碎石;
步骤d、碾压成型
采用重型胶轮压路机紧跟摊铺洒布一体作业机碾压成型,重型胶轮压路来回碾压1~2遍;
采用摊铺洒布一体作业机摊铺沥青混合料。
2.根据权利要求1所述的沥青路面层间结构施工方法,其特征在于,步骤a中,对路面下承层进行清理包括:对路面结构的补强,车辙、网裂、碎裂的病害处治,以及裂缝封闭;路面清理后保持洁净、干燥和粗糙。
3.根据权利要求1所述的沥青路面层间结构施工方法,其特征在于,步骤b中,加工橡胶沥青的基质沥青采用A级70号道路石油沥青,废胎胶粉的外掺量为20~25%。
4.根据权利要求1所述的沥青路面层间结构施工方法,其特征在于,步骤c中,碎石采用石灰岩石料,规格为13~16mm,碎石的撒布量为满铺的60%~70%,用量为12~14kg/m2
5.根据权利要求1所述的沥青路面层间结构施工方法,其特征在于,步骤d中碾压和摊铺的间隔不超过24h。
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