CN107687117A - Eva/sbs复合改性沥青稳定碎石排水基层及其铺设方法 - Google Patents

Eva/sbs复合改性沥青稳定碎石排水基层及其铺设方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层及其铺设方法。城市排水系统和高速公路道路材料设置方面，对暴雨排水设施的应对考虑较少，暴雨发生时排水不畅。本发明的铺设材料为：掺加4%EVA和2‑3%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃‑185℃条件下均匀搅拌形成的混合料，保证基层混合料优良的性能、更好发挥基层路用性能的同时，达到利用基层有效排水的功能。本发明与普通的ATPB相比，疲劳寿命、软化点、低温延度均有大幅改善，可以有效解决现有技术存在的疲劳耐久性差、高温稳定性及低温抗裂性能差、不环保等问题。

Description

EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层及其铺设方法
技术领域
本发明涉及交通运输工程技术领域，具体涉及一种EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层及其铺设方法。
背景技术
路面基层分为无机结合料稳定基层和碎、砾石基层，是保证路面结构稳定的关键结构层，其材料与质量的好坏直接影响路面的质量和使用性能。
2015年4月2日，海绵城市建设试点城市名单正式公布。对城市道路排水设计提出了新的、更大的要求，虽然我国对排水基层已进行了一系列研究，如级配碎石排水基层、多孔混凝土排水基层、沥青稳定碎石排水基层等，但仍然存在很多不足。采用级配碎石的排水基层，由于其材料松散，且刚度较小，压应力承受能力好，而拉应力承受能力差，且路面结构层的下卧层类型对级配碎石层模量值影响较大。采用多孔混凝土排水基层存在温度收缩、塑性收缩、干燥收缩等问题，会产生因抗拉强度不足基层表面产生横向裂缝的现象，导致路面面层发生反射裂缝；采用沥青稳定碎石（ATPB）排水基层，虽然具有渗透能力和稳定性好的优点，但由于沥青用量较少，易出现剥落、耐久性和稳定性问题，且该种材料抗拉强度较低，做为结构层的层底受的弯拉应力较大，使用寿命较短，另ATPB混合料采用的开级配，其空隙率比密级配沥青混合料大很多，在荷载作用下，易产生疲劳裂缝。
近年来，由于全球气温变化，多雨季节会经常在多省市出现遭遇暴雨洪灾的情况出现，且由于该种天气状况属于少发状况，各地区城市排水系统和高速公路道路材料设置方面，对暴雨排水设施的应对考虑较少，均会在暴雨发生时，由于排水不畅，造成不必要的财产损失、人员伤亡等现象出现。
EVA树脂全称为乙烯-醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copolymer），具有优良的热稳定性、低温性、弹性及柔韧性。SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物，以1，3-丁二烯和苯乙烯为单体，采用阴离子聚合制得的嵌段共聚物。EVA在沥青中容易混容，低温性能好，EVA树脂与聚乙烯相比，由于分子链上引人了乙酸乙烯单体从而降低了结晶度，提高了柔韧性、耐冲击性、填料混入性和热密封性，产品在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性和良好的光学性能、耐低温及无毒的特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层及其铺设方法，在不影响道路基层使用性能的前提下，实现利用基层有效排水的目的，同时，更好的保证路面基层的使用寿命和使用性能。
本发明所采用的技术方案为：
EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层，其特征在于：
其铺设材料为：
掺加4%EVA和2-3%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃-185℃条件下均匀搅拌形成的混合料。
骨料的的设计级配为：
（1） ESTPB-25，最大公称粒径为26.5mm的混合料：
（2）ESTPB-30，最大公称粒径为31.5mm的混合料：
EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层的铺设方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一：对底基层的表面进行质量检查，进行必要的清扫或铣刨处理；
步骤二：均匀喷洒环氧沥青防水粘结层，按照0.4～0.6Kg/m2的喷洒量控制；
步骤三：铺设EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层的混合料，碾压成型，摊铺厚度为10-15cm，孔隙率达到19-24%，并等待龄期结束之后施工面层。
本发明具有以下优点：
1、本发明采用4%EVA和3%SBS对沥青混合料进行复合改性，EVA在沥青中容易混容，低温性能好，采用将EVA加入到沥青以后可以很明显的改善沥青的耐热性和低温柔性，同时改性沥青的施工粘度也不大。SBS改性沥青的主要优点可以显著改善基质沥青的高温和低温性能，使路面的抗车辙能力提高，低温开裂温度降低，具有良好的抗疲劳性能和粘附性能，是一类性能良好的沥青改性剂。
2、疲劳耐久性好：本发明采用特别设计的矿料级配，因此该混合料的抗疲劳性能优于其他类型的排水基层，试验表明，在相同的条件下，ESTPB的疲劳寿命较ATPB的疲劳寿命提高约1.3倍。能够改善目前常用的排水基层使用寿命短的问题。同时ESTPB的孔隙率大于20%，其中完全联通的孔隙率14%-16%，能够使路面结构形成顺畅的内部排水系统, 并及时排出进入路面结构内部的水分, 从而减少或避免沥青路面的早期水损坏, 延长道路的使用寿命。
3、排水性能好： ESTPB的孔隙率大于20%，其中完全联通的孔隙率14%-16%，能够使路面结构形成顺畅的内部排水系统, 并及时排出进入路面结构内部的水分, 从而减少或避免沥青路面的早期水损坏, 延长道路的使用寿命。
4、高温稳定性好：本发明采用的复合改性沥青混合料，其高温下的抗剪切变形能力得到了进一步的提高和改善，改性后沥青的软化点比基质沥青的软化点提高了19.7℃，其高温性能得到了非常明显的提高。
5、低温性能好：本发明采用的复合改性沥青混合料，由于掺加了4%EVA，EVA有很好的耐低温性能，其热分解温度较低，约为230℃左右，随着分子量的增大，EVA的软化点上升，比基质沥青的软化点提高了约20℃，加工性和塑件表面光泽性下降，但强度增加，冲击韧性和耐环境应力开裂性提高，即掺加复合改性剂后，改性沥青的低温延度比基质沥青的延度增大了约2.4倍，说明低温柔性温度得到了相当程度的降低，发明的复合改性沥青可以增强沥青的低温抗裂性能。
5、环保性及经济性好：本发明采用的复合改性沥青稳定碎石排水基层，具有良好的排水性能，使用性能也较ATPB优良，且采用的EVA属于无毒无害的环保材料，具有较好的经济性。
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。
本发明涉及的EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层，其铺设材料为：
掺加4%EVA和2-3%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃-185℃条件下均匀搅拌形成的混合料。
所述EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述骨料的的设计级配为：
（1） ESTPB-25表示最大公称粒径为26.5mm的混合料。
表中：ESTPB（EVA and SBS Composite Modified Asphalt Treated PorousBasement），环氧沥青碎石排水基层的英文缩写；ETPB-25表示最大公称粒径为26.5mm的混合料。
（2） ESTPB-30表示最大公称粒径为31.5mm的混合料。
表中：
ESTPB（EVA and SBS Composite Modified Asphalt Treated Porous Basement）为EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层的英文缩写；ESTPB-30表示最大公称粒径为31.5mm的混合料。
上述EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层的铺设方法，包括以下步骤：
步骤一：铺筑前，对底基层的表面进行质量检查，进行必要的清扫或铣刨处理；
步骤二：均匀喷洒环氧沥青防水粘结层，按照0.4-0.6Kg/m2的喷洒量控制；
步骤三：进行ESTPB沥青稳定碎石排水基层铺设，并根据规范要求保证混合料施工温度，并严格按照施工技术规范要求进行摊铺碾压，研究所用的ESTPB改性沥青稳定碎石基层要求铺设的孔隙率达到19%-23%，待摊铺层完全自然冷却后施工面层。
针对不同粒径混合料，其摊铺厚度不同，ESTPB-25的摊铺厚度为8～10cm， ESTPB-30的摊铺厚度为10～15cm。
ESTPB（EVA and SBS Composite Modified Asphalt Treated Porous Basement）是将EVA树脂和SBS按不同比例加入沥青中，对沥青稳定碎石排水基层进行复合改性，保证基层混合料优良的性能，更好发挥基层路用性能的同时，达到利用基层有效排水的功能。在相同的条件下，ESTPB与ATPB相比，ESTPB沥青材料软化点比ATPB软化点提高1.4倍，ESTPB针入度较ATPB针入度降低1.5倍，ESTPB延度较ATPB延度提高2.7倍，沥青碎石稳定度较ATPB提高2.6倍左右，结果表明：ESTPB复合改性沥青排水基层材料在高温下的抗剪切变形能力较ATPB得到了很大的提高，且其感温性能得到了较好的改善，且混合料的低温性能得到了增强。
实施例1：
一种具有排水功能的大孔隙环氧沥青碎石排水基层，是在掺加4%EVA+3%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃-185℃条件下均匀搅拌形成的混合料，所述骨料的设计级配如下表：
实施例2：
与实施例1不同的地方是，掺加4%EVA+2%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃-185℃条件下均匀搅拌形成的混合料，所述骨料的设计级配同实例1，ESTPB-25改性沥青碎石排水基层铺设工艺为：首先，应对底基层的表面进行质量检查，进行必要的清扫或铣刨处理；其次，均匀喷洒防水粘结层，按照0.4～0.6kg/m2的喷洒量控制；最后，铺设ESTPB-25沥青稳定碎石排水基层设，并严格按照施工技术规范要求进行摊铺碾压，摊铺厚度为8cm，待摊铺层完全自然冷却后施工面层。
实施例3：
一种具有排水功能的大孔隙环氧沥青碎石排水基层，是在掺加4%EVA+3%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃～185℃条件下均匀搅拌形成的混合料，所述骨料的设计级配如下表：
ESTPB-30改性沥青碎石排水基层铺设工艺为：首先，应对底基层的表面进行质量检查，进行必要的清扫或铣刨处理；其次，均匀喷洒防水粘结层，按照0.4～0.6kg/m2的喷洒量控制；最后，铺设ESTPB-30沥青稳定碎石排水基层设，并严格按照施工技术规范要求进行摊铺碾压，摊铺厚度为12cm，研究所用的ESTPB-30改性沥青稳定碎石基层要求铺设的孔隙率达到19%-24%，待摊铺层完全自然冷却后施工面层。
实施例4：
与实施例1不同的地方是，掺加4%EVA+2%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃～185℃条件下均匀搅拌形成的混合料，所述骨料的设计级配同实例1，ESTPB-30改性沥青碎石排水基层铺设工艺为：首先，应对底基层的表面进行质量检查，进行必要的清扫或铣刨处理；其次，均匀喷洒防水粘结层，按照0.4-0.6kg/m2的喷洒量控制；最后，铺设ESTPB-30沥青稳定碎石排水基层设，并严格按照施工技术规范要求进行摊铺碾压，摊铺厚度为10cm，待摊铺层完全自然冷却后施工面层。
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 (2)

1.EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层，其特征在于：
其铺设材料为：
掺加4%EVA和2-3%SBS的复合改性沥青，以开级配碎石为骨料，在170℃-185℃条件下均匀搅拌形成的混合料。
2.根据权利要求1所述的EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层，其特征在于：
骨料的的设计级配为：
（1） ESTPB-25，最大公称粒径为26.5mm的混合料：
（2）ESTPB-30，最大公称粒径为31.5mm的混合料：
EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层的铺设方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一：对底基层的表面进行质量检查，进行必要的清扫或铣刨处理；
步骤二：均匀喷洒环氧沥青防水粘结层，按照0.4～0.6Kg/m2的喷洒量控制；
步骤三：铺设EVA/SBS复合改性沥青稳定碎石排水基层的混合料，碾压成型，摊铺厚度为10-15cm，孔隙率达到19-24%，并等待龄期结束之后施工面层。
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