CN108103875A - 抗滑碎石封层路面及其施工方法 - Google Patents

抗滑碎石封层路面及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗滑碎石封层路面，包括上层乳化沥青层、下层乳化沥青层以及设置在所述上层乳化沥青层、所述下层乳化沥青层之间的玄武岩碎石层；所述玄武岩碎石层包括玄武岩碎石和裹覆在所述玄武岩碎石上的沥青，其中，所述沥青用量不大于所述玄武岩碎石总重量的5‰。另外还公开了抗滑碎石封层路面的施工方法，包括所述下层乳化沥青层与所述玄武岩碎石层同步施工，对S1洒布的所述下层乳化沥青层与所述玄武岩碎石层进行碾压，然后进行养护，所述上层乳化沥青层的洒布，二次养护，完成所述抗滑碎石封层路面的施工。采用三层夹心式结构，可以进一步提高玄武岩碎石与原路面的粘结性能以及玄武岩碎石本身的抗剥落性能，从而提高其使用寿命。

Description

抗滑碎石封层路面及其施工方法
技术领域
本发明涉及公路工程技术领域，具体涉及抗滑碎石封层路面及其施工方法技术领域。
背景技术
“安全、舒适、快速、经济”是交通运输系统的基本要求和发展方向。道路交通作为运输系统中的一个重要领域，同样应以“安全”作为建设发展的关键要素。目前，道路交通事故发生率依然较高，其中的原因很多，由于沥青路面抗滑性不良导致车辆碰撞、追尾等是其中重要的一方面。
在沥青路面的各个性能当中，路面抗滑性能与交通安全关系最为密切，路面抗滑性能为交通事故安全提供必要制动力、防滑溜，大大提高行车的舒适性。如果能减少道路中存在的安全隐患，相应的也会减少因为人与路、车与路相互影响而引起的交通事故。在雨天，面层石料被长期行使的机动车辆磨光后，更容易发生雨天滑溜事故。根据有关资料，高速公路上修筑抗滑层后，摩擦系数可以提高1～5倍，雨天交通事故率从原来的56次/亿车公里降低到29次/亿车公里。因此从道路交通安全的角度出发，公路路面应具有较高的抗滑性能，并保持其耐久性。
目前关于抗滑路面的研究中存在的问题主要有：一是不同的抗滑处治技术均存在一些自身的不足，例如造价高、耐久性差、衰减速度快等问题比较突出；二是缺乏系统性的材料设计及施工技术标准，工程应用时多以人为经验为主，缺乏标准化材料参数及施工工艺。
有鉴于上述现有的抗滑路面存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种抗滑碎石封层路面及其施工方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的抗滑路面存在的缺陷，而提供一种抗滑碎石封层路面及其施工方法，抗滑性能优异，施工方便，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种抗滑碎石封层路面，包括上层乳化沥青层、下层乳化沥青层以及设置在所述上层乳化沥青层、所述下层乳化沥青层之间的玄武岩碎石层；
所述玄武岩碎石层包括玄武岩碎石和裹覆在所述玄武岩碎石上的沥青，其中，所述沥青用量不大于所述玄武岩碎石总重量的5‰；优选为5±0.5‰；当裹覆的沥青量大于5‰时，石料冷却后容易粘结成块，不利于撒布；当小于5‰时，石料表面未裹覆的面积过小，粘结效果过差。
作为一种优选的技术方案，以每平方米洒布量计，所述上层乳化沥青层的乳化沥青用量为0.4-0.5kg/m2，这是因为当上层的乳化沥青用量大于0.5kg/m2时，经行车后，形成的抗滑碎石路面容易泛油，当上层的乳化沥青用量小于0.4kg/m2时，表面的碎石有较多花白料，雨天时极易造成碎石的脱落，均不利于行车安全；所述下层乳化沥青层的乳化沥青用量为1.3-1.4kg/m2，这是因为当下层的乳化沥青用量小于1.3kg/m2时，乳化沥青形成的油膜厚度小于2mm，不足以裹覆碎石2/3以上的高度，碎石与原路面的粘结性明显减小(从0.7MPa减小0.4MPa)；当下层的乳化沥青用量大于1.4kg/m2时，乳化沥青中的水分蒸发慢，碎石与乳化沥青的黏结强度形成较慢，延长了上层乳化沥青的撒布时间，导致开放交通时间变慢，因此上限为1.4kg/m2。
所述玄武岩碎石层的所述玄武岩碎石的用量为7-8kg/m2，
粒径3～5mm的碎石，在路面一平米的面积上，碎石一个一个平铺时(最佳状态)的撒布量为6.5kg/m2，小于该量时则碎石封层无法形成一个较好的整体去抵抗车轮产生的层间剪切力，石料容易被车轮跑掉，同时路面的构造过大，车辆的行驶舒适性较差；过大于该量时，会造成后期清扫的工作量增大，石料浪费大；等于该量时，考虑机械撒布时的误差性，难以保证均匀如一，因此石料的撒布量应比最佳的稍大，经现场试验确定为7～8kg/m2。
作为一种优选的技术方案，所述玄武岩碎石的粒径为3-5mm，这是因为由于路面本身具有一定的构造深度，当粒径小于3～5mm时，由于粒径过小，原路面构造被填平，路面构造更小，路面的抗滑性能更差；此外小于3～5mm碎石铺筑抗滑封层难以形成厚度，厚度达到时又极容易泛油；预裹覆时极易结成团块而无法使用。当碎石粒径大于3～5mm时，为保证其与路面的粘附性，乳化沥青撒布量过大，后期极容易泛油，并且路面的构造过大，行车的舒适性较差。因此选用粒径3～5mm的碎石。
作为一种优选的技术方案，所述玄武岩碎石层的制备方法包括如下步骤：
步骤1：过筛，将玄武岩碎石过筛处理，得到3-5mm单粒径的所述玄武岩碎石；
步骤2：预拌，将所述步骤1过筛后得到的所述玄武岩碎石和所述沥青搅拌混合均匀；
步骤3：摊铺，将所述步骤3得到的混合料进行摊铺，形成所述玄武岩碎石层。
作为一种优选的技术方案，所述乳化沥青为SBS改性乳化沥青。
抗滑碎石封层路面的施工方法，包括如下步骤：
S1：所述下层乳化沥青层与所述玄武岩碎石层同步施工，在所述下层乳化沥青层摊铺完成后，立即开始进行所述玄武岩碎石的洒布；
S2：对S1洒布的所述下层乳化沥青层与所述玄武岩碎石层进行碾压，然后进行养护；
S3、养护完成后，进行所述上层乳化沥青层的洒布；
S4、二次养护，对所述S3洒布后的所述上层乳化沥青层进行养护，完成所述抗滑碎石封层路面的施工。
作为一种优选的技术方案，所述S1中采用同步碎石车进行施工。
作为一种优选的技术方案，所述S1中摊铺的起点和终点铺设油毡。
作为一种优选的技术方案，所述S1中，所述玄武岩碎石的洒布采用同步碎石车进行，且所述同步碎石车的行驶速度为4-5km/h；因为当碎石撒布车速度大于5km/h时难以保证撒布的均匀性，速度小于4km/h时，会导致撒布量偏大(大于8kg/m2)。
作为一种优选的技术方案，所述S2中，所述碾压采用压路机以5-6km/h的速度碾压2-3遍；压路机的速度大于6km/h时，压实效果较差，并对碎石扰动较大，不利于碎石与路面的粘结性；在5～6km/h时，压实效果较好，小于5km/h时则不经济，增加成本。
作为一种优选的技术方案，所述S2中待所述玄武岩碎石洒布完成后，且所述下层乳化沥青层的所述乳化沥青完全破乳后，进行所述碾压操作。
采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：
1)、采用三层夹心式结构，即在玄武岩碎石层的上下各洒布一层高性能粘结料-乳化沥青，可以进一步提高玄武岩碎石与原路面的粘结性能以及玄武岩碎石本身的抗剥落性能，从而提高其使用寿命；
2)、在两层乳化沥青层间的玄武岩碎石，采用沥青对其进行预裹覆处理，可进一步提高玄武岩碎石与上下层乳化沥青层之间的粘结性能，使得三层结构之间的粘结更紧密，从而能够成为紧密的整体结构，进一步提高其使用寿命；
3)、采用现有的同步碎石车进行玄武岩碎石的洒布、拌合楼进行玄武岩碎石的过筛和预拌，无需研制新的施工设备，推广应用方便且成本低；
4)、该抗滑碎石封层路面安全环保，常温下即可进行施工，成型厚度4-5mm，可用于既有路面的抗滑性能养护维修，改善原有路面的行车条件，提高其抗滑性能、修补轻微裂缝，提高原路面的摩擦系数，延长原路面的使用寿命，极大降低了路面抗滑性能不足养护维修的成本，而且可用于正在铺设路面的封面层，能够有效保障道路行车安全。
附图说明
图1为本发明抗滑碎石封层路面的结构示意图；
图2为抗滑碎石封层路面的施工流程图；
其中：1-上层乳化沥青层，2-玄武岩碎石层，3-下层乳化沥青层，4-路面。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的抗滑碎石封层路面及其施工方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本发明公开了一种抗滑碎石封层路面，包括上层乳化沥青层、下层乳化沥青层以及设置在上层乳化沥青层、下层乳化沥青层之间的玄武岩碎石层；
玄武岩碎石层包括玄武岩碎石和裹覆在玄武岩碎石上的沥青，其中，沥青用量不大于玄武岩碎石总重量的5‰，即沥青的质量不大于玄武岩碎石总重量的5‰。
作为一种优选的技术方案，以每平方米洒布量计，上层乳化沥青层的乳化沥青用量为0.4-0.5kg/m2、下层乳化沥青层的乳化沥青用量为1.3-1.4kg/m2、玄武岩碎石层的玄武岩碎石的用量为7-8kg/m2。
作为一种优选的技术方案，玄武岩碎石的粒径为3-5mm，其中玄武岩碎石的通过率如表1所示：
表1玄武岩碎石的通过率
作为一种优选的技术方案，玄武岩碎石层的制备方法包括如下步骤：
步骤1：过筛，将玄武岩碎石过筛处理，得到3-5mm单粒径的玄武岩碎石；具体的，采用工程中常用的3-5mm、5-10mm玄武岩碎石通过拌合楼过6mm筛网，筛下部分(即3-5mm集料)为选用的玄武岩碎石，其可保证碎石为单粒径，且能够起到初次除尘作用；
步骤2：预拌，将步骤1过筛后得到的玄武岩碎石和沥青搅拌混合均匀；具体的，步骤1过筛后得到的玄武岩碎石，采用拌合楼进行预拌，不仅能够通过拌合楼进行强力除尘，而且在碎石表面裹覆薄层沥青，经过预拌的玄武岩碎石表面由于薄层沥青，既不能成团，便于后续的洒布，由在玄武岩碎石表面形成粘结层，从而提高其粘结力，其中沥青采用普通基质沥青即可。
另外，由于磨耗层必须经受汽车轮胎的冲击，因而结构层需具有较高的强度和耐磨性能，因此步骤2得到的玄武岩碎石需经过碎石性能指标要求，具体的，需通过室内石料压碎值、落砂机磨耗损失、坚固性及针片状颗粒含量试验等选择符合使用要求的玄武岩碎石，详细的标准见表2。
表2玄武岩碎石技术要求
指标 单位 技术要求 试验方法
集料的压碎值 ％ ≤26 T 0316
洛杉矶磨耗损失 ％ ≤28 T 0317
坚固性 ％ ≤12 T 0314
针片状颗粒含量 ％ ≤15 T 0312
水洗法＜0.075mm颗粒含量 ％ 1 T 0310
软石含量 ％ 3 T 0320
进一步的，上层乳化沥青层和下层乳化沥青层使用的乳化沥青作为路面粘结剂，质量是保证抗滑耐久性的关键，因此需采用高性能乳化沥青，从而能够使得其固化后具有较高的粘结力，将磨耗层碎石稳固在路面上，同时具有较好的延展性，不出现“脆化”现象，可有效防止裂缝的产生，其中乳化沥青的性能指标满足以下表3给出的技术指标：
表3乳化沥青技术指标要求
步骤3：摊铺，将步骤3得到的混合料进行摊铺，形成玄武岩碎石层。
作为一种优选的技术方案，乳化沥青为SBS改性乳化沥青，其中SBS改性乳化沥青在使用时添加乳化沥青总质量1.2～1.5％的有机硅胶乳或丁苯胶乳。
抗滑碎石封层路面的施工方法，包括如下步骤：
S1：下层乳化沥青层与玄武岩碎石层同步施工，在下层乳化沥青层摊铺完成后，立即开始进行玄武岩碎石的洒布，其可保证作为粘结剂的下层乳化沥青层中的乳化沥青能够与玄武岩碎石有效的粘结，增加了两者之间的裹附面积，最大程度的增加其整体性；
S2：对S1洒布的下层乳化沥青层与玄武岩碎石层进行碾压，然后进行养护，养护期间，禁止一切车辆和行人的通行，养护时间为2-4小时；
S3、养护完成后，采用路面清扫车对道路表面多余的集料进行清扫后，进行上层乳化沥青层的洒布；
S4、二次养护，对S3洒布后的上层乳化沥青层进行养护，完成抗滑碎石封层路面的施工。
作为一种优选的技术方案，S1中采用同步碎石车进行施工，且玄武岩碎石洒布均匀一致，局部可采用人工辅助方法使得玄武岩碎石不出现上下重叠。
作为一种优选的技术方案，S1中摊铺的起点和终点铺设油毡，以保证起点和终点整齐美观，避免污染施工区外的路面。
作为一种优选的技术方案，S1中，玄武岩碎石的洒布采用同步碎石车进行，且同步碎石车的行驶速度为4-5km/h，采用现有的设备对其进行洒布，无需进行新设备的研制，降低施工成本。
作为一种优选的技术方案，S2中，碾压采用30t胶轮压路机以5-6km/h的速度碾压2-3遍。
作为一种优选的技术方案，S2中待玄武岩碎石洒布完成后，且下层乳化沥青层的乳化沥青完全破乳后，进行碾压操作。
抗滑碎石封层路面采用同步碎石洒布车施工，成型后厚度4-5mm，具有造价低、安全环保、施工方便、耐久性好、成型快等优点，在提高道路路面抗滑性能方面具有较大的应用前景。
采用上述材料及其施工方法制得的路面进行测试，得到以下的测试结果如表4所示：
表4试验段路面抗滑性能跟踪测试
为测试抗滑碎石封层路面的路用性能，在沿海高速通连方向第三车道上铺筑了3km试验段路，以观测抗滑碎石封层路面的路用性能以及其性能随时间推移的衰减情况，总体情况良好，抗滑碎石封层路面始终具有良好的构造深度和较大的摩擦系数，试验段路面的摩擦摆值均远远大于公路沥青路面设计规范JTG D50-2017的相关要求，说明抗滑碎石封层路面具有良好的抗滑抗磨耗性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种抗滑碎石封层路面，其特征在于，包括上层乳化沥青层、下层乳化沥青层以及设置在所述上层乳化沥青层、所述下层乳化沥青层之间的玄武岩碎石层；
所述玄武岩碎石层包括玄武岩碎石和裹覆在所述玄武岩碎石上的沥青，其中，所述沥青用量不大于所述玄武岩碎石总重量的5‰。
2.根据权利要求1所述的抗滑碎石封层路面，其特征在于，以每平方米洒布量计，所述上层乳化沥青层的乳化沥青用量为0.4-0.5kg/m2、所述下层乳化沥青层的乳化沥青用量为1.3-1.4kg/m2、所述玄武岩碎石层的所述玄武岩碎石的用量为7-8 kg/m2。
3.根据权利要求1所述的抗滑碎石封层路面，其特征在于，所述玄武岩碎石的粒径为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的抗滑碎石封层路面，其特征在于，所述玄武岩碎石层的制备方法包括如下步骤：
步骤1：过筛，将玄武岩碎石过筛处理，得到3-5mm单粒径的所述玄武岩碎石；
步骤2：预拌，将所述步骤1过筛后得到的所述玄武岩碎石和所述沥青搅拌混合均匀；
步骤3：摊铺，将所述步骤3得到的混合料进行摊铺，形成所述玄武岩碎石层。
5.根据权利要求1所述的抗滑碎石封层路面，其特征在于，所述乳化沥青为SBS改性乳化沥青。
6.根据权利要求1所述的抗滑碎石封层路面的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：所述下层乳化沥青层与所述玄武岩碎石层同步施工，在所述下层乳化沥青层摊铺完成后，立即开始进行所述玄武岩碎石的洒布；
S2：对所述S1洒布的所述下层乳化沥青层与所述玄武岩碎石层进行碾压，然后进行养护；
S3、养护完成后，进行所述上层乳化沥青层的洒布；
S4、二次养护，对所述S3洒布后的所述上层乳化沥青层进行养护，完成所述抗滑碎石封层路面的施工。
7.根据权利要求6所述的抗滑碎石封层路面的施工方法，其特征在于，所述S1中摊铺的起点和终点铺设油毡。
8.根据权利要求6所述的抗滑碎石封层路面的施工方法，其特征在于，所述S1中，所述玄武岩碎石的洒布采用同步碎石车进行，且所述同步碎石车的行驶速度为4-5km/h。
9.根据权利要求6所述的抗滑碎石封层路面的施工方法，其特征在于，所述S2中，所述碾压采用压路机以5-6km/h的速度碾压2-3遍。
10.根据权利要求6所述的抗滑碎石封层路面的施工方法，其特征在于，所述S2中待所述玄武岩碎石洒布完成后，且所述下层乳化沥青层的所述乳化沥青完全破乳后，进行所述碾压操作。
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