CN108298870B

CN108298870B - 一种热固性树脂干法改性沥青混凝土路面的施工方法

Info

Publication number: CN108298870B
Application number: CN201710026420.0A
Authority: CN
Inventors: 曹东伟; 张艳君; 张海燕; 范勇军; 赵立东; 夏磊
Original assignee: Research Institute of Highway Ministry of Transport
Current assignee: Research Institute of Highway Ministry of Transport
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2037-01-13
Also published as: CN108298870A

Abstract

本发明涉及一种热固性树脂干法改性沥青混凝土路面的施工方法，所述方法包括：(1)基层路面的预处理；(2)热固性树脂干法改性沥青混凝土的拌合：将热固性树脂干法改性剂与集料拌合，再加入沥青拌合，再加入矿粉拌合至均匀，即得热固性树脂干法改性沥青混凝土；(3)将经步骤(2)拌合的热固性沥青混凝土运输至经步骤(1)预处理的基层路面，进行摊铺及碾压；(4)将经步骤(3)碾压后的路面固化成型。本发明施工方法操作简单，工艺简化，可快速开放交通，降低改性成本，并且确保热固性材料优异性能的发挥，对施工质量和施工效率有明显的提高。

Description

一种热固性树脂干法改性沥青混凝土路面的施工方法

技术领域

本发明涉及路面施工方法，具体涉及一种干法改性热固性沥青混凝土路面的施工方法。

背景技术

随着我国交通运输业的发展，对路用沥青材料的技术性能提出了越来越高的要求。出现了各种改性沥青，如往沥青中掺入橡胶、树脂、硫磺及其他高聚物，来提高沥青混凝土的路用性能。其中热固性材料改性沥青在热塑性沥青的结构中引入了热固性的反应基团，赋予了材料优异的性能，如高温稳定性、疲劳性能、耐溶剂性等。目前应用在改性沥青中的热固性材料包括环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、以及水性环氧、水性聚氨酯、水性酚醛等。目前传统改性技术为湿法改性技术，即先制备环氧改性沥青，一般分为两组分，环氧树脂为一组分，沥青及固化剂等其他助剂混合均匀为第二组分，两组分按照一定比例共混制备成为环氧改性沥青，然后再加入一定的石料制得环氧沥青混合料。此类材料在应用的过程中会发生固化反应，并且对温度和时间要求严格，后期养生时间长，限制材料应用；同时施工工艺复杂，而且还需考虑改性沥青的稳定性问题，由于沥青与环氧树脂本身不相容，如直接在沥青中加入环氧树脂及固化剂，一般难以形成稳定的、高强度的材料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种热固性树脂干法改性沥青混凝土路面的施工方法，该方法解决了传统湿法制备环氧沥青工艺复杂，稳定性不佳的问题，使热固性沥青混凝土施工操作便捷，工艺简化，降低改性成本，稳定控制性能，进一步提高路面性能、控制施工温度、缩短施工工期、保证施工质量，快速开放交通，延长路面使用寿命。

具体而言，本发明提供了一种热固性树脂干法改性沥青混凝土路面的施工方法，包括：基层路面处理；热固性树脂干法改性沥青混凝土的拌合；摊铺及碾压；固化成型。

具体而言，所述方法包括如下步骤：

(1)基层路面的预处理；

(2)热固性树脂干法改性沥青混凝土的拌合：将热固性树脂干法改性剂与集料拌合，再加入沥青拌合，再加入矿粉拌合至均匀，即得热固性树脂干法改性沥青混凝土；

(3)将经步骤(2)拌合的热固性沥青混凝土运输至经步骤(1)预处理的基层路面，进行摊铺及碾压；

(4)将经步骤(3)碾压后的路面固化成型。

本发明所述热固性树脂干法改性沥青混凝土中，含有热固性树脂干法改性剂，沥青，以及包含集料和矿粉的矿料。为了使各组分之间协同作用，确保施工所得路面具有良好的综合性能，本发明优选所述热固性树脂干法改性剂的含量为1～10％，优选为2～8％；所述沥青的含量为2～7％，优选为4～6％。

其中，所述热固性树脂干法改性剂包含热固性树脂和固化剂，二者的用量之比为1～2:1。具体而言，所述热固性树脂为环氧树脂，聚酯树脂，酚醛树脂，聚氨酯中的一种或者多种；所述固化剂为胺类、酸酐类、酰肼类、咪唑类、酚羟基树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或者多种。

为了确保所述热固性树脂干法改性剂便于使用，且能够均匀分散于混凝土中进而使所得混凝土的性能稳定，本发明进一步优选所述热固性树脂干法改性剂的粒径为2mm以下。

本发明所述矿料为石灰石；其中包含粒径为4.75～9.5mm、2.36～4.75mm、0.6～2.36mm和0～0.6mm的矿料。在本发明所述方案中，所述矿料包括集料和矿粉，所述矿粉的粒径为0.075mm以下。为了使各组分之间协同作用，使干法拌合所得混凝土的性质均一、稳定进而确保路面结构的长时间稳定，本发明优选所述矿料中，粒径为4.75～9.5mm、2.36～4.75mm、0.6～2.36mm和0～0.6mm的矿料的质量百分比分别为20～30％、15～25％、15～25％和20～30％。

本发明所述步骤(1)中，基层路面预处理是指：对待铺设的基层路面进行清洁，具体可通过清扫或高压水冲洗或空压机清除或其他方法清除石子、浮渣、粉尘、油或其他杂质杂物，再喷洒或涂抹粘层油。具体而言，清洁基层路面后，优选以0.4～1.2kg/m²涂抹或喷洒粘层油。优选所述粘层油为乳化沥青、改性乳化沥青、热沥青、改性沥青、水性高分子、环氧树脂、环氧沥青中的一种或几种，进一步优选为采用环氧沥青、水性高分子或改性乳化沥青。

本发明所述步骤(2)中，为了使各组分之间拌合均匀，优选将热固性树脂干法改性剂与集料的拌合时间为5～20s，再加入沥青拌合的时间为20～300s，再加入矿粉的拌合时间为20～300s。所述拌合时，通过鼓风投料机或螺旋输送机将热固性树脂干法改性剂与集料进行拌合。本发明优选所述拌合的温度为140～160℃。

所述热固性沥青混凝土经拌合后，需采用具有保温措施的运输车运输到摊铺现场。保证混合料到场的内部温度与拌合温度的温差在10℃以内。所述运输时间优选小于60min。

步骤(3)所述摊铺可以在预热的或不加热的摊铺机上涂抹植物油，将运输到铺设地点的热固性沥青混凝土及时摊铺。

步骤(3)所述碾压也可以压路机轮胎涂抹植物油，紧跟摊铺机及时进行碾压，并随时监控碾压温度。优选所述碾压的次数不小于两次。所述碾压的温度与拌合时的温度(即混凝土的温度)相对应。作为本发明的优选方案，所述碾压过程中，初压温度不低于100℃，终压温度不低于85℃。本发明优选从拌合完成到碾压完成的时间在100min以内。

步骤(4)所述固化成型方法是采用自然养生或加热养生方法。

其中，自然养生方法为在自然环境情况下保持道路整洁，自然养生12～24h使之完成固化反应，路面形成强度。

所述加热养生是采用对路面加热的方法，使之完成固化反应，路面形成强度，可根据路面受热温度自动调节，监测沥青混合料温度。所述加热养生优选以60～100℃的温度对路面均匀加热；更优选采用间歇式红外辐射加热、间歇式微波辐射加热或热风加热；进一步优选所述加热的累计时间为1～2h。

所述固化成型过程中，如遇下雨，需覆盖道路表面，避免雨水渗透。

为了确保施工的道路能够及时通行，本发明所述方法还可以进一步包括步骤(5)：监测路面的马歇尔稳定度和空隙率，当符合开放交通规定的参数标准时，即可开放交通；优选当路面的马歇尔稳定度≥30kN且空隙率＜5％时，即可开放交通。

本发明进一步保护所述方法在各级公路、高速公路、桥梁或隧道的施工、养护、改建及维修工程中的应用。所述的路面施工方法，可用于桥面和隧道铺装工程、高速公路及普通道路的新建及维修工程、城市主干道路及BRT车道、交叉路口公交站台的新建及维修工程。

本发明提供的方法在把握好以往沥青混凝土路面施工技术要点的基础上，解决了传统湿法制备环氧沥青工艺复杂，稳定性不佳的问题；本发明施工方法操作简单，工艺简化，可快速开放交通，降低改性成本，并且确保热固性材料优异性能的发挥，对施工质量和施工效率有明显的提高。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例

按照以下方法进行路面施工：

(1)基层路面的预处理；待铺设沥青，路面的基面清洁扫除石子、浮渣、粉尘、油或其他杂质杂物，涂抹粘层油；所述粘层油采用环氧沥青，用量0.8kg/m²；

(2)热固性树脂干法改性沥青混凝土的拌合：采用粒径为4.75～9.5mm、2.36～4.75mm、0.6～2.36mm和0～0.6mm的矿料的质量百分比分别为25％、20％、30％和25％；

热固性树脂干法改性剂的含量为4％；70#基质沥青的含量为4％；

将热固性树脂干法改性剂与集料的拌合时间为10s，再加入沥青拌合的时间为70s，再加入矿粉的拌合时间为20s；拌合的温度为150℃；

(3)热固性树脂干法改性沥青混凝土的运输及碾压：采用具有棉被覆盖进行保温的运输车运输到摊铺现场。混合料到场的内部温度142℃，运输时间为40min；采用胶轮压路机碾压，初压3遍+复压3遍，然后用钢轮压路机进行终压3遍，全程采用静压，碾压用时30min；碾压过程中路面的初压温度不低于100℃，路面的终压温度不低于85℃；

(4)热固性树脂干法改性沥青混凝土的固化成型：采用间歇式微波加热方式使路面固化成型，在8s内升温至80℃，均匀加热持续20min/次，间隔时间为5分钟，监测沥青混合料温度，温度在75-80℃，累计加热1h；

(5)路面冷却后，钻芯取样测马歇尔稳定度为35KN，空隙率为3％，满足开放交通要求，开放交通。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种热固性树脂干法改性沥青混凝土路面的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）基层路面的预处理；

（2）热固性树脂干法改性沥青混凝土的拌合：将热固性树脂干法改性剂与集料拌合，再加入沥青拌合，再加入矿粉拌合至均匀，即得热固性树脂干法改性沥青混凝土；

以质量百分比计，所述混凝土中含有2~8%热固性树脂干法改性剂，4~6%沥青，余量为包含集料和矿粉的矿料；其中，所述热固性树脂干法改性剂包含热固性树脂和固化剂，二者的用量之比为1~2:1；

（3）将经步骤（2）拌合的热固性沥青混凝土运输至经步骤（1）预处理的基层路面，进行摊铺及碾压；

（4）将经步骤（3）碾压后的路面固化成型；所述矿料为石灰石；其中包含粒径为4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、0.6~2.36mm和0~0.6mm的矿料；所述矿料包括集料和粒径0.075mm以下的矿粉；所述矿料中，粒径为4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、0.6~2.36mm和0~0.6mm的矿料的质量百分比分别为20~30%、15~25%、15~25%和20~30%；

步骤（2）中：将热固性树脂干法改性剂与集料的拌合时间为5~20s，再加入沥青拌合的时间为20~300s，再加入矿粉的拌合时间为20~300s；所述拌合过程中的温度为140~160℃；

步骤（3）中：所述碾压过程中路面的初压温度不低于100℃，路面的终压温度不低于85℃；

控制所述拌合完成到碾压完成的时间在≤100min；

步骤（4）热固性树脂干法改性沥青混凝土的固化成型：采用间歇式微波加热方式使路面固化成型，在8s内升温至80℃，均匀加热持续20min/次，间隔时间为5分钟，监测沥青混合料温度，温度在75-80℃，累计加热1h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热固性树脂干法改性剂中，所述热固性树脂为环氧树脂，聚酯树脂，酚醛树脂，聚氨酯中的一种或者多种；所述固化剂为胺类、酸酐类、酰肼类、咪唑类、酚羟基树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或者多种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热固性树脂干法改性剂的粒径为2mm以下。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，清洁基层路面后，以0.4~1.2kg/m²涂抹或喷洒粘层油。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述粘层油为乳化沥青、改性乳化沥青、热沥青、改性沥青、水性高分子、环氧树脂、环氧沥青中的一种或几种。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：（5）监测路面的马歇尔稳定度和空隙率，当符合开放交通规定的参数标准时，即可开放交通。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当路面的马歇尔稳定度≥30kN且空隙率＜5%时，即可开放交通。

8.权利要求1~5任意一项所述方法在各级公路、高速公路、桥梁或隧道、城市干道、BRT车道、交通路口及公交站台的施工、养护、改建及维修工程中的应用。