CN108914757A - 一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑路面技术领域，具体涉及一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，采用如下步骤：步骤一：原材料选取：步骤二：步骤一中的粗集料、细集料、天然砂、填料、沥青形成热拌和沥青混合料；步骤三：步骤一中的5)中的沥青的用量确定：采用旋转压实仪成型软件，根据体积性质和沥青膜厚度确定沥青用量；步骤四：性能验证，包括弯曲梁疲劳试验和维姆稳定度试验；步骤五：旧路面修复，步骤六：天气限制：步骤七：粘层的使用；它采用粗集料、细集料、天然砂、填料、沥青形成热拌和沥青混合料，具有高弹性、不渗透以及高温性特性，来作为应力吸收层；它具有能够延缓水混混凝土上沥青罩面层反射裂缝的产生等特点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑路面技术领域，具体涉及一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺。
背景技术
近年来，各地经济的迅猛发展，公路上交通量和汽车载重量剧增，对路面结构的损坏日渐加重，越来越多的旧水泥混凝土路面面临修复工作。与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，而加铺沥青混凝土罩面层不仅简单方便，而且能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命。但由于旧水泥混凝土路面上存在接缝和裂缝等损坏现象，沥青罩面后的复合结构往往在使用的短时期内，罩面层在对应于旧水泥混凝土板接、裂缝的位置上出现裂缝，即反射裂缝。反射裂缝本身对罩面层使用性能的影响不大，但环境因素(雨水、氧化等)的负效应，常常使得裂缝迅速向四周扩展，缩短罩面层寿命。反射裂缝是旧水泥混凝土加罩面沥青层所面临的一大难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺。
本发明所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，采用如下步骤：
步骤一：原材料选取：
1)粗集料：为高等级公路路面使用集料；
步骤一中的粗集料，材质不限，直径大于4.75mm的集料须满足表一中的各项指标；
2)细集料：为100％破碎加工而成的机制砂，
3)天然砂：为洁净的中细砂；
4)填料：为憎水性石料磨细得到的矿粉；
5)沥青；
步骤二：步骤一中的粗集料、细集料、天然砂、填料、沥青形成热拌和沥青混合料；
步骤三：步骤一中的5)中的沥青的用量确定：采用旋转压实仪成型软件，根据体积性质和沥青膜厚度确定沥青用量；
步骤四：性能验证，包括弯曲梁疲劳试验和维姆稳定度试验；
步骤五：旧路面修复，采用如下步骤：
(1)大于10mm的接缝、任何中度或严重的深度裂缝区域、严重的碰撞坑，都应作合缝和全深度的补丁处理；
(2)在摊铺反射裂缝吸收层之前，75mm深、直径为1.5m的大块的路面变形用热拌和料进行填补；
(3)反射裂缝吸收层在摊铺时，需填补更小的路面残损，路面残损为突出处、角破损处和破碎处；
(4)完全清理，去除所有的杂草、碎屑、泥土、泥浆、肉眼所能看见的水分和其它不利的物质；
步骤六：天气限制：气温或准备施工的路面温度低于10℃，不允许摊铺反射裂缝吸收中间层；为减少起泡，反射裂缝吸收层不应该摊铺在湿的路面或在雨后72小时内施工；
步骤七：粘层的使用，采用如下步骤：
(1)使用未稀释的改性乳化沥青，可减少气泡的产生；
(2)粘层喷洒量为每平方米0.2到0.3升，不能使用轻质沥青粘层；
(3)热拌和罩面和反射裂缝吸收层之间需要洒布粘层，使用稀释或未稀释的粘结剂来进行粘结；
步骤八：设备准备：至少1台间歇式沥青混凝土拌和机、自卸汽车、沥青混凝土摊铺机，至少三台双钢轮压路机，至少1台粘层洒布车、水罐车、路面清扫车，至少一台注浆设备、水泥板破碎设备、基层补强和摊铺设备、水泥混凝土铺筑设备；
步骤九：混合料生产与运输：按照目标配合比进行生产配合比调整，根据工程师提供的技术交底确定集料、沥青的加热温度，拌和时间；反射裂缝吸收沥青混和料的拌和温度绝不能超过190℃；采用大于15t的自卸汽车运输，车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂，而且车厢必须遮盖，防止温度降低过快；
步骤十：摊铺：反射裂缝吸收层的厚度平均为25mm，允许有5mm的偏差；反射裂缝吸收层应覆盖在水泥混凝土路面纵向裂缝至少150mm厚，以消除在现有纵向裂缝上的施工接缝；
步骤十一：碾压：
(1)压实操作应紧跟反射裂缝吸收沥青混和料的摊铺之后；只可采用双钢轮压路机静态碾压方式压实混和料；施工现场的反射裂缝吸收层的密度应为AASHTOT 209方法测定的最大理论密度95％以上；
(2)在摊铺前确认并标记取芯位置，摊铺时在取芯处放一张纸，以避免混和料和水泥混凝土路面粘结在一起；
步骤十二：开放交通和罩面铺设：施工后尽快在反射裂缝吸收层上罩加铺罩面层；反射裂缝应力吸收层可以在路面冷却到60℃以下时开放交通或罩面；
步骤十三：外观检测：
(1)油斑：最后一遍压实后，反射裂缝吸收层为深黑色的；路面结构紧密，出于反射裂缝吸收层减少裂缝的目的，偶尔出现大约0.3米x 0.3米的油斑是正常的；
(2)气泡：由于反射裂缝吸收层的不渗透性和水泥混凝土路面中的水分，压实后可能出现小的气泡；出现气泡而且等到铺设罩面时还未消失，刺破气泡、或覆盖、或用压路机去除。
进一步地，步骤二中的拌和沥青混合料按重量百分比的组成如下：5-15％粗集料、5-15％细集料、5-15％天然砂、5-15％填料、40-75％沥青。
进一步地，步骤一中的沥青的组成按重量百分比如下：45-75％的90#石油沥青、10-15％的阳离子乳化剂、5-10％聚丙烯增粘剂、2-15％三元乙丙橡胶稳定剂量、15-25％水。
进一步地，步骤一中的天然砂为河砂或海砂。
进一步地，步骤一中的机制砂为洁净、干燥、无风化、无材质，且与沥青有良好的粘结能力。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，它采用粗集料、细集料、天然砂、填料、沥青形成热拌和沥青混合料，具有高弹性、不渗透以及高温性特性，来作为应力吸收层；它具有能够延缓水混混凝土上沥青罩面层反射裂缝的产生等特点。
具体实施方式
下面以具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本具体实施方式所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，采用如下步骤：
步骤一：原材料选取：
5)粗集料：为高等级公路路面使用集料；
步骤一中的粗集料，材质不限，直径大于4.75mm的集料须满足表一中的各项指标；
表1粗集料-性能指标
6)细集料：为100％破碎加工而成的机制砂，该机制砂为洁净、干燥、无风化、无材质，且与沥青有良好的粘结能力；
步骤一中的细集料，其性能指标如表2：
表2：细集料--性能指标
7)天然砂：为洁净的中细砂；
8)填料：为憎水性石料磨细得到的矿粉；
步骤一中的填料矿粉的质量要求如表3：
表3：填料--性能指标
9)集料：粗集料、细集料和填料的质量要求如表4：
表4：集料--级配要求
10)沥青
步骤一中的沥青的质量要求如下表5
表5：沥青的指标要求
步骤二：步骤一中的粗集料、细集料、天然砂、填料形成混合料；
混合料的级配要求如下表6
| 筛孔惊动 | ％通过率 |
| 9.5mm | 100 |
| 4.75mm | 80-100 |
| 2.36mm | 60-85 |
| 1.18mm | 40-70 |
| 600μm | 25-55 |
| 300μm | 15-35 |
| 150μm | 8-20 |
| 75μm | 6-14 |
步骤三：沥青的用量确定：采用旋转压实仪成型软件，根据体积性质和沥青膜厚度确定沥青用量；
步骤四：性能验证：包括弯曲梁疲劳试验和维姆稳定度试验，其体积性质和性指标如下表7：
| 试验 | 标准 |
| 空隙率 | 0.5-2.5 |
| 矿料间隙率 | 16.0min |
| 维姆稳定度试验(ASHTOT-246) | 18.0mon |
| 弯曲梁疲劳试验 | 平均每两个样本最低 |
步骤五：旧路面修复：
摊铺反射裂缝吸收层之前，路面必须进行必要的结构修复，根据路面实测弯沉值确定修复位置和修复方法；
大于10mm的接缝应填充,具体填充方法和材料必须经壳牌工程师认可。
任何中度或严重的深度裂缝区域、严重的碰撞坑和其它病害--病害鉴别手册(SHRP-P-338)中所列的严重路面病害，都应作必要的合缝和全深度的补丁处理；
在摊铺反射裂缝吸收层之前，75mm深、直径为1.5m的大块的路面变形应该用经许可的热拌和料进行填补。反射裂缝吸收层在摊铺时也需填补更小的路面残损例如突出、角破损和破碎等情况；
完全清理，去除所有的杂草、碎屑、泥土、泥浆、肉眼所能看见的水分和其它不利的物质；
步骤六：天气限制：
如果气温或准备施工的路面温度低于10℃，不允许摊铺反射裂缝吸收中间层；为减少起泡，反射裂缝吸收层不应该摊铺在湿的路面或在雨后72小时内施工；
步骤七：粘层的使用：
使用未稀释的改性乳化沥青，可以减少气泡的产生；典型的粘层喷洒量为每平方米0.2到0.3升(未稀释的粘层)，不能使用轻质沥青粘层；
热拌和罩面和反射裂缝吸收层之间需要洒布粘层，并由技术人员决定使用稀释或未稀释的粘结剂；
步骤八：设备
典型的热沥青混凝土施工机械：间歇式沥青混凝土拌和机(至少1台套)、自卸汽车(根据工程量
和运距)、沥青混凝土摊铺机(至少1台)、双钢轮压路机(至少3台)、粘层洒布车(至少1台)、水罐车(1台)、路面清扫车；
另外，路面综合处置过程中可能会需要注浆设备、水泥板破碎设备、基层补强和摊铺设备、水泥混凝土铺筑设备等；
步骤九：混合料生产与运输
按照目标配合比进行生产配合比调整，根据工程师提供的技术交底确定集料、沥青的加热温度，拌和时间；反射裂缝吸收沥青混和料的拌和温度绝不能超过190℃；
具体的拌和、卸车和压实温度见下表8：
| 项目 | 温度 |
| 拌和温度 | 170-180℃ |
| 卸车温度 | 160-175℃ |
| 压实温度 | 155-165℃ |
采用大于15t的自卸汽车运输，车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂，而且车厢必须遮盖，防止温度降低过快；
步骤十：摊铺
反射裂缝吸收层的厚度平均为25mm，允许有5mm的偏差。反射裂缝吸收层应覆盖在水泥混凝土路面纵向裂缝至少150mm厚，以消除在现有纵向裂缝上的施工接缝；
步骤十一：碾压
压实操作应紧跟反射裂缝吸收沥青混和料的摊铺之后。只可采用双钢轮压路机静态碾压方式压实混和料；施工现场的反射裂缝吸收层的密度应为AASHTO T 209方法测定的最大理论密度95％以上；
在摊铺前确认并标记取芯位置，摊铺时在取芯处放一张纸，以避免混和料和水泥混凝土路面粘结在一起；
步骤十二：开放交通和罩面铺设
施工后尽快在反射裂缝吸收层上罩加铺罩面层。反射裂缝应力吸收层可以在路面冷却到60℃以下时开放交通或罩面，；
步骤十三：外观
油斑：最后一遍压实后，反射裂缝吸收层看起来是深黑色的。路面结构紧密。出于反射裂缝吸收层减少裂缝的目的，偶尔出现大约0.3米x 0.3米的油斑是正常的。更多的油斑则可能表示混和料不符合技术规范；
气泡：由于反射裂缝吸收层的不渗透性和水泥混凝土路面中的水分，压实后可能出现小的气泡；
如果出现气泡而且等到铺设罩面时还未消失，由工程师决定，可以刺破气泡，或覆盖，或用压路机去除；
步骤十四：试验段
在现场配合比批准和沥青拌和工厂的标定工作完成后，应铺筑试验段。每条试验段都应该在施工范围内单独一条车道内，大约200吨经批准的混合料或其1小时的生产量，取用量较少的一种；
铺设试验段时应该使用施工时使用的摊铺机和压路机；每一种目标设计都应做单独的试验段；合格的试验段应符合密度和其它混合料规范的指标要求；
或应铺设更多的试验段，直到获得满足密度的压实方式和工艺；每当生产配合比出现变化，或压实工艺或设备的变更，或是出现不合格的情况，都应铺设新的试验段。不符合指定的压实度要求的试验段应在工程师的指导下清除；在工程师确认合格的压实工艺之前，不允许进行另外的拌和料的摊铺；
步骤十五：质量控制：
承包商应在监理工程师在场的情况下，提供与目标配合比相同的沥青和矿物骨料样品，实验室进行试验，拌和站进行调整；施工方也应制定和提交生产配合比、鉴定后的实验结果和现场控制样品，并交监理工程师批准；
现场配合比应符合反射裂缝吸收层沥青混和料规程的设计指标，包括所有原料的种类和产地、骨料的筛分、每种材料的比例，并应该注明骨料筛分结果和沥青的明确百分比；
施工方不应背离现场拌和配比；每680吨混和料取样一次，或由监理工程师指定；其它可能需要的控制标准应该符合当地的骨料质量控制标准；
级配控制：生产的混合料与批准的现场配合比之间的最大偏差见表9
| 筛孔尺寸 | 最大公差 |
| 2.36mm | 4.0 |
| 75μm | 1.0 |
天然砂调整：混合料生产中中，天然砂的调整限制在现场拌和配比的±5％内；
砂当量：每3000T取样一次作砂当量试验，与生产配比的偏差小于10％，并不小于60％；
混合料控制：旋转压实仪压实到Nmax 50转，反射裂缝吸收层的控制试件应符合以下的体积测定标准，如下表10
| 试验 | 现场配合比允许偏差 |
| 空隙率 | 0.5％ |
| 矿物骨料空隙率 | 1.0％ |
沥青含量控制：沥青的含量应该在生产配合比配方的±0.3％内；
步骤十六：工程验收
符合如下验收标准：
| 项目 | 规范允许误差 | 规范 | |
| 每千米测点数 | 合格评定方法 | ||
| 压实厚度 | ±5mm | 5 | 代表值满足 |
| 摊铺宽度 | ±2cm | 20 | 单点测值 |
| 沥青用量 | ±0.3％ | 1 | 单个测值 |
| 矿料级配 | 生产级配控制内 | 1 | 单个测值 |
| 现场空隙率 | 1-5％ | 2 | 单个测值 |
| 平整度 | 较原路面有提高 | 10 | 代表值满足 |
本发明中，步骤一中的沥青的组成按重量百分比如下：45-75％的90#石油沥青、10-15％的阳离子乳化剂、5-10％聚丙烯增粘剂、2-15％三元乙丙橡胶稳定剂量、15-25％水。
本发明中，步骤二中的拌和沥青混合料按重量百分比的组成如下：5-15％粗集料、5-15％细集料、5-15％天然砂、5-15％填料、40-75％沥青。
本发明中，步骤一中的天然砂为河砂或海砂。
本发明中，步骤一中的机制砂为洁净、干燥、无风化、无材质，且与沥青有良好的粘结能力。
本发明所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，它采用粗集料、细集料、天然砂、填料、沥青形成热拌和沥青混合料，具有高弹性、不渗透以及高温性特性，来作为应力吸收层；它具有能够延缓水混混凝土上沥青罩面层反射裂缝的产生等特点。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，其特征在于：采用如下步骤：
步骤一：原材料选取：
1）粗集料：为高等级公路路面使用集料；
步骤一中的粗集料，材质不限，直径大于4.75mm的集料须满足表一中的各项指标；
2）细集料：为100%破碎加工而成的机制砂，
3）天然砂：为洁净的中细砂；
4）填料：为憎水性石料磨细得到的矿粉；
5）沥青；
步骤二：步骤一中的粗集料、细集料、天然砂、填料、沥青形成热拌和沥青混合料；
步骤三：步骤一中的5）中的沥青的用量确定：采用旋转压实仪成型软件，根据体积性质和沥青膜厚度确定沥青用量；
步骤四：性能验证，包括弯曲梁疲劳试验和维姆稳定度试验；
步骤五：旧路面修复，采用如下步骤：
（1）大于 10mm 的接缝、任何中度或严重的深度裂缝区域、严重的碰撞坑，都应作合缝和全深度的补丁处理；
（2）在摊铺反射裂缝吸收层之前，75mm 深、直径为 1.5m 的大块的路面变形用热拌和料进行填补；
（3）反射裂缝吸收层在摊铺时，需填补更小的路面残损，路面残损为突出处、角破损处和破碎处；
（4）完全清理，去除所有的杂草、碎屑、泥土、泥浆、肉眼所能看见的水分和其它不利的物质；
步骤六：天气限制：气温或准备施工的路面温度低于 10℃，不允许摊铺反射裂缝吸收中间层；为减少起泡，反射裂缝吸收层不应该摊铺在湿的路面或在雨后 72 小时内施工；
步骤七：粘层的使用，采用如下步骤：
（1）使用未稀释的改性乳化沥青，可减少气泡的产生；
（2）粘层喷洒量为每平方米 0.2 到 0.3 升，不能使用轻质沥青粘层；
（3）热拌和罩面和反射裂缝吸收层之间需要洒布粘层，使用稀释或未稀释的粘结剂来进行粘结；
步骤八：设备准备：至少1 台间歇式沥青混凝土拌和机、自卸汽车、沥青混凝土摊铺机，至少三台双钢轮压路机，至少 1 台粘层洒布车、水罐车、路面清扫车，至少一台注浆设备、水泥板破碎设备、基层补强和摊铺设备、水泥混凝土铺筑设备；
步骤九：混合料生产与运输：按照目标配合比进行生产配合比调整，根据工程师提供的技术交底确定集料、沥青的加热温度，拌和时间；反射裂缝吸收沥青混和料的拌和温度绝不能超过 190℃；采用大于 15t 的自卸汽车运输，车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂，而且车厢必须遮盖，防止温度降低过快；
步骤十：摊铺：反射裂缝吸收层的厚度平均为25 mm，允许有 5 mm 的偏差；反射裂缝吸收层应覆盖在水泥混凝土路面纵向裂缝至少150 mm 厚，以消除在现有纵向裂缝上的施工接缝；
步骤十一：碾压：
（1）压实操作应紧跟反射裂缝吸收沥青混和料的摊铺之后；只可采用双钢轮压路机静态碾压方式压实混和料；施工现场的反射裂缝吸收层的密度应为 AASHTO T 209 方法测定的最大理论密度 95％以上；
（2）在摊铺前确认并标记取芯位置，摊铺时在取芯处放一张纸，以避免混和料和水泥混凝土路面粘结在一起；
步骤十二：开放交通和罩面铺设：施工后尽快在反射裂缝吸收层上罩加铺罩面层；反射裂缝应力吸收层可以在路面冷却到 60℃以下时开放交通或罩面；
步骤十三：外观检测：
（1）油斑：最后一遍压实后，反射裂缝吸收层为深黑色的；路面结构紧密，出于反射裂缝吸收层减少裂缝的目的，偶尔出现大约 0.3 米 x 0.3 米的油斑是正常的；
（2）气泡：由于反射裂缝吸收层的不渗透性和水泥混凝土路面中的水分，压实后可能出现小的气泡；出现气泡而且等到铺设罩面时还未消失，刺破气泡、或覆盖、或用压路机去除。
2.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，其特征在于：步骤一中的沥青的组成按重量百分比如下：45-75%的90＃石油沥青、10-15%的阳离子乳化剂、5-10%聚丙烯增粘剂、2-15%三元乙丙橡胶稳定剂量、15-25%水。
3.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，其特征在于：步骤二中的拌和沥青混合料按重量百分比的组成如下：5-15%粗集料、5-15%细集料、5-15%天然砂、5-15%填料、40-75%沥青。
4.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，其特征在于：步骤一中的天然砂为河砂或海砂。
5.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土路面解决反射性裂缝的工艺，其特征在于：步骤一中的机制砂为洁净、干燥、无风化、无材质，且与沥青有良好的粘结能力。
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