CN109555019A - 多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于沥青材料的组合物技术领域，具体涉及一种采用多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法。该方法先预生产多浆型沥青混合料，预制或破碎成块，然后在钢桥面铺装修补现场重熔后进行修补。该方法能够避免钢桥面沥青铺装不定量频繁维修时，维修材料的频繁临时生产和临时生产时的原材料(沥青、粗集料、细集料、矿粉和外加剂)频繁购置、试验、调动，实现维修用沥青混合料的可储存性、即取即用性和提高维修的便利性、可靠性和经济性。同时，采用多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装，路用性能高，使用寿命长。另外，采用该技术也可避免采用大型加热、生产和施工设备，便利性和经济性好。
Description
技术领域
本发明属于沥青材料的组合物技术领域，具体涉及一种多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法。
背景技术
钢桥面铺装是难度比较大的工程，大多采用非常规的沥青混合料(“钢桥桥面铺装铺装的现状与发展”，吕伟民，中外公路，2002年第22卷第1期，第7 页，公开日2001年11月5日)。然而，由于钢桥桥面刚度较小而相对变形较大，加之交通量的增加，桥面铺装病害问题日益突出，直接影响到行车安全性、舒适性和桥梁结构的耐久性(“钢桥面铺装损伤病害的调查与分析”，邢菊，中国新技术新产品，2017年第2期(下)，第64页，公开日2007年11月30日)。
目前，针对沥青路面坑槽、网裂等局部病害修补，普遍采取的措施使是把病害部位挖除后，重铺沥青混合料(“桥面铺装病害原因分析及养护措施”，董炜，科技与企业，2013年第23期，第245页，公开日2013年12月31日；“沥青路面坑槽修补工艺的研究”，刘丽，北方交通，2008年第5期，第28-29页，公开日2008年12月31日；“浅谈沥青路面坑槽修补工艺”，李炳刚，中国新技术新产品，2009年第6期，第92页，公开日2009年12月31日；“老沥青路面网裂龟裂与裂缝病害处治技术研究”，邢菲，创新科技，2014年第14期，第108-109 页，公开日2014年12月31日)。这种修补方法的优点在于坑槽边缘与旧路结合密实，破损较少，返修率低(“沥青路面病害的处治”，安平等，西部探矿工程， 2006年第18卷第11期，第211-213页，公开日2006年12月31日)。然而，这种修补方法存在以下缺陷：(1)挖补工程量一般较小，有的甚至只有几平方，且在时间和地点上不集中，导致修补时频繁临时生产和临时生产时的原材料(沥青、粗集料、细集料、矿粉和外加剂)频繁购置、试验、调动，质量难以保证的同时，工艺繁琐，成本高；(2)修补仍需频繁动用沥青拌合站、压路机、摊铺机等大型生产、施工设备，并需要把沥青混合料在高温下运至现场，成本高；(3) 修补一般采用孔隙率大于4％的碾压型沥青混合料，施工时易离析，局部孔隙率过大，防水性能不好；(4)其由于热胀冷缩等原因，与修补界面的粘结性能差；(5)使用寿命短，一般在1年之内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，采用该方法能够避免钢桥面沥青铺装不定量频繁维修时，维修材料的频繁临时生产和临时生产时的原材料(沥青、粗集料、细集料、矿粉和外加剂)频繁购置、试验、调动，实现维修用沥青混合料的可储存性、即取即用性和提高维修的便利性、可靠性和经济性。同时，采用多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装，能够避免采用大型加热、生产和施工设备，经济性好；另外，该方法采用多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装，高温稳定性、低温抗裂性、防水性能和耐久性优异，使用寿命长。
为了实现上述目的，本发明是这样实现的：
多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，包括以下步骤：
(1)预生产多浆型沥青混合料
(2)把多浆型沥青混合料预制或破碎成块，储存；
(3)现场进行重熔
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，200-240℃搅拌 30～60min；
(4)修补施工
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条；
E把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至50℃以下开放交通。
进一步，所述多浆型沥青混合料由改性沥青、矿质集料、矿粉和外加剂组成。
进一步，以质量份计，所述沥青混合料的配比关系为：以质量份计，所述沥青混合料的配比关系为：改性沥青8.2～8.7份、矿质集料89.8～89.3份和外加剂2 份。
发明人在研究过程中发现，多浆型沥青混合料的流动性、高温稳定性和低温抗裂性互相影响，且主要受沥青用量的影响，沥青用量过高时，多浆型沥青混合料的流动性过好，高温稳定性降低，而低温抗裂性提高，反之，则流动性过差，高温稳定性升高，而低温抗裂性降低。在本发明中，采用沥青总质量改性沥青 8.2～8.7份制成的多浆型沥青混合料，则能很好的解决这些问题。
进一步，以质量份计，所述矿质集料的配比关系为：粗集料40份，细集料 35份，矿粉25份。
本发明中，粗集料是指粒径≥4.75mm的集料，细集料是指粒径＜4.75mm的集料。
进一步，所述改性沥青为粘度≥20000Pa.s的改性沥青。
发明人在研发过程中发现，在本发明中，采用粘度＞≥20000Pa.s的改性沥青，能够改善多浆型沥青混合料的耐老化性能，提高重熔时的可搅拌时间，保证混合料流动性满足施工和易性要求。
进一步，所述外加剂为费托蜡类降粘剂。
进一步，所述沥青混合料的制备方法为：把粗集料加热至320～340℃，把沥青加热至165～195℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后210～250℃下以 10～25转/min搅拌50～100min，制作成多浆型沥青混合料。
进一步，步骤(2)中，所述预制或破碎成块具体为把多浆型沥青混合料预制或破碎成质量为5-8kg或最大长度或直径不大于40cm的块。
进一步，步骤(3)中，总重熔时间60～120min，重熔时设备转速15～30转/min，温度为210～250℃，最终出料温度为210～250℃。
发明人在研究过程中发现，在本发明中，采用总生产时间不超过60～120h，生产时转速15～30转/min，最终出料温度为210～250℃的方法制得的多浆型沥青混合料不易老化，高温稳定性好，低温抗裂性、耐疲劳性能和施工流动性优异，从而使其用于修补钢桥面沥青铺装，防水性能好，低温抗裂性和耐疲劳性能好，使用寿命长。
进一步，步骤(4)中，所述粘结剂为二阶反应性粘结剂。。
进一步，步骤(4)中，所述贴缝条的宽度2～4cm。
发明人在研究过程中发现，在本发明中，采用宽度2～4cm的贴缝条进行钢桥面铺装修补，能够有效避免再生混合料热胀冷缩所产生的周边裂缝。
进一步，所述多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，包括以下步骤：
(1)预生产多浆型沥青混合料；
所述多浆型沥青混合料由改性沥青、矿质集料(粒径≥4.75mm的粗集料、粒径＜4.75mm的细集料、矿粉)和外加剂组成，所述沥青混合料的配比关系为：改性沥青8.2～8.7份、矿质集料89.8～89.3和外加剂2份，以质量份计，所述矿质集料的的配比关系为：粗集料40份，细集料35份，矿粉25份，所述改性沥青为≥20000Pa.s的改性沥青，所述外加剂为费托蜡降粘剂，所述沥青混合料的制备方法为：把粗集料加热至320～340℃，把沥青加热至165～195℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后210～250℃下以10～25转/min搅拌50～100min，制作成多浆型沥青混合料。
(2)把多浆型沥青混合料预制或破碎成块，储存，所述多浆型沥青混合料块质量为5-8kg或最大长度或直径不大于40cm；
(3)现场进行重熔；
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，总重熔时间 60～120min，重熔时设备转速15～30转/min，温度为210～250℃，最终出料温度为 210～250℃。
(4)修补施工；
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂，粘结剂采用二阶反应型环氧树脂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条，宽度2～4cm；
E.把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至50℃以下开放交通。
有益效果：
(1)多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，采用预制储存，使用时现场重熔的工艺，实现了即取即用，能够避免钢桥面沥青铺装不定量频繁维修时，维修材料的频繁临时生产和临时生产时的原材料(沥青、粗集料、细集料、矿粉和外加剂)频繁购置、试验、调动，实现维修用沥青混合料的可储存性、即取即用性和提高维修的便利性、可靠性和经济性。
(2)多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，多浆型沥青混合料重熔后具有良好的流动性，可以自流平施工，避免动用大型加热、生产和施工设备，经济性好
(3)多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，多浆型沥青混合料重熔后修补钢桥面沥青铺装，防水性能好，低温抗裂性和耐疲劳性能好，使用寿命长。
(4)多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，多浆型沥青混合料重熔后修补钢桥面沥青铺装，与基面粘结力高，不易脱层破坏。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
以下改性沥青的粘度按照《T0620-2000沥青动力黏度试验》进行检测。
实施例1
多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，具体步骤为：
(1)预生产多浆型沥青混合料：所述沥青混合料由粘度为32200Pa.s的改性沥青、矿质集料(粒径≥4.75mm的粗集料、粒径＜4.75mm的细集料、矿粉)和费托蜡类降粘剂按照质量配比8.2：8.8:2组成，，所述矿质集料由粗集料、细集料和矿粉按照质量配比40：35：25组成。
所述多浆型沥青混合料的制备方法，具体步骤为：把粗集料加热至320℃，把沥青加热至165℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后210℃下以10 转/min搅拌60min，
(2)把多浆型沥青混合料预制成块，储存，每块质量为5kg；
(3)现场进行重熔；
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，总重熔时间60min，重熔时设备转速30转/min，温度为250℃，最终出料温度为250℃。
；(4)修补施工；
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂，粘结剂采用二阶反应型环氧树脂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条，宽度2cm；
E.把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至50℃开放交通。
实施例2
多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，具体步骤为：
(1)预生产多浆型沥青混合料：所述沥青混合料由粘度为26743Pa.s的改性沥青、矿质集料(粒径≥4.75mm的粗集料、粒径＜4.75mm的细集料、矿粉)和费托蜡类降粘剂按照质量配比8.4:89.6:2组成，所述矿质集料由粗集料、细集料和矿按照质量比40：35：25组成。
所述多浆型沥青混合料的制备方法，具体步骤为：把粗集料加热至330℃，把沥青加热至180℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后230℃下以18 转/min搅拌90min，
(2)把制得的沥青混合料预制成块，储存，每块质量为7kg；
(3)现场进行重熔；
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，总重熔时间90min，重熔时设备转速23转/min，温度为230℃，最终出料温度为230℃；
(4)修补施工；
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂，粘结剂采用二阶反应型环氧树脂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条，宽度3cm；
E.把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至45℃开放交通。
实施例3
多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，具体步骤为：
(1)预生产多浆型沥青混合料：所述沥青混合料由粘度为21752Pa.s的改性沥青、矿质集料(粒径≥4.75mm的粗集料、粒径＜4.75mm的细集料、矿粉)和费托蜡类降粘剂按照质量比8.7：89.3：2组成，所述矿质集料由粗集料、细集料和矿粉按照质量比40：35：25组成。
所述多浆型沥青混合料的制备方法，具体步骤为：把粗集料加热至340℃，把沥青加热至195℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后250℃下以25 转/min搅拌120min，
(2)把制得的沥青混合料预制成块，储存，每块质量为8kg；
(3)现场进行重熔；
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，总重熔时间120min，重熔时设备转速15转/min，温度为210℃，最终出料温度为210℃。
(4)修补施工；
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂，粘结剂采用二阶反应型环氧树脂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条，宽度4cm；
E.把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至40℃开放交通。
性能测试
检测实施例1、实施例2和实施例3中经重熔处理的沥青混合料的孔隙率，渗水系数、贯入度，贯入度增量，刘埃尔流动度，低温弯曲极限应变、疲劳寿命、层间粘结力，结果如表1所示；
其中，孔隙率按照《T0705-2011压实沥青混合料密度试验》进行检测；
渗水系数按照《T0730-2011沥青混合料渗水试验》进行检测；
贯入度按照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录G进行检测；
贯入度增量按照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录G进行检测；
刘埃尔流动度按照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录F进行检测；
低温弯曲极限应变按照《T0715-2011沥青混合料弯曲试验》进行检测；
疲劳寿命按照《T0739-2011沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验》进行检测；
层间粘结力按照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录E进行检测。
表1性能测试结果
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例3 | 实施例5 |
| 孔隙率/％ | 0.3 | 0.1 | 0.1 |
| 渗水系数/(mL/min) | 0 | 0 | 0 |
| 贯入度(60℃)/mm | 2.6 | 3.1 | 3.4 |
| 贯入度增量(60℃)/mm | 0.25 | 0.28 | 0.32 |
| 刘埃尔流动度(240℃)/s， | 54 | 41 | 26 |
| 低温弯曲极限应变(-10℃)/με， | 2104 | 2478 | 3235 |
| 疲劳寿命(15℃)/万次 | 103 | 126 | 137 |
| 层间粘结力/Mpa | 1.57 | 1.42 | 1.31 |
实施例1-3中的多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，均为先生产多浆型沥青混合料，预制成块，储存，施工现场重熔后修补，避免了钢桥面沥青铺装不定量频繁维修时，维修材料的频繁临时生产和临时生产时的原材料(沥青、粗集料、细集料、矿粉和外加剂)频繁购置、试验、调动，实现维修用沥青混合料的可储存性、即取即用性和提高维修的便利性、可靠性和经济性。
由表1可知，经重熔处理的多浆型沥青混合料的刘埃尔流动度均较高。由此证明，本发明的方法修补钢桥面沥青铺装，可自流平施工，避免动用大型加热、生产和施工设备，经济性好。
由表1可知，经重熔处理的多浆型沥青混合料的孔隙率和渗水系数均接近于 0，贯入度和贯入度增量较低，低温弯曲极限应变和疲劳寿命较高。由此证明，采用本发明的方法修补钢桥面沥青铺装，防水性能好，低温抗裂性和耐疲劳性能好，使用寿命长。
由表1可知，经重熔处理的多浆型沥青混合料与基面的层间粘结力均超过 1MPa。由此证明，修补钢桥面沥青铺装，混合料与基面粘结力高，不易脱层破坏。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (12)
1.多浆型沥青混合料修补钢桥面沥青铺装的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预生产多浆型沥青混合料
(2)把多浆型沥青混合料预制或破碎成块，储存；
(3)现场进行重熔
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，200-240℃搅拌30～60min；
(4)修补施工
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条；
E.把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至50℃以下开放交通。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多浆型沥青混合料由改性沥青、矿质集料、矿粉和外加剂组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，以质量份计，所述沥青混合料的配比关系为：改性沥青8.2～8.7份、矿质集料89.8～89.3和外加剂2份。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，以质量份计，所述矿质集料的配比关系为粗集料40份，细集料35份，矿粉25份。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述改性沥青为粘度≥20000Pa.s的改性沥青。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述外加剂为费托蜡降粘剂。
7.根据权利要求2、3、4、5或6所述的方法，其特征在于，所述沥青混合料的制备方法为：把粗集料加热至320～340℃，把沥青加热至165～195℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后210～250℃下以10～25转/min搅拌50～100min，制作成多浆型沥青混合料。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预制或破碎成块具体为把多浆型沥青混合料预制或破碎成质量为5-8kg或最大长度或直径不大于40cm的块。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，总重熔时间60～120min，重熔时设备转速15～30转/min，温度为210～250℃，最终出料温度为210～250℃。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述粘结剂为二阶反应性粘结剂。
11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述贴缝条的宽度2～4cm。
12.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)预生产多浆型沥青混合料；
所述多浆型沥青混合料由改性沥青、粒径≥4.75mm的粗集料、粒径＜4.75mm的细集料、矿粉和外加剂组成，所述沥青混合料的配比关系为：改性沥青8.2～8.7份、矿质集料89.8～89.3和外加剂2份，以质量份计，所述矿质集料的配比关系为粗集料40份，细集料35份，矿粉25份，所述改性沥青为≥20000Pa.s的改性沥青，所述外加剂为费托蜡降粘剂，所述沥青混合料的制备方法为：把粗集料加热至320～340℃，把沥青加热至165～195℃，把粗集料、细集料、矿粉、沥青和外加剂混合后210～250℃下以10～25转/min搅拌50～100min，制作成多浆型沥青混合料。
(2)把多浆型沥青混合料预制或破碎成块，储存，所述多浆型沥青混合料块质量为5-8kg或最大长度或直径不大于40cm；
(3)现场进行重熔；
在修补现场，把多浆型沥青混合料投入加热搅拌装置，总重熔时间60～120min，重熔时设备转速15～30转/min，温度为210～250℃，最终出料温度为210～250℃；
(4)修补施工；
A.确定修补范围，并做标识；
B.对病害部位进行开挖；
C.清理病害挖除后的修补槽，平整且无松动颗粒；
D.修补底面涂布粘结剂，粘结剂采用二阶反应型环氧树脂；
E.除底部界面外，修补槽与旧沥青路面交界界面黏贴贴缝条，宽度2～4cm；
E.把经重熔处理的沥青混合料倾倒入修补槽；
F.边角捣实、整平；
G.接缝处灌缝；
H.温度降低至50℃以下开放交通。
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