CN111472224A - 一种道路施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路施工方法，包括以下步骤：S1场地平整处理，形成路基；S2铺设垫层与降水处理；S3在垫层上铺设一层沥青混合料；S4通过碾压设备将道路压实。采用了改性沥青混合料，将改性沥青混合料压实后，其孔隙率达到23.1％，具有良好的路面排水效果。同时沥青经过改性后，改善了沥青基础的主要物理性能，包括软化点、延展性、针入度。同时很好的解决了由于孔隙率大，带来路面容易变形问题。

Description

一种道路施工方法

技术领域

本发明属于施工技术领域，具体涉及一种道路施工方法。

背景技术

随着基础设施建设的不断推进，公路建设行业得到了蓬勃发展。我国交通运输部发布的统计公报表明，截至2018年底，全国的公路里程已达485万公里，其中高速公路总里程已达14.3万公里，位列世界第一。为了适应新时代的要求，我国对公路量的要求已经逐步转移到质的层面上来了。近几年来使道路具有高质量、长使用寿命、功能化成为了研究热点。

在现代城市中，传统的道路密不透水，加上排水系统不完善，下雨天很可能会发生大规模的积水，甚至造成城市涝灾。我国也是一个缺水的国家。中国的城市化发展迅速，进行了大量的道路建设，破坏了原有的生态系统，改变了城市的原始自然生态背景和水文特征，超过70％的降雨形成了自然径流。很容易就会出现“大雨将导致涝灾和雨后干旱”的现象。为了解决城市无法蓄水的问题，提出了“海绵城市”的概念。所谓海绵城市，是要充分发挥雨水渗透的自然底层和生态背景，以及植被，土壤和湿地对水的自然净化的生态背景，使这座城市像“海绵”，具有吸收和释放雨水的功能，可以灵活适应环境变化，应对自然灾害。

排水沥青路面又称透水沥青路面，将沥青在压实后，其孔隙率达到20％左右，沥青混合料的内部形成了排水通道的沥青混凝土面层。排水沥青路面采用了一种大孔隙率的沥青混合料作为表层，实现对雨水的排放，经过层内将雨水进行横向排出，消除诸多行车不利作用的路表水膜，以提升雨天行车舒适度和安全度。

然后沥青混合料的孔隙率将对其沥青路面的强度有着直接影响，在通常情况下，其孔隙率越大，那么强度就越低。对于相同粒径的沥青混合料，级配沥青混凝土抗拉的强度只有密级配的一半左右，而混合料的强度不足，将会造成路面的损耗、裂缝和变形等问题。

现有技术中还未能很好解决排水沥青路面容易变形的问题。因此，研究一种道路施工方法，改善排水沥青路面抗变形能力十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种道路施工方法，该道路施工方法中采用改性剂为SEBS改性剂和/或纳米HDPE改性剂沥青进行改性。改性过后使得沥青的针入度、软化点、延度等性能得到提高，进而改善了沥青混合料路面的抗形变能力。同时在沥青的改性过程中添加聚磷酸(APP)作为稳定剂，使沥青分子中的羟基、亚胺基和巯基等活性基团和多聚磷酸产生了化学反应，破坏了沥青质原有的胶团结构，提高了其在沥青轻质组分中的分散均匀性，有利于形成稳定的空间网络结构，增强沥青的模量，从而改善其弹性行为。由于沥青质原有的胶团结构被破坏，使得改性剂更容易与沥青发生反应，并且能够使改性剂与沥青反应的更加完全，从而减少了改性剂的用量，降低了用料成本。

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题：提供了一种道路施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为0.5～2m的垫层。垫层材料选用松散性材料。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将900-1300重量份的基质沥青升温到130-150℃，添加25-55重量份的改性剂中，经高速剪切1-3h后添加2-6重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1-3h制成改性沥青。

所述改性剂为SEBS改性剂、HDPE改性剂一种或两种混合而成。

SEBS以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的苯乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，改性沥青大大改善了其基础的主要物理性能，包括软化点、延展性、弹性、韧性。改进的软化点可以归因于结构SEBS分子链的特性，一方面，饱和沥青和芳烃等软沥青组合物可在一定程度上被氢化丁二烯基团吸收，并且沥青的分布构成发生变化；另一方面，玻璃化温度较高的苯乙烯基团SEBS 分子链也进一步有助于增加软化点。低温延展性和弹性的改善取决于沥青中溶胀的SEBS颗粒的柔韧性。聚合物分子链的强度和弹性有助于提高沥青的抗变形能力。

HDPE(高密度聚乙烯)是一种塑性聚合物，HDPE可以作为废料从塑料瓶和土工膜的生产中收集，也可以从废瓶，塑料木材和耐腐蚀的管道中回收。低成本聚合物作为高密度聚乙烯聚合物以抵抗沥青混合物在高温下的永久变形。使用HDPE改性沥青的可提升其综合性能，从而改善沥青混合料路面的整体性能。

聚磷酸(PPA)作为稳定剂用于聚合物改性沥青中。PPA通过胶凝作用改善了沥青的高温性能，并由于稳定剂的加入降低了改性剂的用量。将PPA用于改性的沥青中，以降低改性剂的用量并进一步改善高温性能。

优选的，所述改性剂由SEBS改性剂和HDPE改性剂按质量比(1-3)：(1-3)混合而成。

所述沥青混合料的摊铺厚度为20-40cm。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青80-100份、粗集料90-110份、细集料90-110份、矿粉50-80份。

所述粗集料为玄武岩，粒径为10-15mm。

所述细集料为天然砂或石屑，粒径为0.075-2.36mm。

所述矿粉为石灰石粉、水泥、消石灰一种或两种以上混合而成。

本发明的有益效果：

1、采用改性剂为SEBS改性剂和HDPE改性剂一种或多种组成，改善了沥青基础的主要物理性能，包括软化点、延展性、针入度。有助于提高沥青的抗变形能力。

2、聚磷酸(PPA)作为稳定剂用于聚合物改性沥青中。PPA通过胶凝作用改善了沥青的高温性能，并由于稳定剂的加入改性剂的用量，从而降低了使用成本。将PPA用于改性的沥青中，以降低改性剂的用量并进一步改善高温性能。

3、经测试沥青混合料性能优异，符合排水沥青路用标准。

具体实施方式

实施例中各原料来源：

基质沥青：选购于山东岱粮石油化工有限公司生产的70#国标道路沥青。

SEBS：选购于中国台湾李长荣生产牌号为

7550的 SEBS。

HDPE：选购于惠州中海壳牌生产牌号为5621D的HDPE。

APP(聚磷酸)，CAS号：8017-16-1，选购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，产品编号：P102919。

粗集料为玄武岩，粒径为10-15mm。

细集料为天然砂，粒径为0.075-2.36mm。

实施例1

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将1000重量份的基质沥青升温到140℃，添加45重量份的改性剂中，经高速剪切1h后添加5重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1h制成改性沥青。

所述改性剂为SEBS改性剂。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青90份、粗集料100份、细集料100份、矿粉60份。

所述矿粉由石灰石粉和水泥按质量比1：1混合而成。

实施例2

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将1000重量份的基质沥青升温到140℃，添加45重量份的改性剂中，经高速剪切1h后添加5重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1h制成改性沥青。

所述改性剂为HDPE改性剂。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青90份、粗集料100份、细集料100份、矿粉60份。

所述矿粉由石灰石粉和水泥按质量比1：1混合而成。

实施例3

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将1000重量份的基质沥青升温到140℃，添加45重量份的改性剂中，经高速剪切1h后添加5重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1h制成改性沥青。

所述改性剂由SEBS改性剂和HDPE改性剂按质量比1：3混合而成。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青90份、粗集料100份、细集料100份、矿粉60份。

所述矿粉由石灰石粉和水泥按质量比1：1混合而成。

实施例4

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将1000重量份的基质沥青升温到140℃，添加25重量份的改性剂中，经高速剪切1h后添加5重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1h制成改性沥青。

所述改性剂由SEBS改性剂和HDPE改性剂按质量比1：3混合而成。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青90份、粗集料100份、细集料100份、矿粉60份。

所述矿粉由石灰石粉和水泥按质量比1：1混合而成。

对比例1

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

对比例2

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将1000重量份的基质沥青升温到140℃，添加50重量份的改性剂中，经高速剪切1h，充分搅拌均匀再熟化1h制成改性沥青。

所述改性剂由SEBS改性剂和HDPE改性剂按质量比1：3混合而成。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青90份、粗集料100份、细集料100份、矿粉60份。

所述矿粉由石灰石粉和水泥按质量比1：1混合而成。

对比例3

一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

施工前应提前预估场地产生的形状变化，测定强夯前的地面标高，使用推土机作业对施工场地进行平整处理。施工前应结合城市规划，标记出强夯施工场地内的地下管线和其他地下构造设施的精确位置和标高。进行强夯施工时，应尽可能避免在地下设施的上方进行施工。如在地下设施上方施工，应预先评测可能产生的后果，并制定与其对应的处理措施，防止施工对地下设施产生严重损坏。

S2铺设垫层与降水处理；

垫层是位于基层与土基间的结构层，通常在土基湿、温状况不佳时设置，用来改善土基水温状况，使路面结构的抗冻胀能力和水稳性得到提升。当地下水位较高并且地表层成分为细粒土时，应在地表铺设厚度为1m的垫层。垫层材料选用石灰土。施工前也可采用人工方式使地下水位降低，在基坑周围设置一定数量的滤水管以抽出地下水，来提高地表层的硬度，确保重型施工设备得到有效支撑。同时，地下水位的下降也可以防止夯坑中产生积水、降低施工效率，充分保证了施工的顺利进行。

S3在垫层上铺设一层沥青混合料，沥青混合料的摊铺厚度为 30cm；

S4通过碾压设备将道路压实。

所述沥青为改性沥青。

所述改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将1000重量份的基质沥青升温到140℃，经高速剪切1h后添加 50重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1h制成改性沥青。

所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青90份、粗集料100份、细集料100份、矿粉60份。

测试例1

沥青及改性沥青的性能指标测试：

沥青针入度测定方法：引用标准：JTG E20-2011《沥青及沥青混合料试验规程》T0604-2011。

沥青软化点测定方法：引用标准：GB/T 4507-2014《沥青软化点测定方法环球法》。

沥青延度测定方法：引用标准：GB/T 4508-2010《沥青延度测定法》。

表1各实施例及对比例的沥青及改性沥青的性能指标：

从表1中可以看出，实施例1-3的改性沥青的性能指标显著优于对比例1的沥青的性能指标。其原因在于，实施例1-3对沥青进行了改性，采用SEBS改性剂和HDPE改性剂一种或多种组成，改善了沥青基础的主要物理性能，包括软化点、延展性、针入度。

实施例3的改性沥青的性能指标显著优于对比例2和对比例1的改性沥青的性能指标，其原因在于，实施例3加入稳定剂PPA可以提升沥青的性能，添加聚磷酸(APP)作为稳定剂，使沥青分子中的羟基、亚胺基和巯基等活性基团和多聚磷酸产生了化学反应，破坏了沥青质原有的胶团结构，提高了其在沥青轻质组分中的分散均匀性，有利于形成稳定的空间网络结构，由于沥青质原有的胶团结构被破坏，使得改性剂更容易与沥青发生反应，并且能够使改性剂与沥青反应的更加完全，从而减少了改性剂的用量，降低了用料成本。

同时可以降低改性剂的使用量，降低了使用成本。

测试例2：

沥青及改性沥青混合料性能测试：

各项技术指标：引用标准：CJJ/T190-2012《透水沥青路面技术规程》。

表2实施例3及对比例1的沥青混合料性能测试结果：

测试项目	实施例4	对比例1
			孔隙率，％	23.1	18.8
动稳定度，次/mm	12561	8527

通过表2测试数据可以得出，本发明将沥青进行改性后，改性沥青混合料的孔隙率及抗变形能力都优于未改性沥青混合料性能。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种道路施工方法，包括以下步骤：

S1场地平整处理，形成路基；

S2铺设垫层与降水处理；

S3在垫层上铺设一层沥青混合料；

S4通过碾压设备将道路压实。

2.根据权利要求1所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述沥青混合料的摊铺厚度为20-40cm。

3.根据权利要求1所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述沥青为改性沥青。

4.根据权利要求3所述的一种道路施工方法，其特征在于，改性沥青制备方法，包括以下步骤：

将900-1300重量份的基质沥青升温到130-150℃，添加25-55重量份的改性剂中，经高速剪切1-3h后添加2-6重量份PPA稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1-3h制成改性沥青。

5.根据权利要求4所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述改性剂为SEBS改性剂、HDPE改性剂一种或两种混合而成。

6.根据权利要求1所述的所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述沥青混合料包括以下重量份的原料：改性沥青80-100份、粗集料90-110份、细集料90-110份、矿粉50-80份。

7.根据权利要求6所述的所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述粗集料为玄武岩，粒径为10-15mm。

8.根据权利要求6所述的所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述细集料为天然砂或石屑，粒径为0.075-2.36mm。

9.根据权利要求6所述的所述的一种道路施工方法，其特征在于，所述矿粉为石灰石粉、水泥、消石灰一种或两种以上的混合而成。