CN111851193A - 一种环保沥青结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机场停机坪水泥道面的薄层沥青罩面施工和接缝处理方法，所述的沥青罩面结构自下而上包括水泥混凝土道面、热固性改性沥青碎石封层和沥青混凝土罩面层；采用如下步骤：(1)水泥混凝土道面病害处理；(2)水泥混凝土道面的铣刨；(3)热固性改性沥青碎石封层施工；(4)罩面层施工；(5)罩面层切缝和灌缝施工。其中，(1)、(3)和(4)中采用的粘结料和结合料为不同配方的常温型热固性改性沥青，灌缝采用的填缝料为硅酮密封胶。本发明的粘结料和结合料的使用均在常温下进行，大大降低了热拌沥青混合料生产及摊铺、压实时的能源消耗和废气排放，减少了对环境的污染。

Description

一种环保沥青结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及基础建设领域，特别是涉及一种环保沥青结构及其施工方法。

背景技术

机场道面是机场飞行区最主要的基础设施，承担着飞机起降、滑行和停放等重要任务，但是，由于受到飞机荷载、环境等因素的影响随着时间的推移，道面板出现道裂缝、剥落、麻面和板角断裂、接缝破碎、填缝料老化失效等病害，故导致飞机运行成本增加、舒适性降低。为保障飞行安全，必须对道面病害进行及时修复。

为了解决道面病害，提高道面使用性能，沥青薄层罩面技术被用于对机场旧混凝土道面的结构补强或功能恢复，国内不少机场混凝土道面都应用了沥青加铺层技术，积累了丰富的经验。但是近年来，从使用过程中所暴露出的一些问题可以看出，常用沥青薄层罩面技术并不能完全解决旧混凝土道面的问题。例如机场道面加铺结构防裂问题比较突出，由于旧水泥混凝土道面板接缝和裂缝的存在，引起加铺层应力集中现象，从而造成加铺层反射裂缝的产生和发展。由于机场航班量增长迅猛，宽体大飞机的增加，在重载及高温作用下，加铺层内剪应力及弯沉急剧增大，造成加铺层早期变形病害。究其原因在于，常用的普通改性沥青混合料抗反射裂缝及高温稳定性能无法满足机场道面，特别是停机坪的使用环境。

现有技术中粘结料和结合料的使用在高温下进行，热拌沥青混合料生产及摊铺、压实时会产生较高能源消耗和废气排放，对环境污染比较严重。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种既能减少加铺结构病害又能保障加铺结构耐久性的沥青薄层罩面技术，可用于解决当前停机坪水泥道面的修复；本发明由于采用碎石封层相比现有技术的乳化沥青封层更加环保；更具体地，本发明地所述粘结料和结合料的使用均在常温下进行，大大降低了热拌沥青混合料生产及摊铺时的能源消耗和废气排放，减少了对环境的污染；所述粘结料和结合料的固化时间较短，薄层沥青罩面层可在短时间内形成强度，因此其所需的养护时间缩短，极大降低施工对机场正常运行的影响。

本发明一种环保沥青结构，其特征在于：所述沥青结构自下而上包括原水泥混凝土道面、热固性改性沥青碎石封层和沥青薄层罩面层；所述沥青碎石封层中采用的粘结料和所述沥青薄层罩面层中采用的结合料为不同配方的常温型热固性改性沥青；沿着所述水泥混凝土道面板的接缝对所述罩面层进行切缝，相比现有技术中的密封胶，本发明选择使用硅酮密封胶对所述切缝进行灌缝，所述硅酮密封胶具有优异的耐候性、耐变形、弹性、与混凝土的粘结性能，特别适合沥青罩面施工。

本发明还提供了一种环保沥青结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)：切割、清除破损水泥混凝土面板，在所述破损水泥混凝土面板的开挖的界面上涂刷粘结料，然后采用常温型热固性改性沥青混合料进行回填铺筑，最后，利用辅热设备对所述常温型热固性改性沥青混合料进行养护；

步骤(2)：使用铣刨机对经过回填铺筑和养护的水泥混凝土道面进行铣刨，再使用清扫机和鼓风机清除铣刨残留物和水分，保证水泥道面处于洁净和干燥状态。

步骤(3)：将作为粘接料的常温型热固性改性沥青和单一粒径碎石均匀地撒布在浅层铣刨后的水泥道面顶面形成沥青碎石封层。

步骤(4)由SMA-13、SMA-10等级配的集料与作为结合料的常温型热固性改性沥青混合形成常温型热固性改性沥青混合料；其中，油石比应控制在6～10％；然后由摊铺机将所述常温型热固性改性沥青混合料及时地摊铺在所述沥青碎石封层上形成罩面层，并进行碾压和养护。

步骤(5)：使用切割机沿着墨线对所述罩面层进行切缝，随后，利用注胶枪将密封胶注入切缝内。

优选地，在步骤(4)中，所述罩面层可自然养护，亦可采用辅助加热方式进行养护，所述辅助加热采用的设备为热再生养护车的加热墙。

优选地，所述粘结料和所述结合料为不同配方的常温型热固性改性沥青，所述粘结料由A组分和B组分组成；所述结合料由E组分和F组分组成。

优选地，所述A组分的组成以质量份计如下：环氧乙烯基树脂1～15份，环氧树脂20～65份，环氧树脂稀释剂5～15份，胺类固化剂1～5份，沥青5～74份；

所述B组分的组成以质量份计如下：胺类固化剂20～65份，固化促进剂1～5份，聚丁二烯马来酸酐加成物1～15份，环氧树脂稀释剂1～10份，环氧树脂2～20份，沥青5～77份；

所述E组分的组成以质量份计如下：环氧乙烯基树脂1～15份，环氧树脂20～70份，环氧树脂稀释剂5～25份，胺类固化剂1～8份，沥青5～70份；

F组分的组成以质量份计如下：胺类固化剂18～60份，固化促进剂1～6份，聚丁二烯马来酸酐加成物1～15份，聚异丁烯基二亚胺1～10份，环氧树脂稀释剂1～15份，环氧树脂2～20份，沥青5～75份。

与现有技术方案相比，本发明至少具有以下发明点及相应的有益效果：

1)本发明薄层沥青罩面结构采用常温型热固性改性沥青及3～5mm碎石作为沥青碎石封层，该热固性改性沥青碎石层的防水性及粘结性都比现有技术采用的乳化沥青封层更为优异。常温型热固性改性沥青粘结料的柔韧性佳，可很好的抑制下部水泥混凝土热胀冷缩，同时对罩面层进行切缝处理可有效避免罩面层出现反射裂缝；

2)本发明的薄层沥青罩面结构采用常温型热固性改性沥青混合料作为罩面层，可极大地提高薄层沥青罩面层的低温抗裂性、高温稳定性，解决了机场水泥道面容易出现裂缝和轮辙病害的问题，且本发明采用的常温型热固性改性沥青具有优异的变形性、抗疲劳性能及密水性，提高了机场道面的柔韧性和道面结构的耐久性；本发明的薄层沥青罩面结构的铺装方法施工工艺简单，相对于现有技术采用的材料及铺装方式，可操作性更强，施工更方便，满足机场道面不停航施工要求。

3)本发明的所述粘结料和所述结合料为不同配方的常温型热固性改性沥青，所述粘结料由A组分和B组分组成；所述结合料由E组分和F组分组成。所述粘结料和结合料的使用均在常温下进行，大大降低了热拌沥青混合料生产及摊铺时的能源消耗和废气排放，减少了对环境的污染；所述粘结料和结合料的固化时间较短，薄层沥青罩面层可在短时间内形成强度，因此其所需的养护时间缩短，极大降低施工对机场正常运行的影响。

附图说明

图1是本发明实施例中用于机场水泥道面的薄层沥青罩面结构示意图。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施例

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

(1)水泥混凝土道面病害处理

首先，调查水泥混凝土道面板病害类型和破损程度，将破损面积较大且程度较严重的道面进行清除，切割破碎，并将废料清除干净。其次，在开挖的道面界面上涂刷粘结料。再次，采用常温型热固性改性沥青混凝土进行回填铺筑，并使用平板夯进行振动碾压。最后，利用热再生养护车的加热墙对常温型热固性改性沥青混合料进行养护，养护时间为25min。

(2)水泥混凝土道面的铣刨及清理

首先，使用铣刨机对水泥混凝土道面进行铣刨，铣刨深度为50mm；其次，使用清扫机和鼓风机清除铣刨残留物和水分，保证铣刨后的水泥道面处于洁净和干燥状态。

(3)沥青碎石封层施工

由同步碎石封层车将常温型热固性改性沥青和粒径为3～5mm的碎石均匀地撒布在浅层铣刨后的水泥道面的顶面，沥青撒布量控制在1.0kg/m2，碎石撒布量控制在9kg/m2。

(4)罩面层施工

首先，由SMA-13级配的集料与常温型热固性改性沥青混合形成常温型热固性改性沥青混合料，油石比为8.6％。其次，由摊铺机将常温型热固性改性沥青混合料摊铺在沥青碎石封层上，摊铺厚度为50mm。随后，由CC624HF双钢轮压路机进行碾压，碾压过程为分为初压、复压和终压三个阶段。其中，初压1遍，复压4遍，终压2遍。最后，将罩面层自然养护6h。

(5)罩面层切缝和灌缝施工

首先，确定水泥混凝土道面板接缝的位置，并由墨线标记。其次，使用切割机沿着墨线对罩面层进行切缝，切缝深度应保持全幅宽度切深一致，切缝深度为25mm，切缝刀片选用7mm厚金刚石刀片。随后，使用毛刷和热风机清除切缝内的粘附灰尘和积水，确保切缝内测洁净干燥，以保证密封胶与切缝内册的粘结力。最后，在切缝两侧一定宽度内粘贴防污染的胶带纸，利用注胶枪将道康宁888硅酮密封胶注入切缝内，密封胶的顶面低于沥青罩面表面5mm。

相比现有技术中的密封胶，本发明选择使用硅酮密封胶对所述切缝进行灌缝，所述硅酮密封胶具有优异的耐候性、耐变形、弹性、与混凝土的粘结性能，特别适合沥青罩面施工。

实施例2

(1)水泥混凝土道面病害处理

首先，调查水泥混凝土道面板病害类型和破损程度，将破损面积较大且程度较严重的道面进行清除，切割破碎，并将废料清除干净。其次，在开挖的道面界面上涂刷粘结料。再次，采用常温型热固性改性沥青混凝土进行回填铺筑，并使用平板夯进行振动碾压。最后，利用热再生养护车的加热墙对常温型热固性改性沥青混合料进行养护，养护时间为45min。

(2)水泥混凝土道面的铣刨及清理

首先，使用铣刨机对水泥混凝土道面进行铣刨，铣刨深度为40mm；其次，使用清扫机和鼓风机清除铣刨残留物和水分，保证铣刨后的水泥道面处于洁净和干燥状态。

(3)热固性改性沥青碎石封层施工

由同步碎石封层车将常温型热固性改性沥青和粒径为3～5mm的碎石均匀地撒布在浅层铣刨后的水泥道面的顶面，沥青撒布量控制在0.7kg/m2，碎石撒布量控制在8kg/m2。

(4)沥青薄层罩面层施工

首先，由SMA-13级配的集料与常温型热固性改性沥青混合形成常温型热固性改性沥青混合料，油石比为6.7％。其次，由摊铺机将常温型热固性改性沥青混合料及时地摊铺在沥青碎石封层上，摊铺厚度为40mm。随后，由CC624HF双钢轮压路机进行碾压，碾压过程为分为初压、复压和终压，初压1遍，复压5遍，终压2遍。最后，利用热再生养护车的加热墙对罩面层进行养护，养护时间为2h。

(5)罩面层切缝和灌缝施工

首先，确定水泥混凝土道面板接缝的位置，并由墨线标记。其次，使用切割机沿着墨线对罩面层进行切缝，切缝深度应保持全幅宽度切深一致，切缝深度为20mm，切缝刀片选用7mm厚金刚石刀片。随后，使用毛刷和热风机清除切缝内的粘附灰尘和积水，确保切缝内测洁净干燥，以保证密封胶与切缝内册的粘结力。最后，在切缝两侧一定宽度内粘贴防污染的胶带纸，利用注胶枪将道康宁888硅酮密封胶注入切缝内，密封胶的顶面低于沥青罩面表面3mm。

实施例3

(1)水泥混凝土道面病害处理

首先，调查水泥混凝土道面板病害类型和破损程度，将破损面积较大且程度较严重的道面进行清除，切割破碎，并将废料清除干净。其次，在开挖的道面界面上涂刷粘结料。再次，采用常温型热固性改性沥青混凝土进行回填铺筑，并使用平板夯进行振动碾压。最后，利用热再生养护车的微波加热墙对常温型热固性改性沥青混合料进行养护，养护时间为55min。

(2)水泥混凝土道面的铣刨及清理

首先，使用铣刨机对水泥混凝土道面进行铣刨，铣刨深度为30mm；其次，使用清扫机和鼓风机清除铣刨残留物和水分，保证铣刨后的水泥道面处于洁净和干燥状态。

(3)热固性改性沥青碎石封层施工

由同步碎石封层车将常温型热固性改性沥青和粒径为3～5mm的碎石均匀地撒布在浅层铣刨后的水泥道面的顶面，沥青撒布量控制在0.5kg/m2，碎石撒布量控制在6kg/m2。

(4)沥青薄层罩面层施工

首先，由SMA-10级配的集料与常温型热固性改性沥青混合形成常温型热固性改性沥青混合料，油石比为10％。其次，由摊铺机将常温型热固性改性沥青混合料及时地摊铺在沥青碎石封层上，摊铺厚度为30mm。随后，由CC624HF双钢轮压路机进行碾压，碾压过程为分为初压、复压和终压三个阶段。其中，初压2遍，复压5遍，终压2遍。最后，将罩面层养护3h。

(5)罩面层切缝和灌缝施工

首先，确定水泥混凝土道面板接缝的位置，并由墨线标记。其次，使用切割机沿着墨线对罩面层进行切缝，切缝深度应保持全幅宽度切深一致，切缝深度为20mm，切缝刀片选用7mm厚金刚石刀片。随后，使用毛刷和热风机清除切缝内的粘附灰尘和积水，确保切缝内测洁净干燥，以保证密封胶与切缝内册的粘结力。最后，在切缝两侧一定宽度内粘贴防污染的胶带纸，利用注胶枪将道康宁888硅酮密封胶注入切缝内，密封胶的顶面低于沥青罩面表面2mm。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种环保沥青结构，其特征在于：所述沥青结构自下而上包括原水泥混凝土道面、热固性改性沥青碎石封层和沥青薄层罩面层；所述沥青碎石封层中采用的粘结料和所述沥青薄层罩面层中采用的结合料为不同配方的常温型热固性改性沥青；沿着所述水泥混凝土道面板的接缝对所述罩面层进行切缝，使用硅酮密封胶对所述切缝进行灌缝。

2.一种环保沥青结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)：切割、清除破损水泥混凝土面板，在所述破损水泥混凝土面板的开挖的界面上涂刷粘结料，然后采用常温型热固性改性沥青混合料进行回填铺筑，最后，利用辅热设备对所述常温型热固性改性沥青混合料进行养护；

步骤(2)：使用铣刨机对经过回填铺筑和养护的水泥混凝土道面进行铣刨，再使用清扫机和鼓风机清除铣刨残留物和水分，保证水泥道面处于洁净和干燥状态；

步骤(3)：将作为粘接料的常温型热固性改性沥青和单一粒径碎石均匀地撒布在浅层铣刨后的水泥道面顶面形成沥青碎石封层；

步骤(4)由SMA-13、SMA-10等级配的集料与作为结合料的常温型热固性改性沥青混合形成常温型热固性改性沥青混合料；其中，油石比应控制在6～10％；然后由摊铺机将所述常温型热固性改性沥青混合料及时地摊铺在所述沥青碎石封层上形成罩面层，并进行碾压和养护；

步骤(5)：使用切割机沿着墨线对所述罩面层进行切缝，随后，利用注胶枪将密封胶注入切缝内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述罩面层可自然养护，亦可采用辅助加热方式进行养护，所述辅助加热采用的设备为热再生养护车的加热墙。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述粘结料和所述结合料为不同配方的常温型热固性改性沥青，所述粘结料由A组分和B组分组成；所述结合料由E组分和F组分组成。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述A组分的组成以质量份计如下：环氧乙烯基树脂1～15份，环氧树脂20～65份，环氧树脂稀释剂5～15份，胺类固化剂1～5份，沥青5～74份；

所述B组分的组成以质量份计如下：胺类固化剂20～65份，固化促进剂1～5份，聚丁二烯马来酸酐加成物1～15份，环氧树脂稀释剂1～10份，环氧树脂2～20份，沥青5～77份；

所述E组分的组成以质量份计如下：环氧乙烯基树脂1～15份，环氧树脂20～70份，环氧树脂稀释剂5～25份，胺类固化剂1～8份，沥青5～70份；

F组分的组成以质量份计如下：胺类固化剂18～60份，固化促进剂1～6份，聚丁二烯马来酸酐加成物1～15份，聚异丁烯基二亚胺1～10份，环氧树脂稀释剂1～15份，环氧树脂2～20份，沥青5～75份。

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