CN112030658B - 一种路面预防性养护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路面预防性养护方法，包括如下步骤：首先同步撒布水性树脂沥青胶结料和石料，待水性树脂沥青胶结料初凝后压实，养护至该水性树脂沥青胶结料完全破乳；其次，对上述底层养护后的表面除去多余石料后，撒布渗透型沥青胶结料，并待其完全破乳后，压实；最后对上述中层施工后的表面涂覆表面保护剂，养护成型即可。本发明的养护方法采用三油一石的结构能够更好地裹附住石料，形成三明治结构，提高了路面的使用寿命(可达2‑3年)，且养护的路面摩擦摆值达60‑70BPN，噪音与原路面相近，且渗水系数为0ml/min。

Description

一种路面预防性养护方法
技术领域
本发明属于路面养护领域，尤其涉及一种路面预防性养护方法。
背景技术
随着公路通车里程的增加，交通量的巨幅增长，对道路服务质量和使用寿命的要求也相对增加，公路建设己经逐步由“大规模建设”向“建养同步”转变。随着道路使用年限的增加，部分公路路面开始出现裂缝、抗滑不足、泛白、麻面、坑槽等轻微病害，这时路面的整体结构强度尚好，如不及时养护，这些病害将会进一步加速发展从而影响路面行车舒适及安全，大大降低路面的使用寿命。
目前国内外研究学者对于沥青路面养护技术做了较多研究，提出了包括冷、热两种施工处理方式的养护技术。其中热施工处理方式养护技术主要包括超薄磨耗层(Novachip)、薄沥青混凝土(BBM)、多空袭沥青混凝土(PAWC)、嵌入式极薄磨耗层(EUFC)等；冷处理施工方式养护技术主要包括雾封层、微表处、含砂雾封层、精表处等。由于热施工处理方式的养护技术一方面对周围环境伤害较大，另一方面对施工条件要求比较苛刻，需要在施工地点附近配置拌合站，施工成本较高，所以一般公路养护技术大多数采用冷施工处理方式。
然而现有的一些冷施工处理养护技术也存在较多不足。比如微表处技术中改性沥青养护剂与路面粘结度差，在车辆长期往复作用过后会出现一定程度磨耗，使得日后养护效果大大降低，而且在使用微表处时发现行驶中车内噪声与热拌热铺沥青路面相比明显增大，大大影响了路面行驶舒适性，尤其在人口密集的村庄以及市区，由此产生的车外噪音也将成为制约传统微表处技术进一步发展和提高的瓶颈。雾封层技术中喷洒养护剂后使得路面构造深度和摩擦系数有所减小，不利于行车安全以及路面使用耐久性。精表处技术中使用的改性乳化沥青高温性能不佳，且设计多为一油一石的结构，石料大多数都不能达到有效的裹附面积，施工后容易发生脱粘、飞石以及掉粒等问题，影响使用耐久性及行车舒适性。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效提高沥青路面抗滑性、降低振动和摩擦噪音的路面预防性养护方法。
技术方案：本发明路面预防性养护方法，包括如下步骤：
(1)底层施工：同步撒布水性树脂沥青胶结料和石料，待水性树脂沥青胶结料初凝后，压实、养护至该水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：对上述底层养护后的表面除去多余石料后，撒布渗透型沥青胶结料，并待其完全破乳后，压实；
(3)面层施工：对上述中层施工后的表面涂覆表面保护剂，养护成型即可。
本发明通过将水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料相结合进行路面预防性防护，并同时分三步进行养护，进而能够使得水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料紧密地裹附住石料。其中采用的水性树脂沥青胶结料软化点可达85℃以上，粘结强度大于1MPa，60℃粘度达到20000Pa·s，与原路面和石料都具有较佳的粘结性能，而渗透型沥青胶结料能够在碎石层渗透至底部成膜，与石料、水性树脂沥青胶结料形成一种三明治式的结构，经过碾压后，三者能有效的结合在一起，从而形成一种耐久性优异的结构。
进一步说，上述养护方法的步骤(1)中，水性树脂沥青胶结料按质量份计包括如下原料：石油沥青50-65份、弹性体1-5份、溶剂10-15份、聚合物树脂1-5份、环氧树脂1-5份、润滑助剂1-5份、乳化剂0.1-1份及水30-50份。
其由如下步骤制得：
(31)将石油沥青、弹性体、聚合物树脂、溶剂及环氧树脂在60-80℃条件下混合搅拌后，升温至90-110℃，减压蒸馏去除溶剂，制得产物A；
(32)将乳化剂、润滑助剂和水混合制得皂液B；
(33)将产物A和皂液B在165-175℃条件下研磨、乳化，制得该水性树脂沥青胶结料。
渗透型沥青胶结料按质量份计包括如下原料：乳化沥青50-65份、水性聚合物树脂10-20份、渗透剂5-10份、润湿剂1-5份、表面活性剂1-5份；其中，乳化沥青的固含量大于60％。
其由如下步骤制得：将水性聚合物树脂、渗透剂、润湿剂及表面活性剂在400-600r/min条件下混合搅拌0.5-1h后，在100-200r/min条件下加入乳化沥青，搅拌2-3h后制得渗透型沥青胶结料。
再进一步说，水性树脂沥青胶结料的撒布量为0.8-1.2kg/m2，石料的撒布量为5-7kg/m2。渗透型水性树脂改性沥青基胶结料的撒布量为0.4-0.6kg/m2。表面保护剂撒布量为0.3-0.4kg/m2，养生时间为1-2h。
更进一步说，上述养护方法的步骤(3)中，采用的表面保护剂至少包括水性环氧树脂改性沥青基乳液、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液或纳米改性有机硅乳液中的一种。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该养护方法采用三油一石的结构能够更好地裹附住石料，形成三明治结构，提高了路面的使用寿命(可达2-3年)，且养护的路面摩擦摆值达60-70BPN，噪音与原路面相近，且渗水系数为0ml/min。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明采用的水性树脂沥青胶结料按质量份计包括如下原料：石油沥青50-65份、弹性体1-5份、溶剂10-15份、聚合物树脂1-5份、环氧树脂1-5份、润滑助剂1-5份、乳化剂0.1-1份及水30-50份。其中，弹性体可为SBS弹性体或SBR弹性体；溶剂可至少包括正丁醇、乙二醇丁醚或二甲苯中的一种；聚合物树脂可为石油树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂；环氧树脂的分子量为5000-20000，其为固体颗粒；润滑助剂为可为长链脂肪烃，例如：高级脂肪酸、脂肪酸酰胺。乳化剂可为阳离子乳化剂、阳离子与非离子复配型乳化剂。
本发明采用的渗透型沥青胶结料按质量份计包括如下原料：乳化沥青50-65份、水性聚合物树脂10-20份、渗透剂5-10份、润湿剂1-5份及表面活性剂1-5份；其中，乳化沥青的固含量大于60％。水性聚合物树脂可为纯丙乳液、硅丙乳液、水性聚氨酯乳液或有机硅乳液；渗透剂可为JFC-1、JFC-2或JFC-E渗透剂；润湿剂可为聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚；表面活性剂可为聚氧乙烯醚盐酸盐，聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、PEG共聚物等。
除上述原料之外，本发明采用的其他原料均可购自市售。本发明描述的“初凝”和“完全破乳”为本领域公知的技术术语，初凝是指胶结料表面结皮呈黑色，内部呈褐色乳液状，完全破乳是指胶结料全部呈黑色。
实施例1
该实施例的水性树脂沥青胶结料的原料组分及含量如下表1所示。
表1水性树脂沥青胶结料的原料
原料 含量/份
石油沥青 60
SBS弹性体 3
石油树脂 3
正丁醇溶剂 10
环氧树脂 5
阳离子乳化剂 0.5
高级脂肪酸润滑助剂 3
水 38
该水性树脂沥青胶结料制备方法包括如下步骤：
(1)将60份石油沥青、3份SBS弹性体、3份石油树脂、10份正丁醇溶剂及5份分子量在7000的环氧树脂在70℃条件下混合搅拌，升温至100℃，减压蒸馏去除溶剂，制得产物A；
(2)将0.5份阳离子乳化剂、3份高级脂肪酸润滑助剂和水混合制得皂液B；
(3)将产物A和皂液B在170℃条件下研磨、乳化，制得该水性树脂沥青胶结料。
该实施例的渗透型沥青胶结料的原料组分及含量如下表2所示。
表2渗透型沥青胶结料的原料组分
原料 含量/份
硅丙乳液 15
JFC-2型渗透剂 7
聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂 2
聚氧乙烯醚盐酸盐表面活性剂 3
乳化沥青 60
该实施例的渗透型沥青胶结料的制备方法包括如下步骤：将15份硅丙乳液、7份JFC-2型渗透剂、2份聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂及3份聚氧乙烯醚盐酸盐表面活性剂在500r/min条件下混合搅拌0.5h后，在150r/min条件下加入60份乳化沥青，搅拌2.5h后制得渗透型沥青胶结料。
采用上述的水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料进行路面预防性养护的方法，包括如下步骤：
(1)底层施工：通过同步碎石封层车撒布一层水性树脂沥青胶结料1.0kg/m2和玄武岩石料6.0kg/m2于沥青路面上，待水性树脂沥青胶结料初凝后，采用30t带水胶轮压路机压实6遍，养护成型至水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：清扫表面浮石后，撒布一层渗透型沥青胶结料0.4kg/m2，待渗透型沥青胶结料完全破乳后，采用30t带水胶轮压路机压实1遍；
(3)面层施工：喷涂一层快干型表面保护剂水性环氧树脂改性沥青基乳液0.3kg/m2，养护2h成型。
性能检测
施工完成后，沥青路面预防性养护技术需经过养护成型、质检，对路面进行测试，包括：用摆式仪测定摩擦系数，噪声仪测试噪音，依照T0731-2000标准的方法测定构造深度，依照T0730-2000标准的方法测定渗水系数，合格后移交使用。
该实施例1中水性树脂沥青胶粘剂基本性能的测试结果软化点87℃，粘结强度1.1MPa，60℃粘度21000Pa·s。路面预防性养护技术的测试结果为：摩擦摆值为65BPN，构造深度为0.83mm，渗水系数为0ml/min。噪音测试针对原路面、抗滑降噪精表处路面和传统微表处路面分别进行，结果见表11。
实施例2
该实施例的水性树脂沥青胶结料的原料组分及含量如下表3所示。
表3水性树脂沥青胶结料的原料
Figure BDA0002597719600000051
Figure BDA0002597719600000061
该水性树脂沥青胶结料制备方法包括如下步骤：
(1)将55份石油沥青、2份SBR弹性体、2份聚氨酯树脂、12份乙二醇丁醚溶剂及4份分子量在10000的环氧树脂在75℃条件下混合搅拌，升温至105℃，减压蒸馏去除溶剂，制得产物A；
(2)将0.7份阳离子与非离子复配型乳化剂、4份脂肪酸酰胺润滑助剂和水混合制得皂液B；
(3)将产物A和皂液B在172℃条件下研磨、乳化，制得该水性树脂沥青胶结料。
该实施例的渗透型沥青胶结料的原料组分及含量如下表4所示。
表4渗透型沥青胶结料的原料组分
原料 含量/份
硅丙乳液 20
JFC-1型渗透剂 5
聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂 3
聚氧乙烯醚盐酸盐表面活性剂 4
乳化沥青 63
该实施例的渗透型沥青胶结料的制备方法包括如下步骤：将20份纯丙乳液、5份JFC-1型渗透剂、3份聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂及4份聚氧乙烯醚盐酸盐表面活性剂在550r/min条件下混合搅拌0.7h后，在180r/min条件下加入63份乳化沥青，搅拌2.7h后制得渗透型沥青胶结料。
采用上述的水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料进行路面预防性养护的方法，包括如下步骤：
(1)底层施工：通过同步碎石封层车撒布一层水性树脂沥青胶结料0.9kg/m2和玄武岩石料6.3kg/m2于沥青路面上，待水性树脂沥青胶结料初凝后，采用30t带水胶轮压路机压实5遍，养护成型至水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：清扫表面浮石后，撒布一层渗透型沥青胶结料0.5kg/m2，待渗透型沥青胶结料完全破乳后，采用30t带水胶轮压路机压实1遍；
(3)面层施工：喷涂一层快干型表面保护剂水性环氧树脂改性沥青基乳液0.4kg/m2，养护1.5h成型。
性能检测
该实施例2中水性树脂沥青胶粘剂基本性能的测试结果软化点85℃，粘结强度1.05MPa，60℃粘度22000Pa·s。路面预防性养护技术的测试结果为：摩擦摆值为67BPN，构造深度为0.81mm，渗水系数为0ml/min。噪音测试针对原路面、抗滑降噪精表处路面和传统微表处路面分别进行，结果见表11。
实施例3
该实施例的水性树脂沥青胶结料的原料组分及含量如下表5所示。
表5水性树脂沥青胶结料的原料
原料 含量/份
石油沥青 65
SBS弹性体 5
酚醛树脂 1
二甲苯溶剂 10
环氧树脂 4
阳离子乳化剂 0.1
脂肪酸酰胺润滑助剂 1
水 32
该水性树脂沥青胶结料制备方法包括如下步骤：
(1)将65份石油沥青、5份SBS弹性体、1份酚醛树脂、10份二甲苯溶剂及4份分子量在9000的环氧树脂在80℃条件下混合搅拌，升温至110℃，减压蒸馏去除溶剂，制得产物A；
(2)将0.1份阳离子乳化剂、1份脂肪酸酰胺润滑助剂和水混合制得皂液B；
(3)将产物A和皂液B在175℃条件下研磨、乳化，制得该水性树脂沥青胶结料。
该实施例的渗透型沥青胶结料的原料组分及含量如下表6所示。
表6渗透型沥青胶结料的原料组分
原料 含量/份
有机硅乳液 20
JFC-E型渗透剂 7
聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂 2
聚氧乙烯醚盐酸盐表面活性剂 5
乳化沥青 65
该实施例的渗透型沥青胶结料的制备方法包括如下步骤：将20份有机硅乳液、2份JFC-E型渗透剂、2份聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂及5份聚氧乙烯醚盐酸盐表面活性剂在560r/min条件下混合搅拌0.8h后，在190r/min条件下加入65份乳化沥青，搅拌3h后制得渗透型沥青胶结料。
采用上述的水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料进行路面预防性养护的方法，包括如下步骤：
(1)底层施工：通过同步碎石封层车撒布一层水性树脂沥青胶结料1.1kg/m2和玄武岩石料5.8kg/m2于沥青路面上，待水性树脂沥青胶结料初凝后，采用30t带水胶轮压路机压实5遍，养护成型至水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：清扫表面浮石后，撒布一层渗透型沥青胶结料0.4kg/m2，待渗透型沥青胶结料完全破乳后，采用30t带水胶轮压路机压实1遍；
(3)面层施工：喷涂一层快干型表面保护剂水性环氧树脂改性沥青基乳液0.45kg/m2，养护1h成型。
性能检测
该实施例3中水性树脂沥青胶粘剂基本性能的测试结果软化点85℃，粘结强度1.15MPa，60℃粘度21800Pa·s。路面预防性养护技术的测试结果为，摩擦摆值为70BPN，构造深度为0.88mm，渗水系数为0ml/min。噪音测试针对原路面、抗滑降噪精表处路面和传统微表处路面分别进行，结果见表11。
实施例4
该实施例的水性树脂沥青胶结料的原料组分及含量如下表7所示。
表7水性树脂沥青胶结料的原料
原料 含量/份
石油沥青 50
SBS弹性体 1
酚醛树脂 5
二甲苯溶剂 15
环氧树脂 1
阳离子乳化剂 1
脂肪酸酰胺润滑助剂 5
水 50
该水性树脂沥青胶结料制备方法包括如下步骤：
(1)将50份石油沥青、1份SBS弹性体、5份酚醛树脂、15份二甲苯溶剂及1份分子量在9000的环氧树脂在60℃条件下混合搅拌，升温至90℃，减压蒸馏去除溶剂，制得产物A；
(2)将1份阳离子乳化剂、5份脂肪酸酰胺润滑助剂和水混合制得皂液B；
(3)将产物A和皂液B在165℃条件下研磨、乳化，制得该水性树脂沥青胶结料。
该实施例的渗透型沥青胶结料的原料组分及含量如下表8所示。
表8渗透型沥青胶结料的原料组分
原料 含量/份
纯丙乳液 10
JFC-E型渗透剂 10
聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂 5
聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯表面活性剂 1
乳化沥青 50
该实施例的渗透型沥青胶结料的制备方法包括如下步骤：将10份纯丙乳液、10份JFC-E型渗透剂、5份聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂及1份聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯表面活性剂在400r/min条件下混合搅拌1h后，在100r/min条件下加入65份乳化沥青，搅拌2h后制得渗透型沥青胶结料。
采用上述的水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料进行路面预防性养护的方法，包括如下步骤：
(1)底层施工：通过同步碎石封层车撒布一层水性树脂沥青胶结料0.8kg/m2和玄武岩石料5kg/m2于沥青路面上，待水性树脂沥青胶结料初凝后，采用30t带水胶轮压路机压实5遍，养护成型至水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：清扫表面浮石后，撒布一层渗透型沥青胶结料0.6kg/m2，待渗透型沥青胶结料完全破乳后，采用30t带水胶轮压路机压实1遍；
(3)面层施工：喷涂一层快干型表面保护剂水性聚氨酯改性丙烯酸乳液0.45kg/m2，养护1h成型。
性能检测
该实施例4中水性树脂沥青胶粘剂基本性能的测试结果软化点83℃，粘结强度1.17MPa，60℃粘度25000Pa·s。路面预防性养护技术的测试结果为，摩擦摆值为71BPN，构造深度为0.89mm，渗水系数为0ml/min。噪音测试针对原路面、抗滑降噪精表处路面和传统微表处路面分别进行，结果见表11。
实施例5
该实施例的水性树脂沥青胶结料的原料组分及含量如下表9所示。
表9水性树脂沥青胶结料的原料
Figure BDA0002597719600000101
Figure BDA0002597719600000111
该水性树脂沥青胶结料制备方法与实施例1相同。
该实施例的渗透型沥青胶结料的原料组分及含量如下表10所示。
表10渗透型沥青胶结料的原料组分
原料 含量/份
水性聚氨酯乳液 15
JFC-E型渗透剂 8
聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂 1
PEG共聚物表面活性剂 3
乳化沥青 55
该实施例的渗透型沥青胶结料的制备方法包括如下步骤：将15份水性聚氨酯乳液、8份JFC-E型渗透剂、1份聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂及3份PEG共聚物表面活性剂在600r/min条件下混合搅拌0.5h后，在200r/min条件下加入55份乳化沥青，搅拌3h后制得渗透型沥青胶结料。
采用上述的水性树脂沥青胶结料和渗透型沥青胶结料进行路面预防性养护的方法，包括如下步骤：
(1)底层施工：通过同步碎石封层车撒布一层水性树脂沥青胶结料1.2kg/m2和玄武岩石料7kg/m2于沥青路面上，待水性树脂沥青胶结料初凝后，采用30t带水胶轮压路机压实5遍，养护成型至水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：清扫表面浮石后，撒布一层渗透型沥青胶结料0.5kg/m2，待渗透型沥青胶结料完全破乳后，采用30t带水胶轮压路机压实1遍；
(3)面层施工：喷涂一层快干型表面保护剂纳米改性有机硅乳液0.45kg/m2，养护1h成型。
性能检测
该实施例5中水性树脂沥青胶粘剂基本性能的测试结果软化点81℃，粘结强度1.13MPa，60℃粘度21900Pa·s。路面预防性养护技术的测试结果为，摩擦摆值为75BPN，构造深度为0.91mm，渗水系数为0ml/min。噪音测试针对原路面、抗滑降噪精表处路面和传统微表处路面分别进行，结果见表11。
表11实施例与原路面、传统微表处噪音对比
类型 噪音(dB)
原路面 66.4
传统微表处 73.2
实施例1 67.1
实施例2 66.3
实施例3 67.0
实施例4 67.0
实施例5 66.9
通过上述实施例可知，本发明养护方法提高了路面的使用寿命(可达2-3年)，且养护的路面摩擦摆值达60-70BPN，噪音与原路面相近，且渗水系数为0ml/min。

Claims (9)

1.一种路面预防性养护方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)底层施工：同步撒布水性树脂沥青胶结料和石料，待水性树脂沥青胶结料初凝后压实，养护至该水性树脂沥青胶结料完全破乳；
(2)中层施工：对上述底层养护后的表面除去多余石料后，撒布渗透型沥青胶结料，并待其完全破乳后，压实，其中沥青胶结料的原料包括：乳化沥青50-65份、水性聚合物树脂10-20份、渗透剂5-10份、润湿剂1-5份及表面活性剂1-5份；
(3)面层施工：对上述中层施工后的表面涂覆表面保护剂，养护成型即可。
2.根据权利要求1所述的路面预防性养护方法，其特征在于：步骤(1)中，所述水性树脂沥青胶结料按质量份计包括如下原料：石油沥青50-65份、弹性体1-5份、溶剂10-15份、聚合物树脂1-5份、环氧树脂1-5份、润滑助剂1-5份、乳化剂0.1-1份及水30-50份。
3.根据权利要求2所述的路面预防性养护方法，其特征在于：所述水性树脂沥青基胶结料由如下步骤制得：
(31)将石油沥青、弹性体、聚合物树脂、溶剂及环氧树脂在60-80℃条件下混合搅拌后，升温至90-110℃，减压蒸馏去除溶剂，制得产物A；
(32)将乳化剂、润滑助剂和水混合制得皂液B；
(33)将产物A和皂液B在165-175℃条件下研磨、乳化，制得该水性树脂沥青胶结料。
4.根据权利要求1所述的路面预防性养护方法，其特征在于：步骤(1)中，所述水性树脂沥青胶结料的撒布量为0.8-1.2kg/m2，石料的撒布量为5-7kg/m2。
5.根据权利要求1所述的路面预防性养护方法，其特征在于：步骤(2)中，所述乳化沥青的固含量大于60％。
6.根据权利要求5所述的路面预防性养护方法，其特征在于：所述渗透型沥青胶结料由如下步骤制得：将水性聚合物树脂、渗透剂、润湿剂及表面活性剂在400-600r/min条件下混合搅拌0.5-1h后，在100-200r/min条件下加入乳化沥青，搅拌2-3h后制得渗透型沥青胶结料。
7.根据权利要求1所述的路面预防性养护方法，其特征在于：步骤(2)中，所述渗透型水性树脂改性沥青基胶结料的撒布量为0.4-0.6kg/m2。
8.根据权利要求1所述的路面预防性养护方法，其特征在于：步骤(3)中，所述表面保护剂至少包括水性环氧树脂改性沥青基乳液、水性聚氨酯改性丙烯酸乳液或纳米改性有机硅乳液中的一种。
9.根据权利要求1所述的路面预防性养护方法，其特征在于：步骤(3)中，所述表面保护剂的撒布量为0.3-0.45kg/m2，养护1-2h。
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