CN113863084A - 一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构及施工方法，结构从下到上为原破坏基层、橡胶改性沥青封层、橡胶改性沥青面层和乳化沥青稀浆耐磨封层；特征为根据不同车道破坏程度，划分为重破坏区域、中破坏区域和轻破坏区域，并分区域修复；采用异步封层技术，进行橡胶改性沥青封层基层、橡胶改性沥青面层和乳化沥青稀浆耐磨封层铺筑。本发明依据镶嵌嵌挤骨架结构，以橡胶改性沥青封层替代传统半刚性基层，改变了受力结构，提高承载力，同时对不同破坏区域进行精准修复，对症下药，降低修复结构与原有结构模量不一致性，避免后期产生不均匀沉降，采用乳化沥青稀浆耐磨封层，增强了抗滑、耐磨性能，提高了路面的使用寿命。

Description

一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构及施工 方法

技术领域

本发明涉及石油提炼废弃物在路面结构应用技术领域，尤其涉及一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构及施工方法。

背景技术

沥青是石油提炼过程中，产生的矿渣，由于具有粘结性，近年来被广泛用于路面工程领域，而我国的公路沥青路面数量众多，其中车辆渠化行驶以及重载、超载问题的凸显，沥青路面受车辆荷载作用产生的破坏严重，道路养护市场前景远大，然而传统的道路养护施工时，存在以下问题，第一，对路面各组成部分采用统一施工，然而车道各部分所受到的车辆荷载的不同，造成各部分损坏的时间和程度均不同，各个破坏层的模量不同，统一施工的材料模量不能与各个结构层相匹配，造成改建后道路受荷载作用下，易产生不均匀沉降，产生二次破坏；第二，传统的沥青路面，某一部分发生损坏，需要将面层、基层一起铣刨后，进行铺装改造；这样既产生了巨大的工作量，同时，改造后的路面，各层之间的粘结性能大大减弱，易产生滑移现象；第三，传统的路面改造，仅仅是将破坏层清理干净后，直接加铺面层，造成造成改建后路面承载力不足。

发明内容

本发明提供了一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构及施工方法。发明创造内容有三点；第一，结构的创新，本发明路面结构从下到上，包括原有基层、橡胶改性沥青碎石封层、橡胶改性沥青面层以及乳化沥青稀浆耐磨封层；第二，施工方法的创新，其施工步骤为“橡胶改性沥青碎石封层分区域铺筑；橡胶改性沥青面层铺筑；乳化沥青稀浆耐磨封层铺筑；第三，根据不同车道车流量的大小以及车辆停驻时间的长短，进行分区域施工，重破坏区域为直行车道区、中破坏区域为左转车辆区、轻破坏区域为右转车辆区

1、结构的创新，本发明路面结构从下到上，包括原有基层、橡胶改性沥青碎石封层、橡胶改性沥青面层以及乳化沥青稀浆耐磨封层。

2、施工方法的创新，其施工步骤为“橡胶改性沥青碎石封层分区域铺筑；橡胶改性沥青面层铺筑；乳化沥青稀浆耐磨封层铺筑；，具体为

1)将原基层破坏处清理完毕，利用碎石封层车在车道破坏范围均匀洒布一层橡胶改性沥青作为透层油，修补原有基层中产生的裂缝，再洒布一层橡胶改性沥青作为防水粘结层；

2)碎石封层车沿轻破坏区域(右转车道)范围内洒布碎石和沥青，首先在破坏范围内洒布少量中粒径碎石后，洒布一层碎石嵌缝料，之后洒布小粒径碎石，再洒布一层碎石嵌缝料，最后，使用钢轮压路机压实整车道压实；

3)碎石封层车沿中破坏区域(左转车道)范围内洒布碎石和沥青，首先在破坏范围内洒布大粒径碎石后，洒布一层碎石嵌缝料，压实之后洒布中粒径碎石，洒布一层碎石嵌缝料，压实之后洒布小粒径碎石，再洒布一层碎石嵌缝料，最后，使用钢轮压路机压实整车道压实；

4)碎石封层车沿中破坏区域(直行车道)范围内洒布碎石和沥青，首先，铺设一层钢筋网，钢筋网的网格大小与碎石沥青相匹配，保证大粒径碎石能够填满钢筋网网格内部，嵌缝料能够嵌入大粒径碎石中，第一次，洒布大粒径碎石与嵌缝料，压实，形成大粒径集料碎石层12，第二次洒布中粒径碎石与嵌缝料，初步形成中粒径集料碎石层14，洒布中小粒径处橡胶改性沥青粘结层15，第三次洒布中粒径碎石与嵌缝料，最终形成中粒径集料碎石层13，洒布中小粒径处橡胶改性沥青粘结层15，第四次洒布小粒径碎石与嵌缝料，形成小粒径集料碎石层16，最后，使用钢轮压路机压实整车道。

5)使用钢轮压路机将全道面压实后，碎石封层在全道面上洒布一层橡胶改性沥青作为粘结层，再摊铺面层，面层为主要橡胶改性沥青面层，特征为沥青种类为橡胶改性沥青；

6)用钢轮压路机压实；

7)橡胶改性沥青面层为沥青种类为橡胶改性沥青，主要改性剂为橡胶颗粒，辅助加入抗车辙剂等。

8)乳化沥青稀浆耐磨封层铺筑，其面层处置为稀浆封层的施工特征为，依据施工路幅宽度调整好摊铺槽的宽度，以降低纵向接缝量，并确保接缝位于车道线；矿料要均匀一致，调整摊铺槽和对准控制线，确保原路面、摊铺槽周边相互贴紧；

乳化沥青、水、填料、添加剂和矿料等的拌和需要依据生产标准和质量规范要求进行，如果矿料含水量、乳化沥青蒸发残留物的含量等发生变化，则应及时重新设定和调整摊铺机，确保其配合比符合要求后方可施工；

摊铺槽中流入稀浆混合料后，应在摊铺槽宽度范围内均匀分摊，当混合料体积为2/3左右的摊铺槽容积时，摊铺机速度应为1.5-3.0km/h，应确保摊铺量和搅拌量一致，稀浆封层路面交通快开放时，摊铺槽中混合料体积和其容积的比例应为1/2，但慢开放型稀浆封层的比例应在1/2-2/3之间；

对于稀浆混合料的摊铺及其铺后存在的局部缺陷，应用橡胶耙及时平整；摊铺过程中，对于纵向接缝应重叠1-2cm，并及时人工修整。横向接缝应用油毛毡铺于重叠部位，摊铺机过后再人工修整；需要尽快开放交通路段的摊铺施工，应在摊铺路面撒一层薄砂进行路面保护，但应在破乳之后撒砂，不能急转弯和急刹车，并在开放前禁止行人和车辆通行。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构及施工方法，具备以下有益效果：

1、传统路面修复时，对路面各组成部分采用统一施工，然而车道各部分所受到的车辆荷载的不同，造成各部分损坏的时间和程度均不同，各个破坏层的模量不同，统一施工的材料模量不能与各个结构层相匹配，造成改建后道路受荷载作用下，易产生不均匀沉降，产生二次破坏，本发明根据不同车道车流分布的特点及区域破坏特征，分为为重破坏区域、中破坏区域和轻破坏区域，对不同破坏区域进行精准修复，对症下药，降低修复结构与原有结构模量不一致性，避免后期产生不均匀沉降；

2、传统的沥青路面，某一部分发生损坏，需要将面层、基层一起铣刨后，进行铺装改造；这样既产生了巨大的工作量，同时，改造后的路面，各层之间的粘结性能大大减弱，易产生滑移现象，本发明根据钻芯取样试样观察结果，可针对产生破坏区域实现定点修复，降低了工作量，加快了改造时间，无需断流。

3、传统的路面改造，仅仅是将破坏层清理干净后，直接加铺面层，造成造成改建后路面承载力不足，在受到重荷载作用时易产生结构性破坏，本发明用橡胶改性沥青碎石封层替代传统的水泥稳定碎石半刚性上、下基层，嵌挤碾压，多层铺筑，石料嵌锁形成后将构成结构性支撑性结构，可有效提高刚性上基层的结构强度，防止基层开裂断板和破碎等病，具有维修方便，承载力强的优点。

4、传统路面修复时，修复集料为同一规格，然而不同损坏程度的路面，所需修复集料的种类不同，本发明将修复集料分为三种类型，针对路面损坏的不同程度，提供不同的修复方案，对症下药，既能发挥材料的整体性能优势，又能提高修复后的路面耐久性。

5、重交通区域路面由于大量的荷载反复作用，路面磨损情况严重，本发明以稀浆封层为乳化沥青表面层，可增强路面的抗磨性和抗滑性，并具有良好的密水性，以防路面水下渗，同时能够降低公路路面基层反射裂缝的产生。

6、传统路面修复，直接在铣刨后的基层上进行加铺，未考虑到原基层内部损坏情况，本发明在铣刨完后的有破坏基层上，撒布一层橡胶改性沥青透层油，对原有基层产生的裂缝进行修复，防止二次反射裂缝的产生。

7、传统的沥青路面改建过程施工设备多，材料用量多，其工程造价高。本发明用橡胶改性沥青碎石封层替代传统的水泥稳定碎石半刚性上、下基层，施工设备少，材料用量少，其工程造价明显低于铣刨重铺面层和基层的沥青混凝土的技术方案。

8、传统的路面改造涉及的材料生产需建立拌合楼，且施工速度慢，对交通量影响巨大，而本发明方案实施时，所需材料无需建立拌合楼，且仅需要封闭当天开发交通，无论是施工条件准备还是施工过程更加便捷。

附图说明

图1为不同破坏程度车道分区示意图；

图2为荷载作用下引起的面层与基层破坏示意图；

图3为重破坏区域设计加铺改造各结构层示意图；

图4为中破坏区域设计加铺改造各结构层示意图；

图5为轻破坏区域设计加铺改造各结构层示意图；

图6为集料嵌体加固结构示意图；

图7为加铺改造后路面整体示意图；

其中：1、左转车道区；2、直行车道区；3、右转车道区；4、原面层标准线；5、破坏后面层位置；6、破坏后面层；7、原基层标准线；8、破坏后基层位置；9、破坏后基层；10、原垫层；11、橡胶改性沥青防水粘结层；12、大粒径集料碎石层；13、大中粒径处橡胶改性沥青粘结层；14、中粒径集料碎石层；15、中小粒径处橡胶改性沥青粘结层；16、小粒径集料碎石层；17、封层处橡胶改性沥青防水粘结层；18、橡胶改性沥青面层；19、乳化沥青稀浆耐磨封层；20、加铺改造后各结构层；21、裂缝修复透层油。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

第一步：荷载破坏区域划分。

根据不同车道车流量的大小以及车辆停驻时间的长短，重破坏区域为直行车道区2、中破坏区域为左转车辆区1、轻破坏区域为右转车辆区3。

第二步：针对右转车道区3面层结构性破坏，在轻破坏区域，集料加铺次数为两次加铺，具体实施步骤为将破坏后基层9破坏处清理完毕，利用碎石封层车在车道破坏范围均匀洒布一层裂缝修复透层油21，修补原有基层中产生的裂缝，再洒布一层橡胶改性沥青防水粘结层11，碎石封层车沿轻破坏区域(右转车道区3)范围内洒布碎石和沥青，第一次，洒布中粒径碎石与嵌缝料，形成中粒径集料碎石层14，洒布中小粒径处橡胶改性沥青粘结层15，第二次洒布小粒径碎石与嵌缝料，形成小粒径集料碎石层16，橡胶改性沥青粘结层在每一层集料加铺后进行洒布，最后，使用钢轮压路机压实整车道。

第三步：针对左转车道区1面层结构性破坏与基层部分破坏，在中破坏区域，集料加铺次数为三次加铺，具体实施步骤为将破坏后基层9破坏处清理完毕，利用碎石封层车在车道破坏范围均匀洒布一层裂缝修复透层油21，修补原有基层中产生的裂缝，再洒布一层橡胶改性沥青防水粘结层11，第一次洒布大粒径碎石与嵌缝料后，形成大粒径集料碎石层12，后洒布大中粒径处橡胶改性沥青粘结层13，第,二次，洒布中粒径碎石与嵌缝料，形成中粒径集料碎石层14，洒布中小粒径处橡胶改性沥青粘结层15，第三次洒布小粒径碎石与嵌缝料，形成小粒径集料碎石层16，橡胶改性沥青粘结层在每一层集料加铺后进行洒布，最后，使用钢轮压路机压实整车道。

第四步：针对直行车道区2面层结构性破坏与基层破坏，在重破坏区域，集料加铺次数为四次加铺，具体实施步骤为将破坏后基层9破坏处清理完毕，利用碎石封层车在车道破坏范围均匀洒布一层裂缝修复透层油21，修补原有基层中产生的裂缝，再洒布一层橡胶改性沥青防水粘结层11，第一次，洒布大粒径碎石与嵌缝料，压实，形成大粒径集料碎石层12，第二次洒布中粒径碎石与嵌缝料，初步形成中粒径集料碎石层14，洒布中小粒径处橡胶改性沥青粘结层15，第三次洒布中粒径碎石与嵌缝料，最终形成中粒径集料碎石层13，洒布中小粒径处橡胶改性沥青粘结层15，第四次洒布小粒径碎石与嵌缝料，形成小粒径集料碎石层16，橡胶改性沥青粘结层在每一层集料加铺后进行洒布，最后，使用钢轮压路机压实整车道。

第五步：使用钢轮压路机将全道面压实后，碎石封层在全道面上洒布一层封层处橡胶改性沥青防水粘结层17，再摊铺面层，摊铺时，从两边往中间摊铺，面层为主要橡胶改性沥青面层18，特征为沥青种类为橡胶改性沥青。

第六步：用钢轮压路机压实全道面。

第七步：乳化沥青稀浆耐磨封层19铺筑，其面层处置为稀浆封层的施工特征为，依据施工路幅宽度调整好摊铺槽的宽度，以降低纵向接缝量，并确保接缝位于车道线；矿料要均匀一致，调整摊铺槽和对准控制线，确保原路面、摊铺槽周边相互贴紧；

乳化沥青、水、填料、添加剂和矿料等的拌和需要依据生产标准和质量规范要求进行，如果矿料含水量、乳化沥青蒸发残留物的含量等发生变化，则应及时重新设定和调整摊铺机，确保其配合比符合要求后方可施工；

摊铺槽中流入稀浆混合料后，应在摊铺槽宽度范围内均匀分摊，当混合料体积为2/3左右的摊铺槽容积时，摊铺机速度应为1.5-3.0km/h，应确保摊铺量和搅拌量一致，稀浆封层路面交通快开放时，摊铺槽中混合料体积和其容积的比例应为1/2，但慢开放型稀浆封层的比例应在1/2-2/3之间；

对于稀浆混合料的摊铺及其铺后存在的局部缺陷，应用橡胶耙及时平整；摊铺过程中，对于纵向接缝应重叠1-2cm，并及时人工修整。横向接缝应用油毛毡铺于重叠部位，摊铺机过后再人工修整；需要尽快开放交通路段的摊铺施工，应在摊铺路面撒一层薄砂进行路面保护，但应在破乳之后撒砂，不能急转弯和急刹车，并在开放前禁止行人和车辆通行。

第八步：修复后效果

修复后效果如图7所示，重破坏区域：直行车道区2为大粒径集料碎石层12、中粒径集料碎石层14、小粒径集料碎石层16、橡胶改性沥青面层18、乳化沥青稀浆耐磨封层19，中破坏区域：左转车辆区1为部分大粒径集料碎石层12、中粒径集料碎石层14、小粒径集料碎石层16、橡胶改性沥青面层18、乳化沥青稀浆耐磨封层19，轻破坏区域：右转车辆区3为中粒径集料碎石层14、小粒径集料碎石层16、橡胶改性沥青面层18、乳化沥青稀浆耐磨封层19，橡胶改性沥青粘结层在每一层集料加铺后进行洒布。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，实际工程中可重点针对其中某一破坏区进行单独施工，因此本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构，其特征在于，从下到上依次包括原有破坏基层、橡胶改性沥青封层、橡胶改性沥青面层以及乳化沥青稀浆耐磨封层；为根据同一断面，不同车道位置破坏程度，划分为重破坏区域、中破坏区域和轻破坏区域，并进行分区域修复；进行橡胶改性沥青封层基层铺筑和橡胶改性沥青面层铺筑；进行乳化沥青稀浆耐磨封层铺筑；其中，根据不同车道车流量的大小以及车辆停驻时间的长短，重破坏区域为直行车道区、中破坏区域为左转车辆区、轻破坏区域为右转车辆区；

其中，所述原有破坏基层由下至上依次包括破坏基层、橡胶改性沥青透层油层；所述橡胶改性沥青封层包括橡胶改性沥青防水粘结层、橡胶改性沥青碎石层和嵌缝料层。

2.根据权利要求1所述的基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)划分施工区域

根据同一断面，不同车道位置破坏程度，将路面划分为重破坏区域、中破坏区域以及轻破坏区域，根据不同车道车流量的大小以及车辆停驻时间的长短，进行分区域施工，重破坏区域为直行车道区、中破坏区域为左转车辆区、轻破坏区域为右转车辆区；

(2)分区域施工

(2.1)将原有破坏基层清理完毕，均匀洒布一层橡胶改性沥青，作为橡胶改性沥青透层油层，再洒布一层橡胶改性沥青作为橡胶改性沥青防水粘结层；

(2.2)于右转车道铺设结构

于右转车道依次撒布中粒径碎石、碎石嵌缝料、橡胶改性沥青粘结层、小粒径碎石、碎石嵌缝料以及橡胶改性沥青粘结层，并压实；

(2.3)于左转车道铺设结构

于左转车道依次撒布大粒径碎石、碎石嵌缝料、橡胶改性沥青粘结层、中粒径碎石、碎石嵌缝料、橡胶改性沥青粘结层、小粒径碎石、碎石嵌缝料以及橡胶改性沥青粘结层，并压实；

(2.4)于直行车道铺设结构

于直行车道铺设钢筋网，先洒布大粒径碎石与碎石嵌缝料并压实后洒布橡胶改性沥青粘结层；

连续两次洒布中粒径碎石与碎石嵌缝料，以及橡胶改性沥青粘结层；

继续洒布小粒径碎石与碎石嵌缝料，再橡胶改性沥青粘结层，压实；

(3)铺设橡胶改性沥青面层

将全道面压实后，碎石封层并在全道面上洒布一层橡胶改性沥青作为粘结层，再摊铺橡胶改性沥青面层；

(4)面层铺筑完成后，压实全道面。

3.根据权利要求2所述的基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构的施工方法，其特征在于，所述划分施工区域的方法具体包括：在各车道上进行钻芯取样，采用观察法观察样芯破坏程度，轻破坏区域主要为面层结构性破坏；中破坏区域主要为面层结构性破坏以及少量的基层结构性破坏，重破坏区域主要为基层结构性破坏。

4.根据权利要求2所述的一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构的施工方法，其特征在于，所述橡胶改性沥青面层的成分包括橡胶改性沥青与改性剂，所述改性剂包括橡胶颗粒和抗车辙剂。

5.根据权利要求2所述的一种基于异步封层技术的橡胶改性沥青路面修复结构的施工方法，其特征在于，还包括乳化沥青稀浆耐磨封层的铺筑，具体包括以下步骤：依据施工路幅宽度调整好摊铺槽的宽度，以降低纵向接缝量，并确保接缝位于车道线；矿料要均匀一致，调整摊铺槽和对准控制线，确保原路面、摊铺槽周边相互贴紧；

乳化沥青、水、填料、添加剂和矿料等的拌和需要依据生产标准和质量规范要求进行，如果矿料含水量、乳化沥青蒸发残留物的含量等发生变化，则应及时重新设定和调整摊铺机，确保其配合比符合要求后方可施工；

摊铺槽中流入稀浆混合料后，应在摊铺槽宽度范围内均匀分摊，当混合料体积为2/3左右的摊铺槽容积时，摊铺机速度应为1.5-3.0km/h，应确保摊铺量和搅拌量一致，稀浆封层路面交通快开放时，摊铺槽中混合料体积和其容积的比例应为1/2，但慢开放型稀浆封层的比例应在1/2-2/3之间；

对于稀浆混合料的摊铺及其铺后存在的局部缺陷，应用橡胶耙及时平整；摊铺过程中，对于纵向接缝应重叠1-2cm，并及时人工修整。横向接缝应用油毛毡铺于重叠部位，摊铺机过后再人工修整；需要尽快开放交通路段的摊铺施工，应在摊铺路面撒一层薄砂进行路面保护，但应在破乳之后撒砂，不能急转弯和急刹车，并在开放前禁止行人和车辆通行。

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