CN113897835B - 一种灌注式自明亮沥青路面上面层、其制备工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灌注式自明亮沥青路面上面层、其制备工艺及其应用,包括密级配沥青混合料层、设置在所述密级配沥青混合料层上的黏结层、设置在所述黏结层上的多孔沥青混合料层以及填充在所述多孔沥青混合料层孔内的自明亮灌浆料;所述自明亮灌浆料包括环氧树脂、增韧剂、固化剂、自明亮发光粉和防沉淀助剂,按重量份数计,每100份所述环氧树脂需要15~21份所述固化剂、12~18份所述增韧剂、3~5份所述防沉淀助剂和11~17份所述自明亮发光粉。本发明自明亮效果好,持续时间长,路用性能优良。
Description
技术领域
本发明属于路面工程领域,具体涉及一种灌注式自明亮沥青路面上面层、其制备工艺及其应用。
背景技术
城市道路作为城市的脉络和骨架,是城市空间环境的重要组成部分和居民生产生活必不可少的公共基础设施。近年来,随着城市化建设速度的加快,城市规模不断扩大,城市道路交通也迎来了迅速的发展期,但随之带来一系列不可避免的问题:
一是城市道路交通规模的不断扩大伴随着机动车数量和道路里程的持续增长,致使夜间交通流量也越来越大,对城市道路照明设施的需求也越来越大。目前城市道路夜间照明设施主要采取修筑路灯的方式,而大规模修筑路灯不仅会带来成本上的增加,还会造成能源上的浪费。根据数据显示,全国现有1亿盏城市路照明路灯,占全国耗电总量的10%。其相当三峡一年的发电总量,达照明耗电30%,比大亚湾核电站年发电量7倍之多,每年大约浪费的电能占35%。
二是近年来随着我国城市亮化工程的兴起,城市道路亮度不断攀升,城市道路照明功能性为主景观性为辅的特点被逐渐忽视,许多地方城建部门片面追求道路照明的高亮度和观赏性,造成严重的光污染,对机动车驾驶人员的视觉作业造成严重影响,高亮度的道路照明会造成严重的眩光问题,使机动车驾驶人员在短时间内视觉丧失,从而引发交通事故。城市道路照明在节能环保方面的推广仍然面临诸多障碍,城市道路照明和景观照明之间缺乏协调机制,是当前我国城市照明面临的主要问题。
三是随着经济社会的发展和人民生活水平的提高,人们对于城市道路交通提出了多元化的功能要求,城市道路除了要满足人们基本的通行需求外,也要满足人们在视觉和精神上的追求。城市道路作为一个城市形象和环境的象征,良好的城市道路景观建设不仅能够美化城市道路环境,提升城市居民的生活满意度,而且在彰显城市魅力、展现城市风貌方面具有重要意义。
目前,路面的自明亮现象主要通过以下几种方式实现:一种是制备自明亮涂层;一种是制备自明亮混凝土,将长余辉自明亮材料与沥青或水泥混凝土相结合实现路面自明亮;一种是采用人造夜光石撒铺路面的铺设方式实现路面自明亮。这几种实现路面自明亮的方式都存在着各自的局限性,在混凝土中掺入长余辉自明亮材料的方式,由于自明亮材料自身性状的特殊性,在与沥青混合料拌和使用时,自明亮材料会被沥青材料大范围掩盖遮蔽,从而大大降低了自明亮效果;采用水泥无机材料作为自明亮材料实现自明亮载体,适用材料范围较为单一;自明亮涂层虽然有较高的施工性能,但其破坏了原路面的构造深度,降低了路面的抗滑性能,并且由于自明亮涂层与外界自然环境直接接触,容易被车轮带走剥落,后期耐磨性能和自明亮效果都会显著降低;对于夜光石自明亮路面,其撒布路表面的铺设方法容易在行车时产生噪声,并且路面的高温稳定性和低温抗裂性都会受到影响。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种灌注式自明亮沥青路面上面层、其制备工艺及其应用,自明亮效果好,持续时间长,路用性能优良。
为了解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种灌注式自明亮沥青路面上面层,包括密级配沥青混合料层、设置在所述密级配沥青混合料层上的黏结层、设置在所述黏结层上的多孔沥青混合料层以及填充在所述多孔沥青混合料层孔内的自明亮灌浆料;
所述自明亮灌浆料包括环氧树脂、增韧剂、固化剂、自明亮发光粉和防沉淀助剂,按重量份数计,每100份所述环氧树脂需要15~21份所述固化剂、12~18份所述增韧剂、3~5份所述防沉淀助剂和11~17份所述自明亮发光粉。
进一步地,所述环氧树脂采用双酚A二缩水甘油醚E51型环氧树脂或E44型环氧树脂;所述增韧剂采用邻苯二甲酸二丁酯增韧剂或环氧树脂活性增韧剂2246。
进一步地,所述固化剂采用593固化剂或聚醚胺类D-230固化剂;所述防沉淀助剂采用BYK-410液体流变助剂。
进一步地,所述自明亮发光粉采用长余辉材料。
进一步地,所述密级配沥青混合料层的厚度为30mm~40mm;所述多孔沥青混合料层的厚度为20mm~30mm。
进一步地,所述密级配沥青混合料层包括粗集料、细集料、矿粉和基质沥青;
所述多孔沥青混合料层包括粗集料、细集料、矿粉、高黏改性沥青和纤维稳定剂,所述多孔沥青混合料层的孔隙率为22%~26%;
所述黏结层为环氧树脂胶结料或环氧沥青。
进一步地,所述密级配沥青混合料层中的粗集料和细集料均为闪长岩或石灰岩;所述多孔沥青混合料层中的粗集料和细集料均为玄武岩或辉绿岩;所述矿粉为石灰岩矿粉;所述纤维稳定剂为木质素纤维。
一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1:将所述密级配沥青混合料层铺设在沥青路面中面层上;
步骤2:将所述黏结层铺设在所述密级配沥青混合料层上;
步骤3:将所述多孔沥青混合料层铺设在所述黏结层上;
步骤4:将所述自明亮灌浆料灌注在所述多孔沥青混合料层孔内。
进一步地,所述自明亮灌浆料的制备方法为:
先将所述增韧剂加入所述环氧树脂中,搅拌混合均匀,得到混合物A;然后将所述固化剂加入所述混合物A中,搅拌混合均匀得到环氧树脂胶粘剂;然后将所述防沉淀助剂加入所述环氧树脂胶粘剂中,得到混合物B;然后将所述自明亮发光粉加入所述环氧树脂胶粘剂中,搅拌混合均匀得到所述自明亮灌浆料。
一种沥青路面,包括所述的一种灌注式自明亮沥青路面上面层。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:本发明提供的一种灌注式自明亮沥青路面上面层,设计了复合面层结构,也就是说,将多孔沥青混合料层利用黏结层黏结在密级配沥青混合料层上,密级配沥青混合料层防止自明亮灌浆料下渗,多孔沥青混合料层的孔隙提供了自明亮灌浆料的容纳空间,将自明亮灌浆料填充在多孔沥青混合料层孔内,按重量份数计,每100份环氧树脂需要15~21份固化剂、12~18份增韧剂、3~5份防沉淀助剂和11~17份自明亮发光粉,选择上述组分并按照上述比例拌合而成的自明亮灌浆料具有黏度小、渗透性强、流动度大、力学性能优异以及适宜常温常压下进行灌注特点,便于向多孔沥青混合料层灌注;同时,拌合而成的自明亮灌浆料在大空隙多孔沥青混合料层中形成互穿网状结构,不破坏原路面的构造深度,使得原路面的抗滑性能得以保持,且自明亮灌浆料与外界自然环境不能直接接触,因此避免了被车轮带走剥落的问题,其耐磨性能和自明亮效果得到了显著提高,具有良好的路用性能。另外,自明亮发光粉在环氧树脂固化体系中能够很好的被包裹,防止了发光粉遭受雨水、轮胎磨耗等外界因素的影响,充分发挥自明亮效果和路用性能。防沉淀助剂在环氧树脂固化体系中建立三维结构,从而防止自明亮发光粉在环氧树脂固化体系中的沉淀现象,使得制备而成的自明亮灌浆料在灌注完成后能够充分发挥自明亮效果。本发明的灌注式自明亮沥青路面上面层,既能保证良好的发光效果,又具有优异的路用性能,应用到城市道路交通建设当中,对于实现城市道路照明节能降耗,提高驾驶员行车安全性和舒适性有着重要价值,对于改善城市道路景观和提升城市形象有着重要意义。同时,该灌注式自明亮沥青路面上面层很好的弥补了现有自明亮路面在造价成本高,发光性能不佳以及铺筑形式单一等方面的不足。灌注式自明亮沥青路面上面层作为一种新型的自明亮路面,采用特殊的配合比设计和工艺,将自明亮发光粉和环氧树脂相结合,在大空隙多孔沥青混合料层中灌注成型,既保持了自明亮发光粉良好的发光效果,又具于优良的路用性能,弥补了现有自明亮路面的不足,是一种理想的城市道路功能性路面。本发明采用特定的配合比配置而成的自明亮灌浆料,兼具良好的力学性能和灌注效果;采用复合面层结构,使得灌注而成的自明亮沥青路面上面层在考虑经济性的同时,具有优异的发光效果和路用性能。
进一步地,多孔沥青混合料层采用大空隙沥青混合料,保证了自明亮灌浆料能够充分灌入,保证了灌浆料充分灌入多孔沥青混合料层,不会在灌注过程中发生固化现象和灌浆料粘度过大而无法灌入的现象,自明亮灌浆料在灌注到一定深度后,其自明亮效果将不再增大,多孔沥青混合料层采用20mm~30mm的铺装厚度保证了自明亮灌浆料在发挥自明亮效果的同时而不造成材料的浪费。
进一步地,环氧树脂采用双酚A二缩水甘油醚E51型环氧树脂或E44型环氧树脂,这类型环氧树脂原料易得、产量最大、粘结性能强、耐腐蚀性能较好,具有优越的机械性能和化学稳定性,同时,其固化物具有很高的力学强度,且固化物呈无色透明状,透光性好,易于长余辉发光粉进行激发光过程,发挥优良的余晖性能。
进一步地,增韧剂采用邻苯二甲酸二丁酯增韧剂或环氧树脂活性增韧剂2246,该增韧剂常温环境下为无色透明液体,具有较低的粘度,操作简便,利于进行灌注,同时,该增韧剂加入环氧树脂中,可显著增加固化物的柔韧性,大幅提高固化物的力学强度。
进一步地,固化剂采用593固化剂或聚醚胺类D-230固化剂,该固化剂常温环境下为无色透明液体,粘度较低,易于灌注,具有优良的化学稳定性,能够在常温常压下进行固化反应,操作简便,同时,该固化剂与环氧树脂固化后的产物为无色透明固体,透光性好,易于长余辉发光粉进行激发光过程,发挥优良的余晖性能。
进一步地,防沉淀助剂采用BYK-410液体流变助剂,加入环氧树脂固化物体系后,会建立三维结构,具有优良的防止沉降效果,从而防止长余辉发光粉在环氧树脂固化物体系中产生沉淀现象,发挥良好的余晖性能。
进一步地,自明亮发光粉采用长余辉材料,发光强度大、余晖时间长、化学性质稳定,只需通过15分钟吸收存储自然光、机动车辆及各类灯光光能,就可以作为夜间或无光环境下的发光源,余晖时长为300-480分钟。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案,下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
作为本发明的某一具体实施方式,一种灌注式自明亮沥青路面上面层,包括密级配沥青混合料层、设置在所述密级配沥青混合料层上的黏结层、设置在黏结层上的多孔沥青混合料层以及填充在多孔沥青混合料层孔内的自明亮灌浆料。
密级配沥青混合料层包括粗集料、细集料、矿粉和基质沥青,密级配沥青混合料层的厚度为30mm~40mm,密级配沥青混合料层的最大公称粒径为13.2mm或16mm,记作AC-13或AC-16。密级配沥青混合料层中的粗集料和细集料均为闪长岩或石灰岩。基质沥青针入度(25℃,100g,5s)在60-80(0.1mm),软化点不小于45,10℃延度不小于15cm,15℃延度不小于40cm,闪点不小于260℃。
多孔沥青混合料层包括粗集料、细集料、矿粉、高黏改性沥青和纤维稳定剂,多孔沥青混合料层的厚度为20mm~30mm,多孔沥青混合料层的最大公称粒径为4.75mm或9.5mm,记作PAC-8或PAC-10,多孔沥青混合料层的孔隙率为22%~26%。多孔沥青混合料层中的粗集料和细集料均为玄武岩或辉绿岩。高黏改性沥青对集料有耐久的握裹力、较高的黏着力、较强的抗剥落性,并且能以较厚的薄膜包裹骨料,从而保证沥青混合料具有优良的路用性能,高黏改性沥青针入度(25℃,100g,5s)不小于40(0.1mm),软化点不小于80℃,延度(5℃,5cm/min)不小于30cm,动力黏度(60℃)不小于50000Pa·s,黏韧性(25℃)不小于25N·m,韧性(25℃)不小于20N·s。纤维稳定剂为木质素纤维,纤维长度不大于6mm,灰分含量处于18±5%范围内,吸油率不大于纤维质量的5倍,具有良好的韧性、分散性和化学稳定性,吸水能力强,有优异的增稠抗裂性能,提高生产的稳定性和施工和易性。
其中,粗集料和细集料按照现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)设计级配进行设计,级配适用于普通密级配沥青混合料、多孔沥青混合料,粗集料的粒径为2.36mm~16mm,细集料的粒径为0.075mm~2.36mm。矿粉为石灰岩矿粉,视密度不小于2.5t/m3,含水率不大于1%,能够提高沥青与集料间的黏附性,增加沥青膜厚度,从而提高沥青混合料的耐老化性能。
黏结层的厚度为2mm~3mm,黏结层为环氧树脂胶结料或环氧沥青,其中,环氧树脂胶结料是由环氧树脂、固化剂和增韧剂混合而制成;环氧沥青是由环氧树脂、固化剂和基质沥青通过化学改性所得的混合物。
本发明实施方式中,自明亮灌浆料包括环氧树脂、增韧剂、固化剂、自明亮发光粉和防沉淀助剂,按重量份数计,每100份环氧树脂需要15~21份固化剂、12~18份增韧剂、3~5份防沉淀助剂和11~17份自明亮发光粉。
优选的,环氧树脂采用双酚A二缩水甘油醚E51型环氧树脂或E44型环氧树脂,这类型环氧树脂原料易得、产量最大、粘结性能强、耐腐蚀性能较好,具有优越的机械性能和化学稳定性,同时,其固化物具有很高的力学强度,且固化物呈无色透明状,透光性好,易于长余辉发光粉进行激发光过程,发挥优良的余晖性能。
优选的,增韧剂采用邻苯二甲酸二丁酯增韧剂或环氧树脂活性增韧剂2246,该增韧剂常温环境下为无色透明液体,具有较低的粘度,操作简便,利于进行灌注,同时,该增韧剂加入环氧树脂中,可显著增加固化物的柔韧性,大幅提高固化物的力学强度。
优选的,固化剂采用593固化剂或聚醚胺类D-230固化剂,该固化剂常温环境下为无色透明液体,粘度较低,易于灌注,具有优良的化学稳定性,能够在常温常压下进行固化反应,操作简便,同时,该固化剂与环氧树脂固化后的产物为无色透明固体,透光性好,易于长余辉发光粉进行激发光过程,发挥优良的余晖性能。
优选的,防沉淀助剂采用BYK-410液体流变助剂,加入环氧树脂固化物体系后,会建立三维结构,具有优良的防止沉降效果,从而防止长余辉发光粉在环氧树脂固化物体系中产生沉淀现象,发挥良好的余晖性能。
优选的,自明亮发光粉目数为100-200目,自明亮发光粉采用长余辉材料,发光强度大、余晖时间长、化学性质稳定,只需通过15分钟吸收存储自然光、机动车辆及各类灯光光能,就可以作为夜间或无光环境下的发光源,余晖时长为300-480分钟。
一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1:将密级配沥青混合料层铺设在沥青路面中面层上;优选的,密级配沥青混合料层为AC-13或AC-16,其厚度为30mm~40mm。
步骤2:将黏结层铺设在密级配沥青混合料层上;优选的,待密级配沥青混合料层冷却48-72h后,采用人工均匀涂覆环氧树脂胶结剂或环氧沥青,黏结层涂覆厚度为2~3mm。
步骤3:将多孔沥青混合料层铺设在黏结层上;优选的,黏结层涂覆1h内铺设多孔沥青混合料层,多孔沥青混合料层为PAC-8或PAC-10,其厚度为20mm~30mm。
步骤4:将自明亮灌浆料灌注在多孔沥青混合料层孔内,优选的,在将自明亮灌浆料灌注在多孔沥青混合料层孔内之前,还包括:
将多孔沥青混合料层四周封堵,封堵高度高于灌浆面高度2cm;
进行预灌浆试验,制备空隙率为22%、24%、26%的马歇尔试件,测量其连通空隙率、灌浆前马歇尔试件质量以及理论灌浆质量,将自明亮灌浆料在可操作时间15min-40min内分别灌入不同空隙的马歇尔试件中,灌注时采用空压机进行辅助灌注,灌注后刮去表面多余浆液露出一定构造深度,并测灌浆后马歇尔试件质量,从而得到实际灌浆质量,为后续灌注步骤提供借鉴。
本发明中,自明亮灌浆料的制备方法为:
先将增韧剂加入环氧树脂中,搅拌混合均匀,得到混合物A,搅拌温度为20℃~30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min;然后将固化剂加入混合物A中,搅拌混合均匀得到环氧树脂胶粘剂,搅拌温度为20℃-30℃,搅拌转速为2000r/min,搅拌时间为3min;然后将防沉淀助剂加入环氧树脂胶粘剂中,得到混合物B,搅拌温度为20℃-30℃,搅拌转速为2000r/min,搅拌时间为3min;然后将自明亮发光粉加入环氧树脂胶粘剂中,搅拌混合均匀得到自明亮灌浆料,加入过程的时间为3-5min,采用乳化剪切机进行搅拌,搅拌温度为20℃-30℃,搅拌转速为4000r/min,搅拌时间为5min。
在本发明限定的温度、限定的搅拌时间和限定的搅拌速度条件下制备环氧树脂与增韧剂的混合物,充分满足环氧树脂路用性能的要求,并且保证了操作的可行性,为自明亮灌浆料的制备提供了稳定的基础;在限定的温度、限定的搅拌时间和限定的搅拌速度条件下将固化剂按照限定的比例加入环氧树脂与增韧剂的混合物中制备环氧树脂胶粘剂,保证了胶粘剂具有较低的黏度,且性能稳定,可操作性强;在限定的温度、限定的搅拌时间和限定的搅拌速度条件下将防沉淀助剂加入环氧树脂胶粘剂中,保证在自明亮发光粉加入后不发生沉淀现象;在限定的温度、限定的搅拌时间和限定的搅拌速度条件下制备自明亮灌浆料,保证了灌浆料具有良好的灌注效果、发光性能和力学性能。
母体沥青混合料(即密级配沥青混合料层、设置在密级配沥青混合料层上的黏结层、设置在黏结层上的多孔沥青混合料层)采用复合面层结构,保证了灌浆料充分发挥发光性能的同时而不造成材料的浪费;灌注过程中控制可操作时间和灌注粘度,保证了灌浆料充分灌入母体沥青混合料,不会在灌注过程中发生固化现象和灌浆料粘度过大而无法灌入的现象。同时为了防止材料的浪费以及对后续路用性能试件的成型灌浆料具有指导,在进行灌浆前采取预灌浆实验,分析估算试件的灌浆质量,考虑到母体沥青混合料的空隙率较大,但能灌入浆料的只有一端与外界连通的空隙,完全封闭的空隙则无法灌入,所以即使母体材料设计空隙率相同,其连通空隙率也有可能不同,因此以母体材料的连通空隙率作为依据,计算需要的灌浆质量。采用本发明方法制备的灌注式自明亮沥青路面上面层具备良好的发光自明亮和路用性能,满足使用要求。
一种沥青路面,包括本发明的灌注式自明亮沥青路面上面层。本发明一种既能保持良好自明亮效果,又兼具优良路用性能的自明亮沥青路面,应用到城市道路交通建设当中,对于实现城市道路照明节能降耗,提高驾驶员行车安全性和舒适性有着重要价值,对于改善城市道路景观和提升城市形象有着重要意义。灌注式自明亮沥青路面作为一种新型的自明亮路面结构,采用特殊的配合比设计方法和工艺流程,将长余辉明亮材料和环氧树脂相结合,然后选择合适的灌浆粘度灌入大孔隙母体沥青混合料当中灌注成型,既保持了长余辉材料良好的自明亮效果,又具有优良的路用性能,弥补了现有自明亮路面的不足,是一种理想的城市道路功能性路面。
实施例1
一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1:基质沥青、粗集料(公称粒径2.36mm-16mm)、细集料(公称粒径为0.075mm~2.36mm)、石灰岩矿粉按照现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)进行密集配沥青混合料配合比设计,车辙板试模尺寸为300mm×300mm×30mm;级配设计如下表所示。
粒径(mm) | 19 | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.75 |
通过率(%) | 100 | 99.61 | 96.54 | 81.31 | 55.58 | 32.31 | 22.03 | 17.34 | 11.64 | 8.79 | 7.08 |
步骤2:待密集配沥青混合料车辙板试件冷却之后,均匀涂覆环氧树脂胶粘剂30g;
步骤3:将密集配沥青混合料试件装入300mm×300mm×50mm的车辙板试模中,采用高黏改性沥青、粗集料(公称粒径2.36mm-16mm)、细集料(公称粒径为0.075mm~2.36mm)、石灰岩矿粉和木质素纤维按照现行规范《排水沥青路面设计与施工技术规范》(JTG/T3350-03—2020)进行多孔沥青混合料配合比设计,制作上层厚度为20mm的多孔沥青混合料车辙板试件;级配设计下表所示。
粒径(mm) | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.75 |
通过率(%) | 100 | 100 | 97.8 | 17.0 | 10.2 | 8.9 | 7.1 | 5.6 | 5.3 | 4.9 |
步骤4:使用胶带将多孔沥青混合料试件四周封住,留一个灌浆面进行灌浆;
步骤5:根据特定比例按重量百分比称取环氧树脂和增韧剂,增韧剂掺量为环氧树脂质量的15%,将增韧剂加入环氧树脂中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min,得到混合物A;根据特定比例按重量百分比称取固化剂,固化剂掺量为环氧树脂质量的18%,将固化剂加入环氧树脂与增韧剂的混合物A中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为2000r/min,搅拌时间为3min,得到环氧树脂胶粘剂;根据特定比例按重量百分比称取防沉淀助剂,防沉淀助剂掺量为环氧树脂质量的4%,将防沉淀助剂加入环氧树脂胶粘剂中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min,得到混合物B;根据特定比例按重量百分比称取自明亮发光粉,自明亮发光粉质量为环氧树脂质量的14%,将自明亮发光粉加入混合物B中,加入过程时间为3-5min,加入过程保持持续搅拌,通过乳化剪切机进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为4000r/min,搅拌时间为5min,得到自明亮灌浆料;
步骤6,进行预灌浆试验,制备空隙率为26%的马歇尔试件,测量其连通空隙率、灌浆前马歇尔试件质量以及理论灌浆质量,在室温下将自明亮灌浆料在可操作时间15min-40min内灌入马歇尔试件中,刮去表面多余浆液并测灌浆后马歇尔试件质量,从而得到实际灌浆质量,各指标如下表所示:
根据试验结果可以得出:在灌注空隙率为26%的马歇尔试件的时候,自明亮灌浆料在每个马歇尔试件当中的实际灌浆质量在140g左右,为后续车辙板试件的自明亮灌浆料的灌注提供了借鉴,从而保证材料不被浪费。
步骤7,根据步骤6所得的试验结果计算适当的自明亮灌浆料质量,并在室温下将自明亮灌浆料灌入多孔沥青混合料层当中,可操作时间为15min-40min;灌注时采用空压机进行辅助灌注,空压机施加压力在0.7MPa左右,施加压力时应将压头垂直对准操作界面,并放置在操作界面向上20厘米处;
步骤8,灌注完成后,刮去表面多余浆液,露出一定构造深度,得到灌注式自明亮沥青路面上面层。
实施例2
一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1:基质沥青、粗集料(公称粒径2.36mm-16mm)、细集料(公称粒径为0.075mm~2.36mm)、石灰岩矿粉按照现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)进行密集配沥青混合料配合比设计,车辙板试模尺寸为300mm×300mm×30mm;级配设计如下表所示。
粒径(mm) | 19 | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.75 |
通过率(%) | 100 | 99.61 | 96.54 | 81.31 | 55.58 | 32.31 | 22.03 | 17.34 | 11.64 | 8.79 | 7.08 |
步骤2:待密集配沥青混合料车辙板试件冷却之后,均匀涂覆环氧树脂胶粘剂或环氧沥青;
步骤3:将密集配沥青混合料试件装入300mm×300mm×50mm的车辙板试模中,采用高黏改性沥青、粗集料(公称粒径2.36mm-16mm)、细集料(公称粒径为0.075mm~2.36mm)、石灰岩矿粉和木质素纤维按照现行规范《排水沥青路面设计与施工技术规范》(JTG/T3350-03—2020)进行多孔沥青混合料配合比设计,制作上层厚度为20mm的多孔沥青混合料车辙板试件;级配设计如下表所示。
粒径(mm) | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.75 |
通过率(%) | 100 | 100 | 97.8 | 19.7 | 12.6 | 10.5 | 7.5 | 5.1 | 4.7 | 4.1 |
步骤4:使用胶带将多孔沥青混合料试件四周封住,留一个灌浆面进行灌浆;
步骤5:根据特定比例按重量百分比称取环氧树脂和增韧剂,增韧剂掺量为环氧树脂质量的12%,将增韧剂加入环氧树脂中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min,得到混合物A;根据特定比例按重量百分比称取固化剂,固化剂掺量为环氧树脂质量的15%,将固化剂加入环氧树脂与增韧剂的混合物A中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为2000r/min,搅拌时间为3min,得到环氧树脂胶粘剂;根据特定比例按重量百分比称取防沉淀助剂,防沉淀助剂掺量为环氧树脂质量的3%,将防沉淀助剂加入环氧树脂胶粘剂中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min,得到混合物B;根据特定比例按重量百分比称取自明亮发光粉,自明亮发光粉质量为环氧树脂质量的11%,将自明亮发光粉加入混合物B中,加入过程时间为3-5min,加入过程保持持续搅拌,通过乳化剪切机进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为4000r/min,搅拌时间为5min,得到自明亮灌浆料;
步骤6,进行预灌浆试验,制备空隙率为24%的马歇尔试件,测量其连通空隙率、灌浆前马歇尔试件质量以及理论灌浆质量,在室温下将环氧树脂灌浆料在可操作时间15min-40min内灌入马歇尔试件中,刮去表面多余浆液并测灌浆后马歇尔试件质量,从而得到实际灌浆质量,各指标如下表所示:
根据试验结果可以得出:在灌注空隙率为26%的马歇尔试件的时候,自明亮灌浆料在每个马歇尔试件当中的实际灌浆质量在140g左右,为后续车辙板试件的自明亮灌浆料的灌注提供了借鉴,从而保证材料不被浪费。
步骤7,根据步骤6所得的试验结果计算适当的自明亮灌浆料质量,在室温下将自明亮灌浆料灌入多孔沥青混合料层当中,可操作时间为15min-40min;灌注时采用空压机进行辅助灌注,空压机施加压力在0.7MPa左右,施加压力时应将压头垂直对准操作界面,并放置在操作界面向上20厘米处;
步骤8,灌注完成后,刮去表面多余浆液,露出一定构造深度,得到灌注式自明亮沥青路面上面层。
实施例3
一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,包括以下步骤:
步骤1:基质沥青、粗集料(公称粒径2.36mm-16mm)、细集料(公称粒径为0.075mm~2.36mm)、石灰岩矿粉按照现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)进行密集配沥青混合料配合比设计,车辙板试模尺寸为300mm×300mm×30mm;级配设计如下表所示。
粒径(mm) | 19 | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.75 |
通过率(%) | 100 | 99.61 | 96.54 | 81.31 | 55.58 | 32.31 | 22.03 | 17.34 | 11.64 | 8.79 | 7.08 |
步骤2:待密集配沥青混合料车辙板试件冷却之后,均匀涂覆环氧树脂胶粘剂或环氧沥青;
步骤3:将密集配沥青混合料试件装入300mm×300mm×50mm的车辙板试模中,采用高黏改性沥青、粗集料(公称粒径2.36mm-16mm)、细集料(公称粒径为0.075mm~2.36mm)、石灰岩矿粉、木质素纤维按照现行规范《排水沥青路面设计与施工技术规范》(JTG/T3350-03—2020)进行多孔沥青混合料配合比设计,制作上层厚度为20mm的多孔沥青混合料车辙板试件;级配设计如下表所示。
粒径(mm) | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.75 |
通过率(%) | 100 | 100 | 97.9 | 21.6 | 14.2 | 11.8 | 8.2 | 5.4 | 4.8 | 4.2 |
步骤4:使用胶带将多孔沥青混合料试件四周封住,留一个灌浆面进行灌浆;
步骤5:根据特定比例按重量百分比称取环氧树脂和增韧剂,增韧剂掺量为环氧树脂质量的18%,将增韧剂加入环氧树脂中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min,得到混合物A;根据特定比例按重量百分比称取固化剂,固化剂掺量为环氧树脂质量的21%,将固化剂加入环氧树脂与增韧剂的混合物A中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为2000r/min,搅拌时间为3min,得到环氧树脂胶粘剂;根据特定比例按重量百分比称取防沉淀助剂,防沉淀助剂掺量为环氧树脂质量的5%,将防沉淀助剂加入环氧树脂胶粘剂中,加入过程保持持续搅拌,通过搅拌器进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为1500r/min,搅拌时间为3min,得到混合物B;根据特定比例按重量百分比称取自明亮发光粉,自明亮发光粉质量为环氧树脂质量的17%,将自明亮发光粉加入混合物B中,加入过程时间为3-5min,加入过程保持持续搅拌,通过乳化剪切机进行搅拌,搅拌时温度保持20℃-30℃,搅拌转速为4000r/min,搅拌时间为5min,得到自明亮灌浆料;
步骤6,进行预灌浆试验,制备空隙率为22%的马歇尔试件,测量其连通空隙率、灌浆前马歇尔试件质量以及理论灌浆质量,在室温下将环氧树脂灌浆料在可操作时间15min-40min,内灌入马歇尔试件中,刮去表面多余浆液并测灌浆后马歇尔试件质量,从而得到实际灌浆质量,各指标如下表所示:
根据试验结果可以得出:在灌注空隙率为26%的马歇尔试件的时候,自明亮灌浆料在每个马歇尔试件当中的实际灌浆质量在140g左右,为后续车辙板试件的自明亮灌浆料的灌注提供了借鉴,从而保证材料不被浪费。
步骤7,根据步骤6所得的试验结果计算适当的自明亮灌浆料质量,并在室温下将自明亮灌浆料灌入多孔沥青混合料层当中,可操作时间为15min-40min;灌注时采用空压机进行辅助灌注,空压机施加压力在0.7MPa左右,施加压力时应将压头垂直对准操作界面,并放置在操作界面向上20厘米处;
步骤8,灌注完成后,刮去表面多余浆液,露出一定构造深度,得到灌注式自明亮沥青路面上面层。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种灌注式自明亮沥青路面上面层,其特征在于,包括密级配沥青混合料层、设置在所述密级配沥青混合料层上的黏结层、设置在所述黏结层上的多孔沥青混合料层以及填充在所述多孔沥青混合料层孔内的自明亮灌浆料;
所述自明亮灌浆料包括环氧树脂、增韧剂、固化剂、自明亮发光粉和防沉淀助剂,按重量份数计,每100份所述环氧树脂需要15~21份所述固化剂、12~18份所述增韧剂、3~5份所述防沉淀助剂和11~17份所述自明亮发光粉;所述自明亮发光粉采用长余辉材料;所述环氧树脂采用双酚A二缩水甘油醚E51型环氧树脂或E44型环氧树脂;所述增韧剂采用邻苯二甲酸二丁酯增韧剂或环氧树脂活性增韧剂2246;
所述密级配沥青混合料层包括粗集料、细集料、矿粉和基质沥青;
所述多孔沥青混合料层包括粗集料、细集料、矿粉、高黏改性沥青和纤维稳定剂,所述多孔沥青混合料层的孔隙率为22%~26%;
所述黏结层为环氧树脂胶结料或环氧沥青;
所述密级配沥青混合料层的厚度为30mm~40mm;所述多孔沥青混合料层的厚度为20mm~30mm。
2.根据权利要求1所述的一种灌注式自明亮沥青路面上面层,其特征在于,所述固化剂采用593固化剂或聚醚胺类D-230固化剂;所述防沉淀助剂采用BYK-410液体流变助剂。
3.根据权利要求1所述的一种灌注式自明亮沥青路面上面层,其特征在于,所述密级配沥青混合料层中的粗集料和细集料均为闪长岩或石灰岩;所述多孔沥青混合料层中的粗集料和细集料均为玄武岩或辉绿岩;所述矿粉为石灰岩矿粉;所述纤维稳定剂为木质素纤维。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将所述密级配沥青混合料层铺设在沥青路面中面层上;
步骤2:将所述黏结层铺设在所述密级配沥青混合料层上;
步骤3:将所述多孔沥青混合料层铺设在所述黏结层上;
步骤4:将所述自明亮灌浆料灌注在所述多孔沥青混合料层孔内。
5.根据权利要求4所述的一种灌注式自明亮沥青路面上面层的制备工艺,其特征在于,所述自明亮灌浆料的制备方法为:
先将所述增韧剂加入所述环氧树脂中,搅拌混合均匀,得到混合物A;然后将所述固化剂加入所述混合物A中,搅拌混合均匀得到环氧树脂胶粘剂;然后将所述防沉淀助剂加入所述环氧树脂胶粘剂中,得到混合物B;然后将所述自明亮发光粉加入所述环氧树脂胶粘剂中,搅拌混合均匀得到所述自明亮灌浆料。
6.一种沥青路面,其特征在于,包括如权利要求1~3任一项所述的一种灌注式自明亮沥青路面上面层。
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