CN115029996A - 一种沥青罩面的摊铺施工方法 - Google Patents

一种沥青罩面的摊铺施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及沥青施工技术领域，具体而言，涉及一种沥青罩面的摊铺施工方法。该方法包括1)在沥青路面表面摊铺第一混合料，所述第一混合料由防水改性沥青和填料混合得到；所述防水改性沥青以重量份计，包括基质沥青60～95份、SBS橡胶20～30份、玻纤毡10～20份、丙烯酸羟丙酯10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯5～10份以及EVA 5～10份；2)碾压所述第一混合料得到0.5cm～1cm的防水层；3)在所述防水层表面摊铺第二混合料，所述第二混合料由基质沥青与细集料混合得到；4)碾压所述第二混合料得到1.5cm～2cm的磨耗层。

Description

一种沥青罩面的摊铺施工方法
技术领域
本发明涉及沥青施工技术领域，具体而言，涉及一种沥青罩面的摊铺施工方法。
背景技术
我国水泥混凝土路面始建于60年代中期，80年代以来，水泥混凝土路面在全国迅猛发展。水泥混凝土路面具有强度高，使用寿命长，维护保养费用低，抗摩耗能力强等优点。但是其缺点也是明显的：①路面有较多的纵、横缝，行车舒适性差：②因为纵横缝较多，目前尚无高效的灌缝材料，投入使用后，灌缝难度大，效果差：③水分易于渗入，从而损坏基层，及至损坏面层；④路面损坏后修复难度大。
众所周知，公路建设耗资巨大，投资回收期长，为了更有效地利用资金，加快公路建设，有必要对旧路改造给予高度的重视。最经常采用的处理方法是在旧水泥混凝土路面上铺设加铺层及翻修。
由于沥青混凝土罩面改造施工方便、对交通的影啊小，同时有效地改善了原水泥混凝土路面的行车性能，具有良好的经济效益与社会效益，因此得到广泛的应用。
超薄罩面由于其应用领域，除整体结构的机械强度需要满足一定要求外，对防水性能要求也较高，又由于其整体厚度通常仅为2.0cm～2.5cm，因此整体改进难度也更大。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种沥青罩面的摊铺施工方法，包括：
1)在沥青路面表面摊铺第一混合料，所述第一混合料由防水改性沥青和填料混合得到；
所述防水改性沥青以重量份计，包括基质沥青60～95份、SBS橡胶20～30 份、玻纤毡10～20份、丙烯酸羟丙酯10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯5～10 份以及EVA 5～10份；
2)碾压所述第一混合料得到0.5cm～1cm的防水层；
3)在所述防水层表面摊铺第二混合料，所述第二混合料由基质沥青与细集料混合得到；
4)碾压所述第二混合料得到1.5cm～2cm的磨耗层。
本发明的第二目的在于提供如上所述的方法制备得到的沥青罩面。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
将填料和细集料分层分步铺摊压实，即加强了罩面整体的强度，还能够进一步强化防水性能；
防水性能优异，沥青罩面基本不渗水；
磨耗层所铺设的基质沥青与防水改性沥青所用的基质沥青相同，基础硬度等理化性质近似，不会出现罩面内部强度的明显断层，稳定性更好。
具体实施方式
现将详细地提供本发明实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
除非另有说明，用于披露本发明的所有术语(包括技术和科学术语)的意义与本发明所属领域普通技术人员所通常理解的相同。通过进一步的指导，随后的定义用于更好地理解本发明的教导。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明中所使用的术语“含有”、“包含”和“包括”是同义词，其是包容性或开放式的，不排除额外的、未被引述的成员、元素或方法步骤。
本发明中用端点表示的数值范围包括该范围内所包含的所有数值及分数，以及所引述的端点。
本发明中涉及浓度数值，其含义包括在一定范围内的波动。比如，可以在相应的精度范围内波动。比如2％，可以允许±0.1％范围内波动。对于数值较大或无需过于精细控制的数值，还允许其含义包括更大波动。
本发明中，涉及“多个”、“多种”等描述，如无特别限定，指在数量上指大于等于2。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本发明保护范围的限制。本发明中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
本发明涉及一种沥青罩面的摊铺施工方法，包括：
1)在沥青路面表面摊铺第一混合料，所述第一混合料由防水改性沥青和填料混合得到；
所述防水改性沥青以重量份计，包括基质沥青60～95份、SBS橡胶20～30 份、玻纤毡10～20份、丙烯酸羟丙酯10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯5～10 份以及EVA 5～10份；
2)碾压所述第一混合料得到0.5cm～1cm的防水层；
3)在所述防水层表面摊铺第二混合料，所述第二混合料由基质沥青与细集料混合得到；
4)碾压所述第二混合料得到1.5cm～2cm的磨耗层。
术语“基质沥青”是与“改性沥青”相对而言的，其泛指改性前的基础沥青。基质沥青可为本领域公知的种类，例如地沥青、天然沥青(湖沥青、岩石沥青、海底沥青)、石油沥青(用石油经开采、精炼加工而得到的)、焦油沥青(煤沥青、木沥青)等。在一些优选的实施方式中，所述基质沥青为石油沥青。
在一些实施方式中，所述防水改性沥青和所述填料的质量比为1: (7～13)，例如1:9、1:10、1:11。
在一些实施方式中，所述基质沥青与所述细集料的质量比为1:(6～10)，例如1:7、1:8、1:9。
在一些实施方式中，步骤1)中，所述防水改性沥青的制备方法包括，将所述基质沥青在165℃～175℃下熔融，并加入其他成分进行混合。
在一些实施方式中，所述防水改性沥青出厂温度控制在140℃～150℃，运输温度控制在130℃～140℃，和填料的拌合温度为170℃～185℃。
在一些实施方式中，步骤1)中摊铺温度为170℃～190℃，摊铺速度为 7m/min～10m/min。
在一些实施方式中，步骤2)中，碾压次数为一次，且碾压温度不低于 150℃。
防水层仅进行一次碾压即可，后续对于磨耗层碾压时可进行一并碾压，有助于节约施工工序；且较高的碾压温度利于后续步骤3的摊铺。
在一些实施方式中，步骤3)中摊铺温度为150℃～160℃，摊铺速度为 6m/min～8m/min。
在一些实施方式中，步骤4)中，所述碾压的条件包括：
初压温度不低于140℃，复压在初压后进行，终压温度不低于90℃。
填料是指在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0.075mm的矿物质粉末。通常是石灰岩等碱性石料加工磨细得到的矿粉，水泥、消石灰、粉煤灰等矿物质有时也可作为填料使用。本发明中填料是石灰岩矿粉。
本发明中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂(包括机制砂)及石屑；本发明中细集料优选金刚砂和辉绿岩，优选其质量比质量比为 (8～12):(8～12)；金刚砂和辉绿岩可在超薄的情况下依旧赋予沥青极高的强度和耐磨性。
本发明还涉及如上所述方法制备得到的沥青罩面。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，优先参考本发明中给出的指引，还可以按照本领域的实验手册或常规条件，还可以参考本领域已知的其它实验方法，或者按照制造厂商所建议的条件。
下述的具体实施例中，涉及原料组分的量度参数，如无特别说明，可能存在称量精度范围内的细微偏差。涉及温度和时间参数，允许仪器测试精度或操作精度导致的可接受的偏差。
实施例中部分原料的技术要求：
实施例所采用的细集料为1:1的金刚砂和辉绿岩，技术指标应符合JTG F40中的规定，试验按照JTG E42执行，细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质。
实施例所采用的填料为石灰岩磨细得到的矿粉，矿粉填料技术指标应符合JTGF40中的规定，试验按照JTG E42执行。原石料中的泥土杂质应除净，不应使用回收粉。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出。
Figure BDA0003680928750000061
注意：超薄罩面不能作为结构补强层，在应用前需对下承层状况进行评估，同时对原路面的局部病害进行预处理。当局部路面存在下列一种和多种状况时，应在超薄罩面实施前对病害进行预处理。
a)路面有中等程度以上的龟裂；
b)路面存在较严重的横向裂缝和纵向裂缝(裂缝宽度超过3mm)；
c)存在因沥青混凝土不稳定引起的车辙；
d)沥青混凝土路面表面存在严重的拥包、推移等现象；
e)路基条件差；
f)路面的排水条件不良或具有与湿度有关的损坏。
施工温度应避免在10℃以下进行，并避开雨天施工。
实施例1
本实施例提供一种沥青罩面的施工方法。
1)将SBS橡胶25份、玻纤毡15份、丙烯酸羟丙酯15份、马来酸酐接枝聚丙烯7份以及EVA 7份研磨搅拌得到混合料；
将石油沥青80份加热至170℃熔融，加入混合料并搅拌均匀，直至溶液中没有气泡随后，15000rpm高速剪切20min，得到防水改性沥青；防水改性沥青的出厂温度控制在140℃～150℃，运输温度控制在130℃～140℃；
将防水改性沥青与填料(石灰岩矿粉)按照1:10的质量比在170℃～185℃拌合均匀得到第一混合料；
将第一混合料以170℃～190℃的摊铺温度，7m/min～10m/min的摊铺速度进行铺摊。
2)对第一混合料进行一次碾压得到0.6cm的防水层。碾压采用振动压路机进行，吨位在10t以上即可。
3)将石油沥青与细集料按照1:8的质量比混合得到第二混合料；
细集料为质量比为1:1的金刚砂和辉绿岩；
将第二混合料以150℃～160℃的摊铺温度，6m/min～8m/min的摊铺速度进行铺摊。
4)对第二混合料进行碾压得到1.7cm的磨耗层。初压温度不低于140℃；复压应紧跟在初压后进行，为防止粘轮宜采用植物油与水的混合液(1:1)喷涂；双钢轮压路机应严格控制洒水量，以沥青不粘轮为宜；终压温度不低于90℃。
实施例2
本实施例提供一种沥青罩面的施工方法。
1)将SBS橡胶20份、玻纤毡20份、丙烯酸羟丙酯10份、马来酸酐接枝聚丙烯10份以及EVA 5份研磨搅拌得到混合料；
将石油沥青60份加热至165℃～175℃熔融，加入混合料并搅拌均匀，直至溶液中没有气泡随后，15000rpm高速剪切20min，得到防水改性沥青；防水改性沥青的出厂温度控制在140℃～150℃，运输温度控制在 130℃～140℃；
将防水改性沥青与填料(石灰岩矿粉)按照1:7的质量比在170℃～185℃拌合均匀得到第一混合料；
将第一混合料以170℃～190℃的摊铺温度，7m/min～10m/min的摊铺速度进行铺摊。
2)对第一混合料进行一次碾压得到1cm的防水层。碾压采用振动压路机进行，吨位在10t以上即可。
3)将石油沥青与细集料按照1:10的质量比混合得到第二混合料；
细集料为质量比为1:1的金刚砂和辉绿岩；
将第二混合料以150℃～160℃的摊铺温度，6m/min～8m/min的摊铺速度进行铺摊。
4)对第二混合料进行碾压得到1.5cm的磨耗层。初压温度不低于140℃；复压应紧跟在初压后进行，为防止粘轮宜采用植物油与水的混合液(1:1)喷涂；双钢轮压路机应严格控制洒水量，以沥青不粘轮为宜；终压温度不低于90℃。
实施例3
本实施例提供一种沥青罩面的施工方法。
1)将SBS橡胶30份、玻纤毡10份、丙烯酸羟丙酯20份、马来酸酐接枝聚丙烯5份以及EVA 10份研磨搅拌得到混合料；
将石油沥青95份加热至165℃～175℃熔融，加入混合料并搅拌均匀，直至溶液中没有气泡随后，15000rpm高速剪切20min，得到防水改性沥青；防水改性沥青的出厂温度控制在140℃～150℃，运输温度控制在
130℃～140℃；
将防水改性沥青与填料(石灰岩矿粉)按照1:13的质量比在170℃～185℃拌合均匀得到第一混合料；
将第一混合料以170℃～190℃的摊铺温度，7m/min～10m/min的摊铺速度进行铺摊。
2)对第一混合料进行一次碾压得到0.5cm的防水层。碾压采用振动压路机进行，吨位在10t以上即可。
3)将石油沥青与细集料按照1:6的质量比混合得到第二混合料；
细集料为质量比为1:1的金刚砂和辉绿岩；
将第二混合料以150℃～160℃的摊铺温度，6m/min～8m/min的摊铺速度进行铺摊。
4)对第二混合料进行碾压得到2cm的磨耗层。初压温度不低于140℃；复压应紧跟在初压后进行，为防止粘轮宜采用植物油与水的混合液(1:1)喷涂；双钢轮压路机应严格控制洒水量，以沥青不粘轮为宜；终压温度不低于90℃。
对比例1
本实施例提供一种沥青罩面的施工方法。
1)将SBS橡胶25份、玻纤毡15份、丙烯酸羟丙酯15份、马来酸酐接枝聚丙烯7份以及EVA 7份研磨搅拌得到混合料；
将石油沥青80份加热至170℃熔融，加入混合料并搅拌均匀，直至溶液中没有气泡随后，15000rpm高速剪切20min，得到防水改性沥青；防水改性沥青的出厂温度控制在140℃～150℃，运输温度控制在130℃～140℃；
将防水改性沥青与填集料按照1:10的质量比在170℃～185℃拌合均匀得到第一混合料；
将第一混合料以170℃～190℃的摊铺温度，7m/min～10m/min的摊铺速度进行铺摊。
2)对第一混合料进行一次碾压得到0.6cm的防水层。碾压采用振动压路机进行，吨位在10t以上即可。
3)将石油沥青与填集料按照1:8的质量比混合得到第二混合料；
上述填集料为由质量比为1:1:0.7的金刚砂、辉绿岩和石灰岩矿粉混合得到(按照实施例1加入的质量和比例相同的原则换算得到)；
将第二混合料以150℃～160℃的摊铺温度，6m/min～8m/min的摊铺速度进行铺摊。
4)对第二混合料进行碾压得到1.7cm的磨耗层。初压温度不低于140℃；复压应紧跟在初压后进行，为防止粘轮宜采用植物油与水的混合液(1:1)喷涂；双钢轮压路机应严格控制洒水量，以沥青不粘轮为宜；终压温度不低于90℃。
对比例2
本实施例提供一种沥青罩面的施工方法。
1)将石油沥青80份加热至170℃熔融，加入SBS橡胶25份并搅拌均匀，直至溶液中没有气泡随后，15000rpm高速剪切20min，得到防水改性沥青；防水改性沥青的出厂温度控制在140℃～150℃，运输温度控制在 130℃～140℃；
将防水改性沥青与填料(石灰岩矿粉)按照1:10的质量比在170℃～185℃拌合均匀得到第一混合料；
将第一混合料以170℃～190℃的摊铺温度，7m/min～10m/min的摊铺速度进行铺摊。
2)对第一混合料进行一次碾压得到0.6cm的防水层。碾压采用振动压路机进行，吨位在10t以上即可。
3)将石油沥青与细集料按照1:8的质量比混合得到第二混合料；
细集料为质量比为1:1的金刚砂和辉绿岩；
将第二混合料以150℃～160℃的摊铺温度，6m/min～8m/min的摊铺速度进行铺摊。
4)对第二混合料进行碾压得到1.7cm的磨耗层。初压温度不低于140℃；复压应紧跟在初压后进行，为防止粘轮宜采用植物油与水的混合液(1:1)喷涂；双钢轮压路机应严格控制洒水量，以沥青不粘轮为宜；终压温度不低于90℃1
实验例1基础性能检测
对实施例1和对比例1固化后制备得到的沥青罩面进行基础物理性能检测，其中拉伸强度、伸长率是对于沥青罩面整体的检测(防水层+磨耗层)，邵氏D硬度和抗车辙动稳度是对沥青罩面整体的磨耗层一侧进行的检测 (即检测时磨耗层一侧朝上)
相应参数如下表所示：
Figure BDA0003680928750000121
从上表实施例1和对比例1可知，填集料不同的填充方式对沥青罩面的物理性能会产生显著的影响。这一方面是由于不同硬度的材料在沥青罩面中倾向性分布所导致，另外一方面，本发明采用了分步碾压的方法，不同材料由于粒径大小不同，在分步碾压方式下在碾压效果上会产生差异，导致最终沥青罩面的性能发生改变。
从上表实施例1和对比例2可知，防水层的沥青改性几乎不对磨耗层的邵氏D硬度和抗车辙动稳度产生影响，但若仅采用SBS进行改性，则沥青罩面整体的拉伸强度和伸长率会发生明显的损失。
实验例2水稳定性评价
对实施例1和对比例做如下检测
1、马歇尔残留稳定度试验
试验方法为用马歇尔击实仪成型试件，两面各击实75次，成型后试件的直径为101.6±0.25mm，试件高度在为沥青罩面的自然厚度。每组测量S1 和S2数值，其中S1为在60℃水温中恒温半小时，用马歇尔稳定度仪测定的稳定度；S2为放置于60℃水温中恒温48小时，然后测定的稳定度，计算出残留稳定度S0＝S2/S1×100％，
试验结果如下表所示：
Figure BDA0003680928750000131
为了进一步模拟路面的实际状况，本发明以冻融劈裂试验测试试件的承载力，在劈裂条件下试件内部呈受拉状态，试件的破坏是由于内部的粘结力不足以抵抗外加荷载造成的，因此更利于反映水分对沥青的软化和对沥青膜的剥落作用。通过测定沥青试件在受到水损害前后劈裂破坏的强度比，可以评价沥青混合料的水稳定性。试验结果如下表所示：
Figure BDA0003680928750000132
由上述结果可知，马歇尔残留稳定度试验结果表明实施例1的试件吸水率减少，呈现出防水抗渗性能。浸水残留稳定度可达到98.7％，相比对比例显著改善了沥青混合料的抗水损害性能。冻融劈裂试验呈现出类似的趋势，本发明的改性方法对水稳定性的提升有显著影响。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种沥青罩面的摊铺施工方法，包括：
1)在沥青路面表面摊铺第一混合料，所述第一混合料由防水改性沥青和填料混合得到；
所述防水改性沥青以重量份计，包括基质沥青60～95份、SBS橡胶20～30份、玻纤毡10～20份、丙烯酸羟丙酯10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯5～10份以及EVA 5～10份；
2)碾压所述第一混合料得到0.5cm～1cm的防水层；
3)在所述防水层表面摊铺第二混合料，所述第二混合料由基质沥青与细集料混合得到；
4)碾压所述第二混合料得到1.5cm～2cm的磨耗层。
2.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，所述防水改性沥青和所述填料的质量比为1:(7～13)。
3.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，所述基质沥青与所述细集料的质量比为1:(6～10)。
4.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，步骤1)中，所述防水改性沥青的制备方法包括，将所述基质沥青在165℃～175℃下熔融，并加入其他成分进行混合。
5.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，步骤1)中摊铺温度为170℃～190℃，摊铺速度为7m/min～10m/min。
6.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，步骤2)中，碾压次数为一次，且碾压温度不低于150℃。
7.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，步骤3)中摊铺温度为150℃～160℃，摊铺速度为6m/min～8m/min。
8.根据权利要求1所述的沥青罩面的摊铺施工方法，步骤4)中，所述碾压的条件包括：
初压温度不低于140℃，复压在初压后进行，终压温度不低于90℃。
9.根据权利1～8任一项所述的沥青罩面的摊铺施工方法，所述细集料选自质量比为(8～12):(8～12)的辉绿岩和金刚砂。
10.权利要求1～9所述方法制备得到的沥青罩面。
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