CN115323861B - 一种高性能常温超薄磨耗层及其六同步施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能常温超薄磨耗层，从下往上依次为I‑B型粘结剂、H‑P型乳化沥青、N‑AG型纤维、集料、H‑P型乳化沥青和固化剂。本发明还公开了上述高性能常温超薄磨耗层的六同步施工工艺，即采用专用设备将上述六种材料按设计比例或质量分层同步洒铺至原路面形成表面功能层。本发明由于采用六同步工艺，较传统工艺相比，具有施工时间短、粘结性能好的优点，可大幅减少施工对交通运行的影响，且能有效延长磨耗层的寿命。

Description

一种高性能常温超薄磨耗层及其六同步施工工艺

技术领域

本发明涉及道路施工工程技术领域，具体涉及一种高性能常温超薄磨耗层及其六同步施工工艺。

背景技术

现有技术中，洒铺型超薄层罩面技术多以异步施工的方式对路面进行预防性养护，适用的罩面厚度约为6～15mm。前文所谓的“异步施工”是指路面施工时，首先洒铺乳化沥青胶粘剂，待其破乳以后再去撒布一定规格粒料、纤维抗滑抗裂材料，然后再进行下一步工序。这样的施工工艺存在养护速度慢、施工时间长、施工组织不便缺点。

现有技术中也有一些超薄罩面施工采用两同步、或三同步洒铺工艺。比如，乳化沥青与骨料一同撒布，然后再依次喷洒纤维、固粘剂材料。但因为材料、洒布工艺等方面的问题，这种二同步、或三同步洒铺工艺获得的超薄磨耗层在粘结性能、耐久性能方面较难得到保证。

如何在保障磨耗层粘结耐久性能的前提下，严格控制施工时间成本、提高施工效率，是超薄层罩面施工技术领域长期面临的技术问题。本领域技术人员一直致力于研发一种粘结耐久性能好、施工效率高的同步施工工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘结耐久性能好、施工效率高的高性能常温超薄磨耗层及其六同步施工工艺。

为实现上述目的，本发明提供了一种高性能常温超薄磨耗层，所述常温超薄磨耗层依次为I-B型粘结剂、H-P型乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型乳化沥青和固化剂；所述常温超薄磨耗层包括按重量份数计的如下组分组成：

所述I-B型粘结剂为满足24h储存稳定性达到0.6％、25℃时赛波特粘度达到50.2Pas、筛上剩余量0.02％、蒸馏固含量67％、固化物的软化点66℃、固化物在25℃和50cm/min条件下的粘韧性为6.5N.m及韧性为3.85N.m、固化物的弹性恢复为63％的粘结剂；

所述H-P型乳化沥青为富含沥青活性成分和纳米改性剂的复合改性乳液；

所述N-AG型纤维为满足抗拉强度≥458MPa、灼伤损失≤0.8％、含水量≤0.1％、硬挺度≥140％、分散性≥95％的纤维。

进一步地，所述常温超薄磨耗层的厚度为6～8mm。

进一步地，所述集料为粒径为3～5mm玄武岩。

本发明还提供了一种高性能常温超薄磨耗层的六同步施工工艺，包括如下步骤：

步骤(1)、路况调查；

步骤(2)、路面病害治理；

步骤(3)、施工准备：在路上铺筑一定宽度和长度的塑料膜，并将其四周密封，然后在塑料膜上进行各材料的试喷试洒工作，以确保设备和材料在正式施工时能顺利进行；

步骤(4)、常温超薄磨耗层材料洒布：

采用施工机械设备依次将I-B型层间粘接剂、H-P型改性乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型改性乳化沥青、固化剂材料，六层同步洒布至原路面形成表面功能层，同时保证施工机械设备匀速前进；

其中：集料为粒径3-5mm的玄武岩；纤维为N-AG型纤维；H-P型乳化沥青为富含沥青活性成分和纳米改性剂的复合改性乳液；I-B型层间粘结剂增强层间粘结性能；固化剂则用于快速固化沥青和集料。

步骤(5)、碾压养生：在常温超薄磨耗层材料铺筑后，立即采用胶轮压路机匀速碾压数次；碾压结束后直接进入固化养生阶段。

进一步地，在步骤(4)中，施工机械设备的前进速度不低于10km/h。

进一步地，在步骤(5)中，碾压速度不高于6km/h。

本发明的有益效果：

本发明的工艺具有施工时间短的优点，可在不影响正常交通的情况下实施，也可在短距离交通封闭段落予以施工，可大幅减少施工对交通运行的影响。

与现有技术相比，本发明还具有如下优势：

(1)常温超薄磨耗层对路面预防性养护起到积极的作用，与面层粘结性强，且具有耐磨、防滑的特性，也起到保护路面结构，延长路面使用寿命的作用。

(2)常温超薄磨耗层厚度控制在6-8mm，施工操作便利，且造价低廉，经济效益好。

(3)采取六同步洒布施工工艺，确保常温超薄层铺筑施工时各层材料同步喷洒，实现一次成型。

(4)本发明的常温超薄磨耗层六同步施工工艺，采用六层不同的材料，六层材料通过相互之间的叠加、渗透，进而形成本发明的常温超薄磨耗层；本发明的工艺大大增强了常温超薄磨耗层的抗拉、抗裂性能；尤其是，六层材料同步洒布施工，不同层材料之间不存在施工延迟，使各层材料之间混合得更加充分、均匀，很好地增加了各层材料之间的变形协调性，最终导致本发明获得的磨耗层的抗疲劳、抗裂耐久性能大大增强。

附图说明

图1为本发明的常温超薄磨耗层结构示意图；

图2为本发明的常温超薄磨耗层施工工艺示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

下面结合实施例对本发明的实施步骤和特征作进一步说明，实例是为了解释本发明，并非用于限制本发明。

实施例1

如图1所示，本发明的一种高性能常温超薄磨耗层，所述常温超薄磨耗层依次为I-B型粘结剂、H-P型乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型乳化沥青和固化剂；所述常温超薄磨耗层包括按重量份数计的如下组分组成：

所述常温超薄磨耗层的厚度为6mm。

所述集料为粒径为3mm玄武岩。

如图2所示，本发明所述的高性能常温超薄磨耗层的六同步施工工艺，包括如下步骤：

步骤(1)、路况调查：具体地，针对养护的路段，开展路况检测，并记录路面病害类型及分析病害成因，有针对性的采取养护措施；

步骤(2)、路面病害治理：具体地，针对养护路面出现的轻微病害，如裂缝、坑槽、拥包，应在施工前进行相应的处治；

步骤(3)、施工准备：具体地，包括施工机械设备的准备及调试、清洁路面、贴标线和遮窨井盖、试喷试洒的工作；

施工前，首先进行施工机械设备的选择和调试，确保各设备能顺利运行；

其次，对路面进行清理，确保施工路面无杂物、泥浆、油污污染物，必要时可采用洒水车提前一天对路面进行高压冲洗；

之后，在路面贴标线标记位置，确实养护设备平稳前进，同时应遮挡路面井盖；

在完成上述工作之后，在正式施工前，在路上铺筑一定宽度和长度的塑料膜，并将其四周密封，最后再在塑料膜上进行各材料的试喷试洒工作，以确保设备和材料在正式施工时能顺利进行；

步骤(4)、常温超薄磨耗层材料洒布：

本发明的主要创新在于，采用施工机械设备依次将I-B型层间粘接剂、H-P型改性乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型改性乳化沥青、固化剂材料，六层同步洒布至原路面形成表面功能层，同时保证施工机械设备匀速前进；

其中，原材料要求：

集料为粒径3-5mm的玄武岩，其抗滑耐磨指标满足规范要求；

纤维为N-AG型纤维，对结构起加筋作用，较好地改善了结构的高温稳定性、低温抗裂性，并抑制和延缓了反射裂缝的出现；

H-P型乳化沥青为富含沥青活性成分和纳米改性剂的复合改性乳液，深入渗透到沥青路面表面，激活旧路面的老化沥青，并渗入裂缝中封缝防水；

I-B型层间粘结剂，在本专利中增强了层间粘结性能；

固化剂，用于快速固化沥青和集料，缩短养护时间。

施工机械设备的前进速度不低于10km/h。

步骤(5)、碾压养生：

在常温超薄磨耗层材料铺筑后，立即采用胶轮压路机(具体如16-25吨规格)匀速碾压数次(具体如，可以是三次)；

压路机在碾压施工时，由工程师确定碾压宽度；碾压速度不高于6km/h。

碾压结束后，直接进入固化养生阶段，养护4小时方可开放交通。

上述“施工机械设备”可采用本技术领域现有的同步一体机，选取适当的规格，设定适当的速度等参数即可。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其区别在于：

所述常温超薄磨耗层包括按重量份数计的如下组分组成：

所述常温超薄磨耗层的厚度为7mm。

所述的集料为粒径为4mm玄武岩。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，其区别在于：

所述常温超薄磨耗层包括按重量份数计的如下组分组成：

所述常温超薄磨耗层的厚度为8mm。

所述的集料为粒径为3mm玄武岩。

试验例1

(1)高性能改性乳化沥青

本发明的一种高性能常温超薄磨耗层，H-P型乳化沥青、N-AG型纤维、I-B型粘结剂、固化剂等材料各项技术性能如表1～5所示。

表1H-P型改性乳化沥青技术要求

表2集料的技术要求

项目	单位	实测值	指标要求	试验工艺
					洛杉矶磨耗损失，不小于	％	23.1	≤28	T0317
含泥量，不大于	％	0.6	≤1	T0333
					坚固性，不小于	％	4.5	≤12	T0340
针片状含量，不大于	％	12.7	≤15	T0312

表3 N-AG型纤维技术要求

序号	项目	单位	实测值	技术要求
					1	抗拉强度	MPa	865	≥458
2	灼伤损失	％	0.3	≤0.8
					3	含水量	％	0.04	≤0.1
4	硬挺度	％	155	≥140
					5	分散性	％	139	≥95

表4 I-B型层间粘结剂技术性质

表5固化剂技术性质

序号	项目	单位	技术指标
				1	粘度(25℃)	mPa·s	5000—15000
2	胺值	MgKOH/g	350±10
				3	外观	/	红褐色透明液体

(二)主要器械设备

主要设备列表如表6所示。

表6设备列表

序号	名称	单位	数量	备注
					1	施工机械设备	辆	2	施工磨耗层
2	压路机	台	1	碾压、压实
					3	背负式吹风机	台	2	清扫路面
4	工具车	辆	1	按需选用

(三)下承层(原路面)准备

常温超薄磨耗层的最厚厚度一般仅有0.8cm左右，受车辆轮胎直接作用。常温超薄磨耗层与下承层之间的粘结强度和基层承载力是影响常温超薄磨耗层使用寿命的关键因素。

为此，在磨耗层施工前，必须彻底处理旧路面的质量缺陷，消除质量隐患，例如在切除坑槽、块裂、松散以及拥包等病害后，采用热拌沥青混合料恢复，对路面裂缝进行清理和灌缝，确保路面结构完整，承载力满足使用要求。

在常温超薄磨耗层实施前，保证下承层状况较好，局部位置有轻微的纵向、横向裂缝的，施工前采用人工仔细处理，对原路面出现的裂缝进行开槽，对缝隙内的灰尘和杂物清除后再灌缝，之后采用高压风机清扫路面并使路面保持干净，然后开始进入下道工序。

(四)常温超薄磨耗层施工

采用本发明的六同步施工工艺，依次将I-B型层间粘接剂、H-P型改性乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型改性乳化沥青、固化剂等材料，六层同步洒布(撒布)至下承层(原路面)形成表面功能层，各层材料用量分别为0.25kg/m2、0.45kg/m2、70g/m2、9kg/m2、0.65kg/m2、0.25kg/m2。

应保证施工机械设备匀速前进，同时其前进速度不低于10km/h。

(五)碾压、固化养生

碾压养生：在常温超薄磨耗层材料铺筑后，应立即采用16-25吨的胶轮压路机匀速碾压三次，碾压速度不高于6km/h。

压路机必须维护良好，操作稳定性好。

碾压施工时，由工程师确定碾压宽度。

碾压结束后，直接进入固化养生阶段，养护时间4小时左右。

(六)常温超薄磨耗层性能测试

按照上述施工工艺作业的常温超薄磨耗层混合料沥青路面，其检测指标全部符合部颁标准及有关行业规定。

通过对新铺路面外观进行目测，发现新铺路面表面平整密实，没有轮迹、裂缝、推挤、油斑、油包、离析等现象。

此外，对洒布前后及不同工艺下超薄磨耗层路面的构造深度、渗水系数、摩擦系数、粘结强度等指标进行检测，结果如表7所示。

相比于未洒布常温超薄磨耗层，本发明的常温超薄磨耗层洒布后，路面抗滑性能、渗水性能均有大幅度提高。

相比于现有技术中的异步洒布工艺，本发明的六同步施工工艺下常温超薄磨耗层渗水性能、粘结耐久性能更优。

表7不同洒布工艺下常温超薄磨耗层性能指标检测结果

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高性能常温超薄磨耗层，其特征在于：所述常温超薄磨耗层依次为I-B型粘结剂、H-P型乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型乳化沥青和固化剂；所述常温超薄磨耗层包括按重量份数计的如下组分组成：

所述I-B型粘结剂为满足24h储存稳定性达到0.6％、25℃时赛波特粘度达到50.2Pas、筛上剩余量0.02％、蒸馏固含量67％、固化物的软化点66℃、固化物在25℃和50cm/min条件下的粘韧性为6.5N.m及韧性为3.85N.m、固化物的弹性恢复为63％的粘结剂；

所述H-P型乳化沥青为富含沥青活性成分和纳米改性剂的复合改性乳液；

所述N-AG型纤维为满足抗拉强度≥458MPa、灼伤损失≤0.8％、含水量≤0.1％、硬挺度≥140％、分散性≥95％的纤维。

2.根据权利要求1所述的高性能常温超薄磨耗层，其特征在于：所述常温超薄磨耗层的厚度为6～8mm。

3.根据权利要求1所述的高性能常温超薄磨耗层，其特征在于：所述的集料为粒径为3～5mm玄武岩。

4.权利要求1至3任一项所述的高性能常温超薄磨耗层的六同步施工工艺，包括如下步骤：

步骤(1)、路况调查；

步骤(2)、路面病害治理；

步骤(3)、施工准备；

步骤(4)、常温超薄磨耗层材料洒布：采用施工机械设备，依次将I-B型层间粘接剂、H-P型改性乳化沥青、N-AG型纤维、集料、H-P型改性乳化沥青、固化剂材料，六层同步洒布至原路面形成表面功能层，同时保证施工机械设备匀速前进；

步骤(5)、碾压养生：在所述常温超薄磨耗层的材料铺筑后，立即采用胶轮压路机匀速碾压数次；碾压结束后，直接进入固化养生阶段。

5.根据权利要求4所述的高性能常温超薄磨耗层的六同步施工工艺，其特征在于：在步骤(4)中，施工机械设备的前进速度不低于10km/h。

6.根据权利要求4所述的高性能常温超薄磨耗层的六同步施工工艺，其特征在于：在步骤(5)中，碾压速度不高于6km/h。