CN102815892A - 抗滑雾封层材料及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗滑雾封层材料及其施工方法。所述抗滑雾封层材料由以下步骤得到：将15~30重量份的复合高岭土、35~70重量份的水和1.2~2.0重量份的沥青乳化剂混合，用pH值调节剂调节至相应沥青乳化剂要求的pH值范围，再对25~40重量份的热熔沥青进行乳化，从而得到一种稳定的乳状混合液，最后再将该乳液与50~80重量份的砂料混合搅拌。抗滑雾封层材料经喷洒车均匀地喷洒到道路表面，成型后与道路表面粘结良好，不仅封闭了原路面微细裂缝和空隙，起到较强的防水作用，还延长了道路使用寿命，且抗滑雾封层材料中的砂料能显著提高路面的抗滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及公路养护技术领域，具体涉及一种抗滑雾封层材料及其施工方法。
背景技术
雾封层AEMA(Asphalt Emulsion Manufacturers Association)技术是一种具有高效养护性能、成本低廉的道路预防性养护技术。它是直接在道路表面喷洒雾封层材料，为道路迅速地提供一个黑色的表面；它可以封堵细小裂缝及坑洞，并阻止水分进入表面孔隙，提高表面的防水性能；能更新或还原表面已老化的沥青，延长路面的使用寿命；此外，雾封层稳固道路表面松散的骨料，以防止其进一步的松散，可以保护或修复路面因老化所损失的粘结料，减少老化和风化对路面性能的影响。
目前国内外有较多的雾封层材料，然而实际工程应用中发现，它们在使用过程中都存在以下两大方面的缺陷：(1)施工初期抗滑性能不足，雾封层施工后会在路面形成一层沥青膜，这层由自由沥青构成的沥青薄膜表面光滑，与轮胎之间的摩擦力小，直接降低了路面的抗滑性能。(2)耐磨性能和与路面的粘附性能较差，即耐久性差，普通雾封层在使用一到两个月后，石料上的雾封层材料大多被行车磨掉、带走，路面基本观察不到进行过雾封层施工的痕迹。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于克服雾封层施工后原路面抗滑性能不足和耐久性差的缺陷，提供一种抗滑、耐磨、持久的抗滑雾封层材料及其施工方法。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种抗滑雾封层材料，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 25～40份
200～500目复合高岭土 15～30份
沥青乳化剂 1.2～2.0份
水 35～70份
pH值调节剂 0.2~1.0份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 50～80份。
根据上述的抗滑雾封层材料，优选由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 30份
200～500目复合高岭土 25～27份
沥青乳化剂 1.8份
水 43～45份
pH值调节剂 0.2~1.0份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 50～80份。
根据上述的抗滑雾封层材料，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 25~30份
200~500目复合高岭土 15~20份
沥青乳化剂 1.2~1.4份
水 35~45份
pH值调节剂 0.2~0.5份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 50~60份。
根据上述的抗滑雾封层材料，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 30~35份
200~500目复合高岭土 20~25份
沥青乳化剂 1.4~1.8份
水 45~60份
pH值调节剂 0.5~0.8份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 60~70份。
根据上述的抗滑雾封层材料，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 35~40份
200~500目复合高岭土 25~30份
沥青乳化剂 1.8~2.0份
水 60~70份
pH值调节剂 0.8~1.0份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 70~80份。
根据上述的抗滑雾封层材料，所述石油沥青为70#或90#道路石油沥青；所述沥青乳化剂为烷基铵盐类或季铵盐类乳化剂；pH值调节剂为工业用浓盐酸，其质量浓度为30%～38%，主要是为调节高岭土乳化沥青皂液的pH值；砂料为天然金刚砂、石榴石、人造刚玉、碳化硅、炉底砂、铁矿砂和石英砂中任选一种或几种，砂料不含超粒径颗粒，不含有害杂质，且表面粗糙，是抗滑雾封层材料抗滑效果的主要来源，实际使用过程中砂料的用量需结合原路面的构造深度确定；水为饮用水，不含有害杂质或离子。
一种利用上述抗滑雾封层材料铺筑抗滑雾封层的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：按照上述抗滑雾封层材料配比配备各种原料；
步骤二：将沥青乳化剂加入50～80℃的水中，用pH值调节剂调节pH值至相应乳化剂要求的范围内，待充分溶解后加入复合高岭土并搅拌，充分混合均匀后再次用pH值调节剂调节混合液体的pH值至相应乳化剂要求的范围内，制得高岭土乳化沥青皂液；
步骤三：将石油沥青加热到130～140℃，上步所得皂液加热到60～70℃，将石油沥青和皂液加入乳化机中，乳化1～3分钟，乳化机转速为2900～3000 rpm，制得高岭土乳化沥青，所得高岭土乳化沥青应满足表1；
表1 复合高岭土乳化沥青指标要求
| 检测项目 | 标准黏度（C25,3） | 储存稳定性（5d） |
| 要求 | ≥25s | ≤3% |
步骤四：将砂料加入上步所得高岭土乳化沥青中，经强力搅拌混合均匀后制得抗滑雾封层材料，抗滑雾封层材料制成后需保持搅拌，使用或运输过程中停止搅拌的时间不超过2个小时；
步骤五：处治原路面病害，清扫路面上的松散材料、泥土、杂草，清除油污以及其它杂物，沿喷洒方向划出控制线；
步骤六：将抗滑雾封层喷洒车开至施工起点，对准控制线，调整喷洒装置的高度及喷洒角度，启动喷洒装置，将抗滑雾封层材料喷洒到路面上，并在喷洒车行进过程中调节喷洒装置的喷洒压力和车速直至达到预期的洒布量0.3kg/m2～0.6kg/m2，施工时洒布温度应控制在50～70℃之间，喷洒后即成抗滑雾封层；
步骤七：养生1～4小时后开放交通。
本发明抗滑雾封层材料洒布量为0.3kg/m2～0.6kg/m2，完全成型后抗滑雾封层材料膜厚度为0.2mm～0.5mm，其中砂料覆盖率不小于60%，开放交通时路表面抗滑系数不小于50BPN。
本发明所述抗滑雾封层喷洒车是专用于抗滑雾封层施工的常规设备，由底盘、罐体、泵、动力***和喷洒装置等部分构成，其罐体带有强力搅拌装置，可用于抗滑雾封层材料的加工和储存，管路有防沉淀设计，泵可用于含固体颗粒的液体物料泵送，具有压力大和泵送量大的特点，喷洒装置经过特殊设计，能喷洒含固体颗粒的乳液。
本发明的积极有益效果：
1. 施工后对施工的路段及用普通雾封层处治的相邻路段进行了检测，检测方法采用《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中“T 0964-2008 摆式仪测定路面摩擦系数试验方法”，检测结果如表2，
表2 抗滑雾封层路段抗滑及防水效果
| 工艺类型 | 原路面 | 传统雾封层 | 抗滑雾封层 |
| 摩擦系数（BPN） | 36 | 28 | 55 |
| 渗水系数（ml/min） | 450 | 不渗水 | 不渗水 |
由上表可知：
(1) 本发明抗滑雾封层材料施工后提高了原路面的抗滑性能，有效避免了传统雾封层使用初期抗滑性能不足的问题，尤其是在原路面抗滑性能较差的情况下更能体现本发明抗滑雾封层的功用；
(2) 本发明抗滑雾封层材料将路面渗水系数从450 ml/min降低到0 ml/min，大大提高了路面的防水性能，能有效延缓路面结构的老化。
2. 施工后对施工路段的路面效果进行观察，由图1、图2对比看出：
(1) 本发明抗滑雾封层材料黏附力、抗磨耗能力强，不易被车轮磨掉、带走，其耐久性已远超普通雾封层材料；
(2) 通车两个月后，虽然部分突出于油膜和石料顶面的砂料被行车带走，但嵌入油膜内部的砂粒粘结良好，仍然具有优异的抗滑能力。
3、本发明抗滑雾封层不仅原材料易得，施工过程简单，而且设计合理，可在各等级公路沥青路面的养护工程中进行推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例1施工后效果图。
图2是本发明实施例1施工通车两个月后轮迹带处的效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例，以下实施例中所用原料均为市售。
实施例1：
采用本发明抗滑雾封层材料对沥青路面进行抗滑雾封层施工为例，抗滑雾封层材料由以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 25.0份
200~500目复合高岭土 15.0份
沥青乳化剂MK-06 1.2份
自来水 35.0份
37%浓盐酸 0.2份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 50.0份
具体实施过程包括以下步骤：
步骤一：按照上述抗滑雾封层材料配比配备各种原料；
步骤二：将沥青乳化剂MK-06加入50℃的水中，用盐酸调节pH值至2.0～3.0，待充分溶解后加入复合高岭土并搅拌，充分混合均匀后再次用盐酸调节混合液体的pH值至2.0～3.0，制得高岭土乳化沥青皂液；
步骤三：将宏业70#道路石油沥青加热到130℃，皂液加热到60℃，将道路石油沥青和皂液加入乳化机中，乳化1~3分钟，乳化机转速为2900～3000 rpm，制得高岭土乳化沥青；
步骤四：将高岭土乳化沥青加入抗滑雾封层喷洒车中，开启抗滑雾封层喷洒车的搅拌装置，再加入天然金刚砂并继续搅拌，充分混合均匀后抗滑雾封层喷洒车行驶至施工地点；
步骤五：选取无结构性病害的沥青路面150m，清扫路面上的泥土及其它杂物，将车道线作为方向控制线；
步骤六：抗滑雾封层喷洒车开至施工起点，对准车道标线，调整喷洒装置的高度及喷洒角度，启动喷洒装置，将抗滑雾封层材料喷洒到路面上，并在喷洒车行进过程中调节喷洒装置的喷洒压力和车速直至洒布量接近0.3kg/m2，施工喷洒温度为50℃；
步骤七：养生1~3小时后开放交通。
实施例2：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 25.1份
200~500目复合高岭土 15.1份
沥青乳化剂MK-06 1.21份
自来水 35.1份
37%浓盐酸 0.21份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 50.1份
具体实施过程与实施例1相同。
实施例3：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 32.5份
200~500目复合高岭土 22.5份
沥青乳化剂MK-06 1.6份
自来水 52.5份
37%浓盐酸 0.6份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 65.0份
具体实施过程与实施例1基本相同，区别在于：步骤二中将沥青乳化剂加入65℃的水中；步骤三中将石油沥青加热到135℃，皂液加热到65℃；步骤六中洒布量接近0.45kg/m2，施工喷洒温度为60℃。
实施例4：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
克拉玛依70#道路石油沥青 39.9份
200~500目复合高岭土 29.9份
沥青乳化剂MK-06 1.99份
37%浓盐酸 0.99份
自来水 69.9份
0.15mm~0.30mm粒径的黑刚玉 79.9份
具体实施过程与实施例1基本相同，区别在于：步骤二中将沥青乳化剂加入80℃的水中；步骤三中将石油沥青加热到140℃，皂液加热到70℃；步骤六中洒布量接近0.6kg/m2，施工喷洒温度为70℃。
实施例5：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
克拉玛依70#道路石油沥青 40份
200~500目复合高岭土 30份
沥青乳化剂MK-06 2份
自来水 70份
37%浓盐酸 1份
0.15mm~0.30mm粒径的黑刚玉 80份
具体实施过程与实施例4相同。
实施例6：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 30.0份
200~500目复合高岭土 26.0份
沥青乳化剂MK-06 1.8份
自来水 44.0份
37%浓盐酸 0.5份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 65.0份
具体实施过程与实施例3相同。
实施例7：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 27.5份
200~500目复合高岭土 17.5份
沥青乳化剂MK-06 1.3份
自来水 40.0份
37%浓盐酸 0.4份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 55.0份
具体实施过程与实施例1基本相同，区别在于：步骤二中将沥青乳化剂加入55℃的水中；步骤三中将石油沥青加热到135℃，皂液加热到65℃；步骤六中洒布量接近0.4kg/m2，施工喷洒温度为55℃。
实施例8：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 29.9份
200~500目复合高岭土 19.9份
沥青乳化剂MK-06 1.39份
自来水 44.9份
37%浓盐酸 0.49份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 59.9份
具体实施过程与实施例1基本相同，区别在于：步骤二中将沥青乳化剂加入60℃的水中；步骤三中将石油沥青加热到135℃，皂液加热到65℃；步骤六中洒布量接近0.4kg/m2，施工喷洒温度为65℃。
实施例9：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 30.0份
200~500目复合高岭土 20.0份
沥青乳化剂MK-06 1.4份
自来水 45.0份
37%浓盐酸 0.5份
0.15mm~0.30mm粒径的天然金刚砂 60.0份
具体实施过程与实施例8相同。
实施例10：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 30.1份
200~500目复合高岭土 20.1份
沥青乳化剂MK-06 1.41份
自来水 45.1份
37%浓盐酸 0.51份
0.15mm~0.30mm粒径的炉底砂 60.1份
具体实施过程与实施例8相同。
实施例11：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
宏业70#道路石油沥青 34.9份
200~500目复合高岭土 24.9份
沥青乳化剂MK-06 1.79份
自来水 59.9份
37%浓盐酸 0.79份
0.15mm~0.30mm粒径的炉底砂 69.9份
具体实施过程与实施例1基本相同，区别在于：步骤二中将沥青乳化剂加入70℃的水中；步骤三中将石油沥青加热到135℃，皂液加热到65℃；步骤六中洒布量接近0.5kg/m2，施工喷洒温度为65℃。
实施例12：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
克拉玛依70#道路石油沥青 35.0份
200~500目复合高岭土 25.0份
沥青乳化剂MK-06 1.8份
自来水 60.0份
37%浓盐酸 0.8份
0.15mm~0.30mm粒径的炉底砂 50.0份
0.15mm~0.30mm粒径的黑刚玉 20.0份
具体实施过程与实施例11相同。
实施例13：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
克拉玛依70#道路石油沥青 35.1份
200~500目复合高岭土 25.1份
沥青乳化剂MK-06 1.81份
自来水 60.1份
37%浓盐酸 0.81份
0.15mm~0.30mm粒径的炉底砂 50.1份
0.15mm~0.30mm粒径的黑刚玉 20.1份
具体实施过程与实施例11相同。
实施例14：
抗滑雾封层材料采用以下重量份计的原材料制得：
克拉玛依70#道路石油沥青 37.5份
200~500目复合高岭土 27.5份
沥青乳化剂MK-06 1.9份
自来水 65.0份
37%浓盐酸 0.9份
0.15mm~0.30mm粒径的炉底砂 52.5份
0.15mm~0.30mm粒径的黑刚玉 22.5份
具体实施过程与实施例1基本相同，区别在于：步骤二中将沥青乳化剂加入75℃的水中；步骤三中将石油沥青加热到140℃，皂液加热到65℃；步骤六中洒布量接近0.55kg/m2，施工喷洒温度为65℃。
Claims (8)
1.一种抗滑雾封层材料，其特征在于，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 25~40份
200~500目复合高岭土 15~30份
沥青乳化剂 1.2~2.0份
水 35~70份
pH值调节剂 0.2~1.0份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 50~80份。
2.根据权利要求1所述的抗滑雾封层材料，其特征在于，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 30份
200~500目复合高岭土 25~27份
沥青乳化剂 1.8份
水 43~45份
pH值调节剂 0.2~1份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 0~80份。
3.根据权利要求1所述的抗滑雾封层材料，其特征在于，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 25~30份
200~500目复合高岭土 15~20份
沥青乳化剂 1.2~1.4份
水 35~45份
pH值调节剂 0.2~0.5份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 50~60份。
4.根据权利要求1所述的抗滑雾封层材料，其特征在于，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 30~35份
200~500目复合高岭土 20~25份
沥青乳化剂 1.4~1.8份
水 45~60份
pH值调节剂 0.5~0.8份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 60~70份。
5.根据权利要求1所述的抗滑雾封层材料，其特征在于，由以下重量份计的原材料制得：
石油沥青 35~40份
200~500目复合高岭土 25~30份
沥青乳化剂 1.8~2.0份
水 60~70份
pH值调节剂 0.8~1.0份
0.15mm~0.30mm粒径的砂料 70~80份。
6.根据权利要求1~6任一项所述的抗滑雾封层材料，其特征在于：所述石油沥青为70#或90#道路石油沥青；所述沥青乳化剂为烷基铵盐类或季铵盐类乳化剂；所述pH值调节剂为质量浓度为30%~38%的浓盐酸；所述砂料为天然金刚砂、石榴石、人造刚玉、碳化硅、炉底砂、铁矿砂和石英砂中的任选一种或几种。
7.一种利用权利要求1所述抗滑雾封层材料铺筑抗滑雾封层的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照权利要求1所述抗滑雾封层材料配比配备各原料；
步骤二：将所述沥青乳化剂加入50～80℃的水中，用pH值调节剂调节pH值至相应乳化剂要求的范围内，待充分溶解后加入复合高岭土并搅拌，充分混合均匀后再次用pH值调节剂调节混合液体的pH值至相应乳化剂要求的范围内，制得高岭土乳化沥青皂液；
步骤三：将石油沥青加热到130～140℃，上步所得高岭土乳化沥青皂液加热到60～70℃，将石油沥青和所述皂液加入乳化机中，乳化1～3分钟，乳化机转速为2900～3000 rpm，制得高岭土乳化沥青；
步骤四：将砂料加入上步所得高岭土乳化沥青中，经强力搅拌混合均匀后制得抗滑雾封层材料，抗滑雾封层材料制成后需保持搅拌，使用或运输过程中停止搅拌的时间不超过2个小时；
步骤五：清扫路面上的松散材料、泥土、杂草，清除油污以及其它杂物，沿施工方向划出控制线；
步骤六：用抗滑雾封层喷洒车将抗滑雾封层材料喷洒到路面上，并在喷洒车行进过程中调节喷洒装置的喷洒压力和车速直至达到预期的洒布量0.3kg/m2～0.6kg/m2，喷洒温度控制在50～70℃之间，喷洒后即成抗滑雾封层；
步骤七：养生1～4小时后开放交通。
8.根据权利要求7所述抗滑雾封层的施工方法，其特征在于，抗滑雾封层成型后厚度为0.2mm～0.5mm。
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