CN103233405A - 一种新旧沥青路面联结层及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新旧沥青路面联结层，该联结层设于旧沥青路面和新沥青路面之间，以道路石油沥青为基体，其中均匀分布有集料；道路石油沥青用量为1.2～1.6kg/m²；集料粒径为4.75～9.5mm，用量为4.3～6.0kg/m²。本发明还公开了上述联结层在沥青路面整治方面和制备沥青路面整治试件方面的应用。本发明新旧沥青路面联结层结构简单，且在进行沥青路面整治时能保证新路面的质量，避免了反复施工，节省了人力物力，且便民。

Description

一种新旧沥青路面联结层及其应用

技术领域

    本发明涉及一种新旧沥青路面联结层，具体涉及一种用于新旧沥青路面整治的联结层。

背景技术

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。这种路面与砂石路面相比，其强度和稳定性都大大提高；与水泥混凝土路面相比，沥青路面表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，适宜于路面分期修建，是我国路面的重要结构形式。

随着使用时间的增长，沥青路面往往会产生多种病害，而现有对沥青路面进行整治的工程，通常关注的重点倾向在路基、路面材料及其结构组合方面进行设计和优化，如加厚沥青面层或增加新铺面层以提高结构承载力、改善行车舒适性，但新旧路面层间的粘结、防水、应力吸收以及耐久性等方面容易被忽略。而在增加新铺面层时，仅在旧路面上喷洒粘层油（如型号为PC-3的阳离子乳化沥青）之后就进行新路面的铺筑，新旧路面层间的粘结性能不够，由此将导致因层间联结失效而出现的推移、拥包、网裂、翻浆等病害，沥青路面的整体状况不但未得以改善反而继续恶化。

同时，目前国内现行沥青路面的设计规范和施工规范中，对新旧路面层间处治工艺、层间采用何种方案的规定都是比较简单，仅仅是一些一般性的描述，在实际施工时更多是凭经验确定。且施工完成后，由于对新旧路面层间处治效果缺乏相关的试验验证标准，只能在通车后的使用过程中发现相关问题：若粘结质量不好，通车后易发生层间剪切破坏，产生推移、拥包等病害；若在新旧路面层间防水效果不好，在车辆荷载和雨水（含融雪）的综合作用下，很容易出现网裂、翻浆等水损坏。由于无法在施工前确定最佳治理方案，甚至无法在施工时确定处治效果以方便及时修补，只能在使用后发现病害，再重新治理，这样反复施工，既影响交通，又浪费人力财力。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种使新旧沥青路面层间具有较好粘接性能的联结层。

为了达到上述目的，本发明提供了一种新旧沥青路面联结层，该联结层设于旧沥青路面和新沥青路面之间，以道路石油沥青为基体，其中均匀分布有集料；道路石油沥青用量为1.2～1.6kg/m²，优选用量为1.4kg/m²的90号道路石油沥青；集料粒径为4.75～9.5mm，用量为4.3～6.0kg/m²，可采用岩性碎石，优选用量为5.2 kg/m²的石灰岩。

本发明还提供了上述联结层在沥青路面整治方面的应用，包括以下步骤：

（1）旧沥青路面处理；

（2）在处理后的旧沥青路面表面铺设上述联结层，碾压平整；

（3）在所述联结层表面铺设新沥青路面。

其中，步骤（1）中旧沥青路面处理包括以下步骤：彻底清除旧沥青路面表面的泥土、杂物，并使旧沥青路面表面矿料外露，对旧沥青路面表面松散、裂缝及坑槽予以处理。步骤（2）中联结层铺设包括以下步骤：喷洒道路石油沥青，同时撒布集料，集料撒布完成后即用轮胎压路机均匀碾压2～3遍。步骤（3）中铺设的新沥青路面采用AC-16沥青混合料；AC-16沥青混合料的油石比为4.9%； AC-16沥青混合料中集料包括粒径为10～20mm的1#料、粒径为5～10mm的2#料、粒径为3～5mm的3#料、粒径为0～3mm的4#料以及矿粉，且重量比为31:24:10:31:4。

本发明还提供了上述联结层在制备沥青路面整治试件方面的应用，包括以下步骤：

（1）在旧沥青路面的同一断面处钻取多个旧芯样，将旧芯样放置在复合车辙板试模中；

（2）向步骤（1）放入旧芯样的复合车辙板试模中注入水泥砂浆，使芯样在复合车辙板试模中固定且水平高度一致，养护；养护在室温下进行，时间优选48h；

（3）用钢刷将旧芯样表面灰尘、杂物清理干净，并使其表面石料出现裸露部分；

（4）在旧芯样表面铺设所述联结层，碾压平整；

（5）在联结层表面铺设新沥青路面，并利用车辙成型仪成型，养护，制得复合试件；养护在室温下进行，时间优选24h； 

（6）在复合试件的旧芯样处钻取新芯样，即得所述沥青路面整治试件。

其中，步骤（1）中采用钻芯机钻取旧芯样，直径为150mm，厚度为40～50mm；复合车辙板试模尺寸为300mm×300mm×100mm。步骤（5）中新沥青路面的厚度为40～50mm。步骤（6）中新芯样的直径为100mm。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明采用道路石油沥青和集料的混合料作为新旧沥青路面的联结层，能有效提高新旧沥青路面之间的粘结性能，增加抗剪切强度，避免使用时产生推移、拥包等病害。

2、本发明联结层用于新旧沥青路面整治，能有效提高新旧沥青路面层间的防水性能，防止在车辆荷载和雨水（含融雪）的综合作用下出现的网裂、翻浆等水损坏。

3、本发明在进行路面施工前，先取芯样进行试样，在室内模拟现场路面整治，能够优先确定较佳的施工方案，使整治后的新路面满足使用需求，保证了施工质量。同时采用室内模拟制备复合试件的方法填补了我国现行沥青路面设计规范和沥青路面施工规范中对沥青路面整治工程中新旧路面联结层室内成型方法的空白，为相关技术规范或规程的修订提供了依据。

4、本发明新旧沥青路面联结层结构简单，且在进行沥青路面整治时能保证新路面的质量，避免了反复施工，节省了人力物力，且便民。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

联结层原料选取：1、90号道路石油沥青（技术指标须符合《公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）》要求）；2、集料采用石灰岩（岩性碎石均可），规格为S12，单一粒径4.75~9.5mm。

新旧沥青路面整治试件制备：

（1）利用路面钻芯机（钻芯机的钻芯筒直径为150mm）在旧路面同一断面处钻取旧芯样四个，旧芯样厚度为40mm（40~50mm均可）；

（2）将步骤（1）中四个旧芯样有序放置在复合车辙板试模（尺寸为长×宽×高=300mm×300mm×100mm）中；

（3）在步骤（2）中复合车辙板试模中注入水泥砂浆，以保证四个旧芯样在复合车辙板试模中固定且水平高度一致性；然后放置在室温条件下养护48h；

（4）用钢刷将步骤（3）中的旧芯样的表面灰尘、杂物等清理干净，并使旧路面表面石料出现裸露部分；

（5）取联结层所需的90号道路石油沥青和集料摊铺在旧芯样表面；

（6）取碾锤将步骤（5）中联结层摊铺好的原料往返碾压2~3遍并整平；

（7）取新沥青路面的设计配方（AC-16沥青混合料，油石比为4.9%，1#料（10~20mm）:2#料（5~10mm）:3#料（3~5mm）:4#料（0~3mm）：矿粉=31:24:10:31:4）在步骤（6）的联结层利用车辙成型仪成型车辙试件，成型的高度为40mm（40~50mm均可）；然后放置在室温条件下24h制备得到复合试件；

（8）取路面钻芯机（钻芯筒直径为100mm）将步骤（7）中的复合试件进行钻取新芯样四个；然后放置在干燥、通风条件下24h后即完成新旧沥青路面整治试件的制备。

其中步骤（5）中联结层所需90号道路石油沥青的用量分别选取1.2kg/m²、1.4kg/m²和1.6kg/m²，集料的用量分别选取4.3kg/m²、5.2kg/m²和6.0kg/m²（覆盖率分别为50%、60%和70%），对其制备的各新旧沥青路面整治试件进行剪切试验，结果如下表所示：

 表1  各新旧沥青路面整治试件剪切试验结果

    从上表可以看出，在室温条件下（25℃），试件的抗剪强度均能达到使用要求。对其温度敏感性进行分析，试件在25℃抗剪强度大于60℃抗剪强度。同时对上表数据进行分析，联结层中90号道路石油沥青的最佳洒布量为1.4kg/m²，集料（4.75~9.5mm）的最佳洒布量为集料覆盖率的60%，即5.2 kg/m²。

实施例二  

新旧沥青路面整治：

①旧路面处理

联结层施工前，应彻底清除旧路面表面的泥土、杂物，并使旧路面表面矿料外露，对旧路面表面松散、裂缝及坑槽的应予处理；

②喷洒90号普通道路石油沥青

沥青加热温度控制在150～160℃，喷洒数量分别按按照实施例一中联结层石油沥青用量。

为防止施工完成的封层遭污染，热沥青在施工旧路面前应选择合适的喷洒时间（具体视施工条件确定，保证施工完成不受污染即可），喷洒采用智能型沥青洒布车进行，沥青洒布车喷嘴的轴线应与路面垂直，并保证所有喷嘴的角度一致，同时保证洒布管的高度，尽量使同一地点能够接受到两个或三个喷洒嘴喷洒的沥青。

③撒布集料

集料与沥青同时撒布，撒布量分别按实施例中联结层集料用量，集料撒布在90号道路石油沥青未凝固之前完成。

④碾压

集料撒布后即用轮胎压路机均匀碾压2～3遍，确保集料与热喷沥青牢固粘结。碾压时每次碾压重叠1/3轮宽，碾压要求两侧到边，确保有效压实宽度。碾压顺序由路肩侧到中分带侧依次碾压。

⑤注意事项

a.联结层施工用集料应洁净、无粉尘污染；

b.洒布沥青和撒布集料应做到均匀，并用总量校核施工用量；对于局部不均匀的地方，应及时采用人工进行补洒（撒）。

c.集料撒完后，即可进行碾压，局部露黑处发生粘轮时，应再补撒少量集料。

⑥联结层施工质量检验控制

施工过程中应进行抽样检测，抽检项目、频率、检测结果及试验方法如下表所示。

表2  联结层施工过程质量检验

⑦采用AC-16沥青混合料在联结层表面铺设新沥青路面。

通过摊铺机缓慢、均匀、不间断地将AC-16沥青混合料摊铺到联结层上，然后选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。如有粘轮现象，不得向压路机轮上涂油或油水混合液，必要时可喷涂清水或肥皂水。压路机应以缓慢而均匀的速度碾压，压路机的适宜碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，可按表3选用。压实完成12小时后，方能允许施工车辆通行。

表3  压路机碾压速度（km/h）

⑧质量检验

表4  新旧沥青路面联结层质量检验

Claims (10)

1.一种新旧沥青路面联结层，其特征在于：所述联结层设于旧沥青路面和新沥青路面之间；所述联结层以道路石油沥青为基体，其中均匀分布有集料；所述道路石油沥青用量为1.2～1.6kg/m²；所述集料粒径为4.75～9.5mm，用量为4.3～6.0kg/m²。

2.根据权利要求1所述的新旧沥青路面联结层，其特征在于：所述道路石油沥青采用90号道路石油沥青；所述集料采用石灰岩。

3.根据权利要求2所述的新旧沥青路面联结层，其特征在于：所述道路石油沥青用量为1.4kg/m²；所述集料用量为5.2 kg/m²。

4.权利要求1至3任一所述新旧沥青路面联结层在沥青路面整治方面的应用，其特征在于：所述沥青路面整治包括以下步骤：

（1）旧沥青路面处理；

（2）在处理后的旧沥青路面表面铺设所述联结层，碾压平整；

（3）在所述联结层表面铺设新沥青路面。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述步骤（1）中旧沥青路面处理包括以下步骤：彻底清除旧沥青路面表面的泥土、杂物，并使旧沥青路面表面矿料外露，对旧沥青路面表面松散、裂缝及坑槽予以处理。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述步骤（2）中联结层铺设包括以下步骤：喷洒道路石油沥青，同时撒布集料，集料撒布完成后即用轮胎压路机均匀碾压2～3遍。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述步骤（3）中铺设的新沥青路面采用AC-16沥青混合料；所述AC-16沥青混合料的油石比为4.9%；所述AC-16沥青混合料中集料包括粒径为10～20mm的1#料、粒径为5～10mm的2#料、粒径为3～5mm的3#料、粒径为0～3mm的4#料以及矿粉，且重量比为31:24:10:31:4。

8.权利要求1至3任一所述新旧沥青路面联结层在制备沥青路面整治试件方面的应用，其特征在于：所述沥青路面整治试件的制备方法包括以下步骤：

（1）在旧沥青路面的同一断面处钻取多个旧芯样，将旧芯样放置在复合车辙板试模中；

（2）向步骤（1）放入旧芯样的复合车辙板试模中注入水泥砂浆，使芯样在复合车辙板试模中固定且水平高度一致，养护；

（3）用钢刷将旧芯样表面灰尘、杂物清理干净，并使其表面石料出现裸露部分；

（4）在旧芯样表面铺设所述联结层，碾压平整；

（5）在联结层表面铺设新沥青路面，并利用车辙成型仪成型，养护，制得复合试件；

（6）在复合试件的旧芯样处钻取新芯样，即得所述沥青路面整治试件。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述步骤（1）中旧芯样的直径为150mm，厚度为40～50mm；复合车辙板试模尺寸为300mm×300mm×100mm；所述步骤（5）中新沥青路面的厚度为40～50mm；所述步骤（6）中新芯样的直径为100mm。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述步骤（2）中养护时间为48h；所述步骤（5）中养护时间为24h。