CN104947564A - 一种耐久型隧道路面铺装方法 - Google Patents
一种耐久型隧道路面铺装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104947564A CN104947564A CN201510239774.4A CN201510239774A CN104947564A CN 104947564 A CN104947564 A CN 104947564A CN 201510239774 A CN201510239774 A CN 201510239774A CN 104947564 A CN104947564 A CN 104947564A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asphalt
- mixture
- warm
- paving
- modulus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本发明公开了一种耐久型隧道路面铺装方法，其包括如下步骤：(1)将一水泥混凝土板上进行喷砂处理，然后在其表面上撒布橡胶沥青和碎石，碾压形成一橡胶沥青碎石封层；(2)在橡胶沥青碎石封层上，碾压成型沥青混合料基体，灌注水泥基砂浆，自然养护，以形成一灌注式半柔性混合料铺装下层；(3)撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；(4)实施铺装细粒式沥青混合料或中粒式沥青混合料，以形成一高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。本发明铺装方法通用性强，施工工艺简单，采用相对常规材料，可操作性强，具有良好施工和易性；整个铺装结构可显著提高设计使用寿命，可达20-30年，具有较好的防火、抗滑安全与节能环保的效果。
Description
技术领域
本发明涉及交通运输工程领域，尤其是涉及一种耐久型隧道路面铺装方法。
背景技术
随着我国交通基础设施建设的快速发展，我国隧道建设取得了辉煌的成就。隧道路面是隧道工程的重要组成部分，其性能直接决定了隧道的通行能力和服务水平，也很大程度上影响了公众对隧道质量的评判。但是，长期以来隧道道路并没有得到充分重视，一般采用乳化沥青或稀浆封层作为防水粘结层，常规道路沥青混合料作为铺装层。隧道结构附属工程的定位、采用公道路路面结构和传统的铺面材料，造成了隧道路面难以满足大纵坡条件下刚度巨变的复合式路面应力要求以及封闭空间、阴暗潮湿、地下水丰富、进出口加减速频繁、车速相对缓慢等工作条件，导致部分隧道路面耐久性不足、抗滑性较差、行驶舒适性差、存在安全隐患与施工和易性差的缺陷。主要表现在以下几个方面：
1、铺装耐久性不足。耐久性是隧道路面设计的关键，但是目前采用常规防水层与沥青混合料铺装，不能满足隧道铺装性能要求，早期病害较为严重，由于处于狭小空间内，隧道路面一旦破损不仅严重影响通行效率和交通安全，而且修复极为困难，主要病害为车辙与开裂。车辙问题不仅出现在铺装下层，而且铺装下层作为承重层，问题更为突出；开裂主要为沥青混合料的疲劳开裂与隧道水泥混凝土板的裂缝反射产生。
2、路面抗滑性较差。隧道内湿度大、地下水丰富，路面长期处于潮湿状态，尤其是雨天时，隧道进出口路面抗滑性能严重不足，特别是水泥混凝土路面，运营后抗滑性能迅速衰减。浙江省任胡岭隧道测试表明，雨天摩擦系数仅为29。抗滑性不足是引起隧道内交通事故的诱因之一。据浙江省统计，2001年隧道内发生交通事故433起且全部发生在水泥路面铺装的隧道内。
3、路面防火安全性不足。防火安全性是长大隧道路面设计必须考虑的因素。隧道为交通事故多发区域，一旦发生火灾将引起严重后果。1979年日本造贺公路隧道火灾、1999年法国与意大利间的Mont Blanc隧道火灾以及2005年台州东山遂道火灾、2006年广州温泉隧道火灾都时刻警示着隧道设计和管理人员。尽管沥青路面作为隧道铺装具有很多优势，但传统的沥青已经不能满足防火安全要求。
4、隧道沥青混合料施工和易性问题。在隧道内部施工沥青混合料，沥青混合料施工温度往往超过160℃，现场产生了大量烟气，随着道路隧道的长度不断增加，内部的封闭程度愈深，烟气大量聚集，对现场施工人员健康与施工控制极为不利，沥青混合料质量难以保证。
5、灌注式半柔性混合料路面在国内有所应用，主要用作国省道干线公路表面层，其抗车辙能力、抗疲劳性能较好，但是表面功能性较差，尤其抗滑性能较低，不适合车速较高的道路，因此应用案例不多。
因此，针对目前隧道路面存在的问题，有必要开发一种抗滑、安全、耐久、施工和易性好的铺装结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中采用乳化沥青或稀浆封层作为防水粘结层、常规道路沥青混合料作为铺装层时的隧道路面耐久性不走、抗滑性较差、存在安全隐患与施工和易性差等缺陷，提供了一种耐久型隧道路面铺装结构及其铺装方法。本发明铺装方法通用性强，整体施工工艺简单，采用相对常规材料，可操作性强，具有良好的施工和易性；本发明的隧道路面铺装显著增强了铺装抗车辙能力与抗裂性能，大大提高了耐久性，保证了铺装表面抗滑功能，解决了隧道沥青路面火灾安全隐患，降低了沥青路面施工温度，节约能源，减少排放，提高施工和易性，日常可仅对表面养护维修，避免了整体重复维修，全寿命周期内节省了投入。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种耐久型隧道路面铺装结构，所述的铺装结构自下而上包括一橡胶沥青碎石封层、一灌注式半柔性混合料铺装下层、一改性乳化沥青粘结层和一高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。
本发明中，所述的铺装结构较佳地铺设在水泥混凝土板上，所述的水泥混凝土板在铺装前按照本领域常规进行喷砂处理，清除表面浮浆和附着物，形成不均匀的粗糙表面。所述的喷砂处理为本领域常规操作。
本发明中，所述铺装结构的总铺装厚度为本领域内常规，较佳地为8-12cm，更佳地为8-10cm。
本发明中，所述的橡胶沥青碎石封层为本领域内常规，较佳地为在橡胶沥青上撒布碎石碾压制得，更佳地由下述方法制成：在水泥混凝土板上先撒布橡胶沥青，再撒布碎石，碾压而成；最佳地通过同步碎石封层车撒布橡胶沥青和碎石，碾压而成。
在本领域内，一般将橡胶沥青碎石封层应用于高速公路、一级公路、旧水泥路面改造的应力吸收中间层，新修低等级公路、农村公路的沥青面层或者水泥混凝土桥面防水层，现有技术中并没有将其应用于隧道路面铺装结构的防水粘结层。
其中，所述的碎石的粒径较佳地为9.5-13.2mm。所述的橡胶沥青为本领域常规，较佳地由下述方法制成：将橡胶粉和70号沥青在180-190℃温度下高速搅拌机下拌和。所述橡胶粉较佳地应满足下述指标：橡胶粉粒径为30～80目，用量为沥青总质量的15-20％。
本发明中，所述橡胶沥青碎石封层的厚度较佳地为1.0-1.5cm。所述的橡胶沥青碎石封层较佳地满足下述指标：单位平方米橡胶沥青用量为2.0-2.4kg，单位平方米碎石用量为10.0-14.0kg。
本发明中，所述的灌注式半柔性混合料铺装下层的厚度较佳地为4.0-6.0cm。
本发明中，所述灌注式半柔性混合料铺装下层为本领域内常规，较佳地由下述方法制成：在碾压成型的沥青混合料基体中，灌注水泥基砂浆，即可。
其中，所述沥青混合料基体的空隙率较佳地为15-40％，更佳地为20-30％。若空隙率太小，不利于灌注饱满；若空隙率太大，沥青混合料基体完整性欠缺，容易脱落。
其中，所述沥青混合料基体较佳地采用OGFC-13、OGFC-16或OGFC-20级配。所述水泥基砂浆的配方组分为本领域内常规，按重量份计较佳地包括下述组分：水泥100份、膨胀剂25-35份、石英砂55-75份、水5-10份和减水剂1-2份。其中，所述水泥、所述膨胀剂、所述减水剂均为本领域常规使用的产品，且均市售可得。所述膨胀剂较佳为中国建筑材料科学研究总院的UEA-H膨胀剂，所述减水剂较佳为德国巴斯夫公司的1641F减水剂。所述水泥较佳为安徽海螺股份有限公司的P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
本发明中，所述的改性乳化沥青粘结层中的改性乳化沥青为本领域常规使用的改性乳化沥青。所述的改性乳化沥青粘结层较佳地满足下述指标：单位平方米改性乳化沥青的质量为0.4-0.6kg。
本发明中，所述的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层的厚度较佳地为4.0-5.0cm。所述的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层的空隙率较佳地为3-5％。
本发明中，所述高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层为本领域内常规，较佳地由下述方法制成：将沥青与集料拌合，并添加高模量添加剂、阻燃剂和温拌剂，制成细粒式沥青混合料或中粒式沥青混合料，再铺装。
其中，所述沥青为本领域内常规SBS改性沥青。所述集料为本领域内常规，一般为石灰岩、玄武岩或绿辉石。所述的细粒式沥青混合料较佳地采用SMA-13或AC-13C级配，空隙率较佳地为3-5％。所述的中粒式沥青混合料较佳地采用SMA-16或AC-16级配，空隙率较佳地为3-5％。所述沥青的用量为本领域内常规，一般对SMA混合料而言，沥青用量为混合料质量的5.5～7.5％；对AC混合料而言，沥青用量为混合料质量的4.5～6.0％。所述高模量添加剂、所述阻燃剂和所述温拌剂均为本领域常规使用的添加剂，且均市售可得。所述的高模量添加剂较佳地满足下述指标：密度为0.9-1.1g/cm3，在190℃、2.16kg负荷下熔体质量流动速率大于0.3g/10min，吸水率小于0.5％，更佳地为深圳市海川实业股份有限公司的车辙王高模量添加剂。每吨沥青混合料中，所述的高模量添加剂用量较佳地为30-40kg。所述的阻燃剂可采用氢氧化镁或氢氧化铝基无机材料，较佳地满足下述指标：粒径小于2μm，密度为2.2-2.4g/cm3，更佳地为深圳市海川实业股份有限公司的FRMAXTM阻燃剂。所述的阻燃剂的用量较佳地为沥青混合料质量的0.4-1.2％。所述的温拌剂较佳地可采用表面活性型温拌剂或有机降粘型温拌剂；所述表面活性型温拌剂较佳地满足下述指标：pH值(25℃)为8.5-10.5，胺值为400-560mg/g，更佳地为美国Evotherm公司的3G表面活性型温拌剂；所述有机降粘型温拌剂较佳地满足下述指标：闪点大于250℃，熔点为90-110℃，密度为0.85-1.05g/cm3，更佳地为南非Sasol公司的Sasobit有机降粘型温拌剂。所述的温拌剂用量较佳地为沥青混合料质量的0.2-0.5％。
本发明还提供了一种上述耐久型隧道路面铺装结构的铺装方法，其包括如下步骤：
(1)将一水泥混凝土板上进行喷砂处理，然后在其表面上撒布橡胶沥青和碎石，碾压形成一橡胶沥青碎石封层；
(2)在所述橡胶沥青碎石封层上，碾压成型沥青混合料基体，灌注水泥基砂浆，自然养护，以形成一灌注式半柔性混合料铺装下层；其中，所述沥青混合料基体的空隙率为15-40％；
(3)撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装细粒式沥青混合料或中粒式沥青混合料，以形成一高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。
本发明中，所述耐久型隧道路面铺装方法形成的总铺装厚度为本领域内常规，较佳地为8-12cm，更佳地为8-10cm。
步骤(1)中，所述喷砂处理为本领域常规操作，一般采用移动式喷砂抛丸机进行喷砂抛丸，清除表面浮浆和附着物，形成不均匀的粗糙表面。
步骤(1)中，所述的橡胶沥青碎石封层较佳地通过在水泥混凝土板上先撒布橡胶沥青，再撒布碎石，碾压而成；更佳地通过同步碎石封层车撒布橡胶沥青和碎石，碾压而成。
步骤(1)中，所述的碎石的粒径较佳地为9.5-13.2mm。所述的橡胶沥青为本领域常规，较佳地由下述方法制成：将橡胶粉和70号沥青在180-190℃温度下高速搅拌机下拌和。所述橡胶粉较佳地应满足下述指标：橡胶粉粒径为30～80目，用量为沥青总质量的15-20％。
步骤(1)中，所述橡胶沥青碎石封层的厚度较佳地为1.0-1.5cm。
步骤(1)中，所述的橡胶沥青碎石封层较佳地满足下述指标：单位平方米橡胶沥青用量为2.0-2.4kg，单位平方米碎石用量为10.0-14.0kg。
步骤(2)中，所述的灌注式半柔性混合料铺装下层的厚度较佳地为4.0-6.0cm。
步骤(2)中，所述沥青混合料基体较佳地采用OGFC-13、OGFC-16或OGFC-20级配。
步骤(2)中，所述水泥基砂浆按重量份计较佳地包括下述组分：水泥100份、膨胀剂25-35份、石英砂55-75份、水5-10份和减水剂1-2份。
其中，所述水泥、所述膨胀剂、所述减水剂均为本领域常规使用的产品，且均市售可得。所述膨胀剂较佳为中国建筑材料科学研究总院的UEA-H膨胀剂，所述减水剂较佳为德国巴斯夫公司的1641F减水剂。所述水泥较佳为安徽海螺股份有限公司的P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
步骤(2)中，所述的自然养护为本领域常规操作，所述的自然养护的时间较佳地为3-5天。
步骤(2)中，所述的沥青混合料基体的空隙率较佳地为20-30％。若空隙率太小，不利于灌注饱满；若空隙率太大，沥青混合料基体完整性欠缺，容易脱落。
步骤(3)中，所述的改性乳化沥青粘结层中的改性乳化沥青为本领域常规使用的改性乳化沥青。所述的改性乳化沥青粘结层较佳地满足下述指标：单位平方米改性乳化沥青的质量为0.4-0.6kg。
步骤(4)中，所述的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层的厚度较佳地为4.0-5.0cm。
步骤(4)中，所述的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层的空隙率较佳地为3-5％。
步骤(4)中，所述的细粒式沥青混合料较佳地采用SMA-13或AC-13C级配，空隙率较佳地为3-5％。所述的中粒式沥青混合料较佳地采用SMA-16或AC-16级配，空隙率较佳地为3-5％。
步骤(4)中，所述的细粒式沥青混合料或中粒式沥青混合料较佳地通过下述方法制得：将沥青与集料拌合，并添加高模量添加剂、阻燃剂和温拌剂，即可。
其中，所述沥青为本领域内常规SBS改性沥青。所述集料为本领域内常规，一般为石灰岩、玄武岩或绿辉石。所述沥青的用量为本领域内常规，一般对SMA混合料而言，沥青用量为混合料质量的5.5～7.5％；对AC混合料而言，沥青用量为混合料质量的4.5～6.0％。所述高模量添加剂、所述阻燃剂和所述温拌剂均为本领域常规使用的添加剂，且均市售可得。所述的高模量添加剂较佳地满足下述指标：密度为0.9-1.1g/cm3，在190℃、2.16kg负荷下熔体质量流动速率大于0.3g/10min，吸水率小于0.5％，更佳地为深圳市海川实业股份有限公司的车辙王高模量添加剂。每吨沥青混合料中，所述的高模量添加剂用量较佳地为30-40kg。所述的阻燃剂可采用氢氧化镁或氢氧化铝基无机材料，较佳地满足下述指标：粒径小于2μm，密度为2.2-2.4g/cm3，更佳地为深圳市海川实业股份有限公司的FRMAXTM阻燃剂。所述的阻燃剂用量较佳地为沥青混合料质量的0.4-1.2％。所述的温拌剂较佳地可采用表面活性型温拌剂或有机降粘型温拌剂；所述表面活性型温拌剂较佳地满足下述指标：pH值(25℃)为8.5-10.5，胺值为400-560mg/g，更佳地为美国Evotherm公司的3G表面活性型温拌剂；所述有机降粘型温拌剂较佳地满足下述指标：闪点大于250℃，熔点为90-110℃，密度为0.85-1.05g/cm3，更佳地为南非Sasol公司的Sasobit有机降粘型温拌剂。所述的温拌剂用量较佳地为沥青混合料质量的0.2-0.5％。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的耐久型隧道路面铺装结构中采用橡胶沥青碎石封层作为防水粘结层，橡胶沥青碎石封层其防水效果与粘结效果要显著高于目前乳化沥青或稀浆封层，同时橡胶沥青柔韧性好，可防止下部水泥混凝土面板开裂引起裂缝反射至铺装层的问题。
2、本发明的耐久型隧道路面铺装结构中采用灌注式半柔性混合料作为铺装下层(承重层)，不用于表面功能层，解决了其抗滑性差的弊端；其将沥青柔性与水泥的刚性很好的复合到一起，大幅度提高了抗车辙能力，60℃车辙动稳定度超过10000次/mm，而常规沥青材料动稳定度一般为2000-3000次/mm，彻底解决承重层车辙变形问题，具有很好的密水效果，显著改善了抗裂性能与耐久性，并具有耐油、耐热等特性，同时较好的实现了从下部全刚性水泥板到柔性沥青铺装上层的过渡，起到了很好的承上启下作用。
3、本发明的耐久型隧道路面铺装结构中采用高模量温拌阻燃沥青混合料作为铺装上层，采用了高模量添加剂，提高了抗车辙能力，60℃车辙动稳定度超过6000次/mm，采用了温拌剂，降低了施工温度20-30℃，大大减少了铺装燃烧的可能性，级配采用了骨架结构，保证了铺装结构的抗滑性、耐久性、安全性与施工和易性。
4、整个铺装结构可显著提高设计使用寿命，可达20-30年，大大超过目前常规铺装的8-10年设计使用寿命，并具有较好的防火、抗滑安全与节能环保的效果。
5、本发明铺装方法通用性强，整体施工工艺简单，采用相对常规材料，可操作性强，具有良好的施工和易性。
附图说明
图1为本发明实施例1-5的耐久型隧道路面铺装结构的示意图。其中，1为高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层，2为改性乳化沥青粘结层，3为灌注式半柔性混合料铺装下层，4为橡胶沥青碎石封层。
图2为本发明实施例1-5的隧道路面截面示意图。其中，1为高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层，2为改性乳化沥青粘结层，3为灌注式半柔性混合料铺装下层，4为橡胶沥青碎石封层，5为水泥混凝土板。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所用的橡胶沥青由橡胶粉和70号沥青在180-190℃温度下高速搅拌机下拌和制得。所用的橡胶粉应满足下述指标：橡胶粉粒径为30～80目，用量为沥青总质量的15-20％。
所用的水泥基砂浆按重量份计包括下述组分：水泥100份、膨胀剂25-35份、石英砂55-75份、水5-10份和减水剂1-2份。其中，膨胀剂为中国建筑材料科学研究总院的UEA-H膨胀剂，减水剂为德国巴斯夫公司的1641F减水剂，水泥为安徽海螺股份有限公司的P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
所用的高模量添加剂均为深圳市海川实业股份有限公司的车辙王高模量添加剂。所用的阻燃剂均为深圳市海川实业股份有限公司的FRMAXTM阻燃剂。
实施例1
本实施例耐久型隧道路面的铺装方法包括如下步骤：
(1)在水泥混凝土板上喷砂，去除表面浮浆；采用同步碎石封层车撒布橡胶沥青与碎石，单位平方米橡胶沥青用量为2.2kg，单位平方米碎石用量为12.0kg，碎石粒径为9.5mm-13.2mm，用25吨胶轮压路机进行压实，碾压3遍，橡胶沥青碎石封层的厚度为1.0cm；
(2)实施铺装下层，首先铺筑4cm的OGFC-13，空隙率为20％，自然冷却后，灌注水泥基砂浆，采用小型振动压路机辅助灌浆，初凝后采用清扫车整除表面水泥浮浆，自然养护3-5天，形成4cm灌注式半柔性混合料铺装下层；
(3)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，采用SMA-13级配，拌合沥青混合料，添加高模量添加剂、阻燃剂与温拌剂，混合料空隙率为3.0％，以形成4cm厚的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。其中，温拌剂为美国Evotherm公司的3G表面活性型温拌剂。
本实施例耐久型隧道路面铺装结构的总厚度为9cm，其铺装结构如图1所示，自下而上包括橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
图2为本实施例的耐久型隧道路面截面示意图。其中，自下而上包括水泥混凝土板5，橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
实施例2
本实施耐久型隧道路面的铺装方法包括如下步骤：
(1)在水泥混凝土板上喷砂，去除表面浮浆；采用同步碎石封层车撒布橡胶沥青与碎石，单位平方米橡胶沥青用量为2.0kg，单位平方米碎石用量为10.0kg，碎石粒径为9.5mm-13.2mm，用25吨胶轮压路机进行压实，碾压3遍，橡胶沥青碎石封层的厚度为1.5cm；
(2)实施铺装下层，首先铺筑5cm的OGFC-16，空隙率为22％，自然冷却后，灌注水泥基砂浆，采用小型振动压路机辅助灌浆，初凝后采用清扫车整除表面水泥浮浆，自然养护3-5天，形成5cm灌注式半柔性混合料铺装下层；
(3)按照0.4kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，采用AC-13C级配，拌合沥青混合料，添加高模量添加剂、阻燃剂与温拌剂，混合料空隙率为4.0％，以形成4cm厚的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。其中，温拌剂为美国Evotherm公司的3G表面活性型温拌剂。
本实施例耐久型隧道路面铺装结构的总厚度为10.5cm，其铺装结构如图1所示，自下而上包括橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
图2为本实施例的耐久型隧道路面截面示意图。其中，自下而上包括水泥混凝土板5，橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
实施例3
本实施例耐久型隧道路面的铺装方法包括如下步骤：
(1)在水泥混凝土板上喷砂，去除表面浮浆；采用同步碎石封层车撒布橡胶沥青与碎石，单位平方米橡胶沥青用量为2.2kg，单位平方米碎石用量为12.0kg，碎石粒径为9.5mm-13.2mm，用25吨胶轮压路机进行压实，碾压遍数2遍，橡胶沥青碎石封层的厚度为1.5cm；
(2)实施铺装下层，首先铺筑6cm的OGFC-20，空隙率为25％，自然冷却后，灌注水泥基砂浆，采用小型振动压路机辅助灌浆，初凝后采用清扫车整除表面水泥浮浆，养生3-5天，形成6cm灌注式半柔性混合料铺装下层；
(3)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，采用SMA-13级配，拌合沥青混合料，添加高模量添加剂、阻燃剂与温拌剂，混合料空隙率为3.0％，以形成4.5cm厚的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。其中，温拌剂为南非Sasol公司的Sasobit有机降粘型温拌剂。
本实施例耐久型隧道路面铺装结构的总厚度为12cm，其铺装结构如图1所示，自下而上包括橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
图2为本实施例的耐久型隧道路面截面示意图。其中，自下而上包括水泥混凝土板5，橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
实施例4
本实施例耐久型隧道路面的铺装方法包括如下步骤：
(1)在水泥混凝土板上喷砂，去除表面浮浆；采用同步碎石封层车撒布橡胶沥青与碎石，单位平方米橡胶沥青用量为2.4kg，单位平方米碎石用量为14.0kg，碎石粒径为9.5mm-13.2mm，用25吨胶轮压路机进行压实，碾压遍数2遍，橡胶沥青碎石封层的厚度为1.0cm；
(2)实施铺装下层，首先铺筑4cm的OGFC-16，空隙率为22％，自然冷却后，灌注水泥基砂浆，采用小型振动压路机辅助灌浆，初凝后采用清扫车整除表面水泥浮浆，自然养护3-5天，形成4cm灌注式半柔性混合料铺装下层；
(3)按照0.6kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，采用AC-16级配，拌合沥青混合料，添加高模量添加剂、阻燃剂与温拌剂，混合料空隙率为3.0％，以形成5cm厚的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。其中，温拌剂为南非Sasol公司的Sasobit有机降粘型温拌剂。
本实施例耐久型隧道路面铺装结构的总厚度为10cm，其铺装结构如图1所示，自下而上包括橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
图2为本实施例的耐久型隧道路面截面示意图。其中，自下而上包括水泥混凝土板5，橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
实施例5
本实施例耐久型隧道路面的铺装方法包括如下步骤：
(1)在水泥混凝土板上喷砂，去除表面浮浆；采用同步碎石封层车撒布橡胶沥青与碎石，单位平方米橡胶沥青用量为2.2kg，单位平方米碎石用量为12.0kg，碎石粒径为9.5mm-13.2mm，用25吨胶轮压路机进行压实，碾压3遍，橡胶沥青碎石封层的厚度为1.2cm；
(2)实施铺装下层，首先铺筑5cm的OGFC-13，空隙率为40％，自然冷却后，灌注水泥基砂浆，采用小型振动压路机辅助灌浆，初凝后采用清扫车整除表面水泥浮浆，自然养护3-5天，形成5cm灌注式半柔性混合料铺装下层；
(3)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，采用SMA-16级配，拌合沥青混合料，添加高模量添加剂、阻燃剂与温拌剂，混合料空隙率为5.0％，以形成5cm厚的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。其中，温拌剂为美国Evotherm公司的3G表面活性型温拌剂。
本实施例耐久型隧道路面铺装结构的总厚度为11.2cm，其铺装结构如图1所示，自下而上包括橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
图2为本实施例的耐久型隧道路面截面示意图。其中，自下而上包括水泥混凝土板5，橡胶沥青碎石封层4，灌注式半柔性混合料铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2，高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层1。
对比例1
本领域内常规隧道路面的铺装方法包括如下步骤：
(1)在水泥混凝土板上喷砂，去除表面浮浆；采用稀浆封层车摊铺稀浆封层，稀浆封层的厚度为6mm；
(2)实施铺装下层，铺筑5cm的AC-20沥青混合料，该混合料为本领域常规，所用集料为石灰岩，所用沥青胶结料为70号沥青，混合料的空隙率为4.0％；
(3)按照0.5kg/m2的用量撒布乳化沥青，以形成一乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，铺筑4cm的改性AC-13C热拌沥青混合料，该混合料为本领域常规，所用集料为石灰岩，所用沥青胶结料为SBS改性沥青，混合料的空隙率为4.0％。
对比例中隧道路面铺装结构的总厚度为9cm。
效果实施例1
对本发明的灌注式半柔性混合料性能进行评价，并与对比例1中AC-20沥青混合料进行比对，结果如表1所示。其中，沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性的测试按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)进行。试验表明，本发明灌注式半柔性混合料的高温稳定性和低温抗裂性能均显著优于对比例1中AC-20沥青混合料，具有很好的路用性能。
表1本发明灌注式半柔性混合料与对比例1 AC-20沥青混合料性能分析
效果实施例2
对本发明的高模量温拌阻燃沥青混合料进行评价，并与对比例1中SBS改性沥青热拌AC-13沥青混合物进行比对，结果如表2所示。其中，高温稳定性的测试按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)进行，动态模量的测试按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)进行，氧指数的测试按照《沥青燃烧性能测定法氧指数法》(NB/SH/T 0815-2010)进行。
由表2可知，本发明高模量温拌阻燃沥青混合料的高温稳定性与动态模量显著高于对比例1中SBS改性沥青AC-13的性能，可较好地抵抗沥青混合料变形，大大减少车辙病害；氧指数显著提高，燃烧可能性大幅度降低，可保证隧道防火安全；施工温度减低30℃。
表2本发明的高模量温拌阻燃沥青混合料与对比例1 SBS改性AC-13沥青混合物性能分析
对本发明的高模量温拌阻燃沥青混合料与对比例1中的SBS改性沥青热拌AC-13沥青混合物的排放进行分析，结果如表3所示。其中，CO、NO2和SO2采用美国华瑞PGM-7840型手持式多气体检测仪，测试方法参照《环境空气气体污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测***技术要求及检测方法》(HJ 654-2013)；沥青烟浓度采用美国华瑞PGM-7240型VOC气体检测仪测量，环己烷作吸收剂，用紫外分光光度法测定沥青烟；苯并芘采用高效液相色谱法分离测定：采用玻璃纤维滤膜富集筑路沥青施工现场沥青烟雾中苯并芘，通过高效液相色谱，荧光检测器分析。
由表3可知，本发明的高模量温拌阻燃沥青混合料在生产过程中的有害气体排放显著降低；其中，二氧化碳降低了29.2％，氮氧化合物45.9％；摊铺现场的沥青烟气也明显减少，沥青烟中含有的苯并芘降低了86.4％。这表明，本发明高模量温拌阻燃沥青混合料技术可明显降低沥青混合料生产过程中的废气、封层和有害气体产生，大大提高隧道中施工和易性，并具有显著的节能减排环保效果。
表3实施例1的高模量温拌阻燃沥青混合料与对比例1中SBS改性沥青热拌AC-13沥青混合物排放检测数据
| 检测项目 | 单位 | 对比例1 | 实施例1 | 降幅 |
| 二氧化碳CO2 | mg/m3 | 2.4 | 1.7 | 29.2％ |
| 氮氧化合物NOX | mg/m3 | 98 | 53 | 45.9％ |
| 一氧化碳CO | mg/m3 | 102 | 78 | 23.5％ |
| 二氧化硫SO2 | 104mg/m3 | 17 | 7.2 | 57.6％ |
| 沥青烟浓度 | mg/m3 | 7.5 | 5.9 | 21.3％ |
| 苯并芘 | mg/m3 | 0.088 | 0.012 | 86.4％ |
效果实施例3
对本发明整个铺装体系进行疲劳试验，并于常规铺装结构对比例1进行比对，见表4。其中，采用小梁弯曲疲劳试验，应变控制模式，对室内压实样品锯成的小梁试件进行重复弯曲(AASHTO T321-03标准)，直至小梁破坏，从而确定混合料的疲劳寿命。
由表4可知，本发明的铺装结构疲劳寿命为常规结构的3倍左右，疲劳寿命显著提高，耐久性大大改善，可以达到设计寿命20-30年。
表4实施例1-4和对比例1中铺装体系疲劳寿命
| 铺装体系 | 疲劳寿命(1000με)/次 |
| 实施例1 | 1911323 |
| 实施例2 | 1628305 |
| 实施例3 | 2139724 |
| 实施例4 | 2048217 |
| 对比例1 | 772350 |
效果实施例4
对实施例1的高模量温拌阻燃沥青混合料(SMA-13)进行构造深度和抗滑性能测试，并与对比例1中的SBS改性沥青热拌AC-13沥青混合料进行比对，结果如表5所示。其中，构造深度的测试按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)进行，摆值的测试按照《摆式仪测定路面摩擦系数试验方法》(T 0964-2008)进行。
针对隧道路面的铺装结构，本领域内构造深度的下限值为0.55，由表5可知，本发明实施例1的构造深度值1.35明显高于本领域内常规限定值，且高于对比例1的构造深度0.81；本发明的摆值也明显高于对比例1。有上述表明，本发明抗滑性得到大幅度提高。
表5实施例1的高模量温拌阻燃沥青混合料与对比例1的SBS改性沥青热拌AC-13C混合料抗滑性能对比
| 铺装体系 | 构造深度(mm) | 摆值BPN |
| 实施例1 | 1.35 | 61 |
| 对比例1 | 0.81 | 54 |
Claims (10)
1.一种耐久型隧道路面铺装方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将一水泥混凝土板上进行喷砂处理，然后在其表面上撒布橡胶沥青和碎石，碾压形成一橡胶沥青碎石封层；
(2)在所述橡胶沥青碎石封层上，碾压成型沥青混合料基体，灌注水泥基砂浆，自然养护，以形成一灌注式半柔性混合料铺装下层；其中，所述沥青混合料基体的空隙率为15-40％；
(3)撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装细粒式沥青混合料或中粒式沥青混合料，以形成一高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层。
2.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，所述铺装方法形成的总铺装厚度为8-12cm，较佳地为8-10cm。
3.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的橡胶沥青碎石封层通过在水泥混凝土板上先撒布橡胶沥青，再撒布碎石，碾压而成；较佳地通过同步碎石封层车撒布橡胶沥青和碎石，碾压而成；
和/或，步骤(1)中，所述的碎石的粒径为9.5-13.2mm；
和/或，步骤(1)中，所述的橡胶沥青由下述方法制成：将橡胶粉和70号沥青在180-190℃温度下高速搅拌机下拌和；所述橡胶粉较佳地应满足下述指标：橡胶粉粒径为30～80目，用量为沥青总质量的15-20％。
4.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(1)中，所述橡胶沥青碎石封层的厚度为1.0-1.5cm；
和/或，步骤(1)中，所述的橡胶沥青碎石封层满足下述指标：单位平方米橡胶沥青用量为2.0-2.4kg，单位平方米碎石用量为10.0-14.0kg。
5.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的灌注式半柔性混合料铺装下层的厚度为4.0-6.0cm；
和/或，步骤(2)中，所述沥青混合料基体采用OGFC-13、OGFC-16或OGFC-20级配。
6.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水泥基砂浆按重量份计包括下述组分：水泥100份、膨胀剂25-35份、石英砂55-75份、水5-10份和减水剂1-2份；
和/或，步骤(2)中，所述的自然养护的时间为3-5天；
和/或，步骤(2)中，所述的沥青混合料基体的空隙率为20-30％。
7.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的改性乳化沥青粘结层满足下述指标：单位平方米改性乳化沥青的质量为0.4-0.6kg；
和/或，步骤(4)中，所述的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层的厚度为4.0-5.0cm；
和/或，步骤(4)中，所述的高模量温拌阻燃沥青混合料铺装上层的空隙率为3-5％。
8.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的细粒式沥青混合料采用SMA-13或AC-13C级配，空隙率较佳地为3-5％；所述的中粒式沥青混合料采用SMA-16或AC-16级配，空隙率较佳地为3-5％；
和/或，步骤(4)中，所述的细粒式沥青混合料或中粒式沥青混合料通过下述方法制得：将沥青与集料拌合，并添加高模量添加剂、阻燃剂和温拌剂，即可。
9.如权利要求8所述的铺装方法，其特征在于，所述的高模量添加剂满足下述指标：密度为0.9-1.1g/cm3，在190℃、2.16kg负荷下熔体质量流动速率大于0.3g/10min，吸水率小于0.5％；每吨沥青混合料中，所述的高模量添加剂用量较佳地为30-40kg；
和/或，所述的阻燃剂满足下述指标：粒径小于2μm，密度为2.2-2.4g/cm3；所述的阻燃剂的用量较佳地为沥青混合料质量的0.4-1.2％。
10.如权利要求8所述的铺装方法，其特征在于，所述的温拌剂采用表面活性型温拌剂或有机降粘型温拌剂；所述表面活性型温拌剂较佳地满足下述指标：25℃时pH值为8.5-10.5，胺值为400-560mg/g；所述有机降粘型温拌剂较佳地满足下述指标：闪点大于250℃，熔点为90-110℃，密度为0.85-1.05g/cm3；所述的温拌剂用量较佳地为沥青混合料质量的0.2-0.5％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510239774.4A CN104947564A (zh) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | 一种耐久型隧道路面铺装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510239774.4A CN104947564A (zh) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | 一种耐久型隧道路面铺装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104947564A true CN104947564A (zh) | 2015-09-30 |
Family
ID=54162590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510239774.4A Pending CN104947564A (zh) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | 一种耐久型隧道路面铺装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104947564A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106758653A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 江苏天诺道路材料科技有限公司 | 拼装式抗剪沥青路面及其铺装方法 |
| CN110644320A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-03 | 北京智华通科技有限公司 | 一种水泥基彩色复合路面材料及施工方法 |
| CN113105161A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-13 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 安全降噪的路面材料及其制备方法 |
| CN113322742A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-31 | 重庆诚邦路面材料有限公司 | 环氧改性沥青路面抗滑层及其施工方法 |
| CN113863082A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-31 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种brt车站重载交通路段铺装结构及施工方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5281323A (en) * | 1975-12-29 | 1977-07-07 | Nichireki Chem Ind Co | Composite of bitumen |
| CN101693611A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-04-14 | 长安大学 | 半柔性路面灌注水泥浆 |
| CN102433817A (zh) * | 2011-10-15 | 2012-05-02 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种复合型防水黏结层及其制备方法 |
| CN102644225A (zh) * | 2012-04-24 | 2012-08-22 | 唐山市交通运输局 | 自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面 |
| CN103952958A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-07-30 | 苏州市市政工程设计院有限责任公司 | 一种市政道路车辙维修铺装方法 |
-
2015
- 2015-05-12 CN CN201510239774.4A patent/CN104947564A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5281323A (en) * | 1975-12-29 | 1977-07-07 | Nichireki Chem Ind Co | Composite of bitumen |
| CN101693611A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-04-14 | 长安大学 | 半柔性路面灌注水泥浆 |
| CN102433817A (zh) * | 2011-10-15 | 2012-05-02 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种复合型防水黏结层及其制备方法 |
| CN102644225A (zh) * | 2012-04-24 | 2012-08-22 | 唐山市交通运输局 | 自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面 |
| CN103952958A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-07-30 | 苏州市市政工程设计院有限责任公司 | 一种市政道路车辙维修铺装方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王海燕等: "阻燃沥青复合式路面结构经济效益分析", 《城市道桥与防洪》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106758653A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 江苏天诺道路材料科技有限公司 | 拼装式抗剪沥青路面及其铺装方法 |
| CN110644320A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-03 | 北京智华通科技有限公司 | 一种水泥基彩色复合路面材料及施工方法 |
| CN113105161A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-13 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 安全降噪的路面材料及其制备方法 |
| CN113322742A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-31 | 重庆诚邦路面材料有限公司 | 环氧改性沥青路面抗滑层及其施工方法 |
| CN113863082A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-31 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种brt车站重载交通路段铺装结构及施工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104863032A (zh) | 一种耐久型隧道路面铺装结构 | |
| Silvestre et al. | Using ceramic wastes from tile industry as a partial substitute of natural aggregates in hot mix asphalt binder courses | |
| US8491990B2 (en) | Fiber modified layer and methods of making and using same | |
| Karakuş | Investigating on possible use of Diyarbakir basalt waste in Stone Mastic Asphalt | |
| Kevern et al. | Mixture Proportion Development and Performance Evaluation of Pervious Concrete for Overlay Applications. | |
| CN104947564A (zh) | 一种耐久型隧道路面铺装方法 | |
| Yaowarat et al. | Improvement of flexural strength of concrete pavements using natural rubber latex | |
| CN106587835B (zh) | 一种冷拌式水泥乳化沥青混凝土及其铺装方法 | |
| CN102002909B (zh) | 一种水泥混凝土桥桥面铺装结构及其铺装方法 | |
| CN106186837A (zh) | 一种高rap掺量高性能温拌再生沥青混合料及其制备方法 | |
| Bieliatynskyi et al. | Study of the possibility of using phosphorous slags in road construction | |
| CN102839581B (zh) | 装配式卷(板)材结构的高粘度改性沥青薄层路面 | |
| CN104446156B (zh) | 一种乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面 | |
| CN104762861A (zh) | 一种基于沥青路面冷再生基体的半柔性路面及其施工方法 | |
| Dhandapani et al. | Design and performance characteristics of cement grouted bituminous mixtures-a review | |
| CN102505601A (zh) | 一种沥青混凝土路面快速修复方法 | |
| CN110194632A (zh) | 一种沥青路面坑槽快速修复材料及其修复方法 | |
| Chew et al. | Microscopic analysis and mechanical properties of Recycled Paper Mill Sludge modified asphalt mixture using granite and limestone aggregates | |
| CN113683344A (zh) | 一种沥青路面车辙病害常温快速修复材料及其修复方法 | |
| Al-Hdabi et al. | Superior cold rolled asphalt mixtures using supplementary cementations materials | |
| CN105801029A (zh) | 一种混凝土新生产方法 | |
| TWM627596U (zh) | 冷拌冷鋪瀝青混合料構造 | |
| Islam et al. | Analyzing the effect of waste jarosite as an alternative filler on the engineering properties of asphalt mixes | |
| CN106630769A (zh) | 一种可用于重交通道路中面层的改性乳化沥青冷拌冷铺混合料及其制备方法 | |
| CN103601423B (zh) | 一种节能减排型沥青混合料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150930 |