CN107165018A - 一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法，属于道路工程技术领域；由单粒径沥青碎石混合料和乳化沥青粘结防水层组成；制备方法如下步骤：（1）采用专用的一体化摊铺设备，将乳化沥青预加热到70~80℃，通过摊铺机横向布料器前装配的洒布装置喷洒，洒布量0.6~0.9kg/m2，使乳化沥青强制破乳并汽化排出所含的水分，形成不受污染和破坏的防水粘结层；（2）热拌混合料进行摊铺，摊铺的单粒径沥青碎石混合料厚度在8~12mm之间，摊铺温度170~180℃，采用静压成型进行压实；（3）压实的路面温度降低到50℃以下时，即可开放通车；本方法不需要进行复杂的集料级配设计，使质量控制简单有效；采用该工艺制备的单粒径沥青碎石超薄磨耗层具有优异的抗滑、排水和降噪性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法，具体涉及一种具有优异的抗滑、排水和降噪性能的单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法，属于道路工程技术领域。
背景技术
随着市场经济的快速发展，交通建设的日益完善，车辆车速的不断提高、交通流量的日益加大和车辆重载甚至超重载的比例不断增加，对我国沥青路面提出了更高的技术要求（比如安全、快速、耐久、抗重载等）。由于传统的普通沥青混合料性能与当前使用环境的不适应，一些沥青路面刚通车不久就发生了大规模的破坏。如何加强和改良沥青路面的使用质量、延长路面的使用寿命和提高路面综合服务水平是各国道路科研工作人员面临的重要任务。
一直以来，人们通过将聚合物加入沥青中制备改性沥青来提高沥青路面的性能。在众多的聚合物改性沥青中，SBS改性沥青以其优越的路用性能得到了广泛推广和应用。通过大量的路面调查发现，在山区、高海拔丘陵地区的连续长陡坡上、下坡路段，即使采用了SBS改性沥青、中性或碱性石料等手段，投入使用后仍然很快出现严重的车辙病害。
由于沥青混合料的强度来源于沥青及骨料间的嵌挤结构，沥青混合料的力学特性与其它功能的实现主要依赖于沥青胶浆特性与矿质混合料以及空隙的合同组成。良好的沥青混合料组成设计不仅依赖于沥青性能和沥青胶浆性能，也依赖于粗骨料颗粒之间的嵌挤和合理的剩余空隙。因此现有沥青混合料不管是密级配、开级配还是半开级配，其集料一般都由几档碎石组成，形成一定的级配。《公路沥青路面施工技术规范》规定的粗集料分14档，从S1到S14，一般混合料由3~5档粗集料和一档细集料组成。因此，混合料配合比设计过程复杂，各档集料的组成要求严格，质量控制困难。如果配合比设计不合理或者施工控制不足，都将导致路面的早期破坏，如坑槽、车辙、泛油、开裂、拥包等，影响道路运营的安全和舒适性。
因此，开发一种混合料技术，不需要进行复杂的集料级配设计，使质量控制简单有效具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层及其制备方法，不需要进行复杂的集料级配设计，使质量控制简单有效，采用该工艺制备的单粒径沥青碎石超薄磨耗层具有优异的抗滑、排水和降噪性能。
为实现上述发明的目的，本发明采取的技术方案如下：
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，由如下材料组成：
（1）单粒径沥青碎石混合料，层厚8~12mm；
（2）乳化沥青粘结防水层，每平方米洒布量0.6~0.9Kg。
步骤（1）所述的混合料不需要进行矿料级配设计，只用一档粗集料，粒径范围为2~6mm之间；混合料含有小于0.075 mm的填料5%~8%，其中2%是常规硅酸盐水泥，3%~6%是石灰石磨细的矿粉。
按4.0%油石比为基础进行验证试验，验证试验的马歇尔击实次数50次，验证的项目和要求如表1。如果验证项目不能满足要求，可按±（0.1%~0.3%）调整油石比，也可以在5~8%之间调整填料含量。如有必要，也可添加混合料总量的0.3~0.5%木质素纤维。
表1 马歇尔试验验证项目及指标要求表
| 试验验证项目 | 单位 | 技术要求 | 试验方法 |
| 孔隙率 | % | 大于25 | T0708 |
| 析漏损失 | % | 小于0.3 | T0732 |
| 肯特堡飞散损失 | % | 小于10 | T0733 |
| 残留稳定度 | % | 大于85 | T0790 |
| 冻融循环残留强度比 | % | 大于80 | T0729 |
步骤（1）所述的混合料为热拌混合料，拌和温度为180~190℃。
步骤（1）所述的混合料胶结料采用超高粘改性沥青，其60℃动力粘度须大于200000Pa.s，沥青技术指标须符合表2要求；沥青膜的厚度达到12~15um，使混合料具有良好的耐久性。
表2 超高粘改性沥青技术质量指标要求
步骤（2）所述的乳化沥青防水粘结层为高性能改性乳化沥青，为确保防水和层间粘结性能，其技术指标要达到表3的要求。
表3 高性能改性乳化沥青技术要求
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层的制备方法：采用沥青混合料摊铺与乳化沥青洒布同步进行的一体化摊铺工艺施工（见图2），具体包括如下步骤：
（1）采用专用的一体化摊铺设备，将乳化沥青预加热到70~80℃，通过摊铺机横向布料器前装配的洒布装置喷洒，洒布量0.6~0.9kg/m2，使乳化沥青强制破乳并汽化排出所含的水分，形成不受污染和破坏的防水粘结层；
（2）热拌混合料进行摊铺，摊铺的单粒径沥青碎石混合料厚度在8~12mm
之间，摊铺温度应170~180℃；摊铺后以11~13吨的双钢轮压路机紧跟压实，压力工艺采用静压成型；
（3）压实的路面温度降低到50℃以下时，即可开放通车。
本发明的有益效果是：
（1）仅采用一档粗石料，不用细集料，颗粒组成与现有的各种沥青混合料都不同，层厚很薄，仅约10mm，却形成大孔隙、开级配路面。
（2）不需要进行复杂的集料级配设计，质量控制简单有效，制备的单粒径沥青碎石超薄磨耗层具有优异的抗滑、排水和降噪性能，适用于各等级公路、市政道路的新建路面（桥面）上面层或者旧路面（桥面）加铺层。
说明书附图
图1 单粒径沥青碎石超薄磨耗层结构示意图；
图2 摊铺工艺示意图。
1为单粒径沥青碎石超薄磨耗层（约10mm ），2为高性能改性乳化沥青防水粘结层（0.6~0.9kg/m2），3为新建路面（桥面）中面层或旧路面（桥面）表层，4为改性乳化沥青，5为单粒径沥青碎石混合料；6为乳化沥青洒布口，7为混合料横向布料螺旋。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，由如下材料组成：
（1）在2~6mm之间选择一档合理的筛孔范围，选择2.36~4.75mm，筛分时控制大于最大粒径（如4.75mm）和小于最小粒径（如2.36mm）的颗粒小于5%。
（2）按表1的要求择优选定超高粘改性沥青材料。
（3）选择普通硅酸盐水泥待用，采用32.5标号的水泥。
（4）择优选择沥青混合料专用矿粉，小于0.075mm的含量大于70%，小于0.6mm的含量大于100%。
（5）在试验室按如下比例拌制单粒径沥青碎石混合料：
单粒径碎石91.7%、水泥2%、矿粉3%、沥青4.3%。
（6）拌好的混合料按两面击实50次成型马歇尔试件，然后进行表2所列项目的验证。验证通过则确定油石比。
（7）按上述最终确定的各种材料比例拌和混合料，拌和温度180℃，出料温度180℃，合格的混合料采用有遮盖保温设施的汽车运输到前场摊铺。
（8）按表3的要求择优选择高性能改性乳化沥青。
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层的制备方法：采用沥青混合料摊铺与乳化沥青洒布同步进行的一体化摊铺工艺施工，具体包括如下步骤：
（1）采用专用的一体化摊铺设备，将乳化沥青预加热到70℃，通过摊铺机横向布料器前装配的洒布装置喷洒，洒布量0.6kg/m2，使乳化沥青强制破乳并汽化排出所含的水分，形成不受污染和破坏的防水粘结层；
（2）热拌混合料进行摊铺，摊铺的单粒径沥青碎石混合料厚度为10mm，摊铺温度170℃；摊铺后以11吨的双钢轮压路机紧跟压实，压力工艺采用静压成型；
（3）压实的路面温度降低到50℃以下时，即可开放通车。
实施例2
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，由如下材料组成：
（1） 在2~6mm之间选择一档合理的筛孔范围，选择2~4mm，筛分时控制大于最大粒径（如4mm）和小于最小粒径（如2mm）的颗粒小于5%。
（2）按表1的要求择优选定超高粘改性沥青材料。
（3）选择普通硅酸盐水泥待用，采用42.5标号的水泥。
（4）择优选择沥青混合料专用用矿粉，小于0.075mm的含量大于70%，小于0.6mm的含量大于100%。
（5）在试验室按如下比例拌制单粒径沥青碎石混合料：
单粒径碎石91.7%、水泥2%、矿粉3%、沥青4%。
（6）拌好的混合料按两面击实50次成型马歇尔试件，然后进行表2所列项目的验证。验证通过则确定油石比。
（7）按上述最终确定的各种材料比例拌和混合料，拌和温度185℃，出料温度185℃，合格的混合料采用有遮盖保温设施的汽车运输到前场摊铺。
（8）按表3的要求择优选择高性能改性乳化沥青。
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层的制备方法：采用沥青混合料摊铺与乳化沥青洒布同步进行的一体化摊铺工艺施工，具体包括如下步骤：
（1）采用专用的一体化摊铺设备，将乳化沥青预加热到80℃，通过摊铺机横向布料器前装配的洒布装置喷洒，洒布量0.7kg/m2，使乳化沥青强制破乳并汽化排出所含的水分，形成不受污染和破坏的防水粘结层；
（2）热拌混合料进行摊铺，摊铺的单粒径沥青碎石混合料厚度为9mm，摊铺温度应180℃；摊铺后以11吨的双钢轮压路机紧跟压实，压力工艺采用静压成型；
（3）压实的路面温度降低到50℃以下时，即可开放通车。
实施例3
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，由如下材料组成：
（1） 在2~6mm之间选择一档合理的筛孔范围，选择3~6mm，筛分时控制大于最大粒径（如6mm）和小于最小粒径（如3mm）的颗粒小于5%。
（2）按表1的要求择优选定超高粘改性沥青材料。
（3）选择普通硅酸盐水泥待用，采用32.5标号的水泥。
（4）择优选择沥青混合料专用用矿粉，小于0.075mm的含量大于70%，小于0.6mm的含量大于100%。
（5）在试验室按如下比例拌制单粒径沥青碎石混合料：
单粒径碎石91.7%、水泥2%、矿粉3%、沥青4.1%。
（6）拌好的混合料按两面击实50次成型马歇尔试件，然后进行表2所列项目的验证。验证通过则确定油石比。
（7）按上述最终确定的各种材料比例拌和混合料，拌和温度190℃，出料温度要185℃，合格的混合料采用有遮盖保温设施的汽车运输到前场摊铺。
（8）按表3的要求择优选择高性能改性乳化沥青。
一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层的制备方法：采用沥青混合料摊铺与乳化沥青洒布同步进行的一体化摊铺工艺施工，具体包括如下步骤：
（1）采用专用的一体化摊铺设备，将乳化沥青预加热到75℃，通过摊铺机横向布料器前装配的洒布装置喷洒，洒布量0.8kg/m2，使乳化沥青强制破乳并汽化排出所含的水分，形成不受污染和破坏的防水粘结层；
（2）热拌混合料进行摊铺，摊铺的单粒径沥青碎石混合料厚度为12mm，摊铺温度180℃；摊铺后以12吨的双钢轮压路机紧跟压实，压力工艺采用静压成型；
（3）压实的路面温度降低到50℃以下时，即可开放通车。
Claims (6)
1.一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，其特征在于：由如下材料组成：
（1）单粒径沥青碎石混合料，层厚8~12mm；
（2）乳化沥青粘结防水层，每平方洒布量0.6~0.9Kg。
2.根据权利要求1所述的一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，其特征在于：（1）所述的混合料用一档粗集料，粒径范围为2~6mm之间；混合料含有小于0.075 mm的填料5~8%，其中2%是常规硅酸盐水泥，3~6%是石灰石磨细的矿粉。
3.根据权利要求1所述的一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，其特征在于：（1）所述的混合料为热拌混合料，拌和温度为180~190℃。
4.根据权利要求1所述的一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，其特征在于：（1）所述的乳化沥青粘结防水层采用超高粘改性沥青，其60℃动力粘度大于200,000Pa.s，沥青膜的厚度达到12~15um。
5.根据权利要求1所述的一种单粒径沥青碎石超薄磨耗层，其特征在于：（2）所述的乳化沥青粘结防水层为高性能改性乳化沥青。
6.一种制备权利要求1所述的单粒径沥青碎石超薄磨耗层的方法，其特征在于：采用沥青混合料摊铺与乳化沥青洒布同步进行的一体化摊铺工艺施工，包括如下步骤：
采用专用的一体化摊铺设备，将乳化沥青预加热到70~80℃，通过摊铺机横向布料器前装配的洒布装置喷洒，洒布量0.6~0.9kg/m2，使乳化沥青强制破乳并汽化排出所含的水分，形成不受污染和破坏的防水粘结层；
热拌混合料进行摊铺，摊铺的单粒径沥青碎石混合料厚度在8~12mm之间，摊铺温度170~180℃；摊铺后以11~13吨的双钢轮压路机紧跟压实，压力工艺采用静压成型；
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