CN108797255A - 一种沥青路面裂缝同质修复方法 - Google Patents

一种沥青路面裂缝同质修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种沥青路面裂缝同质修复方法。具体的，依据待修复路面的颜色的色调、明度、色度的测量结果，作为修复沥青混合料的色彩设计指标，通过控制最大彩度设计色彩色卡标样(Kmax)和最小彩度设计色彩色卡标样(Kmin)，调节无机色粉的掺量，实现同质修复沥青混合料颜色与待修复相近或相同；依据待修复路面的热物性指标的测量结果，通过控制修复沥青混合料的沥青种类、集料的种类、混合料的类型等，实现修复沥青混合料热物性与待修复路面的热物性相似或相同；混合料经摊铺压实后，可与待修复路面实现变形协调；沥青路面裂缝经同质修复后，几乎不出现修复痕迹，不破坏待修复路面美观。

Description

一种沥青路面裂缝同质修复方法
技术领域
本发明涉及沥青路面预防性养护领域，特别涉及一种沥青路面裂缝同质修复方法。
背景技术
裂缝作为沥青路面主要病害之一，在交通荷载、环境因素的作用下，随着时间的推移而发生并逐渐发展。裂缝的存在为路表水进一步浸入路面内部结构创造了条件，同时在大量行车荷载反复作用下路面结构的整体性和连续性将会得到破坏，路面结构承载力下降。因此，及时修补沥青路面裂缝病害，防止水渗入路面内部结构，对减缓路面病害出现、延长路面使用寿命有着重要意义。
目前常用的沥青路面裂缝修补技术主要为开槽修补、灌缝修补和贴缝修补技术，国内外相关学者已进行了大量研究与应用，虽然在提高技术施工便利性、改善修补材料性能等方面取得了较大的进步，但裂缝修补效果仍然不理想。首先，裂缝修补材料与待修复路面材料不同，导致裂缝修补部分与待修复路面性能不同、热物性不同，随着路龄的增加，修补材料易出现剥离、脱落等现象；其次，由于使用了与待修复路面不同的材料，且压实度、空隙率等指标不同，难以与待修复路面形成统一的整体，在温度应力和荷载应力的作用下，易再次出现病害；而且，裂缝修补部分与待修复路面外观差异大，在视觉上道路形象较差。
基于上述问题，提出并开发了一种沥青路面裂缝同质修复技术。技术无需对裂缝进行填封，在对待修复路面裂缝开槽后，摊铺同质修复沥青混合料，经碾压后可与待修复路面形成统一的路面结构。在有效修复待修复路面裂缝的同时，几乎不出现修复痕迹，提升了行车舒适性。与传统裂缝修补方法相比具有良好的技术经济性，且更为美观。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种沥青路面裂缝同质修复技术，具备有效修复旧路裂缝病害，几乎不出现修复痕迹，不破坏待修复路面美观，节省旧路裂缝处治费用的特点。
本发明的技术方案是设计一种沥青路面裂缝同质修复方法，包括以下步骤：
步骤1、测量待修复路面的颜色的色调、明度、色度，依据测量结果，通过控制最大彩度设计色彩色卡标样(Kmax)和最小彩度设计色彩色卡标样(Kmin)，确定无机色粉的掺量。
步骤2、测量待修复路面的热物性指标，依据测量结果，用来控制修复沥青混合料的沥青种类、集料的种类、混合料的类型，以实现修复材料的热物性与待修复路面相近或相同。
步骤3、对旧路面取样进行芯样性能分析及沥青混合料抽提试验确定油石比。
步骤4、通过步骤1-3，选定合适的原料，进行称取和拌合，最终得到该沥青路面裂缝的同质修复沥青混合料。
步骤5、对待修复路面裂缝进行开槽、清除污物、加热、拉毛处理，摊铺步骤4所得到的同质修复沥青混合料，并碾压成型嵌挤统一的路面结构。
进一步，所述热物性指标指的是导热系数、比热容以及线收缩系数。
进一步，所述修复沥青混合料热物性与待修复路面的热物性相差不超过百分之5。
进一步，步骤5中的开槽方法为：根据裂缝走向，确定开槽位置，开槽范围为以裂缝为中心，沿着裂缝开槽宽度8～12cm，采用路面开槽机进行开槽处理。
进一步，步骤5中清除污物的方法为：采用高压风机清扫修补界面的灰尘和杂物，使其保持干净。
进一步，所述步骤5中加热、拉毛处理包括以下步骤：采用小型路面加热设备对待修复路面进行加热处理；加热到165～175℃后，采用小型沥青路面拉毛机进行拉毛5-10mm处理。
进一步，所述步骤5中采用摊铺设备摊铺步骤4所获得的同质修复沥青混合料，随后采用路面压实机械进行碾压至与待修复路面压实度相近，相差不超过5％。
进一步，所述步骤3中还通过试验测定旧路芯样与初级同质修复沥青混合料的物理指标，所述物理指标包括空隙率、劈裂强度。
进一步，所述步骤4中还通过微调油石比与矿料级配使初级同质修复沥青混合料的物理指标与待修复路面的物理指标相近，变化范围不超过6％。
进一步，碾压结束后路面温度降低到45～55℃及以下温度后开放交通。
采用如上所述的沥青路面裂缝同质修复方法修复得到的路面。
本发明的有益效果：本发明的一种沥青路面裂缝同质修复技术，采用的同质修复沥青混合料不仅颜色与旧路相近或相同，而且其导热系数、比热容和线收缩系数等热物性与待修复路面的热物性相似或相同。混合料经摊铺压实后，其空隙率和压实度与旧路相近，并能够与待修复路面形成统一的整体。在温度应力和荷载应力的作用下，可实现变形协调，避免出现应力集中现象，也减小了路面再次开裂的可能。沥青路面裂缝经同质修复后，几乎不出现修复痕迹，不破坏待修复路面美观。本发明的沥青路面裂缝同质修复技术解决了现有沥青路面裂缝修补易产生的剥离、脱落和次生病害等问题，与现有沥青路面裂缝修补方法相比，具有良好的技术经济性，更为美观。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例一
测量待修复路面的颜色的色调、明度、色度，依据测量结果，通过控制最大彩度设计色彩色卡标样(Kmax)和最小彩度设计色彩色卡标样(Kmin)，确定无机色粉的掺量，调节修复颜料颜色与待修复路面相近或相同。
测量待修复路面的热物性指标，依据测量结果，用来控制修复沥青混合料的沥青种类、集料的种类、混合料的类型，使得修复材料的热物性与待修复路面相近或相同。
对待修复路面取样进行芯样性能分析，沥青混合料抽提试验确定油石比(4.9％)和矿料级配。
表1芯样性能
劈裂强度(MPa) 空隙率(％) 渗水系数(ml/min)
1.3 5.8 168.8
表2级配通过率(％)
筛孔尺寸(mm) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19
筛分结果 10.3 11.1 12.7 17.2 23.2 29.2 45.6 77.5 93.4 100.0 100.0
级配上限 8.0 15.0 20.0 28.0 38.0 50.0 68.0 85.0 100.0 100.0 100.0
级配下限 4.0 5.0 7.0 10.0 15.0 24.0 38.0 68.0 90.0 100.0 100.0
根据待修复路面的颜色制备相应颜色的修复材料，油石比为4.9％，集料材质与旧路一致，拌合成同质修复沥青混合料。
表3灰色改性彩色沥青性能指标
表4灰色改性彩色沥青RTFOT试验后性能指标
表5调整后的同质修复沥青混合料级配通过率(％)
筛孔尺寸(mm) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19
筛分结果 5.7 9.8 12.9 17.0 24.6 33.5 52.4 79.8 96.0 100.0 100.0
通过试验测定待修复路面沥青混合料与同质修复沥青混合料的导热系数、比热容和线收缩系数等热物性指标并进行对比。
表6热物性参数
施工前检查待修复路面是否有较大的质量缺陷，并采用合理的处治方式消除隐患。根据裂缝走向，确定开槽位置，开槽范围为以裂缝为中心，沿着裂缝开槽宽度10cm，采用路面开槽机进行开槽处理，开槽形状应尽量规整，切边整齐，以避免开槽产生二次开裂。采用高压风机清扫修补界面的灰尘和杂物，使其保持干净。采用小型路面加热设备对待修复路面进行加热处理，至修补界面温度到达170℃后，采用小型沥青路面拉毛机拉毛0-10mm。摊铺设备以适宜的速度立即摊铺同质修复沥青混合料，随后采用小型路面压实机进行碾压至与待修复路面压实度相近。碾压结束后路面温度降低到50℃开放交通。
表7同质修复后路面性能
劈裂强度(MPa) 空隙率(％) 渗水系数(ml/min)
1.5 5.6 80
修复后，劈裂强度提高了15.4％，空隙率降低了3％，渗水系数降低了52.6％。修复部分呈灰色，与待修复路面颜色相近。
与对比例相比，同质修复沥青混合料不仅颜色与待修复路面相近，而且，在混合料级配、热物性和空隙率方面更接近旧路用的沥青混合料。同时，降低了空隙率，提高了路面抗水损害性能。
现有裂缝修复技术需要开挖到基层顶面，将面层全部铣刨。在上、中或中、下面层之间挖台阶，不仅增大了工程量，增加了修补混合料用量，而且，台阶处易出现应力集中现象，产生次生裂缝。与对比例相比，修复一条裂缝(半幅车道)同质修复技术节约的沥青混合料用量约为0.61t。
实施例二
测量待修复路面的颜色的色调、明度、色度，依据测量结果，通过控制最大彩度设计色彩色卡标样(Kmax)和最小彩度设计色彩色卡标样(Kmin)，确定无机色粉的掺量，调节修复颜料颜色与待修复路面相近或相同。
测量待修复路面的热物性指标，依据测量结果，用来控制修复沥青混合料的沥青种类、集料的种类、混合料的类型，使得修复材料的热物性与待修复路面相近或相同。
对待修复路面取样进行芯样性能分析，沥青混合料抽提试验确定油石比(4.7％)和矿料级配。
表8芯样性能
劈裂强度(MPa) 空隙率(％) 渗水系数(ml/min)
1.2 5.9 154.6
表9级配通过率(％)
筛孔尺寸(mm) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19
筛分结果 9.5 10.2 13.5 17.4 23.7 29.5 39.1 64.2 86.2 97.0 100.0
级配上限 8.0 14.0 18.0 26.0 36.0 48.0 62.0 80.0 92.0 100.0 100.0
级配下限 4.0 5.0 7.0 9.0 13.0 20.0 34.0 60.0 76.0 90.0 100.0
根据待修复路面的颜色制备相应颜色的修复材料，油石比为4.7％，集料材质与旧路一致，拌合成同质修复沥青混合料。
表10灰色改性彩色沥青性能指标
表11灰色改性彩色沥青RTFOT试验后性能指标
表12调整后的同质修复沥青混合料级配通过率(％)
筛孔尺寸(mm) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19
筛分结果 5.5 7.5 12.1 15.2 24.3 32 42.5 68.3 86.8 95.5 100
通过试验测定待修复路面沥青混合料与同质修复沥青混合料的导热系数、比热容和线收缩系数等热物性指标并进行对比。
表13热物性参数
施工前检查待修复路面是否有较大的质量缺陷，并采用合理的处治方式消除隐患。根据裂缝走向，确定开槽位置，开槽范围为以裂缝为中心，沿着裂缝开槽宽度10cm，采用路面开槽机进行开槽处理，开槽形状应尽量规整，切边整齐，以避免开槽产生二次开裂。采用高压风机清扫修补界面的灰尘和杂物，使其保持干净。采用小型路面加热设备对待修复路面进行加热处理，至修补界面温度到达170℃后，采用小型沥青路面拉毛机拉毛0-10mm。摊铺设备以适宜的速度立即摊铺同质修复沥青混合料，随后采用小型路面压实机进行碾压至与待修复路面压实度相近。碾压结束后路面温度降低到50℃开放交通。
表14同质修复后路面性能
劈裂强度(MPa) 空隙率(％) 渗水系数(ml/min)
1.5 5.7 75
修复后，劈裂强度提高了25％，空隙率降低了3.4％，渗水系数降低了51.5％。修复部分呈灰色，与待修复路面颜色相近。
对比例(对比实例一)
沿着裂缝开窗处治，开窗长以损坏长度为标准，矩形槽开窗宽度最窄层位不小于2.5m，上、中或中、下面层之间挖台阶。开窗深度：铣刨至基层顶。用空压机将槽缝吹洗干净，用热沥青灌缝，之后在槽底设置透层和防水封层，挖台阶位置铺玻纤土工格栅。最后，采用细粒式沥青混合料AC-13回铺，压路机碾压结束后，路面温度降低到50℃开放交通。
表15热物性参数
表16修复后路面性能
劈裂强度(MPa) 空隙率(％) 渗水系数(ml/min)
1.4 6.0 95
修复后，劈裂强度提高了7.7％，空隙率增加了3.4％，渗水系数降低了38.6％。修复部分呈黑色，与待修复路面形成鲜明对比。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、测量待修复路面的颜色的色调、明度、色度，依据测量结果，通过控制最大彩度设计色彩色卡标样(Kmax)和最小彩度设计色彩色卡标样(Kmin)，确定无机色粉的掺量；
步骤2、测量待修复路面的热物性指标，依据测量结果，用来控制修复沥青混合料的沥青种类、集料的种类、混合料的类型，以实现修复材料的热物性与待修复路面相近或相同；
步骤3、对旧路面取样进行芯样性能分析及沥青混合料抽提试验确定油石比；
步骤4、通过步骤1-3，选定合适的原料，进行称取和拌合，最终得到该沥青路面裂缝的同质修复沥青混合料；
步骤5、对待修复路面裂缝进行开槽、清除污物、加热、拉毛处理，摊铺步骤4所得到的同质修复沥青混合料，并碾压成型嵌挤统一的路面结构。
2.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于，所述热物性指标指的是导热系数、比热容以及线收缩系数。
3.根据权利要求2所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于，
所述修复沥青混合料热物性与待修复路面的热物性相差不超过百分之5。
4.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于，
步骤5中的开槽方法为：根据裂缝走向，确定开槽位置，开槽范围为以裂缝为中心，沿着裂缝开槽宽度8～12cm，采用路面开槽机进行开槽处理。
5.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于：步骤5中清除污物的方法为：采用高压风机清扫修补界面的灰尘和杂物，使其保持干净。
6.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于：所述步骤5中加热、拉毛处理包括以下步骤：采用小型路面加热设备对待修复路面进行加热处理；加热到165～175℃后，采用小型沥青路面拉毛机进行拉毛5-10mm处理。
7.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于：所述步骤5中采用摊铺设备摊铺步骤4所获得的同质修复沥青混合料，随后采用路面压实机械进行碾压至与待修复路面压实度相近，相差不超过5％。
8.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于：所述步骤3中还通过试验测定旧路芯样与初级同质修复沥青混合料的物理指标，所述物理指标包括空隙率、劈裂强度。
9.根据权利要求7所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于：所述步骤4中还通过微调油石比与矿料级配使初级同质修复沥青混合料的物理指标与待修复路面的物理指标相近，变化范围不超过6％。
10.根据权利要求1所述的一种沥青路面裂缝同质修复方法，其特征在于：碾压结束后路面温度降低到45～55℃及以下温度后开放交通。
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