CN111501485B - 具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及再生沥青的技术领域，涉及一种具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其包括以下步骤：步骤（1），铣刨原有路面，形成沥青旧料；步骤（2），混合沥青旧料、水、水泥、新集料，形成预拌和料；步骤（3），喷洒泡沫沥青，形成柔性基层，将预拌和料摊铺于柔性基层上以形成再生沥青路面层；步骤（4），铺设渗固封层涂料并形成渗固封层；预拌和料的各组分的重量份如下：沥青旧料75‑90份；水1‑5份；水泥1‑4份；新集料13‑25份；微硅粉10‑15份；纳米碳酸钙1‑3份；亚磷酸二氢钾0.3‑0.5份；渗固封层涂料包括以下质量份数的组分：乳化沥青20‑25份；增韧剂10‑15份；增溶剂8‑10份；促进剂8‑12份；固化剂9‑12份。本发明具有延长路面结构的耐久性的效果。

Description

具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法
技术领域
本发明涉及再生沥青的技术领域，尤其是涉及一种具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法。
背景技术
伴随着我国公路建设的快速发展，很多公路大量进入“建养并重”的时期，对原路面废旧料循环利用是实现绿色施工的有效途径之一，得到了全社会的广泛关注和重视。
现有的泡沫沥青冷再生技术通常是将从沥青路面铣刨回收的旧料进行破碎筛分，并加入一定比例的新集料、活性填料以及水等，喷入泡沫沥青，在常温下拌和之后进行摊铺以及碾压，具有节能环保、便捷高效等优势，是实现废旧料循环利用的有效途径。
但是，由于沥青旧料在破碎过程中内部容易形成大量的微裂纹，从而使得路面结构在受到压力时容易导致微裂纹的进一步开裂，甚至还可能会导致沥青旧料碎裂的情况，进而容易导致路面结构的耐磨性以及耐久性受到影响，因此，仍有改进的空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，包括以下步骤：
步骤(1)，铣刨原有路面，并取出铣刨料，破碎并筛分，形成沥青旧料；
步骤(2)，混合沥青旧料、水、水泥、新集料，拌和均匀，形成预拌和料；
步骤(3)，在铣刨位置表面喷洒泡沫沥青，并养护形成柔性基层，再将步骤(2)制得的预拌和料摊铺于柔性基层上并压实养护以形成再生沥青路面层；
步骤(4)，在再生沥青路面层上铺设渗固封层涂料并养护成型以形成渗固封层，即完成具有渗固封层的的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造；
其中，预拌和料的各组分的重量份如下：
沥青旧料75-90份；
水1-5份；
水泥1-4份；
新集料13-25份；
微硅粉10-15份；
纳米碳酸钙1-3份；
亚磷酸二氢钾0.3-0.5份；
渗固封层涂料包括以下质量份数的组分：
乳化沥青20-25份；
增韧剂10-15份；
增溶剂8-10份；
促进剂8-12份；
固化剂9-12份。
通过采用上述技术方案，通过采用微硅粉、纳米碳酸钙与亚磷酸二氢钾的互相协同配合，亚磷酸二氢钾有利于更好地提高微硅粉以及纳米碳酸钙的流动性，使得微硅粉以及纳米碳酸钙更容易渗入至沥青旧料的裂缝中以修补沥青旧料，使得沥青旧料在受到压力时更加不容易开裂，从而有利于更好地增强路面结构的耐久性能；同时，微硅粉以及纳米碳酸钙还有利于更好地填充沥青旧料与新集料间的间隙，使得预拌和料的密实度更高，从而有利于更好地提高路面结构的抗压强度以及耐磨性能，使得路面结构的耐久性能更好。
通过在再生沥青路面层表面铺设渗固封层，还有利于渗固封层涂料更好地渗入至再生沥青路面层内，使得再生沥青路面层内部的孔隙率下降，有利于更好地增强路面结构的抗压强度的同时有利于更好地提高路面结构的防水性能，使得路面结构的耐久性延长。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤(1)中铣刨原路面的铣刨的深度为18-25cm，步骤(3)中的柔性基层的厚度为3-5cm，再生沥青路面层的厚度为15-20cm。
通过采用上述技术方案，通过控制各层的厚度，有利于更好地增强路面结构的抗压强度，使得路面结构在受到压力时更加不容易开裂，从而有利于更好地延长路面结构的耐久性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤(3)中泡沫沥青的发泡温度为150-170℃。
通过采用上述技术方案，通过控制泡沫沥青的发泡温度，有利于更好地提高泡沫沥青的处理效果，从而有利于更好地增强再生沥青路面层与原路面的相容性，使得再生沥青路面层与原路面的连接缝隙处更加不容易开裂，进而有利于更好地延长路面结构的耐久性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述预拌和料还包括以下质量分数的组分：
二钼酸铵0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案，通过加入二钼酸铵，有利于更好地促进亚磷酸二氢钾的效果，使得微硅粉以及纳米碳酸钙的流动性更高，从而有利于微硅粉以及纳米碳酸钙更好地渗入至沥青旧料的缝隙中填补裂缝以增强沥青旧料的强度；同时，还有利于微硅粉以及纳米碳酸钙更好地修补沥青旧料与新集料间的孔隙，使得再生沥青路面层的密实度更高、抗压强度更高，使得沥青旧料在路面结构受到压力时更加不容易开裂，进而有利于更好地提高路面结构的抗压强度，使得路面结构的耐久性能延长。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述新集料包括以下质量份数的组分：
矿粉1-5份；
机制砂12-20份。
通过采用上述技术方案，通过采用矿粉以及机制砂作为新集料，有利于新集料与沥青旧料更好地堆积密集，使得再生沥青路面层的堆积密度更高，从而有利于更好地提高再生沥青路面层的抗压强度，使得路面结构在受到压力时更加不容易开裂，有利于更好地延长路面结构的耐久性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述预拌和料还包括以下质量份数的组分：
脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份。
通过采用上述技术方案，通过加入脂肪醇聚氧乙烯醚，有利于更好地提高微硅粉以及纳米碳酸钙的渗透性能，使得微硅粉以及纳米碳酸钙更容易渗入至沥青旧料的裂缝中以修补裂缝，从而有利于更好地提高沥青旧料的抗压强度，使得路面结构在受到压力时更加不容易开裂，有利于更好地延长路面结构的耐久性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述增溶剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过采用上述物质中的一种或多种作为增溶剂，有利于渗固封层涂料中的各组分更好地溶解以互相协同配合，从而有利于渗固封层涂料更好地渗入至再生沥青路面层中以提高再生沥青路面层的密实度，使得再生沥青路面层的抗压强度更高，进而有利于更好地延长路面结构的耐久性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述增溶剂包括以下质量份数的组分：
月桂醇聚氧乙烯醚2-3份；
十八烷醇聚氧乙烯醚6-7份。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述增溶剂包括以下质量份数的组分：
月桂醇聚氧乙烯醚2.2份；
十八烷醇聚氧乙烯醚6.8份。
通过采用上述技术方案，通过采用特定比例的月桂醇聚氧乙烯醚与十八烷醇聚氧乙烯醚互相协同配合，有利于更好地增强增溶剂的增溶效果的同时还在一定程度上有利于更好地补强渗固封层，使得渗固封层的耐磨性能更好，从而有利于更好地延长路面结构的耐久性能。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.亚磷酸二氢钾有利于更好地提高微硅粉以及纳米碳酸钙的流动性，使得微硅粉以及纳米碳酸钙更容易渗入至沥青旧料的裂缝中以修补沥青旧料，使得沥青旧料在受到压力时更加不容易开裂，有利于更好地增强路面结构的耐久性能；
2.微硅粉以及纳米碳酸钙还有利于更好地修补沥青旧料与新集料间的间隙，使得预拌和料的密实度更高，有利于更好地提高路面的结构的抗压强度以及耐磨性能，使得路面结构的耐久性能更好；
3.通过在再生沥青路面层表面铺设渗固封层，还有利于渗固封层涂料更好地渗入至再生沥青层内，使得再生沥青层内部的孔隙率下降，有利于更好地增强路面结构的抗压强度的同时有利于更好地提高路面结构的防水性能，使得路面结构的耐久性延长；
4.通过加入二钼酸铵，有利于更好地促进亚磷酸二氢钾的效果，使得微硅粉以及纳米碳酸钙的流动性更高，有利于微硅粉以及纳米碳酸钙更好地渗入至沥青旧料的缝隙中填补裂缝以增强沥青旧料的强度；
5.通过加入二钼酸铵，还有利于微硅粉以及纳米碳酸钙更好地填充沥青旧料与新集料间的孔隙，使得再生沥青路面层的密实度更高、抗压强度更高，使得沥青旧料在路面结构受到压力时更加不容易开裂，有利于更好地提高路面结构的抗压强度，使得路面结构的耐久性能延长。
附图说明
图1是本发明中具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中，水泥采用燕新控股集团有限公司的型号为P.O42.5R的硅酸盐水泥。
以下实施例中，矿粉采用巴林右旗鑫源矿业有限责任公司的货号为xy105的矿粉。
以下实施例中，机制砂采用灵寿县天航矿产品加工厂的货号为101的机制砂。
以下实施例中，粉煤灰采用巴林右旗鑫源矿业有限责任公司的货号为xy101的粉煤灰。
以下实施例中，河砂采用临沂蒙山旅游度假区大跃园林景观工程有限公司的货号为1的河砂。
以下实施例中，微硅粉采用灵寿县恒信矿产品加工厂的型号为1250的微硅粉。
以下实施例中，纳米碳酸钙采用石家庄本诺矿产品有限公司的货号为200-1250的纳米碳酸钙。
以下实施例中，亚磷酸二氢钾采用湖北摆渡化学有限公司的货号为13977-65-6的亚磷酸二氢钾。
以下实施例中，乳化沥青采用郑州恒鑫市政工程有限公司的货号为111的乳化沥青。
以下实施例中，增韧剂采用济南中维化工有限公司的货号为18888-333-517的增韧剂。
以下实施例中，月桂醇聚氧乙烯醚采用南通奥诺化工有限公司的货号为9002-92-0的月桂醇聚氧乙烯醚。
以下实施例中，十八烷醇聚氧乙烯醚采用广州承皓贸易有限公司的货号为9005-00-9的十八烷醇聚氧乙烯醚。
以下实施例中，十三醇聚氧乙烯醚采用江苏省海安石油化工厂的型号为E-1340的十三烷醇聚氧乙烯醚。
以下实施例中，促进剂采用济南济滨化工有限公司的型号为90-72-2的促进剂。
以下实施例中，固化剂采用西安友信恒业新材料有限公司的货号为19的固化剂。
以下实施例中，二钼酸铵采用济南汇锦川商贸有限公司的货号为27546-07-2的二钼酸铵。
以下实施例中，脂肪醇聚氧乙烯醚采用广东省洁氏化学有限公司的型号为AEO-9的脂肪醇聚氧乙烯醚。
以下实施例中，养护成型的操作均为本领域常用的常规操作。
实施例1
参照图1，为本发明公开的一种具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，包括以下步骤：
步骤(1)，先对原有路面进行洒水清扫，然后采用铣刨机对原有路面进行铣刨，并控制铣刨深度为15cm，并将铣刨所得的铣刨料加入破碎机中破碎，再利用筛网筛选出粒径小于31.5mm的铣刨料，形成沥青旧料。
步骤(2)，在水泥搅拌机中加入沥青旧料、水、水泥以及新集料，拌和均匀，形成预拌和料。
步骤(3)，在铣刨位置的表面喷洒泡沫沥青，并控制泡沫沥青的发泡温度为140℃，养护成型以形成柔性基层，控制柔性基层的厚度为2cm，再将步骤(2)制得的预拌和料摊铺于柔性基层上；同时，预拌和料的摊铺采用分层摊铺的方式，每层的摊铺厚度为7cm，且在铺设上一层之前先养护已铺设好的下一层的预拌和料，并控制养护时间为3天。
当预拌和料铺设完成后，采用双钢轮振动钢轮压路机碾压成型，形成再生沥青路面层，并控制再生沥青路面层的铺设厚度为10cm。
步骤(4)，在搅拌釜中加入乳化沥青、增韧剂、增溶剂、促进剂以及固化剂，搅拌混合均匀，即得渗固封层涂料。
在再生沥青路面层上摊铺上述渗固封层涂料，并摊铺均匀、养护成型以形成渗固封层，即完成具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造。
在本实施例中，新集料为粉煤灰以及河砂的混合物；增溶剂为十三醇聚氧乙烯醚。
其中，上述各原料组及含量如表1所示，表1中各组分的含量单位为kg。
实施例2
与实施例1的区别在于：
原料的组分及含量如表1所示；
步骤(1)中的铣刨深度为30cm；
步骤(3)中的沥青发泡温度为180℃，控制柔性基层的厚度为6cm，再生沥青路面层的铺设厚度为25cm。
实施例3
与实施例1的区别在于：
原料的组分及含量如表1所示；
步骤(1)中的铣刨深度为18cm；
步骤(3)中的沥青发泡温度为150℃，控制柔性基层的厚度为3cm，再生沥青路面层的铺设厚度为15cm。
实施例4
与实施例1的区别在于：
原料的组分及含量如表1所示；
步骤(1)中的铣刨深度为25cm；
步骤(3)中的沥青发泡温度为170℃，控制柔性基层的厚度为5cm，再生沥青路面层的铺设厚度为20cm。
实施例5
与实施例1的区别在于：
原料的组分及含量如表1所示；
步骤(1)中的铣刨深度为20cm；
步骤(3)中的沥青发泡温度为160℃，控制柔性基层的厚度为4cm，再生沥青路面层的铺设厚度为16cm。
表1
Figure BDA0002471983510000111
Figure BDA0002471983510000121
实施例6-9
与实施例5的区别在于：原料的组分及含量如表2所示，表2中各组分的含量为kg。
表2
Figure BDA0002471983510000122
Figure BDA0002471983510000131
实施例10-13
与实施例5的区别在于：原料的组分及含量如表3所示，表3中各组分的含量为kg。
表3
Figure BDA0002471983510000132
实施例14-17
与实施例5的区别在于：原料的组分及含量如表4所示，表4中各组分的含量为kg。
表4
Figure BDA0002471983510000141
实施例18-25
与实施例5的区别在于：增溶剂的组成成分及含量如表5所示，表5中各组分的含量为kg。
表5
Figure BDA0002471983510000151
实施例26-29
与实施例5的区别在于：增溶剂的组成成分及含量如表6所示，表6中各组分的含量为kg。
表6
Figure BDA0002471983510000152
Figure BDA0002471983510000161
比较例1-6
与实施例5的区别在于：增溶剂的组成成分及含量如表7所示，表7中各组分的含量为kg。
表7
Figure BDA0002471983510000162
Figure BDA0002471983510000171
实验1
根据ASTM D 1074-2002《沥青混合料抗压强度的标准试验方法》检测以上实施例以及比较例中的沥青旧料在加入微硅粉、纳米碳酸钙以及亚磷酸二氢钾处理后的沥青旧料的抗压强度(MPa)，另外，根据ASTM D 1074-2002《沥青混合料抗压强度的标准试验方法》检测以上实施例以及比较例制得路面结构的抗压强度(MPa)。
实验2
根据GB 1768-1979《漆膜耐磨性测定法》检测以上实施例以及比较例施工所得的路面结构的耐磨性能，控制转数为500转，记录磨损前后的失重重量(g)。
以上实验的检测数据如表8所示。
表8
Figure BDA0002471983510000181
Figure BDA0002471983510000191
根据表8中实施例1-5的数据对比可得，通过控制原路面的铣刨厚度以控制再生沥青路面层的厚度，同时，控制泡沫沥青的发泡温度，有利于更好地提高路面结构的抗压强度，使得路面结构在受到压力时更加不容易开裂，从而有利于更好地延长路面结构的耐久性。
根据表8中实施例4与实施例6-9的数据对比可得，通过加入二钼酸铵，有利于更好地促进微硅粉、纳米碳酸钙与亚磷酸二氢钾的互相协同配合，有利于更好地提高微硅粉以及纳米碳酸钙的流动性，有利于微硅粉以及纳米碳酸钙更好地渗入沥青旧料的缝隙中以更好地修补沥青旧料，使得沥青旧料的抗压强度更加不容易受到影响，同时，还有利于更好地填充沥青旧料与新集料间的孔隙，使得再生沥青路面层的密实度更高，从而有利于更好地提高路面层的密实度，使得路面层的抗压强度更高，使得路面层在受到压力时更加不容易开裂，有利于更好地延长路面结构的耐久性。
根据表8中实施例4与实施例10-13的数据对比可得，通过采用矿粉以及机制砂作为新集料，有利于新集料更好地与沥青旧料堆积密集，使得再生沥青路面层的密实度提高，从而有利于更好地提高路面结构的抗压强度，有利于更好地延长路面结构的耐久性。
根据表8中实施例4与实施例14-17的数据对比可得，通过加入脂肪醇聚氧乙烯醚，有利于更好地提高微硅粉以及纳米碳酸钙的流动性，使得微硅粉以及纳米碳酸钙更容易渗入至沥青旧料的缝隙以修补沥青旧料，使得沥青旧料的抗压强度更高，从而有利于更好地提高路面结构的抗压强度，使得路面结构的耐久性能更好。
根据表8中实施例4与实施例18-25的数据对比可得，只有当月桂醇聚氧乙烯醚与十八烷醇聚氧乙烯醚以特定比例互相协同配合时，才能更好地提高渗固封层的耐磨性能，缺少了任一组分或改变了任一比例，均无法起到提高渗固封层的耐磨性的效果。
根据表8中实施例4与比较例1-6的数据对比可得，只有当微硅粉、纳米碳酸钙与亚磷酸二氢钾以特定的比例互相协同配合时，才能更好地修补沥青旧料的缝隙以提高沥青旧料的抗压强度，同时，才有利于更好地提高路面结构的抗压强度，缺少了任一组分或改变了任一比例，均无法起到提高路面结构的抗压强度的作用。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤（1），铣刨原有路面，并取出铣刨料，破碎并筛分，形成沥青旧料；
步骤（2），混合沥青旧料、水、水泥、新集料，拌和均匀，形成预拌和料；
步骤（3），在铣刨位置表面喷洒泡沫沥青，并养护形成柔性基层，再将步骤（2）制得的预拌和料摊铺于柔性基层上并压实养护以形成再生沥青路面层；
步骤（4），在再生沥青路面层上铺设渗固封层涂料并养护成型以形成渗固封层，即完成具有渗固封层的的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造；
其中，预拌和料的各组分的重量份如下：
沥青旧料75-90份；
水1-5份；
水泥1-4份；
新集料13-25份；
微硅粉10-15份；
纳米碳酸钙1-3份；
亚磷酸二氢钾0.3-0.5份；
二钼酸铵0.1-0.2 份；
脂肪醇聚氧乙烯醚1-2份；
渗固封层涂料包括以下质量份数的组分：
乳化沥青20-25份；
增韧剂10-15份；
增溶剂8-10份；
促进剂8-12份；
固化剂9-12份。
2.根据权利要求1所述的具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：步骤（1）中铣刨原路面的铣刨的深度为18-25cm，步骤（3）中的柔性基层的厚度为3-5cm，再生沥青路面层的厚度为15-20cm。
3.根据权利要求1所述的具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：步骤（3）中泡沫沥青的发泡温度为150-170℃。
4.根据权利要求1-3任一所述的具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：
所述新集料包括以下质量份数的组分：
矿粉1-5份；
机制砂12-20份。
5.根据权利要求1所述的具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：所述增溶剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：所述增溶剂包括以下质量份数的组分：
月桂醇聚氧乙烯醚2-3份；
十八烷醇聚氧乙烯醚6-7份。
7.根据权利要求6所述的具有渗固封层的泡沫沥青组合路面的就地冷再生改造方法，其特征在于：所述增溶剂包括以下质量份数的组分：
月桂醇聚氧乙烯醚2.2份；
十八烷醇聚氧乙烯醚6.8份。
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