CN113461366A - 一种沥青混凝土路面及施工方法 - Google Patents

一种沥青混凝土路面及施工方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及沥青混凝土路面领域，具体公开了一种沥青混凝土路面及施工方法。一种沥青混凝土路面由沥青混合料铺设而成，所述沥青混合料包含以下重量份的原料，改性集料：660～780份，石屑：200～280份，活性填料：27～53份，沥青：40～50份，所述改性集料由花岗岩、热固性塑料和碱木质素制成；其施工方法为：包括以下步骤，S1、开挖沟槽；S2、沟槽修整；S3、铺设垫层；S4、铺设沥青混凝土路面；S5、压实。本申请的沥青混凝土路面具有提高沥青混凝土路面抗水侵蚀能力，降低沥青混凝土路面损伤程度优点；另外，本申请的施工方法具有流程简单，所得沥青混凝土路面结构稳定的优点。

Description

一种沥青混凝土路面及施工方法
技术领域
本申请涉及沥青混凝土路面的领域，更具体地说，它涉及一种沥青混凝土路面及施工方法。
背景技术
沥青混凝土路面指的是用沥青混合料作面层的路面，人工将沥青和集料通过拌和使其成为可用于路面建设的混合料。
相关技术中，沥青混凝土路面施工时先对路基进行清理，再铺设垫层，垫层铺设完毕后摊铺沥青混凝土层形成路面层。
针对上述相关技术，发明人认为，当沥青混凝土路面受水侵蚀时，沥青从集料上剥落，从而造成沥青混凝土路面损伤，影响车辆正常行驶。
发明内容
为了提高沥青混凝土路面抗水侵蚀能力，降低沥青混凝土路面损伤程度，从而减少对车辆正常行驶的影响，本申请提供一种沥青混凝土路面及施工方法。
第一方面，本申请提供一种沥青混凝土路面，采用如下的技术方案：
一种沥青混凝土路面，由沥青混合料铺设而成，所述沥青混合料包含以下重量份的原料，改性集料：660～780份，石屑：200～280份，活性填料：27～53份，沥青：40～50份，所述改性集料由级配花岗岩、热固性塑料和碱木质素制成，所述级配花岗岩、热固性塑料和碱木质素三者重量之比为85～115：10～20：2～8，所述热固性塑料将碱木质素粘附于级配花岗岩表面。
通过采用上述技术方案，热固性塑料在花岗岩表面形成防水层，碱木质素被粘附于花岗岩表面与沥青结合，碱木质素显碱性从而与沥青中的沥青酸结合，有效提高改性集料与沥青之间的结合强度，碱木质素促进热固性塑料结晶从而提高花岗岩强度，进而减少因花岗岩碎裂导致水进入混凝土路面内对混凝土路面的损伤，从而有效减少对车辆正常行驶的影响。
优选的，所述改性集料的制备方法包括以下步骤：
S1、将熔融热固性塑料和碱木质素混合搅拌均匀制得粘附剂；
S2、将级配花岗岩投入S1中制得的粘附剂中浸泡，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出自然冷却至室温，制得改性集料。
通过采用上述技术方案，通过熔融热固性塑料将碱木质素粘附于花岗岩表面，当碱木质素促进热固型塑料结晶固化后，热固性塑料在花岗岩表面形成稳定的防水层，有效提高花岗岩的耐水侵蚀能力。
优选的，所述活性填料包括矿粉和水泥，所述矿粉和水泥二者重量之比为20～40:7～13。
通过采用上述技术方案，矿粉和水泥提高沥青混合料生产过程中的和易性，同时对骨料缝隙进行填补，有效减少沥青混凝土路面缝隙，减少渗透进入沥青混凝土路面内的水。
优选的，所述沥青混合料油石比为4％。
通过采用上述技术方案，通过对油石比进行选择，从而提高沥青混凝土路面的防水效果，降低水对沥青混凝土路面的侵蚀损伤。
优选的，所述沥青混合料还包括热塑性塑料3～9份，所述热塑性塑料熔融后与沥青混合。
通过采用上述技术方案，热塑性塑料提高沥青的防水性能，同时提高沥青与改性集料之间的粘接强度，进而有效减少渗透进入沥青混凝土路面内的水，降低水对沥青混凝土路面的侵蚀损伤。
优选的，所述级配花岗岩包括粒径分别为9.5～16mm花岗岩、4.75～9.5mm花岗岩和2.36～4.75mm花岗岩三种花岗岩，三者重量之比为23～27：26～30:17～21。
通过采用上述技术方案，通过将花岗岩进行级配处理，从而提高沥青混凝土路面密实程度，提高沥青混凝土路面防水性能。
优选的，所述沥青混合料制备方法包括以下步骤：
S1、将改性集料、石屑与活性填料混合加热搅拌混合，制得骨料；
S2、将S1中骨料与沥青混合加热搅拌混合，制得沥青混合料。
通过采用上述技术方案，先对骨料进行预热加工，减少骨料中的水分，再将沥青与骨料混合制得沥青混合料，操作简单。
第二方面，本申请提供一种沥青混凝土路面的施工方法，采用如下的技术方案：一种沥青混凝土路面的施工方法，包括以下步骤：S1、开挖沟槽；S2、沟槽修整；S3、铺设垫层；S4、铺设沥青混凝土路面；S5、压实。
通过采用上述技术方案，制得结构密实稳定的沥青混凝土路面，提高混凝土路面的防水性能，有效降低水对沥青混凝土路面的侵蚀损伤，减少对车辆正常行驶的影响。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中通过碱木质素促进热固型塑料在花岗岩表面形成防水层，提高花岗岩防水性能从而提高沥青混凝土防水性能，同时，碱木质素提高花岗岩沥青之间的结合强度，进一步提高沥青混凝土防水性能，有效降低水对沥青混凝土路面的侵蚀损伤。
2、本申请中通过矿粉和水泥对骨料之间的缝隙进行填充，进一步提高混凝土路面密实度。
3、本申请的施工方法将沥青混凝土路面压实，提高沥青混凝土的密实度，提高沥青混凝土防水性能。
具体实施方式
本申请中花岗岩分三种粒径分别为9.5～16mm，4.75～9.5mm和2.36～4.75mm，采购自山东展飞建筑材料有限公司；
石屑粒径为0～2.36mm，采购自山东展飞建筑材料有限公司；
矿粉为S95级高炉矿渣粉，采购自灵寿县泽宏矿产品加工厂；
水泥为超细硅酸盐水泥，采购自山东问渠新材料科技有限公司；
热固型塑料为热固性酚醛树脂，采购自济南霆瑞化工有限公司；
热塑性塑料为聚甲醛，采购自山东辉安化工有限公司；
碱木质素采购自山东庆达通生物科技有限公司；
沥青为10#石油固体沥青，采购自济南辰弗化工有限公司。
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
称取23kg9.5～16mm花岗岩，26kg4.75～9.5mm花岗岩和17kg2.36～4.75mm花岗岩搅拌混合，制得1份级配花岗岩。
制备例2
称取25kg9.5～16mm花岗岩，28kg4.75～9.5mm花岗岩和19kg2.36～4.75mm花岗岩搅拌混合，制得1份级配花岗岩。
制备例3
称取27kg9.5～16mm花岗岩，30kg4.75～9.5mm花岗岩和21kg2.36～4.75mm花岗岩搅拌混合，制得1份级配花岗岩。
制备例4
S1、将10kg酚醛树脂熔融后加入2kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取85kg制备例1制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例5
S1、将10kg酚醛树脂熔融后加入2kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取85kg制备例1制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例6
S1、将10kg酚醛树脂熔融后加入2kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例7
S1、将10kg酚醛树脂熔融后加入2kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取115kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例8
S1、将15kg酚醛树脂熔融后加入2kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例9
S1、将20kg酚醛树脂熔融后加入2kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例10
S1、将15kg酚醛树脂熔融后加入5kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例11
S1、将15kg酚醛树脂熔融后加入8kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例12
S1、将15kg酚醛树脂熔融后加入5kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例3制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例13
S1、将20kg酚醛树脂熔融后加入8kg碱木质素搅拌混合均匀制得粘附剂；
S2、称取115kg制备例3制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例14
S1、将15kg酚醛树脂熔融制得粘附剂；
S2、称取100kg制备例2制备的级配花岗岩浸入S1中制得的粘附剂中，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出，级配花岗岩分散平铺设置，自然冷却至室温后制得改性集料。
制备例15
称取5kg碱木质素，100kg制备例2制备的级配花岗岩搅拌混合均匀制得改性集料。
表1制备例4-15原料表
Figure BDA0003086063280000051
实施例
实施例1
S1、称取660kg制备例4制得的改性集料、200kg石屑、20kg矿粉和7kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料与40kg沥青混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例2
S1、称取660kg制备例4制得的改性集料、200kg石屑、20kg矿粉和7kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和3kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例3
S1、称取660kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、45kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例4
S1、称取720kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例5
S1、称取720kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、45kg沥青和3kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例6
S1、称取720kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、45kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例7
S1、称取720kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、45kg沥青和9kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例8
S1、称取720kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、50kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例9
S1、称取780kg制备例4制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、45kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例10
S1、称取720kg制备例5制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例11
S1、称取720kg制备例6制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例12
S1、称取720kg制备例7制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例13
S1、称取720kg制备例8制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例14
S1、称取720kg制备例9制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例15
S1、称取720kg制备例10制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例16
S1、称取720kg制备例11制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例17
S1、称取720kg制备例12制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例18
S1、称取720kg制备例13制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例19
S1、称取780kg制备例13制得的改性集料、280kg石屑、40kg矿粉和13kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、50kg沥青和9kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例20
S1、称取780kg制备例13制得的改性集料、280kg石屑、40kg矿粉和13kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料和50kg沥青混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
实施例21
一种沥青混凝土路面的施工方法，包括以下步骤，
S1、开挖沟槽：将所铺设路段的杂物清理干净，在地面上开挖沟槽；
S2、沟槽修整：对沟槽底部进行夯实，沟槽沿路面长度方向两侧放置路缘石；
S3、铺设垫层：在沟槽底部先铺设一层钢渣垫层，使用水泥砂浆将钢渣垫层缝隙进行填充，垫层上表面抹平；
S4、铺设沥青混凝土路面：在垫层上表面使用沥青混合料铺设沥青混凝土路面；
S5、压实：用压路机对路面进行初压、复压和终压，三次压实后对混凝土路面进行养护。
对比例
对比例1
S1、称取720kg制备例14制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
对比例2
S1、称取720kg制备例15制得的改性集料、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
对比例3
S1、称取720kg制备例2制得的级配花岗岩、240kg石屑、30kg矿粉和10kg水泥混合加热搅拌1h，加热温度为185℃，制得骨料；
S2、将S1中骨料、40kg沥青和6kg聚甲醛混合加热搅拌0.5h，加热温度为180℃，制得沥青混合料。
表2实施例1～20与制备例1～3原料表
Figure BDA0003086063280000101
性能检测试验根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T 0709-2011沥青混合料，对实施例1～20和对比例1～3所制备的沥青混合料进行马歇尔稳定度试验，计算马歇尔稳定度(kN)和浸水残留稳定度(％)，具体检测数据见表3。
根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T 0729-2000沥青混合料冻融劈裂试验，对实施例1～20和对比例1～3所制备的沥青混合料进行冻融劈裂试验，计算冻融劈裂强度比(％)，具体检测数据见表3。
根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T 0733-2011沥青混合料肯塔堡飞散试验，对实施例1～20和对比例1～3所制备的沥青混合料进行肯塔堡飞散试验，计算肯塔堡飞散损失(％)，具体检测数据见表3。
表3具体检测性能数据表
Figure BDA0003086063280000111
结合实施例15、对比例1、对比例2和对比例3并结合表3可以看出，热固性塑料对花岗岩进行改性，从而将碱木质素粘附于花岗岩上，从而使所制得沥青混合料的各原料粘接强度增加，减少进入沥青混凝土路面内的水提高沥青混凝土路面抗水侵蚀能力，降低沥青混凝土路面损伤程度；原因应为，沥青酸与碱木质素反应从而通过化学结合提高粘附于花岗岩表面的热固型塑料与沥青的结合强度和密实度，碱木质素可促进热固性塑料结晶，提高花岗岩表面热固性塑料层的防水性能，并且促进沥青中热塑性塑料在冷却过程中结晶，进一步提高沥青混合料的防水性能。
结合实施例4、实施例6和实施例8并结合表3可以看出，通过选择合适的油石比，从而提高沥青对各原料的粘接强度，进而有利于提高沥青混合料密实度，提高沥青混合料的防水性能，有效提高沥青混凝土路面对水的抗侵蚀能力。
结合实施例1、实施例2、实施例19和实施例20并结合表3可以看出，添加热塑性塑料后沥青混合料各性能均得到提升，原因应为碱木质素显碱性促进热塑性塑料结晶而提高沥青防水性能，进而提高沥青混凝土路面防水性能，提高沥青混凝土路面对水的抗侵蚀能力。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种沥青混凝土路面，其特征在于，由沥青混合料铺设而成，所述沥青混合料包含以下重量份的原料，
改性集料：660～780份，
石屑：200～280份，
活性填料：27～53份，
沥青：40～50份，
所述改性集料由级配花岗岩、热固性塑料和碱木质素制成，所述级配花岗岩、热固性塑料和碱木质素三者重量之比为85～115：10～20：2～8，所述热固性塑料将碱木质素粘附于级配花岗岩表面。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面，其特征在于，所述改性集料的制备方法包括以下步骤：
S1、将熔融热固性塑料和碱木质素混合搅拌均匀制得粘附剂；
S2、将级配花岗岩投入S1中制得的粘附剂中浸泡，再将级配花岗岩从粘附剂中捞出自然冷却至室温，制得改性集料。
3.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面，其特征在于，所述活性填料包括矿粉和水泥，所述矿粉和水泥二者重量之比为20～40:7～13。
4.根据权利要求2所述的一种沥青混凝土路面，其特征在于，所述沥青混合料油石比为4%。
5.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面，其特征在于，所述沥青混合料还包括热塑性塑料3～9份，所述热塑性塑料熔融后与沥青混合。
6.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面，其特征在于，所述级配花岗岩包括粒径分别为9.5～16mm花岗岩、4.75～9.5mm花岗岩和2.36～4.75mm花岗岩三种花岗岩，三者重量之比为23～27：26～30:17～21。
7.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面，其特征在于，所述沥青混合料制备方法包括以下步骤：
S1、将改性集料、石屑与活性填料混合加热搅拌混合，制得骨料；
S2、将S1中骨料与沥青混合加热搅拌混合，制得沥青混合料。
8.权利要求1-7任一所述的一种沥青混凝土路面的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开挖沟槽；
S2、沟槽修整；
S3、铺设垫层；
S4、铺设沥青混凝土路面；
S5、压实。
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