一种同步沥青基布封层的制作方法

本发明涉及路面铺筑领域，具体涉及一种同步沥青基布封层。

背景技术：

路面结构层指的是构成路面的各铺砌层，按其所处的层位和作用，主要有面层、基层和垫层。其中，面层位于整个路面结构的最上层，它直接承受行车荷载的垂直力、水平力、以及车身后所产生的真空吸力，受到降雨和气温变化的不利影响最大，是最直接反映路面使用性能的层次。基层位于面层之下，垫层或路基之上。基层主要承受面层传递的车轮垂直力的作用，并把它扩散到垫层和土基，基层还可能受到面层渗水以及地下水的侵蚀。并非所有的路面结构中都需要设置垫层，只有在土基处于不良状态，如潮湿地带、湿软土基、北方地区的冻胀土基等，才应该设置垫层，以排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态。

为了加强路面结构的防水性能，避免地下水渗透面层或者地上水渗透基层，通常在面层和基层之间要设置防水封层。现在常用的防水封层为碎石封层，即将碎石和沥青混合后铺砌在面层和基层之间。但是用碎石封层，其防水性能主要依靠沥青的粘接性，但沥青在使用过程中受到渗透水的浸泡影响以及车辆荷载的作用，发生挥发、氧化等一系列不可逆的物理变化和化学变化,使沥青性质发生较大的变化，宏观上表现为脆化和开裂，使地下水能够通过碎石封层而破坏面层结构，使从面层上渗漏下来的雨水能够通过碎石封层浸湿和破坏基层。碎石封层防水性与防反性耐久性较差，无法满足路面结构的长期维护需要。防反性指防止路面形成反射裂缝，反射裂缝指路面结构底层位移产生的拉应力超过顶层的抗拉强度时，顶层开裂形成的裂缝。此外，现在进行道路封层的施工方法均为分步进行，操作步骤繁琐，所用时间也较长，操作起来十分不便。

技术实现要素：

本发明意在提供一种同步沥青基布封层，以解决现有碎石封层防水性和防反性差的问题。

为解决以上问题，提供如下方案：

方案一：本方案中的基布封层，包括与基层连接的第一粘接层、与面层连接的第二粘接层、以及连接在第一粘接层和第二粘接层之间的聚丙烯布，所述第一粘接层和聚丙烯布为同步铺设，所述第一粘接层和第二粘接层均包括混合沥青。

方案一的工作原理及有益效果：

在基层上面同时洒布第一粘接层和聚丙烯布，在聚丙烯布上面喷洒第二粘接层，在第二粘接层上面铺筑路面面层。第一粘接层和第二粘接层包括混合沥青。通过混合沥青将面层和基层有效连接在一起，还能有效防水渗漏和防止老化开裂。

通过聚丙烯布以及第二粘接层和第一粘接层构成的基布封层替代常用的碎石封层，能够有效处治基层顶面裂缝以及延缓基层裂缝的继续开裂。聚丙烯布具有各向同性，高强力、低伸长、抗蠕变，亲油性强，耐酸碱性能好的特点，当面层或者基层的裂缝逐渐向聚丙烯布延伸时被聚丙烯布收拢止住，使裂缝不再继续开裂延伸。保证路面结构整体性与连续性，降低路面面层对基层的依赖性，减少路面的早期破坏，耐久性好。

本发明通过第二粘接层、聚丙烯布和第一粘接层的逐层防水，具有良好的封水性能，一方面有效阻断地下水的上渗，减少路面水损害，另一方面有效阻断地面水的下渗，防治基层的松散、沉陷、冲刷、唧泥、翻浆等，保证了路面结构强度，延长路面使用寿命40％～60％。

方案二：作为方案一的进一步优化，所述第一粘接层的沥青洒布量为0.8～1.3kg/㎡，所述第二粘接层的沥青洒布量为0.4～0.6kg/㎡。将混合沥青按照0.8～1.3kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布上，形成第一粘接层，既能保证第一粘接层的粘接作用和防水防裂作用，又能不超过聚丙烯布的承受量，使第一粘接层和聚丙烯布一起形成牢固的封层结构。将混合沥青按照0.4～0.6kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布上，形成第二粘接层，既能保证第二粘接层的粘接作用和防水防裂作用，又能不破坏聚丙烯布的整体结构，使第二粘接层和聚丙烯布一起形成牢固的封层结构。

方案三：作为方案一的进一步优化，所述第一粘接层的沥青洒布量为1.1～1.6kg/㎡，所述第二粘接层的沥青洒布量为1.3～1.8kg/㎡。将混合沥青按照1.1～1.6kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布上，形成第一粘接层，既能保证第一粘接层的粘接作用和防水防裂作用，又能不超过聚丙烯布的承受量，使第一粘接层和聚丙烯布一起形成牢固的封层结构。将混合沥青按照1.3～1.8kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布上，形成第二粘接层，既能保证第二粘接层的粘接作用和防水防裂作用，又能不破坏聚丙烯布的整体结构，使第二粘接层和聚丙烯布一起形成牢固的封层结构。

方案四：作为方案一的进一步优化，所述聚丙烯布为滚卷式非织造布，其厚度为1～1.5mm。便于聚丙烯布与第一粘接层和第二粘接层的混合沥青充分浸透，连接成统一的防水防裂整体。聚丙烯布为一种滚卷式的非织造布，具有特殊的三维结构和优良的亲油性能，一方面在相同施工和要求条件下，同比其他同类产品，节约粘结油15～30％，另一方面与上下粘结油粘结能力强，能够充分保证结构的整体性与连续性。

方案五：作为方案一的进一步优化，所述混合沥青包括改性乳化沥青、热沥青、乳化沥青和橡胶沥青。通过混合乳化沥青、热沥青、乳化沥青和橡胶沥青可以增强第一粘接层和第二粘接层的粘度，起到良好的粘接功能并与聚丙烯布一起形成良好的防水层。

方案六：作为方案五的进一步优化，所述热沥青包括加热温度为140～155℃的普通石油沥青和加热温度为160～170℃的SBS改性沥青。所述改性乳化沥青包括阳离子型且固体含量为60％～70％的SBS复合改性乳化沥青。SBS复合改性乳化沥青具有高温稳定性高、低温抗裂性好、水稳定性高等诸多优点，采用SBS复合改性乳化沥青作为胶结材料能够满足聚丙烯布的温度要求保证聚丙烯布不受破坏。因为聚丙烯布自身的温度限制，采用加热温度为140～155℃的普通石油沥青和加热温度为160～170℃的普通改性沥青可以在不破坏聚丙烯布结构的前提下使聚丙烯布与包括热沥青在内的混合沥青快速粘合。进而能够使第一粘接层和第二粘接层快速与面层和基层连接。

方案七：同步沥青基布封层的施工方法，包括以下步骤：步骤一：清理基层：施工前对路面基层应清扫干净，保持干燥，对局部的坑洞和路面明显不平的位置应进行整平；步骤二：洒布第一粘接层：将第一粘接层以沥青洒布量1.1～1.6kg/㎡均匀洒布在基层上；步骤三：摊铺聚丙烯布：采用幅宽3～5m，厚度1～1.5mm的聚丙烯基布，在洒布第一粘接层的同时在第一粘接层上摊铺聚丙烯布，摊铺时聚丙烯布应保持适当的张力，聚丙烯布布面平整，不允许有褶皱；聚丙烯布连接采用搭接，横向搭接时中间间隙应控制在1cm以内，纵向搭接时中间间隙应控制在3cm以内；搭接处铺洒第一粘接层的混合沥青将聚丙烯布粘合成一个整体，使聚丙烯布与第一粘接层粘附并通过第一粘接层与基层粘合；步骤四：洒布第二粘接层：将第二粘接层以沥青洒布量1.3～1.8kg/㎡均匀洒布在聚丙烯布上，使第二粘接层粘附在聚丙烯布上；步骤五：铺设面层：在第二粘接层上铺设面层，使面层粘接在第二粘接层上。

在基层上铺设第一粘接层的同时在第一粘接层上铺设聚丙烯布，使聚丙烯布通过第一粘接层能够与基层牢固粘合。紧接着在聚丙烯布上铺设第二粘接层，在第二粘接层上铺设路面面层，使第二粘接层将聚丙烯布和面层牢固粘合在一起。第二粘接层和第一粘接层分别封堵面层和基层中的裂缝，起到防裂防水的作用。通过分别与第二粘接层和第一粘接层连接的聚丙烯布，使面层和基层牢固粘接。聚丙烯布自身具有良好的防水性，阻挡面层和基层之间的渗水，使用该基布封层的施工方法能够增加路面结构的耐用性。

方案八：作为方案七的进一步优化，在步骤二中第一粘接层采用0.8～1.3kg/㎡的沥青洒布量时，步骤四中的第二粘接层采用0.4～0.6kg/㎡沥青洒布量。方便根据不同的实际情况，选择不同的第一粘接层的沥青洒布量和第二粘接层的沥青洒布量。

方案九：作为方案七的进一步优化，在步骤三后对所述聚丙烯布进行整平和碾压。当聚丙烯布铺在第二粘接层后，通过碾压能够加快第二粘接层和聚丙烯布的粘合。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的施工示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：面层1、第二粘接层2、聚丙烯布3、第一粘接层4、基层5、前从动轮6、单排胶轮7。

实施例基本如附图所示：本方案中的同步沥青基布封层，包括从上往下依次层叠连接的第二粘接层2、聚丙烯布3和第一粘接层4，其中第一粘接层4与路面基层5连接，第二粘接层2与路面面层1连接。这里的路面面层1可以为水泥路面、沥青路面、碎石层等，路面基层5可以为刚性基层(水泥混凝土)、半刚性基层(水泥稳定层)、柔性基层(级配碎石、沥青碎石)。第二粘接层2和聚丙烯布3采用基布封层车同步进行铺设。

聚丙烯布3的厚度为1～1.5mm，便于聚丙烯布与第一粘接层4和第二粘接层2的混合沥青充分浸透，连接成统一的防水防裂整体。

第一粘接层4和第二粘接层2均为混合沥青层，其中包括加热至140～170℃的热沥青50份(加热温度为140～155℃的普通石油沥青25份，加热温度为160～170℃的普通改性沥青25份)，阳离子型且固体含量为60％～70％的SBS复合改性乳化沥青100份、乳化沥青25份，橡胶沥青25份，聚氨酯树脂4～7份，聚硅氧烷树脂9～12份，碳纤维5～7份，环丁砜3～5份，丁苯胶液19～23份，氧化铍2～3份，氧化镁1～2份和氧化硅3～5份。

第一粘接层4的沥青洒布量为0.8～1.3kg/㎡，此时第二粘接层2的沥青洒布量为0.4～0.6kg/㎡。将包括改性乳化沥青在内的混合沥青按照0.4～0.6kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布3上，形成第二粘接层2，既能保证第二粘接层2的粘接作用和防水防裂作用，又能不破坏聚丙烯布3的整体结构，使第二粘接层2和聚丙烯布3一起形成牢固的封层结构。将包括改性乳化沥青在内的混合沥青按照0.8～1.3kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布3上，形成第一粘接层4，既能保证第一粘接层4的粘接作用和防水防裂作用，又能不超过聚丙烯布3的承受量，使第一粘接层4和聚丙烯布3一起形成牢固的封层结构。

根据实际情况，还可以选择第一粘接层4的沥青洒布量为1.1～1.6kg/㎡，此时第二粘接层2的沥青洒布量为1.3～1.8kg/㎡。将包括改性乳化沥青在内的混合沥青按照1.1～1.6kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布3上，形成第一粘接层4，既能保证第一粘接层4的粘接作用和防水防裂作用，又能不破坏聚丙烯布3的整体结构，使第一粘接层4和聚丙烯布3一起形成牢固的封层结构。将包括改性乳化沥青在内的混合沥青按照1.3～1.8kg/㎡的洒布量洒在聚丙烯布3上，形成第二粘接层2，既能保证第二粘接层2的粘接作用和防水防裂作用，又能不超过聚丙烯布3的承受量，使第二粘接层2和聚丙烯布3一起形成牢固的封层结构。

SBS复合改性乳化沥青具有高温稳定性高、低温抗裂性好、水稳定性高等诸多优点，采用SBS复合改性乳化沥青作为胶结材料能够满足聚丙烯布3的温度要求保证聚丙烯布3不受破坏。在混合沥青中加入加热沥青能够使第一粘接层4和第二粘接层2快速与面层1和基层5连接。

通过加入聚硅氧烷树脂、碳纤维、环丁砜、丁苯胶液、氧化铍、氧化镁和氧化硅对形成第一粘接层4和第二粘接层2的混合沥青进行优化，在微观程度上改进沥青的内部结构，使第一粘接层4和第二粘接层2具有良好的粘接性和韧性，有效减轻第一粘接层4和第二粘接层2老化裂缝；在宏观上通过加入金属氧化物使混合沥青的抗老化、抗腐蚀、抗开裂性能，能够大大提高基布封层的使用寿命。

考虑到聚氨酯树脂、聚硅氧烷树脂、碳纤维、环丁砜、丁苯胶液、氧化铍、氧化镁以及氧化硅与沥青的相容性问题，各个组份的添加量和大小都作了限制。

若聚氨酯树脂的添加量小于4重量份，则不足以使得最终的混合沥青的韧性、耐磨损性、耐老化性、高稳定性和粘结性能得到明显提高；若聚氨酯树脂的添加量大于7重量份，则会增加沥青体系对它的溶解压力，并增加最终混合沥青的针入度。聚氨酯树脂的数均份子量被限制为15000g/mol。

聚硅氧烷树脂可调节混合沥青的柔韧性和强度，可明显提高混合沥青的耐热性、耐热开裂和耐冷开裂性。本方案中聚硅氧烷树脂的添加量小于9重量份，则会影响最终混合沥青的耐热性、耐热开裂和耐冷开裂性；若聚硅氧烷树脂的添加量大于12重量份，则会打破聚硅氧烷树脂在沥青体系中的溶解平衡，使得聚硅氧烷树脂从沥青体系中析出。聚硅氧烷树脂的数均份子量限定在1500g/mol。

碳纤维机械强度高，无蠕变，热膨胀系数小，散热快。它用于改善沥青时，可提高混合沥青的耐高温、耐疲劳性和耐腐蚀性。但碳纤维的添加量不是随意设定的，若碳纤维的添加量小于5重量份，则混合沥青的耐疲劳性和耐腐蚀性能提升不明显，若碳纤维的添加量大于7重量份，则会增加混合沥青的生产成本。

环丁砜作为促进剂比传统的硫粉、胺类、咪唑类有机物，在对沥青耐热稳定性和结构稳定性方面有进一步提高，环丁砜作促进剂可提高沥青的抗剥离性能，沥青冷却凝固后的结构稳定性和韧性得到较大提升，同时对耐热稳定性也有小幅提高。

在加入的氧化铍、氧化镁、氧化硼和氧化硅的粒径选定为常用的180nm。添加这些纳米级的金属氧化物后，进一步提高了混合沥青凝固后的使用寿命，提高了沥青的耐低温开裂性能和耐高温软化性能，使得沥青在极限气候下依然能保持不膨胀，不收缩，不开裂。

下面表1中为几个实施例所选取采用混合沥青的组份范围：

表1

下面表2为对各实施例中形成的混合沥青的性能验证结果：

表2

由上面6个实施例可以看出，通过在50份热沥青和100份SBS复合改性乳化沥青中加入聚氨酯树脂4～7份，聚硅氧烷树脂9～12份，碳纤维5～7份，环丁砜3～5份，丁苯胶液19～23份，氧化铍2～3份，氧化镁1～2份和氧化硅3～5份，能够有效增加混合沥青的粘度、和软化点，使混合沥青洒布在聚丙烯布上不易开裂，防水性和耐久性有效提高。

在100份的改性乳化沥青中添加4～7份的聚氨酯树脂和9～12份聚硅氧烷树脂可有效增加混合沥青的耐候性、粘结强度和韧性，添加5～7份的碳纤维可增加混合沥青的结构强度和耐高低温性能，添加3～5份的环丁砜相对于传统的硫粉、胺类、咪唑类促进剂，具有更高的耐热稳定性。在100份改性乳化沥青中加入2～3份氧化铍，1～2份氧化镁和3～5份氧化硅，能够使形成第一粘接层和第二粘接层的混合沥青抗开裂的性能，大大提高同步沥青基布封层的使用寿命。在100份改性乳化沥青中加入50份热沥青，可增加粘接层的粘性。

氧化硅具有耐磨损、抗腐蚀、高温抗氧化、抗冷热冲击碎裂、传热性低和润滑性的特点，氧化铍和氧化镁都是常见的金属氧化物，具有高度耐火绝缘性能，添加氧化铍、氧化镁和氧化硅能够有效增加形成第一粘接层和第二粘接层的混合沥青的抗老化、抗腐蚀、抗开裂性能，能够大大提高基布封层的使用寿命。

使用同步沥青基布封层可以有效阻断地下水的上渗，减少路面水损害，另一方面有效阻断地面水的下渗，防治基层的松散、沉陷、冲刷、唧泥、翻浆等，保证了路面结构强度，延长路面使用寿命。

在同一路段上分别修筑两段道路环境相同且长度相同的路面，其中一段路面为采用同步沥青基布封层的路面，另一段路面为采用碎石封层的路面。使用两吨以上重量级的两辆相同重量的卡车对这两段路面进行同一速度的反复碾压。以下表3为对这两段路面的碾压结果：

表3

从表3可以看出，在相同长度的同步沥青基布封层路面和碎石封层路面中，同步沥青基布封层比碎石封层的路面出现裂纹的时间延长了40％～60％，即相比于碎石封层路面采用本方案的同步沥青基布封层路面使路面使用寿命延长了40％～60％。

同步沥青基布封层的施工方法，包括以下步骤：步骤一：清理基层5；施工前对路面基层5应清扫干净，保持干燥，对局部的坑洞和路面明显不平的位置应进行整平；步骤二：洒布第一粘接层4：将第一粘接层4以沥青洒布量1.1～1.6kg/㎡均匀洒布在基层5上；步骤三：摊铺聚丙烯布3：采用幅宽3～5m，厚度1～1.5mm的聚丙烯基布，在洒布第一粘接层4的同时在第一粘接层4上摊铺聚丙烯布3，在喷洒出来的混合青还处于较高温度状态下马上铺设聚丙烯布3，摊铺时聚丙烯布3应保持适当的张力，聚丙烯布3布面平整，不允许有褶皱；折皱长度大于20cm宽度大于0.5cm的地方需要进行剪裁处理，聚丙烯布连接采用搭接，横向搭接时中间间隙应控制在1cm以内，纵向搭接时中间间隙应控制在3cm以内。当以重叠方式搭接重叠部分不宜过宽，宜控制在5cm以内，以免搭接处夹层变厚，而使底面与上面结构层结合力减弱，导致上面结构层起鼓、脱离、位移。并根据摊铺方向，将后一端压在前一端部之下，搭接处多出或未粘结部分用专用工具割除；使聚丙烯布3与第一粘接层4粘附并通过第一粘接层4与基层5粘合；聚丙烯布3纵向搭接时，搭接的方向与混合沥青摊铺的行进方向一致。步骤四：洒布第二粘接层2：将第二粘接层2以沥青洒布量1.3～1.8kg/㎡均匀洒布在聚丙烯布3上，使第二粘接层2粘附在聚丙烯布3上；步骤五：铺设面层1：在第二粘接层2上铺设面层1，使面层1粘接在第二粘接层2上。

在步骤二中第一粘接层4采用0.8～1.3kg/㎡的沥青洒布量时，步骤四中的第二粘接层2采用0.4～0.6kg/㎡沥青洒布量。

在步骤三后对聚丙烯布3进行整平和碾压。聚丙烯布摊铺过程中，为保证基布与基层粘结紧密，需采用基布封层车械紧跟聚丙烯布摊铺机进行静压1～2遍，碾压速度依据聚丙烯布摊铺机而定，与摊铺机保持5米以内的距离，每次碾压重叠1/2～1/3宽度，硬路肩和中分带边缘处以及施工的起、终点处、接缝处需要重点关注，不得漏压。碾压过程中压路机不得急刹、转弯、调头等，确保聚丙烯布表面平整。当聚丙烯布3铺在第二粘接层2后，通过碾压能够加快第二粘接层2和聚丙烯布3的粘合。

在基层5上铺设第一粘接层4的同时在第一粘接层4上铺设聚丙烯布3，使聚丙烯布3通过第一粘接层4能够与基层5牢固粘合。紧接着在聚丙烯布3上铺设第二粘接层2，在第二粘接层2上铺设路面面层1，使第二粘接层2将聚丙烯布3和面层1牢固粘合在一起。第一粘接层4和第二粘接层2分别封堵面层1和基层5中的裂缝，起到防裂防水的作用。通过分别与第一粘接层4和第二粘接层2连接的聚丙烯布3，使面层1和基层5牢固粘接。聚丙烯布3自身具有良好的防水性，阻挡面层1和基层5之间的渗水，使用该基布封层的施工方法能够增加路面结构的耐用性。

如图2所示，用来铺设聚丙烯布3的基布封层车械为基布封层车，前从动轮6中固定的聚丙烯布3为滚卷式非织造布，聚丙烯布3的宽度与前面的沥青油洒布车喷洒宽度一致；前从动轮6位于整个基布封层车的前方，前从动轮6的中间空有供聚丙烯布3固定的空间，基布封层车协同基布封层施工车一起运行；基布封层车的后轮为单排胶轮7，单排胶轮7的宽度与聚丙烯布3的宽度相同，基布封层车的运行速度同前面的沥青洒布车一致，基布封层车实施聚丙烯布3摊铺后的第一遍碾压。

使用基布封层车保证基布施工与沥青洒布同步运行。在沥青洒布车喷洒第一粘结油的同时，基布封层车紧随其后摊铺聚丙烯布3，并进行第一遍碾压，使喷洒沥青与摊铺聚丙烯布的时间间隔不大于6s，做到同步摊铺的效果，增强第一粘接层4和第二粘接层2的粘结强度。

本发明的同步沥青基布封层能够有效吸收应力和扩散荷载，抗超载能力强，变形协调能力强，能够适用于各种路面结构，特别适用于重载交通、地下水位高、高温多雨、山岭重丘等地区。本发明还可用作水泥混凝土桥面板、白改黑路面、沥青路面加铺层等的粘结层以及同步沥青碎石封层的底层等。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。