一种小半径长纵坡沥青路面材料及施工工艺的制作方法

1.本发明属于道路施工领域，具体涉及一种小半径长纵坡沥青路面材料及施工工艺。


背景技术：

2.沥青路面作为21世纪的主要铺面形式之一，特殊路段的出现对沥青路面各方面的性能有着特殊的要求。其中小半径长纵坡就是一种特殊路段，在不同弯道半径和坡道上，车辆轮迹横向分布、速度等呈现出各自的特征，主要导致的病害有裂缝、推移、拥包等，汽车进入弯道时制动减速和转弯时产生的离心力对路面的抗剪能力有着更高的要求。
3.掺加纤维是提升路面材料性能的有效手段之一，目前我国大部分地区均采用木质素纤维掺入sma沥青路面中，其作用是防止沥青滴漏。然而木质素纤维较好的吸附沥青能力是一把双刃剑，纤维内部吸附的沥青，既不增加沥青油膜厚度，也不提高路面强度，反而增加了沥青用量，使道路造价成本提高。玄武岩纤维作为我国重点发展的四大纤维之一，具有强度高、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能，在沥青路面中也有着较好的适应性，成为国内外研究的主流方向之一。将两者结合使用能有效提高沥青路面的高温、低温和抗疲劳等性能，并能够减少沥青用量，减低成本。
4.将玄武岩纤维沥青混合料应用于小半径长纵坡等特殊路段，能高效的发挥其优异的路用性能，所以针对特殊路段改良沥青混合料的配合比以及施工工艺就变得极为重要。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种小半径长纵坡沥青路面材料及施工工艺，该沥青混合料可以大幅度提高路面抗剪性能和疲劳寿命，减少道路整体病害，延长道路使用寿命，可满足小半径长纵坡等特殊路段的面层铺筑。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青40～60份、玄武岩纤维0～3份、木质素纤维0～3份、粗集料500～700份、细集料180～400份和矿粉10～100份。
8.进一步地，所述玄武岩纤维长度为5～16mm，直径为7～16μm，断裂强度为1800～2500mpa，断裂伸长率为1～3％。
9.进一步地，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石。
10.进一步地，所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石。
11.进一步地，所述的矿粉为石灰岩粉。
12.所述的小半径长纵坡沥青路面材料的混料方法，具体为：按重量份数比进行称料，将沥青、粗集料、细集料和矿粉加热至165～180℃，将集料与玄武岩纤维或木质素纤维干拌60～120s，再加入沥青拌和60～90s，再加入矿粉拌和60～90s，即得到玄武岩纤维沥青混合料。
13.本发明还提供了一种小半径长纵坡沥青路面材料施工工艺，具体包括以下步骤：
14.(1)混合料制备：称取所述重量份数的sbs改性沥青、粗集料、细集料和矿粉；分别将其加热至165～180℃，而后将粗集料和细集料与玄武岩纤维干拌60～120s，再加入沥青拌和60～90s，再加入矿粉拌和60～90s，即得到玄武岩纤维沥青混合料；
15.(2)混合料摊铺：检验路面下面层及防水层符合设计要求后进行摊铺，摊铺温度不小于160℃，铺设厚度为4～8cm；
16.(3)混合料的碾压：摊铺后立即以20m/min的摊铺速度进行碾压，以5m/min的速度起动和停车，初压温度不小于150℃，压路机从外侧向中心线碾压，相邻碾压带重叠1/3～2/3，终压温度不小于90℃，碾压3～4遍至压实度大于98％且无明显轮迹为止。
17.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
18.本发明以sbs改性沥青、玄武岩纤维、木质素纤维、粗集料、细集料和矿粉作为原料，在合适的配比条件下制备获得了小半径长纵坡沥青路面材料；该路面材料用于小半径长纵坡路段的铺设，可显著减少路面病害，延长道路寿命。
19.(1)综合性能提升，减少路面病害：玄武岩纤维在拌和后将集料结成网状结构，形成一个符合的力学连结整体，有效的限制了骨料的滑移、脱落，提高了路面的抗剪、抗车辙和抗疲劳性能，抑制了车辆在小半径长纵坡对路面的加速破损。
20.(2)延长道路寿命，节省维养成本：与普通沥青混凝土相比，每吨玄武岩纤维沥青混合料增加了前期投入，但是掺加玄武岩纤维能大幅度地改善沥青路面的使用性能，延长路面的使用寿命，将极大的节约后期养护费用。
21.(3)降低成本：本发明发现将玄武岩纤维和木质素纤维结合使用，达到了在减少沥青用量，降低成本的情况下，依然能有效提高沥青路面的高温、低温和抗疲劳等性能的效果。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例；本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
23.本发明所述的小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青40～60份、玄武岩纤维0～3份、木质素纤维0～3份、粗集料500～700份、细集料180～400份和矿粉10～100份；
24.进一步地，所述玄武岩纤维长度为5～16mm，直径为7～16μm，断裂强度为1800～2500mpa，断裂伸长率为1～3％；
25.进一步地，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；
26.进一步地，所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；
27.进一步地，所述的矿粉为石灰岩粉；
28.所述沥青路面材料的施工工艺，具体包括以下步骤：
29.(1)混合料制备：按重量份数比进行称料，将沥青、粗集料、细集料和矿粉加热至165～180℃，将集料与玄武岩纤维干拌60～120s，再加入沥青拌和60～90s，再加入矿粉拌和60～90s，即得到玄武岩纤维沥青混合料；
30.(2)混合料摊铺：检验路面下面层及防水层符合设计要求后进行摊铺，摊铺温度不
小于160℃，铺设厚度为4～8cm；
31.(3)混合料的碾压：摊铺后立即以20m/min的摊铺速度进行碾压，以5m/min的速度起动和停车，初压温度不小于150℃，压路机从外侧向中心线碾压，相邻碾压带重叠1/3～2/3，终压温度不小于90℃，碾压3～4遍至压实度大于98％且无明显轮迹为止。
32.实施例1
33.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青65份、木质素纤维3份、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
34.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉。
35.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺，具体包括以下步骤：
36.(1)混合料制备：按重量份数比进行称料，将沥青、粗集料、细集料和矿粉加热至165～180℃，将集料与木质素纤维干拌60～120s，再加入沥青拌和60～90s，再加入矿粉拌和60～90s，即得到玄武岩纤维沥青混合料；
37.(2)混合料摊铺：检验路面下面层及防水层符合设计要求后进行摊铺，摊铺温度不小于160℃，铺设厚度为4～8cm；
38.(3)混合料的碾压：摊铺后立即以20m/min的摊铺速度进行碾压，以5m/min的速度起动和停车，初压温度不小于150℃，压路机从外侧向中心线碾压，相邻碾压带重叠1/3～2/3，终压温度不小于90℃，碾压3～4遍至压实度大于98％且无明显轮迹为止。
39.实施例2
40.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青59份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度3mm、直径7μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
41.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
42.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺，具体包括以下步骤：
43.(1)混合料制备：按重量份数比进行称料，将沥青、粗集料、细集料和矿粉加热至165～180℃，将集料与玄武岩纤维和木质素纤维干拌60～120s，再加入沥青拌和60～90s，再加入矿粉拌和60～90s，即得到玄武岩纤维沥青混合料；
44.(2)混合料摊铺：检验路面下面层及防水层符合设计要求后进行摊铺，摊铺温度不小于160℃，铺设厚度为4～8cm；
45.(3)混合料的碾压：摊铺后立即以20m/min的摊铺速度进行碾压，以5m/min的速度起动和停车，初压温度不小于150℃，压路机从外侧向中心线碾压，相邻碾压带重叠1/3～2/3，终压温度不小于90℃，碾压3～4遍至压实度大于98％且无明显轮迹为止。
46.实施例3
47.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青58份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度3mm、直径13μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
48.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
49.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
50.实施例4
51.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青57份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度3mm、直径25μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
52.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
53.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
54.实施例5
55.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青58份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度6mm、直径7μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
56.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
57.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
58.实施例6
59.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青57份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度6mm、直径13μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
60.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
61.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
62.实施例7
63.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青56份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度6mm、直径25μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
64.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
65.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
66.实施例8
67.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青57份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度9mm、直径7μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
68.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
69.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
70.实施例9
71.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青56份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度9mm、直径13μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
72.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
73.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
74.实施例10
75.一种小半径长纵坡沥青路面材料，包括以下重量份数的原料：sbs改性沥青55份、木质素纤维1份、玄武岩纤维3份(长度9mm、直径25μm)、粗集料600份、细集料250份、矿粉90份；
76.其中，所述粗集料为4.75～16.0mm的级配玄武岩碎石；所述细集料为0.075～4.75mm的级配玄武岩碎石；所述的矿粉为石灰岩粉；
77.应用所述的小半径长纵坡沥青路面材料进行铺设路面；其施工工艺同实施例2。
78.实施例1～10所述的小半径长纵坡沥青路面材料的相关测试参数，结果如表1所示：
79.表1沥青路面材料性能测试参数
[0080][0081]
由表1数据可以看出，本发明实施例1-10中沥青路面材料的性能测试参数均能满足规范要求，可用作小半径长纵坡沥青路面材料对路面进行铺设；并且，实施例5中沥青路面材料的性能最优。
[0082]
相比于实施例1，实施例2-10中均掺加玄武岩纤维，掺加玄武岩纤维后沥青混合料中沥青用量减少；并且获得的沥青混合料动稳定度、疲劳寿命、抗剪切强度均显著提高，浸水残留稳定度变化不大；说明了掺杂玄武岩纤维后，可显著降低沥青的添加量，并且获得的沥青混合料的高温性能、抗疲劳性能和抗剪切性能都有所提升。
[0083]
对比实施例2-10中沥青路面材料性能发现，玄武岩纤维长度越短，玄武岩纤维直径越细，沥青用量就越多；玄武岩纤维的长度和直径对沥青混合材料的性能均具有显著影响；在相同的玄武岩纤维长度下，玄武岩纤维的直径减小获得的沥青路面材料的性能显著提升；在相同的玄武岩纤维直径下，玄武岩纤维长度增长获得的沥青路面材料的性能降低；并且，玄武岩纤维直径对沥青路面材料的影响较显著，而玄武岩纤维长度对沥青路面材料
的影响较不显著；
[0084]
以上实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。