专利名称：一种用于道路修复的应力吸收层的施工方法
技术领域：
本发明涉及道路工程技术领域，特别涉及一种道路修复及应力吸收层施工方法， 用于吸收旧水泥混凝土路面铺装浙青面层时的层间应力，减弱、延缓水泥混凝土路面的收缩裂缝和反射裂缝向浙青面层的传递，延长了浙青面层的路用功能和使用寿命。
背景技术：
混凝土路面经过一段时间的使用，会出现不同程度的损坏，尤其是环境温差造成的收缩应力，路基反射应力造成水泥混凝土路面破坏的主要成因。在水泥混凝土路面上加铺浙青面层，是我国公路结构类型推出的一种“白加黑”的路面特殊结构形式，该结构形式即符合我国现实国情，又能够提高旧混凝土高速公路的路用性能，改善路面的平整度，降低造价，是工程上常用的解决方案。然而，旧混凝土路面为板块结构，一方面，在车轮荷载作用下，路面接缝和路面铺层底面层承受反复产生的剪应力作用，可能导致裂缝的产生与发展；另一方面，交替的温度变化导致旧混凝土路面因热胀冷缩产生的应力造成板翘曲或胀缩，同样也会导致路面裂缝的发生与发展。若在其上加盖浙青加铺层，旧混凝土底面产生的裂缝或在以后以上各类作用力的作用下新发生的裂缝，都以剪应力和拉应力的方式传递到加盖的浙青混合料面层， 促使面层反射裂缝发生发展。随着路面使用时间增长，交通与环境荷载反复作用使得反射裂缝不断扩展，逐渐削弱路面的结构承载能力，降低路面的平整度与使用性能，缩短路面寿命，加剧路面早期破坏，导致路面寿命大大缩短，维护成本也相应大大提高。20世纪60年代国外已经开展了防治浙青加铺层中反射裂缝的研究，主要措施有采用土工合成材料夹层、使用开级配浙青碎石混合料、设置级配碎石缓解层、采用冲压技术对旧水泥混凝土路面进行破裂稳固等，特别是美国科氏公司研制开发WMrata应力吸收层，采用聚合物改性浙青、乳化浙青，依靠施工技术和可靠的混合料设计制备而成，稳定度高，抗裂性能更为持久。国内从20世纪80年代也开始相继开展了相关研究，采用的主要方法有(1)增加浙青面层厚度研究表明增加加铺层厚度可以降低弯沉量，然而，一般浙青加铺层的厚度为 10-15cm，较厚的加铺层造成耗资巨大，不具备经济价值；( 锯切横缝在浙青加铺层上对应于旧水泥混凝土面板或新建的半刚性基层的横缝位置锯切横缝并灌入接缝材料，此方法可以为释放加铺层内因温度收缩受阻而产生的拉应力提供预定的不连续断面，从而控制随意裂缝的出现，但其适用范围小，且需做好接缝的养护工作；(3)破碎原水泥路面将原水泥路面完全破碎成小块状，再用重型压路机压实，然后再在上面摊铺浙青混凝土，此方法在国外使用广泛，防反射裂缝效果好，但工艺复杂，需要专用的破碎设备，施工费用高，施工噪音大，资源浪费巨大；(4)设置开级配浙青碎石裂缝缓解层在破碎的旧混凝土路面上加铺开级配浙青碎石作为基层，再铺设浙青混凝土面层，由于开级配浙青碎石混合料含有大量的空隙，需要妥善处理表面渗入水的排除；(5)设置隔离层在浙青加铺层与旧水泥混凝土路面板或新建的半刚性基层、刚性基层间设置土工布、土工格栅、改性浙青油毛毡、钢丝网等复合材料隔层，虽然对于消散浙青混凝土加铺层的温度应力起到一定的作用，但相对于相邻板间出现较大剪切应力时，难以起到延缓反射裂缝产生的效果，此外，这些材料也不适合在交通繁忙的路段施工。应力吸收层混合料是一种砂粒式细集料浙青混凝土，其采用特种改性浙青，具有高弹性、不透水性等特点，既可解决反射裂缝问题，又可防止雨水对路面基层的损害，提高路面结构的使用寿命，降低路面在寿命周期内的维修养护成本。与其他防反射裂缝技术相比，具有施工方便、施工周期短、开放交通早、性价比高、可回收利用等特点。公开号为CN 101629405A的中国发明专利申请公开了一种防水粘结应力吸收桥面铺装材料的制备方法，包括如下步骤1)高粘度高弹性改性浙青的制备将基质浙青、改性剂SBS、增粘剂、增容剂及稳定剂按 100 (5. 2-15. 3) (1.0-3.6) (5.0-18.7) (0.2-1.4)的质量配比，制成高粘度改性浙青，然后加入橡胶粉，得到高粘度高弹性改性浙青；2) 将粗集料与高粘度高弹性改性浙青按质量比为100 (8.0-20. 的比例进行混合，制得防水粘结应力吸收碎石混合料，铺装即成。此铺装材料具有防水、粘结、吸收应力等功能，但其是用于解决混凝土面板与接缝混凝土变形不一致造成的面板开裂问题。授权公告号为CN 101514536B的中国发明专利公开了一种高粘度浙青间断级配的应力吸收承载复合结构，其下层为高粘度浙青间断密实级配混合料，上层为高粘度浙青间断半开级配混合料，复合结构层具有良好的抗剪切变形性能，对温缩裂缝、反射裂缝有良好的抵抗作用，但其为双层复合结构，造价高，且施工相对繁琐。授权公告号为CN 101148856B的中国发明专利公开了一种浙青矿石应力吸收层及其施工方法，从上向下依次由碎石层，应力吸收粘结层和连接层组成，在减弱收缩裂缝及反射裂缝的同时，使水泥混凝土路面与其上方铺筑的浙青面层牢固粘结，但其需要进行三次铺设，施工繁琐。
发明内容
本发明的首要目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种能够有效防止、延缓反射裂缝出现的道路工程用拌合式应力吸收层及其施工方法，本发明施工方法便于机械化操作，施工工艺简便，经济成本低，所形成的应力吸收层柔韧性好，具备优异的变形恢复能力，能够有效的吸收旧水泥混凝土路面铺装浙青面层时的层间应力，减弱水泥混凝土路面的收缩裂缝及反射裂缝向浙青面层的传递。为了达到上述目的，本发明一方面提供一种用于道路修复的应力吸收层的施工方法，其特征在于包括如下顺序进行的步骤(1)将基质浙青、改性剂和稳定剂混合均勻后进行高速剪切处理，制得改性浙青；(2)将粗集料、细集料、填料和改性浙青进行拌合处理，制得应力吸收混合料；(3)在经过净化处理的待修复路面上铺设应力吸收混合料，碾压，形成应力吸收层。本发明另一方面提供一种道路修复的施工方法，包括如下顺序进行的步骤(1)将基质浙青、改性剂和稳定剂混合均勻后进行高速剪切处理，制得改性浙青；(2)将粗集料、细集料、填料和改性浙青进行拌合处理，制得应力吸收混合料；(3)在经过净化处理的待修复路面上铺设应力吸收混合料，碾压，形成应力吸收层；(4)在应力吸收层上铺设浙青面层。其中，上述步骤⑴中的基质浙青、改性剂和稳定剂的重量份配比为 85. 5-92. 5 7-11 0. 5-3. 5。特别是，所述的基质浙青为重交浙青AH-70、浙青AH-90、AH-100中的一种；所述改性剂由星型SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、线型SBS及丁苯胶乳组成；所述稳定剂为氯化钙、氯化铵、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、过氧化二异丙苯、4，4’_ 二硫代二吗啡啉中的一种或多种。尤其是，所述改性剂在改性浙青中的含量为7_11%。其中，所述改性剂的原料星型SBS、线型SBS及丁苯胶乳的重量份配比为 1-3 2-4 1-3。特别是，所述改性剂的原料星型SBS为市售的各种型号的星型SBS，所述线型SBS 为市售的各种型号的线型SBS。尤其是，所述星型SBS的型号为SBS4303或YH801，所述线型SBS的型号SBS1301 或 1791。其中，所述丁苯胶乳的固含量为50-65%。其中，所述的稳定剂优选为羧甲基纤维素钠、氯化铵、氯化钙与聚丙烯酰胺的混合物、过氧化二异丙苯(DCP)和4，4’ - 二硫代二吗啡啉(DTDM)的混合物。特别是，所述氯化钙与聚丙烯酰胺的重量份配比为1 1;所述过氧化二异丙苯 (DCP)和4，4’ -二硫代二吗啡啉(DTDM)的重量份配比为2 1。其中，步骤(1)中所述改性浙青按照如下步骤制得A)将基质浙青熔化后加入改性剂和稳定剂，加热搅拌、混合均勻；B)将搅拌均勻的基质浙青、改性剂和稳定剂进行剪切处理，即得。特别是，步骤A)中所述基质浙青的熔化温度为120-145°C;搅拌温度为140_175°C; 搅拌时间为45-60min ；步骤B)中所述剪切处理的温度为145_170°C，转速为800_1500r/
mirio尤其是，所述剪切处理的时间为30-60min。其中，步骤⑵中所述的粗集料、细集料、填料和改性浙青的重量份配比为 70-80 15-25 7.5-8.5 8.0-14.0。特别是，所述粗集料为公称粒径为2. 36-4. 75mm的玄武岩或辉绿岩；所述细集料选用公称粒径< 3mm的机制砂或天然砂；所述的填料为矿粉。其中，步骤⑵所述粗集料、细集料和填料的级配如下
权利要求
1.一种用于道路修复的应力吸收层的施工方法，其特征在于包括如下顺序进行的步骤(1)将基质浙青、改性剂和稳定剂混合均勻后进行高速剪切处理，制得改性浙青；(2)将粗集料、细集料、填料和改性浙青进行拌合处理，制得应力吸收混合料；(3)在经过净化处理的待修复路面上铺设应力吸收混合料，碾压，形成应力吸收层。
2.一种道路修复的施工方法，其特征在于包括如下顺序进行的步骤(1)将基质浙青、改性剂和稳定剂混合均勻后进行高速剪切处理，制得改性浙青；(2)将粗集料、细集料、填料和改性浙青进行拌合处理，制得应力吸收混合料；(3)在经过净化处理的待修复路面上铺设应力吸收混合料，碾压，形成应力吸收层；(4)在应力吸收层上铺设浙青面层。
3.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤(1)中所述的基质浙青、改性剂和稳定剂的重量份配比为85. 5-92. 5 7-11 0.5-3.5。
4.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤(1)中所述的改性剂由星型 SBS、线型SBS及丁苯胶乳组成。
5.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤(1)中所述的稳定剂为氯化钙、 氯化铵、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、过氧化二异丙苯、4，4’ - 二硫代二吗啡啉中的一种或多种。
6.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤O)中所述的粗集料、细集料、 填料和改性浙青的重量份配比为70-80 15-25 7.5-8.5 8.0-14.0。
7.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤O)中所述的粗集料为公称粒径为2. 36-4. 75mm的玄武岩或辉绿岩。
8.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤O)中所述的细集料选用公称粒径彡3mm的机制砂或天然砂。
9.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤O)中所述的填料为矿粉。
10.如权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于步骤(2)包括如下步骤A)将粗集料、细集料和填料混合，进行干拌处理，制得混合干料；B)向混合干料中加入步骤(1)制备的改性浙青，进行湿拌处理，即得。
全文摘要
本发明涉及道路工程技术领域，公开了一种用于道路修复的应力吸收层施工方法，包括将基质沥青、改性剂和稳定剂混合均匀后进行高速剪切处理，制得改性沥青；将粗集料、细集料、填料和改性沥青进行拌合处理，制得应力吸收混合料；在经过净化处理的待修复路面上铺设应力吸收混合料，碾压形成应力吸收层。本发明施工方法便于机械化操作，施工工艺简便，经济成本低，所形成的应力吸收层柔韧性好，具备优异的变形恢复能力，能够有效的吸收旧水泥混凝土路面铺装沥青面层时的层间应力，减弱、延缓水泥混凝土路面的收缩裂缝和反射裂缝向沥青面层的传递，延长了沥青面层的路用功能和使用寿命。
文档编号E01C7/18GK102535299SQ20101061796
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者梁清源, 董建平 申请人:安通建设有限公司