一种高弹粘性应力吸收层及其罩面施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于道路及桥梁养护【技术领域】，公开了一种高弹粘性应力吸收层及其罩面施工工艺。高弹粘性应力吸收层设置于旧水泥砼路面与其上方加铺层之间，由聚合物改性沥青，石灰石，细河砂及石屑组成。一种高弹粘性应力吸收层罩面施工工艺，依次包括高弹粘性应力吸收层配合比设计、平面位置确定及施工前准备、聚合物改性沥青混凝土混合料的拌制、运输、摊铺及碾压等3个步骤。本发明的高弹粘性应力吸收层具有很强的应力吸收能力、高粘结能力及良好的防水性，对由于应力集中而使聚合物改性沥青混凝土面层产生的裂缝起到延缓作用，使路面的抗车辙能力大大提高，还可防止路面下渗水进入基层而造成基层的水损破坏。
【专利说明】-种高弹粘性应力吸收层及其罩面施工工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及道路及桥梁养护【技术领域】，具体涉及一种高弹粘性应力吸收层及其罩 面施工工艺。
【背景技术】
[0002] 二十世纪七十年代至九十年代初，我国的部分省份（如湖北、湖南、广西、江西、安 徽等省）修筑了大量水泥砼路面，近几年来随着交通量逐年增大，超载重载车辆增多，水泥 砼路面现不同程度的出现断板、开裂、唧泥、不均匀沉陷、麻面、坑漕等多种病害，大大降低 了路面使用功能。水泥砼路面经过一定期限的运营，已进入大面积的维修养护期。尤其在 夏热冬寒且降雨量丰富的地区，高速公路路面要承受较大的温度应力破坏和水的浸蚀。如 武汉地区，夏季炎热，最高气温42. 2°C，冬季最低气温-17. 3°C，全年降雨1214mm?1448mm, 其境内的武黄高速公路的水泥混凝土路面，由于长期重交通荷载的作用及雨水的浸蚀，其 服务能力有所下降，到了急需大修的阶段。
[0003] 因此，水泥砼路面整修技术成为水泥砼旧路改造的关键技术。目前国内外的水泥 砼旧路改造主要分为加铺聚合物改性浙青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和旧水泥混 凝土路面翻修，而后两者成本高、养护周期长、对交通影响较大。相比而言加铺聚合物改性 浙青混凝土面层则造价相对较低，施工难度不大，对交通影响最喜爱，修复周期短。
[0004] 然而，旧水泥路面加铺浙青层涉及到刚、柔两种路面结构形式，材料性能差异明 显，旧水泥路面的裂缝、错台、脱空和接缝等病害会使得加铺层相应位置容易出现反射裂 缝，反射裂缝的出现会严重缩短浙混凝土面层的使用寿命。早期的加铺层通过增加加铺层 的厚度可以减少沉量，较薄的浙青层无法防止反射裂缝，然而经过在江苏宁通巩固等路段 的实践发现其使用3?5年就出现了裂缝。此外，过度加厚浙青层有着很多弊端，如限制增 加工程造价，影响交通安全，高温稳定性难以保证等。因此，防治浙青层内裂缝的产生和发 展，设置一种理想的材料，既能保证防治裂缝的效果又可以减薄加铺层的厚度成为关键。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一在于提供一种高弹性、不透水的反射裂缝应力吸收层，具体为 一种高等级的聚合物改性浙青混合料，其具有很高的应力吸收能力，同时，具有较高抵抗疲 劳裂缝和抗塑性变形的能力。将该反射裂缝应力吸收层直接铺筑在水泥砼路面上，与旧砼 路面具有很强的粘结性，同时表现出良好的防水性，在加铺层和旧水泥砼路面之间形成防 水层，可防止路面下渗水进入旧砼基层而造成基层的水损破坏。
[0006] 本发明的目的之二在于提供一种高弹粘性应力吸收层罩面施工工艺。
[0007] 本发明采用的技术方案是：一种高弹粘性应力吸收层，设置于旧水泥砼路面与其 上方加铺层之间，所述吸收层为胶结料及矿料组成的混合料，所述胶结料为聚合物改性浙 青，所述矿料包括集料及矿粉，所述集料包括粗集料及细集料，所述粗集料为石灰石，所述 细集料为细河砂，所述矿粉为石灰岩粉碎物；所述矿料各组分的质量占比为石灰石20%， 细砂30%，石屑45%，矿粉5%，聚合物改性浙青用量为矿料质量的8. 1?9. 6%。
[0008] -种高弹粘性应力吸收层罩面的施工工艺，依次包括如下步骤：
[0009] 步骤1)高弹粘性应力吸收层配合比设计；
[0010] 步骤2)平面位置确定及施工前准备；
[0011] 步骤3)聚合物改性浙青混凝土混合料的拌制、运输、摊铺及碾压。
[0012] 上述高弹粘性应力吸收层罩面施工工艺，步骤1)包括：
[0013] (1)目标配合比设计阶段：筛选矿料，确定矿料级配组成及聚合物改性浙青用量， 通过维姆稳定度和弯曲疲劳试验检测混合料性能，建立应力吸收层与水泥混凝土路面板强 度与环境温度之间的变化关系曲线；
[0014] (2)生产配合比设计阶段：确定拌合楼热料仓配合比，进行混合料体积性能试验；
[0015] (3)生产配合比验证阶段：通过浙青析漏试验和残留马歇尔稳定度试验，验证混 合料是否满足生产控制依据和质量检验标准。
[0016] 其中生产配合比设计阶段，所述拌合楼各热料仓的生产配合比为1#仓占66%、2# 仓占29%，矿粉占5%，所述比例为质量比。。
[0017] 或所述拌合楼各热料仓的生产配合比为1#仓占37 %、2#仓占60 %，矿粉占3 %， 所述比例为质量比。
[0018] 步骤2)中所述平面位置保持原有平面线形不变，施工前对水准点高程进行复核， 并均匀布点加密，并将加密水准点进行闭合平差，复核并调整预制块安装位置。
[0019] 步骤3)包括：
[0020] (1)聚合物改性浙青混凝土混合料的拌制：聚合物改性浙青，热浙青罐与拌合楼 的浙青存储箱连通；采用导热油加热，聚合物改性浙青加热温度为160?170°C，矿料加热 温度为185?195°C，混合料出厂温度为165°C?180°C ;连续不间断地拌制聚合物改性浙 青混合料，拌和时间为65?70s ;储料仓储料时间< 72h，混合料在料仓内温度下降< 10°C; 矿石石料与聚合物改性浙青的粘附性小于4级时，需在聚合物改性浙青中掺加 HB-2型抗剥 落剂；
[0021] (2)聚合物改性浙青混凝土混合料的运输：采用干净、有金属底板的自卸汽车运 输，车槽内不得沾有有机物质，车辆底部及两侧涂体积比为柴油：水=1:3的油水混合液， 装料按"前-后-中"顺序放料，分两次进行卸料；
[0022] (3)聚合物改性浙青混凝土混合料的摊铺：正常段采用一台摊铺机全宽一次摊 铺，加宽路段采用两台摊铺机梯队作业，前后两台摊铺机距离间隔8?10m，轨道重叠5? 10cm ;摊铺机受料前在料斗内喷洒防粘液，摊铺机熨平板预热至温度不低于70°C，采用滑 移式基准梁自动找平系统进行调平，匀速、不间断摊铺，摊铺速度为2?3m/min，松铺系数 为1. 08?1. 15,不合格处人工修补；
[0023] (4)聚合物改性浙青混凝土混合料的碾压：采用双钢轮压路机静压，同型号压路 机并列呈梯队碾压，压路机轮迹重叠宽度> 20cm ;初压阶段静压2?4遍，由路低侧向高侧 碾压，速度为1. 5?2. Okm/h ;复压及终压阶段均静压3?4遍，速度为2. 5?3. Okm/h，在 混合料温度82?93°C时达到设计压实度。
[0024] 聚合物改性浙青混凝土混合料摊铺过程中接缝采用如下处理：
[0025] (1)每日施工横向接缝用3m直尺检查平整度，超过1. 5mm时将超过端头切除且切 成垂直面，将路面上及接缝面清洗干净，并涂刷一层粘层油；
[0026] 横向接缝的碾压先用钢轮压路机进行横向碾压，碾压时压路机应位于已压实的混 合料层上，伸入新铺层的宽度为10?15cm，每压一遍向新铺混合料移动15?20cm，直至全 部在新铺层上为止，再改为纵向碾压。
[0027] (2)纵向接缝采用热接缝，缝边垂直并形成直线。
[0028] 上述的一种高弹粘性应力吸收层罩面施工工艺，所述高弹粘性应力吸收层的平均 厚度应为25mm±5mm。
[0029] 本发明的有益效果：本发明的一种高弹粘性应力吸收层及其罩面施工工艺，具有 如下有点：（1)其应用研发的高弹粘性应力吸收层是一种高弹性、不渗透的高等级的聚合 物改型浙青混合物，具有很强的应力吸收能力，能将应力集中有效地分解，对由于应力集中 而使浙青混凝土面层中产生裂缝起到了延缓作用。且该吸收层与水泥混凝路面板粘结性能 非常强，和下承层的混凝土板块以及上面的浙青混合料有机结合为一体，可增大路面结构 的整体强度，通过对现场取芯的拉拔和剪切试验，验证了其粘结结合部的粘结效果优越，使 路面的抗车撤能力大大提1?。
[0030] 该结构具有较高抵抗疲劳裂缝和抗塑性变形的能力，除了与旧水泥混凝土路面具 有很强的粘结性的特点外，同时表现出良好的防水性，在加铺层和旧水泥混凝土路面之间 形成防水层，可防止路面下渗水进入基层而造成基层的水损破坏，
[0031] (2)、在配合比设计阶段，采用维姆稳定度和弯曲疲劳试验的美国AASHT0罩面设 计方法，在进行室内试验过程中建立了应力吸收层与水泥混凝土路面板强度与环境温度之 间的变化关系曲线，为设计和施工提供技术支撑和参考价值。同时根据现场实际特点检测、 验证，提出了室内与现场应力吸收层的试验检测内容和技术要求。
[0032] (3)、该应用技术的施工方法可以用传统摊铺和碾压工艺进行，由于该加铺结构层 较薄，对桥梁的罩面改造十分有利。
[0033] (4)、该结构聚合物改性浙青混合料中的聚合物改性浙青用量在9. 0% (±2% ) 时，建议在混凝土板面可以不喷洒浙青。
[0034] 本发明的一种高弹粘性应力吸收层及其罩面施工工艺的研发填补了我国水泥混 凝土罩面的空百，其科研水平达到国际先进水平。
【具体实施方式】
[0035] 实施例1
[0036] 为了填补了我国水泥混凝土罩面的空百，本实施例提供了一种高弹粘性应力吸收 层，设置于旧水泥砼路面与其上方加铺层之间，所述吸收层为胶结料及矿料组成的混合料， 所述胶结料为聚合物改性浙青，所述矿料包括集料及矿粉，所述集料包括粗集料及细集料， 所述粗集料为石灰石，所述细集料为细河砂，所述矿粉为石灰岩粉碎物；所述矿料各组分的 质量占比为石灰石20 %，细砂30 %，石屑45 % (筛漏< 2. 36的组分），矿粉5%，聚合物改 性浙青用量为矿料质量的8. 1?9. 6%。
[0037] 以下对各组分的性能及检测指标进行介绍：
[0038] (1)浙青
[0039] 防反射裂缝应力吸收层的胶结料为美国科氏公司生产的聚合物改性浙青，具有较 宽的使用范围，低温粘弹特性及高温稳定性能十分优良。其浙青材料主要指标见表1。
[0040] 表1防反射裂缝吸收层浙青技术要求
[0041]
【权利要求】
1. 一种高弹粘性应力吸收层，设置于旧水泥砼路面与旧水泥砼路面上方加铺层之间， 其特征在于：所述吸收层为胶结料及矿料组成的混合料，所述胶结料为聚合物改性浙青，所 述矿料包括集料及矿粉，所述集料包括粗集料及细集料，所述粗集料为石灰石，所述细集料 为细河砂，所述矿粉为石屑；所述矿料各组分的质量占比为石灰石20 %，细砂30 %，石屑 45%，矿粉5%，聚合物改性浙青用量为矿料质量的8. 1?9. 6%。
2. -种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，依次包括如下步骤： 步骤1)高弹粘性应力吸收层配合比设计； 步骤2)平面位置确定及施工前准备； 步骤3)聚合物改性浙青混凝土混合料的拌制、运输、摊铺及碾压。
3. 如权利要求2所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于：步骤 1) 包括： (1) 目标配合比设计阶段：筛选矿料，确定矿料级配组成及聚合物改性浙青用量，通过 维姆稳定度和弯曲疲劳试验检测混合料性能，建立应力吸收层与水泥混凝土路面板强度与 环境温度之间的变化关系曲线； (2) 生产配合比设计阶段：确定拌合楼热料仓配合比，进行混合料体积性能试验； (3) 生产配合比验证阶段：通过浙青析漏试验和残留马歇尔稳定度试验，验证混合料 是否满足生产控制依据和质量检验标准。
4. 如权利要求3所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于：所述 拌合楼各热料仓的生产配合比为1#仓占66 %、2#仓占29 %，矿粉占5%，所述比例为质量 比。
5. 如权利要求3所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于：所述 拌合楼各热料仓的生产配合比为，1#仓占37%、2#仓占60%，矿粉占3%，所述比例为质量 比。
6. 如权利要求2所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于：步骤 2) 中所述平面位置保持原有平面线形不变，施工前对水准点高程进行复核，并均匀布点加 密，并将加密水准点进行闭合平差，复核并调整预制块安装位置。
7. 如权利要求2所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于：步骤 3) 包括： (1) 聚合物改性浙青混凝土混合料的拌制：聚合物改性浙青，热浙青罐与拌合楼的浙 青存储箱连通；采用导热油加热，聚合物改性浙青加热温度为160?170°C，矿料加热温度 为185?195°C，混合料出厂温度为165°C?180°C ;连续不间断地拌制聚合物改性浙青混 合料，拌和时间为65?70s ;储料仓储料时间< 72h，混合料在料仓内温度下降< 10°C ;矿 石石料与聚合物改性浙青的粘附性小于4级时，需在聚合物改性浙青中掺加抗剥落剂； (2) 聚合物改性浙青混凝土混合料的运输：采用干净、有金属底板的自卸汽车运输，车 槽内不得沾有有机物质，车辆底部及两侧涂体积比为柴油：水=1 :3的油水混合液，装料按 "前一后一中"顺序放料，分两次进行卸料； (3) 聚合物改性浙青混凝土混合料的摊铺：正常段采用一台摊铺机全宽一次摊铺，力口 宽路段采用两台摊铺机梯队作业，前后两台摊铺机距离间隔8?10m，轨道重叠5?10cm ; 摊铺机受料前在料斗内喷洒防粘液，摊铺机熨平板预热至温度> 70°C，采用滑移式基准梁 自动找平系统进行调平，匀速、不间断摊铺，摊铺速度为2?3m/min，松铺系数为1. 08? 1. 15,不合格处人工修补。 (4)聚合物改性浙青混凝土混合料的碾压：采用双钢轮压路机静压，同型号压路机并 列呈梯队碾压，压路机轮迹重叠宽度彡20cm ;初压阶段静压2?4遍，由路低侧向高侧碾 压，速度为1. 5?2. Okm/h ;复压及终压阶段均静压3?4遍，速度为2. 5?3. Okm/h，在混 合料温度82?93°C时达到设计压实度。
8. 如权利要求2?7所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于： 聚合物改性浙青混凝土混合料摊铺过程中接缝采用如下处理： (1) 每日施工横向接缝用3m直尺检查平整度，超过1. 5mm时将超过端头切除且切成垂 直面，将路面上及接缝面清洗干净，并涂刷一层粘层油； 横向接缝的碾压先用钢轮压路机进行横向碾压，碾压时压路机应位于已压实的混合料 层上，伸入新铺层的宽度为10?15cm，每压一遍向新铺混合料移动15?20cm，直至全部在 新铺层上为止，再改为纵向碾压。 (2) 纵向接缝采用热接缝，缝边垂直并形成直线。
9. 如权利要求2?8所述的一种高弹粘性应力吸收层的罩面施工工艺，其特征在于： 所述高弹粘性应力吸收层的平均厚度应为25mm±5mm。
【文档编号】E01D19/12GK104294732SQ201410563242
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】薛成 申请人:广东华盟路桥工程有限公司