一种使用石墨烯薄膜的路面铺装施工方法与流程

本发明专利属于公路工程桥梁工程方向路面施工技术领域的一种利用石墨烯薄膜加固原理的路面铺装施工方法。

背景技术：

沥青路面是道路建设中一种被广泛采用的路面。虽被广泛建设使用但是沥青材料的温度稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化；压实的混合料空隙率大，耐水性差，易产生水损坏。沥青路面在建成后，经过一段时间的使用会产生一些裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响，但近年来随着交通运输业的高速发展，交通量不断增长、汽车载重逐步增大，并且随着表面雨水的侵入，会导致路面强度下降，在大量行车荷载作用下，使沥青路面产生结构性破坏，导致沥青路面使用寿命缩短。而且对已破坏的沥青路面进行维修和养护也需耗费大量的人力物力。

技术实现要素：

本发明专利所解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种使用石墨烯薄膜的路面铺装施工方法.

为解决上述和技术问题，本发明采用的技术方案是一种使用石墨烯薄膜的路面铺装施工方法。该种使用石墨烯薄膜的路面铺装施工方法，路面铺装由4cm中粒式沥青混凝土（调整ac-16i），6cm中粒式沥青混凝土（ac-20i），5mm石墨烯薄膜，6cm粗粒式沥青混凝土（ac-25i），18cm水泥稳定级配碎石，18cm石灰、粉煤灰稳定级配碎石，18cm石灰、粉煤灰稳定土，22cm水泥稳定碎石，23cm二灰碎石，20cm填隙碎石，路缘石组成;其特征在于该方法包括以下几个步骤：步骤一按照国家规范标准将土基的上路堤至路面面层的下面层进行摊铺：步骤二铺设石墨烯薄膜；步骤三进行防水性和回弹弯沉测试；步骤四对路缘石进行铺设。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明专利可以对沥青路面进行加固，增加沥青路面的荷载，防止沥青路面因过早产生疲劳而形成的的开裂，增加沥青混凝土中面层以下的防水效果，减少沥青混凝土路面被雨水侵蚀的机率，延长沥青混凝土路面的使用寿命。在材料强度等级中，因石墨烯是已知材料中强度和硬度最高的晶体结构，其抗拉强度和弹性模量分别为125gpa和1.1tpa，强度极限为42n/㎡，并且石墨烯的防水性能是普通塑料的100万倍，能将水汽含量每天控制在0.000030g/㎡以内，所以该专利具有加固沥青路面路面，增加沥青路面的防水性能，使沥青路面使用寿命延长的特点。

附图说明

图1是一种使用石墨薄膜的沥青路面铺装施工工艺的沥青路面铺设材料结构图。

图2是沥青路面铺设材料剖面图。

图中，1-4cm中粒式沥青混凝土（调整ac-16i），2-6cm中粒式沥青混凝土（ac-20i），3-5mm石墨烯薄膜，4-6cm粗粒式沥青混凝土（ac-25i），5-18cm水泥稳定级配碎石，6-18cm石灰、粉煤灰稳定级配碎石，7-18cm石灰、粉煤灰稳定土，8-22cm水泥稳定碎石，9-23cm二灰碎石，10-20cm填隙碎石，11-路缘石。

具体实施方式

将土基的上路堤120cm填隙碎石10，下路床23cm二灰碎石9，上路床22cm水泥稳定碎石8，路面基层的下基层18cm石灰、粉煤灰稳定土7，中基层18cm石灰、粉煤灰稳定级配碎石6，上基层18cm水泥稳定级配碎石5，路面面层的下面层6cm粗粒式沥青混凝土（ac-25i）4按照技术方案进行摊铺。水泥稳定碎石土中掺加定量的碎石（一般不大于50%）底基层的压实度为95.9，含水量4.1，基层的压实度为94.9，含水量为4.3。配比为8：52：40的混合料成本最低，且强度满足要求。沥青混凝土的孔隙率8%；沥青含量5%，压实后的孔隙率要求是3.5%，按实验室马歇尔试件的孔隙率为4%计算，现场的压实度应控制在96.5%。

安放铺设5mm石墨烯薄膜3时，要清除路面基层上的杂物，使尘土、尖锐突出物及大颗粒的直径不能超过5mm。5mm石墨烯薄膜3的长度为15m,宽度为10m。铺设时按照施工方向连续铺设5mm石墨烯薄膜3，为保证石墨烯薄膜的加固和防水面积，防止在铺设时出现空隙，将相邻的两块石墨烯薄膜进行重叠，用硅酮玻璃胶对重叠部分进行粘合，重叠长度为1㎝。在石墨烯薄膜铺设完成后用路面渗水仪，检测其防水性，其透水系数不超过10ml/min。

按照技术方案对6cm中粒式沥青混凝土（ac-20i）2和4cm中粒式沥青混凝土（调整ac-16i）1进行摊铺。沥青混凝土的毛体积密度为2.5，孔隙率为6%，配合比为30：27：16：12：11：4：3.8，在摊铺结束30分钟后用贝克曼梁法对沥青路面进行回弹弯沉测试，测定的沥青路面弯沉数值需小于266.2。

最后对路缘石11进行铺设。铺设完成后即可达到施工标准。

实施例1：二级公路的细粒式沥青混凝土厚度为4cm，中式沥青混凝土厚度为6cm，水泥混凝土碎石厚度为20cm,级配碎石厚度为20cm，将5mm石墨烯薄膜铺设在水泥混凝土碎石和中式沥青混凝土之间。将20cm级配碎石和20cm水泥混凝土碎石按照技术方案进行摊铺。水泥混凝土的水灰比为0.56，砂率为33%；水，水泥，砂，石子的配合比为1：1.69:3.44:0.56。摊铺结束后进行养护。

安放铺设5mm石墨烯薄膜前，要清除路面基层上的杂物，使尘土、尖锐突出物及大颗粒的直径不能超过5mm。5mm石墨烯薄膜的长度为15m,宽度为10m。铺设时按照施工方向连续铺设5mm石墨烯薄膜，为保证石墨烯薄膜的加固和防水面积，防止在铺设时出现空隙，将相邻的两块石墨烯薄膜进行重叠，用硅酮玻璃胶对重叠部分进行粘合，重叠长度为1㎝。在石墨烯薄膜铺设完成后用路面渗水仪，检测其防水性，其透水系数不超过10ml/min。

再按照技术方案对6cm中粒式沥青混凝土和5cm中粒式沥青混凝土进行摊铺。沥青混凝土的孔隙率6%；沥青含量4.5%，压实后的孔隙率要求是4%，按实验室马歇尔试件的孔隙率为4%计算，现场的压实度应控制在96%。摊铺结束30分钟后用贝克曼梁法对沥青路面进行回弹弯沉测试，测定的沥青路面弯沉数值需小于265.2。

最后对路缘石进行铺设。铺设完成后即可达到施工标准。

实施例2：一级公路路面铺装上面层ac-13细粒式沥青混凝土厚度为5cm，中面层ac-20中粒式沥青混凝土厚度为7cm，基层水泥碎石厚度为19cm，垫层砂砾厚度为38cm。在基层和中面层之间铺设5mm石墨烯薄膜。将38cm砂砾垫层和19cm水泥碎石基层按照技术方案进行摊铺。水泥碎石土中掺加定量的碎石（一般不大于50%）底基层的压实度为95.9，含水量4.1，基层的压实度为94.9，含水量为4.3。

安放铺设5mm石墨烯薄膜时，要清除路面基层上的杂物，使尘土、尖锐突出物及大颗粒的直径不能超过5mm。5mm石墨烯薄膜的长度为15m,宽度为10m。铺设时按照施工方向连续铺设5mm石墨烯薄膜，为保证石墨烯薄膜的加固和防水面积，防止在铺设时出现空隙，将相邻的两块石墨烯薄膜进行重叠，用硅酮玻璃胶对重叠部分进行粘合，重叠长度为1㎝。在石墨烯薄膜铺设完成后用路面渗水仪，检测其防水性，其透水系数不超过10ml/min。

再按照技术方案对5cm上面层ac-13细粒式沥青混凝土和7cm中面层ac-20中粒式沥青混凝土进行摊铺。沥青混凝土的毛体积密度为2.5，孔隙率为6%，配合比为30：27：16：12：11：4：3.8。摊铺结束30分钟后用贝克曼梁法对沥青路面进行回弹弯沉测试，测定的沥青路面弯沉数值需小于264.2。最后对路缘石进行铺设,铺设完成后即可达到施工标准。