一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构及其制备方法

2cm。
11.其中，上层多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，各组分按重量份计，包括如下组分：
12.集料：100份；
13.矿粉：5-10份；
14.高掺量橡胶沥青：10-12份，较佳地，掺量为11份；
15.玄武岩纤维：0.1-0.5份；
16.所述集料的最大公称粒径为9.5mm。
17.所述玄武岩纤维，密度为2.656g/cm3，纤维长度为5-10mm，抗拉强度＞2500mpa，弹性模量为90gpa。
18.所述的高掺量橡胶改性沥青，由以下重量比的各组分组成：
19.基质沥青：100份；
20.橡胶粉：基质沥青的20.0-40.0重量％；
21.热解油：基质沥青的5.0-10.0％重量％；
22.增稳剂：基质沥青的0.1-0.3重量％；
23.降黏剂：基质沥青的1.0-2.0重量％。
24.所述多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，其级配范围如表1所示：
25.表1多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土
26.筛孔尺寸(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(％)10036-8215-625-503-372-221-130-8
27.所述多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，其制备过程应参照《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)，其目标空隙率为3.0-5.5％，其橡胶掺量可达集料质量的1.0-4.0％，其骨架填充系数k≥0.60。
28.下层结构采用的水性环氧乳化沥青，含有的组分如下：基质沥青：环氧树脂：乳化剂：改性剂苯乙烯-丁二烯共聚物：增稳剂＝100：8.0：0.4：4.0：0.25。
29.水性环氧乳化沥青的制备方法，步骤如下：
30.步骤
①
：基质沥青，加入改性剂，制备改性沥青；
31.步骤
②
：称取乳化剂、增稳剂，加入热水，配置皂液，加盐酸对皂液的ph进行调节，保温备用；
32.步骤
③
：乳化工艺：预热胶体磨将制备好的皂液倒入胶体磨。开动胶体磨，使乳化液在胶体磨的搅拌下得到充分搅拌，搅拌时间控制在30s以内。将热的改性沥青注入皂液，边加沥青边用玻璃棒辅助搅拌。乳化时间为1～3min，乳化后的沥青乳液为棕褐色，颗粒细腻均匀，无结团结块现象。
33.有益效果
34.(1)本发明罩面结构中，上层采用的多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，集料的最大公称粒径为9.5mm，是参照《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)，确定最佳沥青用量，并制备沥青混凝土。目标空隙率为3.0-5.5％。
35.(2)本发明提供的多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面，通过加入高掺量橡胶沥青(橡胶掺量可达集料质量的1.0-4.0％)，改善薄层罩面的抗滑性能和降噪性能，
通过配套使用水性环氧乳化沥青，增强层间黏结强度和罩面的抗疲劳性能。
附图说明
36.图1本发明所述的一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构示意图；1-原路面、2-防水黏结层、3-改性沥青混凝土层、4-橡胶颗粒、5-集料；
37.图2不同类型沥青混凝土的疲劳抗裂性能；
38.图3多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面与原路面的噪音对比。
具体实施方式
39.下面结合附图和具体实施例，对本发明的内容作进一步阐述，但本发明的内容不仅仅局限于所述实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
40.实施例1一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构及其制备方法
41.(1)罩面结构的上层(多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土层)所采用的材料如表2所示。表2中高掺量橡胶沥青的组分为基质沥青：橡胶粉：热解油：增稳剂：降黏剂＝100：25：10：0.2：2。
42.表2罩面结构的上层材料样品原材料比例
43.编号样品1样品2样品3集料100份100份100份矿粉778橡胶沥青掺量10.51112玄武岩纤维0.20.40.5
44.(2)罩面结构的下层，采用的材料是水性环氧乳化沥青，组分如下：基质沥青：环氧树脂：乳化剂：固化剂(苯乙烯-丁二烯共聚物)：增稳剂＝100：8.0：0.4：4.0：0.25。其制备方法的具体步骤如下：
45.步骤
①
：制备改性沥青：将基质沥青放入烘箱加热至150℃～160℃，加入苯乙烯-丁二烯共聚物，搅拌溶胀40min，然后将温度升至170～180℃，打开剪切机剪切40min，控制沥青温度为175
±
3℃，不得超过180℃；
46.步骤
②
：制备皂液。称取乳化剂、增稳剂，加入热水，加盐酸对ph进行调节至2.5左右，得到皂液，然后放入70℃保温箱中备用；
47.步骤
③
：预热胶体磨。将加热至70℃左右的水倒入胶体磨，开动乳化机，使机器内部预热；
48.步骤
④
：将步骤
②
制备好的皂液倒入经过预热的胶体磨，开动胶体磨，充分混合均匀，搅拌时间控制在30s以内，以防搅拌时间过长，皂液的温度下降过多；
49.步骤
⑤
：将步骤
①
所得热沥青注入步骤
④
的皂液中，加入沥青时不可一次性倒完，应控制流量，缓慢而均匀地加入，边加沥青边用玻璃棒辅助搅拌，以便及时消除产生的气泡；
50.步骤
⑥
：乳化时间为1～3min，乳化时间过短不足以充分乳化；时间过长，对乳化效
果没有明显改善，而且浪费能源。乳化后的沥青乳液应为棕褐色，颗粒细腻均匀，无结团结块现象。
51.(3)一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构的制备方法，步骤如下：
52.步骤
①
：水性环氧乳化沥青的制备；
53.步骤
②
：多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土级配设计，实施例所用级配如表3所示。
54.表3试验所用级配
55.筛孔尺寸(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(％)1004122116432
56.通过马歇尔设计方法设计了多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，不同橡胶改性沥青(高掺量橡胶沥青)掺量的马歇尔试件指标如表4所示。最终确定橡胶改性沥青掺量为11.0％。
57.表4不同橡胶改性沥青掺量的马歇尔试件指标
[0058][0059]
为了验证多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土的骨架状态，对比了同为骨架密实结构的多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土和sma沥青混凝土的骨架填充系数，如表5所示。可以看出多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土(样品2)的骨架填充系数相比sma-10更大，说明粗骨料的接触点更多，嵌挤状态更好。
[0060]
表5不同悬浮密实型沥青混凝土的骨架填充系数
[0061][0062][0063]
其骨架填充系数k≥0.60，其中骨架填充系数k可由式1得到。
[0064][0065]
式1中，ρf为混合料试件的毛体积相对密度；ρ
ca
为粗集料的平均毛体积相对密度；m
ca
为试件中粗集料的质量；m
tot
为试件的总质量。
[0066]
步骤
③
：罩面结构的铺设
[0067]
首先在原路面1上铺设水性环氧乳化沥青，作为防水黏结层2，用量为0.4-0.7kg/m2；然后在防水黏结层上铺设改性沥青混凝土层3，铺装厚度为1.5-2cm，得到的罩面结构如
图1所示。
[0068]
实施例2：性能验证
[0069]
(1)抗滑性能
[0070]
多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面、sma-10和ac-10三种沥青混凝土罩面的初始抗滑性能比较如表6所示。
[0071]
表6不同类型沥青混凝土罩面的初始抗滑性能比较
[0072][0073]
从表6可以看出，多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面的初始抗滑性能与sma-10类似，优于ac-10混合料。
[0074]
(2)抗疲劳性能研究
[0075]
将不同应变下多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面的疲劳次数与sma10和ac-10进行对比，结果见图2所示。
[0076]
可以看出，多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面(样品2)的疲劳性能在各应变水平下均高于sma10和ac-10混凝土罩面，尤其是在高应变水平下的疲劳性能。这说明水性环氧乳化沥青的应用使得多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面具有良好的抗疲劳能力。
[0077]
(3)现场噪音检测
[0078]
不同车速下应变下多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面与原路面的噪音对比，如图3所示。可以看出多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面相比原路面可以降低约2-3分贝。主要是由于使用高掺量橡胶沥青相比基质沥青，改善了沥青的弹性性能，达到了缓冲噪声的动，降低噪音的效果。
[0079]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本明的保范围。