沥青路面彩色精细养护封层材料及其铺筑方法与流程

1.本发明涉及路面养护工程技术领域，特别是涉及沥青路面彩色精细养护封层材料及其铺筑方法。


背景技术：

2.随着道路修筑技术水平的不断提升，彩色路面逐渐走进大众视野并广为接受。彩色路面的视觉冲击，为使用者提供了一个舒适、愉悦的环境，尤其是红色路面，可以提醒驾驶人员集中注意力，降低事故发生概率，保护生命财产安全。传统的彩色路面采用喷涂方式，耐磨性较差，效果并不理想。也有部分技术采用热拌工艺或专用胶粘剂，存在需要建设专用拌和站、加热施工或成本较高等缺陷。当前也有常温彩色路面施工工艺，但大多采用人工拌和及摊铺，均匀性及施工速度难以保证。另一方面，赤泥、矿渣等固废材料大量堆积，对环境产生了重大影响，当前研究固废材料循环利用的相关技术正逐步展开。由于赤泥的力学强度较低和吸湿性大，导致其不适用于路面表层结构，一般用于道路的路基。
3.因此，提供一种以赤泥为原料的沥青路面彩色精细养护封层材料及其铺筑方法，克服赤泥不适用于路面材料的缺陷，提高赤泥等固废材料在道路工程中的资源化利用，并加快彩色路面铺筑施工的速度，缩短成型时间，对于路面养护工程技术领域具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供沥青路面彩色精细养护封层材料及其铺筑方法，以解决上述现有技术存在的问题，克服赤泥不适用于路面材料的缺陷，提高赤泥等固废材料在道路工程中的资源化利用，并加快彩色路面铺筑施工的速度，缩短成型时间。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明技术方案之一，一种沥青路面彩色精细养护封层材料，按质量份数计，原料包括：有机材料100份、无机材料10-35份、水泥1-8份、颜料2-5份、石料100-200份和水50-150份；
7.所述有机材料为改性乳化脱色沥青、水性环氧树脂和聚氨酯中的至少一种；
8.所述无机材料包括赤泥。
9.进一步地，所述改性乳化脱色沥青为阳离子，固含量不少于63％，sbr胶乳或sbs掺量为1.8％-2.5％。
10.进一步地，所述水性环氧树脂为树脂e51(固含量不小于60％)和胺类固化剂(固含量不小于50％)质量比为1：1的混合物。
11.进一步地，所述聚氨酯为单组分聚醚性聚氨酯，黏度2000mpa/s，固化时间大于8h。
12.进一步地，所述无机材料还包括磷酸、磷酸二氢铝和氯化钡。
13.进一步地，按质量份数计，所述无机材料包括赤泥2-25份、磷酸1-2份、磷酸二氢铝1-1.5份和氯化钡1-2份。
14.进一步地，所述无机材料还包括钢渣、高炉矿渣、氧化铁、粉煤灰中的至少一种。
15.进一步地，按质量份数计，所述无机材料包括赤泥2-25份、钢渣0-5份、高炉矿渣1-3份、氧化铁0-1份、磷酸1-2份、磷酸二氢铝1-1.5份和氯化钡1-2份。目的是形成地聚物，满足无机结合料的强度要求；上述无机材料的份数多了或者少了均会影响地聚物的形成效果。
16.进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min，标号不大于42.5。
17.进一步地，所述石料为洛杉矶磨耗损失不大于28％、粒径为0-3mm、3mm～5mm及5mm-10mm中至少两种的合成级配机制碎石。
18.本发明技术方案之二，一种沥青路面彩色精细养护封层的铺筑方法，采用上述的沥青路面彩色精细养护封层材料进行铺筑。
19.进一步地，包括以下步骤：
20.按质量份将无机材料、水泥、颜料、石料和水混合均匀后，加入有机材料混合均匀，进行摊铺，碾压，得到沥青路面彩色精细养护封层。
21.进一步地，所述摊铺的厚度为5-12mm。
22.进一步地，所述碾压结束后还包括养护的步骤。
23.进一步地，包括以下步骤：
24.步骤1，按质量份数，将原材料分别对应装入施工专用车的有机材料料仓、无机材料料仓、添加剂仓(复合硅酸盐水泥和红色颜料)、精细石料仓和水仓；
25.步骤2，按预先标定好的出料量控制各种材料出料速度和出料顺序，将有机材料以外的其他原材料先在拌合器中以200r/min-350r/min的速度预拌和均匀，预拌合时间不少于2s，之后加入有机材料以300r/min-450r/min的速度拌和均匀，拌合时间不少于3s；
26.步骤3，拌和均匀后的混合料输送入摊铺机，利用其螺旋布料器将混合料均匀摊铺整个车道上，利用摊平板将混合料充分摊平，摊铺速度控制在3-6km/h；
27.步骤4，使用轮胎压路机紧跟碾压，碾压时轮胎压路机的速度控制在4-6km/h，禁止洒水、不得随意刹车或掉头，碾压完毕后，封闭施工区养护2-4h，即可开放交通。
28.本发明技术构思：
29.本发明利用固废材料的粘结特性及颜色特点，通过激活固废材料的化学特性，加入适当的有机材料使混合料形成稳固的复合材料(工业固废材料组成经优化设计，生成了地聚物，通过有机材料、地聚物、水泥等有机-无机组合，显著提高了混合料的强度)，铺筑到道路表面，形成彩色路面封层，弥补现有技术的不足。
30.本发明公开了以下技术效果：
31.(1)本发明提供沥青路面彩色精细养护封层材料及其铺筑方法，原材料包括赤泥等工业固废，对工业固体废料进行循环利用，实现了赤泥等工业固废材料在道路养护工程中的绿色应用，降低环境压力。
32.(2)通过本发明技术方案铺筑的沥青路面彩色精细养护封层是一层彩色薄层封层，具有耐磨性好、不易脱色(与路表面喷涂相比)、防水抗裂(有机粘结料较老路面用量大，所以防水抗裂性能好。只有薄层并且加入了无机材料起骨架作用才能提高粘结料的用量，否则容易出现车辙变形)、噪声低(最大粒径为10mm的石料满足原路面构造深度的同时，可以显著降低行车噪声)等优点，在铺筑施工时速度快、成型迅速，从而对路面进行有效养护。
33.(3)本发明沥青路面彩色精细养护封层材料及其铺筑方法可广泛应用于各等级路面、公园等道路面层的美化、预防性养护等，改善道路技术状况，提高道路的服务寿命及交通安全性，满足路面养护技术需求及道路美观要求。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例施工专用车以及施工流程示意图；其中，1施工专用车，2有机材料料仓，3无机材料料仓，4精细石料仓，5水仓，6添加剂仓，7拌和器，8摊铺机，9摊平板，10路面养护封层，11压路机。
具体实施方式
36.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
37.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
38.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
39.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
40.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
41.本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。
42.本发明实施例中所用原材料如无特殊说明均自购买途径获得。
43.本发明实施例中所用普通硅酸盐水泥的标号为32.5。
44.本发明实施例中所用耐磨精细石料具体为洛杉矶磨耗损失不大于28％、粒径为0-3mm、3mm～5mm按质量比45：55混合的级配机制碎石；所用钢渣应符合gb/t 25824—2010《道路用钢渣》沥青粗集料用钢渣技术要求；所用高炉矿渣应符合gbt 51003-2014《矿物掺合料应用技术规范》有关粒化高炉矿渣s75的要求；所用红色颜料为铁红；所用橙色颜料为氧化铁黄。
45.本发明实施例中所述的“常规工艺微表处”具体为：微表处是由专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水、添加剂等按照设计配合比在常温下经强力搅拌后在原路面上形成的薄层罩面技术。本发明实施例施工专用车以及施工流程示意图如图1所示。
46.实施例1
47.准确称取沥青路面彩色精细养护封层材料的原材料：改性乳化脱色沥青乳液(阳离子，固含量不少于63％，sbs掺量在1.8％-2.5％之间)100份、赤泥3份、高炉矿渣3份、磷酸1份、磷酸二氢铝1份、氯化钡2份、普通硅酸盐水泥1份、红色颜料2份、水50份和耐磨精细石料100份。
48.沥青路面彩色精细养护封层铺筑方法具体为：
49.(1)在天气晴好时，将上述材料分别装入施工专用车1的有机材料料仓2(改性乳化脱色沥青乳液)、无机材料料仓3(赤泥、高炉矿渣、磷酸、磷酸二氢铝和氯化钡)、添加剂仓6(复合硅酸盐水泥和红色颜料)、精细石料仓4(耐磨精细石料)和水仓5(水)。
50.(2)按预先标定好的出料量控制各种材料出料速度和出料顺序，将有机材料以外的其他原材料先在拌合器中以200r/min的速度预拌和2s均匀，之后加入有机材料以350r/min的速度快速拌和3s。
51.(3)拌和均匀后的混合料进入摊铺机8，利用其螺旋布料器将混合料均匀摊铺到宽度为2.5m的整个车道上，利用摊平板9将混合料充分摊平，摊铺厚度5mm，摊铺速度控制在3km/h。
52.(4)使用9吨轮胎压路机11紧跟碾压3遍，碾压时轮胎压路机的速度控制在4km/h，禁止洒水、不得随意刹车或掉头。碾压完毕后，得到路面养护封层10，封闭施工区养护2h，即可开放交通。
53.本实施例彩色精细封层与常规工艺微表处的试验对比结果如表1所示。
54.表1本实施例与常规工艺微表处技术指标对比结果
[0055][0056]
实施例2
[0057]
准确称取沥青路面彩色精细养护封层材料的原材料：水性环氧树脂(树脂e51和胺类固化剂1：1混合，固含量分别不小于60％和50％)100份、赤泥2份、钢渣1份、高炉矿渣2份、氧化铁1份、磷酸2份、磷酸二氢铝1份、氯化钡1份、复合硅酸盐水泥15份、橙色颜料5份、水150份和耐磨精细石料200份。
[0058]
沥青路面彩色精细养护封层铺筑方法具体为：
[0059]
(1)在天气晴好时，将上述材料分别装入施工专用车的有机材料料仓(水性环氧树脂)、无机材料料仓(赤泥、钢渣、高炉矿渣、氧化铁、磷酸、磷酸二氢铝和氯化钡)、添加剂仓(复合硅酸盐水泥和橙色颜料)、精细石料仓(耐磨精细石料)和水仓(水)。
[0060]
(2)按预先标定好的出料量控制各种材料出料速度和出料顺序，将有机材料以外的其他原材料先在拌合器中以350r/min的速度预拌和2s均匀，之后加入有机材料以400r/min的速度快速拌和3s。
[0061]
(3)拌和均匀后的混合料进入摊铺机，利用其螺旋布料器将混合料均匀摊铺到宽度为4m的整个车道上，利用摊平板将混合料充分摊平，摊铺厚度12mm，摊铺速度控制在6km/h。
[0062]
(4)使用16吨轮胎压路机紧跟碾压4遍，碾压时轮胎压路机的速度控制在6km/h，禁止洒水、不得随意刹车或掉头。碾压完毕后，封闭施工区养护4h，即可开放交通。
[0063]
本实施例彩色精细封层与常规工艺微表处的试验对比结果如表2所示。
[0064]
表2本实施例与常规工艺微表处技术指标对比结果
[0065][0066]
实施例3：
[0067]
准确称取沥青路面彩色精细养护封层材料的原材料：改性乳化脱色沥青(阳离子，固含量不少于63％，sbr胶乳掺量在1.8％-2.5％之间)50份、聚氨酯(单组分聚醚性聚氨酯，黏度2000mpa/s，固化时间大于8h)50份、赤泥2份、钢渣1份、高炉矿渣2份、氧化铁1份、磷酸2份、磷酸二氢铝1份、氯化钡1份、复合硅酸盐水泥9份、红色颜料3.5份、水100份和耐磨精细石料150份。
[0068]
沥青路面彩色精细养护封层铺筑方法具体为：
[0069]
(1)在天气晴好时，将上述材料分别装入施工专用车的有机材料料仓(改性乳化脱色沥青和聚氨酯)、无机材料料仓(赤泥、钢渣、高炉矿渣、氧化铁、磷酸、磷酸二氢铝和氯化钡)、添加剂仓(复合硅酸盐水泥和红色颜料)、精细石料仓(耐磨精细石料)和水仓(水)。
[0070]
(2)按预先标定好的出料量控制各种材料出料速度和出料顺序，将有机材料以外的其他原材料先在拌合器中以275r/min的速度预拌和2s均匀，之后加入有机材料以375r/min的速度快速拌和3s。
[0071]
(3)拌和均匀后的混合料进入摊铺机，利用其螺旋布料器将混合料均匀摊铺到宽
度为4m的整个车道上，利用摊平板将混合料充分摊平，摊铺厚度10mm，摊铺速度控制在4.5km/h。
[0072]
(4)使用12.5吨轮胎压路机紧跟碾压4遍，碾压时轮胎压路机的速度控制在5km/h，禁止洒水、不得随意刹车或掉头。碾压完毕后，封闭施工区养护3h，即可开放交通。
[0073]
本实施例彩色精细封层与常规工艺微表处的试验对比结果如表3所示。
[0074]
表3本实施例与常规工艺微表处技术指标对比结果
[0075][0076]
实施例4：
[0077]
准确称取沥青路面彩色精细养护封层材料的原材料：改性乳化脱色沥青50份、水性环氧树脂25份、聚氨酯25份、赤泥25份、高炉矿渣5份、氧化铁1.5份、磷酸1份、磷酸二氢铝1.5份、氯化钡1份、普通硅酸盐水泥6份、红色颜料4份、水100份和耐磨精细石料100份。
[0078]
沥青路面彩色精细养护封层铺筑方法具体为：
[0079]
(1)在天气晴好时，将上述材料分别装入施工专用车的有机材料料仓(改性乳化脱色沥青、水性环氧树脂和聚氨酯)、无机材料料仓(赤泥、高炉矿渣、氧化铁、磷酸、磷酸二氢铝和氯化钡)、添加剂仓(普通硅酸盐水泥和红色颜料)、精细石料仓(耐磨精细石料)和水仓(水)。
[0080]
(2)按预先标定好的出料量控制各种材料出料速度和出料顺序，将有机材料以外的其他原材料先在拌合器中以300r/min的速度预拌和2s均匀，之后加入有机材料以300r/min的速度快速拌和3s。
[0081]
(3)拌和均匀后的混合料进入摊铺机，利用其螺旋布料器将混合料均匀摊铺到宽度为4m的整个车道上，利用摊平板将混合料充分摊平，摊铺厚度8mm，摊铺速度控制在4.5km/h。
[0082]
(4)使用15吨轮胎压路机紧跟碾压3遍，碾压时轮胎压路机的速度控制在4km/h，禁止洒水、不得随意刹车或掉头。碾压完毕后，封闭施工区养护2h，即可开放交通。
[0083]
本实施例彩色精细封层与常规工艺微表处的试验对比结果如表4所示。
[0084]
表4本实施例与常规工艺微表处技术指标对比结果
[0085][0086][0087]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。