沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法与流程

技术领域：

本发明涉及沥青路面养护领域，具体涉及一种沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法。

背景技术：
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沥青路面建成后，由于车辆荷载、磨耗和自然气候的长期作用，会逐渐出现沥青老化，性能衰退，以及路面裂缝、坑槽、车辙、松散、渗水、麻面、抗滑不足等各种病害。为了延长沥青路面使用寿命，提高路面行车安全性和舒适性，以微表处、超粘磨耗层等为代表的预防性养护方法目前已在国内外广泛应用。上述预防性养护方法具有延缓病害发展、修补车辙和改善原有沥青路面抗滑性能等功能，但其对原路面已出现的沥青老化、松散、渗水和早期网裂无法修复改善。原路面的整体强度不足，会使上覆的磨耗层易于磨耗、剥落，其养护效果的持续时间受到限制，一般在使用2-3年内开始出现明显退化。

技术实现要素：
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本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种沥青路面渗固剂。

本发明同时提供一种沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种沥青路面渗固剂，该渗固剂系由以下重量份的原料混合配制而成：

重环烷烃类蒸馏油20-40份；

石油基质沥青15-30份；

乳化剂1-3份；

改性剂0-5份；

水40-65份。

本发明的进一步设计在于：

该渗固剂中重环烷烃类蒸馏油选用加氢脱硫的重环烷烃类石油轻质馏分。

该渗固剂中石油基质沥清选用70号石油基质沥青或90号石油基质沥青。

该渗固剂中乳化剂选用18331型乳化剂；改性剂型号选用sbr丁苯橡胶型。

一种沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法，该施工方法包括以下步骤：

1）渗固剂洒布量勘定；

2）清洁路面；

3）路面预处理；

4）喷洒渗固剂；

5）摊铺磨耗层；

6)人工修整；

7)初期养护。

步骤1）渗固剂洒布量勘定时，对原路面进行取样分析，检测原路面沥青针入度和延度，并结合检测结果和现场30分钟模拟涂布试验结果确定渗固剂洒布量；

步骤1）中所述渗固剂的洒布量为0.3-0.7kg/㎡。

步骤1）中取样分析时，当针入度或延度的衰减比例中至少有一项大于20%时，应保证每平方米渗固剂的洒布量不少于0.3kg；当针入度或延度的衰减比例中至少有一项大于50%时，应保证每平方米渗固剂的洒布量不少于0.5kg。

步骤4）渗固剂喷洒布时，将渗固剂装入洒布车，按照预先确定的洒布量进行洒布，渗固剂充分下渗反应后进入下道施工工序。

步骤5）摊铺磨耗层时，磨耗层的厚度为0.6-1.2cm。

该磨耗层也可称改性沥青磨磨耗层，由以下各重量份的原料拌合而成：

高分子聚合物改性高粘乳化沥青9-15份；

玄武岩80-90份；

填料0-1份；

硅酸盐水泥0-3份；

水0-8份。

所述填料选用石灰岩矿粉。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明提供一种渗固剂的沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法，所述渗固剂雾化或涂布至原路面后即破乳，重环烷烃类蒸馏油快速下渗恢复旧有沥青性能，修复原沥青路面早期病害，同时基质沥青和增粘剂混合物留存于路表形成粘结层。修复后的原沥青路面和粘结层共同组成所述渗固层。施工速度快，效率高。

2、渗固剂中的下渗组分快速渗入原路面，使原路面内老化沥青的性能（包括针入度、延度、软化点和黏度）得到恢复，并修复原路面上面层的早期老化病害，提高其密实度和柔韧性，并使渗固磨耗层不易剥落、磨耗，耐久性增强。

3、高粘改性沥青磨耗层在后续数年内提供了抗磨耗、抗裂、防水和保证摩擦性能的功能。

4、渗固剂中的固结组分存留于原路面和磨耗层之间，使渗固磨耗层整体比普通的沥青磨耗层具有更好的层间粘结强度和抗剪强度。

5、综合以上优点，解决了类似磨耗层技术的几个主要薄弱点，即渗固层的存在使沥青路面养护效果的可持续时间延长至两倍，达到5年以上。

6、此外，现有技术中的磨耗层无法应用于松散、网裂的原路面。渗固剂的下渗组分对原路面松散、网裂病害具有修复作用，使本发明对于不同情况的老路面具有更加广泛的适用性。

附图说明:

图1为本发明的结构示意图。

图中，a-改性沥青磨耗层；b-渗固层；c-经下渗修复的原路面上面层。

图2为本发明的沥青路面养护施工方法的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步的描述：

如图1所示，本发明的沥青路面渗固磨耗层修复的路面有三层结构，它由经下渗修复的原路面上面层1、粘结层2、改性沥青磨耗层3三层组成。

实施例一：沥青路面渗固剂的准备：

本发明的沥青路面渗固剂由以下原料混合配制而成：

重环烷烃类蒸馏油：300kg，选用经过加氢脱硫的重环烷烃类石油轻质馏分（美国ergon公司生产）。

石油基质沥青：200kg，选用70号石油基质沥青(也可选用90号石油基质沥青)；

乳化剂重量份20kg，选用18331型乳化剂（荷兰akzo-nobel公司生产）

改性剂重量份30kg，选用丁苯橡胶sbr改性剂。

水550kg。

该沥青路面渗固剂的制备过程：先将重环烷烃类蒸馏油与石油基质沥青混合形成基础油混合液保温待用，然后将乳化剂、改性剂与水按比例混合配制成皂液，最后将基础油混合液和皂液一起通过胶体磨生产形成乳液备用。

实施例二：沥青路面渗固剂的准备：

本发明的沥青路面渗固剂由以下原料混合配制而成：

重环烷烃类蒸馏油20-40份；

石油基质沥青15-30份；

乳化剂1-3份；

改性剂0-5份；

水40-65份。

重环烷烃类蒸馏油：250kg，选用经过加氢脱硫的重环烷烃类石油轻质馏分（美国ergon公司生产）；

石油基质沥青：250kg，选用90号石油基质沥青；

乳化剂重量份15kg，选用18331型乳化剂（荷兰akzo-nobel公司生产）；

改性剂重量份45kg，选用：丁苯橡胶sbr改性剂；

水450kg。

该沥青路面渗固剂的制备过程：先将重环烷烃类蒸馏油与石油基质沥青混合形成基础油混合液保温待用，然后将乳化剂、改性剂与水按比例混合配制成皂液，最后将基础油混合液和皂液一起通过胶体磨生产形成乳液备用。

实施例三：沥青路面渗固剂的准备：

本发明的沥青路面渗固剂由以下原料混合配制而成：

重环烷烃类蒸馏油：350kg，选用经过加氢脱硫的重环烷烃类石油轻质馏分（美国ergon公司生产）；

石油基质沥青：100kg，选用90号石油基质沥青；

乳化剂重量份28kg，选用18331型乳化剂（荷兰akzo-nobel公司生产）；

水600kg。

该沥青路面渗固剂的制备过程：先将重环烷烃类蒸馏油与石油基质沥青混合形成基础油混合液保温待用，然后将乳化剂、改性剂与水按比例混合配制成皂液，最后将基础油混合液和皂液一起通过胶体磨生产形成乳液备用。

实施例四：改性沥青磨耗层的准备：

改性沥青磨耗层由以下原料拌合而成，备用：

高分子聚合物改性高粘乳化沥青120kg；

玄武岩850kg；

填料5kg；

硅酸盐水泥15kg；

水6kg。

所述高分子聚合物改性高粘乳化沥青为慢裂阳离子乳化沥青，其蒸发残留物含量比例（固体含量）大于60%，其蒸发残留物的软化点高于60℃，5℃延度高于80cm，25℃针入度在60-1201/10mm，60℃动力粘度大于2500pa·s。其中高分子聚合物改性剂为丁苯橡胶sbr或苯乙烯嵌段共聚物sbs，在乳化沥青中占比为3-10%。

所述玄武岩要求由强度高、耐磨性好的石料轧制而成，其9.5mm方孔筛通过率为100%，4.75mm方孔筛通过率为70-90%，2.36mm方孔筛通过率为40-70%，0.075mm方孔筛通过率为5-15%。

所述填料选用石灰岩矿粉。

实施例五：改性沥青磨耗层的准备：

改性沥青磨耗层由以下原料拌合而成，备用：

高分子聚合物改性高粘乳化沥青100kg；

玄武岩800kg；

硅酸盐水泥10kg份；

水20kg。

其中高分子聚合物改性高粘乳化沥青和玄武岩选择同实施例四。

实施例六：改性沥青磨耗层的准备：

改性沥青磨耗层由以下原料拌合而成，备用：

高分子聚合物改性高粘乳化沥青110kg；

玄武岩880kg；

填料8kg；

硅酸盐水泥25kg。

其中高分子聚合物改性高粘乳化沥青、填料和玄武岩选择同实施例四。

实施例七：沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法：

本发明沥青路面渗固磨耗层的养护施工方法大体如图2所示，包括以下步骤：

步骤1）渗固剂洒布量勘定：

通过对原路面的踏勘，选取最具有代表性的路段进行取芯取样，将芯样统一切取表面的2cm，在室内加热后利用三氯乙烯进行抽提回收，将回收沥青进行针入度、延度的检测，将检测结果与新沥青指标（即现行沥青路面施工技术规范中同一指标的要求范围下限）进行比较计算出衰减比例，作为确定渗固组分洒布量的初步依据。衰减比例大，说明老化严重，需要的洒布量就大。当针入度或延度的衰减比例中有一项大于20%时，应保证每平方米渗固剂的洒布量不少于0.3kg；当针入度或延度的衰减比例中有一项大于50%时，应保证每平方米渗固剂的洒布量不少于0.5kg。结合室内老化试验结果，在施工路段现场进行模拟涂布试验测定30分钟吸收率，作为现场施工洒布量的直接依据。

步骤2）清洁路面：

将原路面上的泥土，杂物等清洗干净，可使用洒水车及大功率吹风机辅助清扫路面。并确保原路面上无积水。

步骤3）路面预处理：

原路面必须有充足的结构强度。原路面局部结构强度不足的，必须根据具体情况选择合适的方法进行补强。当原路面10mm以下的车辙可直接进行养护处理，大于10mm以上的车辙部位，根据具体情况预先进行车辙填补。同时为了避免隐患，应事先对裂缝灌缝和修补路表坑槽、凹陷等病害进行修复。

步骤4）喷洒渗固剂：

将渗固剂成品装入智能洒布车或碎石同步洒布车内，按照预先测算的洒布量标定智能洒布车，实施原路面的洒布作业（洒布量范围0.3-07kg/㎡），待20-30分钟，渗固剂充分下渗反应后方可进入下道施工工序。渗固剂被吸收的时间会受天气的影响，在晴天阳光充足的情况下，速度较快，若为阴天，时间会延长，延长养生时间至40-60分钟。

步骤5）摊铺磨耗层：按实施四原料和配比配制沥青磨耗层

要求使用自动稀浆封层摊铺机，分为以下几步：

1）放样划线：根据车道宽度，调整摊铺箱宽度，使施工车程次数为整数。据此宽度从路缘开始放样，一般第一车均从左边开始，划出走向控制线。

2）装料：将符合要求的高分子聚合物改性高粘乳化沥青、填料、玄武岩、水、硅酸盐水泥等分别装入摊铺机的相应料箱。

3）摊铺

a．将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，把摊铺器放在工作位置，并调整摊铺箱厚度与拱度，摊铺器后胶板向外翻，其余三边胶板向内翻，调整滑道高度、拱度调整螺丝，使之满足施工要求的摊铺厚度，保持使摊铺箱周边与原路面贴紧，并挂好拖布；

b．确认各料门的高度或开度后开动机器，接合拌和缸离合器，使搅拌轴正常运转，并开启摊铺箱螺旋分料器；

c．打开各料门控制开关，使高分子聚合物改性高粘乳化沥青、填料、玄武岩、水进入拌和缸，并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；其中搅拌时，通过控制开关进一步微调水量，使沥青混合料稠度适中,以可摊铺但不流淌为宜（当地面湿度较高时，需要少加水，甚至不加水）；

d．调节混合料在分向器上的流向，使混合料能均匀地流向摊铺箱左右；

e．当混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，启动底盘，并缓慢前行，但应保持常温沥青混合料摊铺量与生产量基本一致，保持摊铺箱中混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右。在施工中特别注意防止溢出；

f．当摊铺机上任何一种材料用完时应立即关闭所有的开关，让搅拌缸中的混合料搅拌均匀，并送入摊铺箱摊铺完后，即停止前行；

g．加完料重新摊铺时，从前一车摊铺终点后退3-4m处开始，使前后两次封层有一段重叠。将凸起的和过稀混合料刮除，避免刚开机油水比不准而引起的脱落，使接茬平顺整齐；

h．施工结束时将摊铺箱提起，然后将摊铺机连同摊铺箱开至路外，清洁搅拌缸和摊铺箱。

4）接缝处理

a.横向接缝处理：通常横向接缝作成对接接缝的形式，自动稀浆封层摊铺机在起点处时，稍放慢速度前进，这样可以避免因摊铺箱中的混合料过多而使摊铺过厚，产生的起拱现象。当一车铺完后，用铁锹铲齐接头，在接头处铺一块铁皮，和接头末端平齐，摊铺车吊着摊铺箱倒于接头处停下，并把摊铺箱放于铁皮上，当摊铺机前进后，将铁皮连同其上的混合料一同拿走。

b.纵向接缝处理：

施工车道按由外侧向中央分隔带逐次施工（由低到高），施工时，应先在已铺筑半幅接缝处进行预湿水处理，摊铺箱边缘无限接近已铺车道边缘，稀浆混合料本身存在一定的自流淌，有利于两车道混合料的衔接。如遇搭接过厚或未接好的地方，应在成型前人工刮平。

步骤6)人工修整：

混合料摊铺后，应立即进行人工找平，包括起点、终点、纵向接缝，过厚、过薄或不平处，尤其对超大粒径矿料产生的刮痕，应尽快清除并填平。

步骤7)初期养护：

渗固磨耗层混合料铺筑后，在开放交通前禁止一切车辆和行人通行。混合料摊铺后一般不需要压路机碾压。在用于硬路肩、停车场等缺少或者没有行车碾压的场合时，或者为了满足某些特殊需要，可使用6-10t胶轮压路机对已破乳并初步成型的混合料进行碾压。能够满足开放交通的要求后应尽快开放交通。

封闭与开放交通：

本方法施工前，一般需要关封闭道路，关闭交通。

初期养护后，渗固磨耗层在达到初凝后仍需一段养生的时间才会逐渐硬化到可支承车辆碾压的程度，因而开放交通的时间应比初凝时间更长一些，在此时期内车辆应禁止通行，以免留下车轮的痕迹。开放交通的时间将根据现场温度、风速等情况来确定。

施工后的路面结构图1如示，分别为改性沥青磨耗层a，渗固层b，经下渗修复的原路面上面层c。

本发明中，渗固剂雾化洒布或涂布至原路面后即破乳。其中的重环烷烃类蒸馏油在沥青相内具有良好的相容性和渗透性，在重力作用下快速下渗，使原路面路表以下3-4cm的面层沥青性能指标得到恢复，并使原沥青路面坚固柔韧。同时基质沥青和改性剂混合物留存于路表形成粘结层，使原路面与上覆的磨耗层连结为一体。

现有的沥青路面预养护技术仅提供磨耗层、或有少数技术在此基础上增加粘结层。但由于作为磨耗层下部基础的原路面的表面3-4cm沥青长期受外部环境影响，自然老化不可避免，因此现有技术具有以下局限性：

1、原路面中胶结料（沥青）的黏性和弹性衰退严重，而现有技术所采用的乳化沥青不具有下渗能力，无法对此情况作出改善，使上覆的养护层与原路面之间的粘结效果受到限制，进而影响耐久性。

2、原路面局部或整体存在松散、微裂缝等强度不足的情况，在荷载作用下位移量大，会加速上覆养护层的剥落退化。

3、基于上一条内容，现有技术的适用范围相对狭窄，只适用于少数的路况整体较理想的老路面。

本发明所提供的渗固磨耗层，根据实施前后的现场取样测试和对比，渗固剂的下渗深度可以达到3-4cm。其对于上述深度的沥青延度和针入度的提升比例一般在30%以上，使其恢复至接近新沥青的水平。在足尺路面加速加载模拟试验中，测试得到的耐久性是现有技术的2倍以上，即将现有技术的预期有效寿命自2-3年延长至5年左右，使沥青路面养护的年化成本大幅降低。