特種級(jí)配改性瀝青混合料面層及其鋪裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種特種級(jí)配改性瀝青混合料面層及其鋪裝方法，其面層由高粘度改性瀝青、集料、填料和纖維穩(wěn)定劑混合制成高粘度瀝青混合料攤薄而成，所述高粘度改性瀝青摻量為所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層質(zhì)量的5.2％～6.4％，所述集料包括粗集料及細(xì)集料，所述纖維穩(wěn)定劑為聚酯纖維，平均長(zhǎng)度為5mm～6mm，摻量為所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層質(zhì)量的0.2％～0.4％；所述填料為磨細(xì)石灰石粉。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組合相對(duì)于現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了特種級(jí)配改性瀝青混合料面層，使其強(qiáng)度與韌性較現(xiàn)有技術(shù)有較大幅度提高，能夠有效地抑制反射裂縫的產(chǎn)生和展延，提高路面結(jié)構(gòu)的使用壽命及服役狀況。
【專利說明】
特種級(jí)配改性瀝青混合料面層及其鋪裝方法
[0001 ]本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2014年6月30日，申請(qǐng)?zhí)枮?"201410306929.7"，發(fā)明創(chuàng)造名稱為"抑制路面反射裂縫的薄層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)及鋪裝方 法"。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種特種級(jí)配改性瀝青混合料面層及其 鋪裝方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 目前將水泥路面改造成瀝青路面主要有兩種方案：一是碎石化，將水泥混凝土路 面破碎成表面小于8厘米、底部小于40厘米的緊密結(jié)合、內(nèi)部嵌擠的混凝土塊，重新穩(wěn)固后 再加鋪瀝青混凝土層，碎石化技術(shù)無反射裂縫的問題。但這種方法的缺點(diǎn)是多了碎石工序， 增加成本，且碎石過程中帶來的噪音嚴(yán)重影響周邊環(huán)境，底下管線也會(huì)被同時(shí)破壞。另一種 是在水泥路面上直接加鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層，這種方法省去了碎石工序，操作簡(jiǎn)單，不會(huì)影 響周邊環(huán)境，是目前國(guó)內(nèi)使用較多的方法，但是會(huì)產(chǎn)生反射裂縫問題。如何更有效的抑制反 射裂縫的產(chǎn)生，是此方案急需解決的難題。
[0004] 國(guó)內(nèi)外對(duì)抑制或減緩瀝青加鋪層反射裂縫產(chǎn)生的措施仍在試驗(yàn)及探索過程中，目 前采用的主要方法有以下幾種，如：增加瀝青層厚度、設(shè)置碎石裂縫緩解層、在瀝青加鋪層 與水泥混凝土路面板間設(shè)置土工布、土工格柵、改性瀝青油毛氈、鋼絲網(wǎng)或改性(橡膠)瀝青 應(yīng)力吸收薄膜等。由于實(shí)際路面裂縫產(chǎn)生原因眾多，以上方案僅僅能解決某一方面的抗裂 性，因此經(jīng)過工程應(yīng)用后，抑制反射裂縫的效果并不突出，反射裂縫往往比預(yù)期更早出現(xiàn)。 本領(lǐng)域迫切需要提供一種能夠有效抑制反射裂縫產(chǎn)生和展延的特種級(jí)配改性瀝青混合料 面層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的，就是提出一種能夠有效地抑制反射裂縫的產(chǎn)生和展延，提高路面 結(jié)構(gòu)的使用壽命及服役狀況的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層及其鋪裝方法。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了一種特種級(jí)配改性瀝青混合料面層，其由高 粘度改性瀝青、集料、填料和纖維穩(wěn)定劑混合制成高粘度瀝青混合料攤薄而成。
[0007] 其中，所述高粘度改性瀝青摻量為所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層質(zhì)量的 5.2% ~6.4%〇
[0008] 所述集料包括粗集料及細(xì)集料，所述粗集料是玄武巖或輝綠巖，所述細(xì)集料是石 灰?guī)r或玄武巖或輝綠巖。
[0009] 所述纖維穩(wěn)定劑為聚酯纖維，平均長(zhǎng)度為5mm~6mm，摻量為所述特種級(jí)配改性瀝 青混合料面層質(zhì)量的0.2%~0.4%。
[0010]所述填料為磨細(xì)石灰石粉。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層級(jí)配范圍如下：
[0012]
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述高粘度改性瀝青由70號(hào)瀝青和改性劑組成，所述改性劑占高 粘度改性瀝青總體質(zhì)量的6%~11 %。
[0014] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述改性劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、石油樹脂、芳 烴油、1000目以上磨細(xì)硅藻土焙燒品以及輔劑的混合物;所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌 段共聚物含量為改性劑總量的50%~60% ;所述輔劑包括:防粘劑、增塑劑和抗氧化劑。
[0015] 本發(fā)明還提出了一種特種級(jí)配改性瀝青混合料面層的鋪裝方法，包括如下步驟：
[0016] 步驟1制備特種級(jí)配改性瀝青混合料:將改性劑與集料、纖維穩(wěn)定劑在175°C~185 °C拌和15秒以上，然后加入70號(hào)石油瀝青與填料，在175 °C~185 °C條件下繼續(xù)拌和40秒； [0017]步驟2路面攤鋪:將所述特種級(jí)配改性瀝青混合料運(yùn)輸至道路現(xiàn)場(chǎng)，使用攤鋪機(jī)械 進(jìn)行路面攤鋪，在155°C~160°C時(shí)使用鋼輪壓路機(jī)高頻低幅振動(dòng)碾壓2~3遍，在所述特種 級(jí)配改性瀝青混合料溫度80°C~100 °C時(shí)使用膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，最后使用鋼輪壓路機(jī)靜 碾1~2遍。
[0018] 進(jìn)一步優(yōu)選的，在所述步驟1前先預(yù)制所述改性劑，所述改性劑的制備方法如下： 將50%~60%重量百分比的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、12%~41%重量百分比 的石油樹脂、〇%~26%重量百分比的硅藻土焙燒品、0~3%重量百分比的輔劑在高速攪拌 設(shè)備中混合均勻，再與8%~37%重量百分比的芳烴油進(jìn)行攪拌混合，通過螺旋桿擠出機(jī)擠 出、切粒，擠出溫度控制在120~200 °C，冷卻后即制得。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述輔劑包括防粘劑、增塑劑和抗氧化劑。
[0020] 綜上所述，本發(fā)明特種級(jí)配改性瀝青混合料面層及其鋪裝方法具有如下有益效 果：
[0021] 1、本發(fā)明特種級(jí)配改性瀝青混合料面層尤其適用于抑制路面反射裂縫的薄層瀝 青混凝土結(jié)構(gòu)中。所述抑制路面反射裂縫的薄層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)通過首先對(duì)舊水泥混凝土 路面上的水泥板進(jìn)行穩(wěn)固處理，然后先在相鄰水泥板塊的交界處粘貼防裂貼，從而將每塊 相鄰水泥板之間的空隙進(jìn)行填充穩(wěn)固，再通過本發(fā)明的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層與其 下方鋪設(shè)的橡膠改性瀝青纖維碎石封層形成抑制路面反射裂縫的薄層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，保 證了瀝青加鋪層能夠承擔(dān)溫縮的水平應(yīng)力、分散車輛荷載的垂直應(yīng)力、抵抗水泥板塊在車 輛荷載作用下的翹曲變形。
[0022] 2、通過本發(fā)明特種級(jí)配改性瀝青混合料面層的應(yīng)用，將一般鋪裝層的2層鋪裝結(jié) 構(gòu)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化為單層的瀝青鋪裝層。通過本發(fā)明的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層的鋪裝， 分散車輛荷載的垂直應(yīng)力、抵抗水泥板塊在車輛荷載作用下的翹曲變形。該結(jié)構(gòu)組合進(jìn)一 步降低加鋪層厚度。
[0023] 3、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組合相對(duì)于現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了特種級(jí)配改性瀝青混 合料面層，使其強(qiáng)度與韌性較現(xiàn)有技術(shù)有較大幅度提高，能夠有效地抑制反射裂縫的產(chǎn)生 和展延，提高路面結(jié)構(gòu)的使用壽命及服役狀況。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在具體實(shí)施過程中，技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)和實(shí)際的需要進(jìn)行鋪裝抑制路 面反射裂縫的薄層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的抑制路面反射裂縫的薄層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)自 下而上地包括有舊水泥混凝土路面、防裂層、橡膠改性瀝青纖維碎石封層和特種級(jí)配改性 瀝青混合料面層，所述防裂層包括若干防裂貼，所述防裂貼粘貼在所述舊水泥混凝土路面 上的相鄰水泥板塊交界處，所述橡膠改性瀝青纖維碎石封層由橡膠改性瀝青、集料和纖維 混合制成，覆蓋在所述防裂層及整個(gè)路面上，所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層由高粘度 改性瀝青、集料、填料和纖維穩(wěn)定劑混合制成高粘度瀝青混合料攤薄而成，覆蓋在所述橡膠 改性瀝青纖維碎石封層上。進(jìn)一步具體參數(shù)如下：
[0025] 所述橡膠改性瀝青纖維碎石封層用的橡膠改性瀝青為石油瀝青中摻加橡膠粉、苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、硅藻土焙燒品和輔劑的復(fù)合改性瀝青;所述橡膠改性 瀝青纖維碎石封層用的集料為粒徑范圍為4.75mm~9.5mm的玄武巖或輝綠巖碎石;所述橡 膠改性瀝青纖維碎石封層用的纖維為玻璃纖維或聚酯纖維，平均長(zhǎng)度為10mm-30mm。
[0026] 所述石油瀝青為90號(hào)A級(jí)石油瀝青，占橡膠改性瀝青質(zhì)量72~80份;所述橡膠粉為 廢棄輪胎粉碎后橡膠顆粒，顆粒細(xì)度為60目~80目，占橡膠改性瀝青質(zhì)量17~21份;所述苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物為線型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，分子量為 70000~200000,占橡膠改性瀝青質(zhì)量2~5份;所述硅藻土焙燒品的粒徑為1000~1250目， 占橡膠改性瀝青質(zhì)量1~4份;所述輔劑包括:增塑劑和抗氧化劑。
[0027]所述增塑劑為物理增塑劑，細(xì)度多18萬目，主要成分為硬脂酸鋅，所述增塑劑占橡 膠改性瀝青質(zhì)量〇~0.5份;所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑，熔點(diǎn)為110°C~125°C，細(xì)度 彡18萬目，占橡膠改性瀝青質(zhì)量0~0.5份。
[0028]示例性的，所述橡膠改性瀝青的制備方法是：橡膠粉與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三 嵌段共聚物應(yīng)在90號(hào)石油瀝青中溶脹30min~90min，然后加入硅藻土焙燒品，通過膠體磨 剪切30min~60min，最后加入輔劑攪拌均勻。實(shí)施過程如下:采用同步纖維封層車，灑布橡 膠改性瀝青，灑布量為2kg/m 2~3kg/m2,采用同步灑布車撒布纖維，灑布量為90g/m2~140g/ m2，緊跟使用碎石灑布車，撒布熱碎石（碎石經(jīng)過除塵和1 %瀝青預(yù)拌，灑布時(shí)溫度應(yīng)大于 100 °C )，覆蓋率80 %~90 %，碎石灑布后使用輪胎壓路機(jī)碾壓1~2遍。
[0029] 所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層用的高粘度改性瀝青摻量為所述特種級(jí)配改 性瀝青混合料面層質(zhì)量的5.2%-6.4%;所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層用的集料包括 粗集料及細(xì)集料，所述粗集料是玄武巖或輝綠巖，所述細(xì)集料是石灰?guī)r或玄武巖或輝綠巖； 所述纖維穩(wěn)定劑為聚酯纖維，平均長(zhǎng)度為5_-6_，摻量為所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面 層質(zhì)量的〇. 2%~0.4% ;所述填料為磨細(xì)石灰石粉。由上述比例的組分的高粘度改性瀝青、 集料、填料和纖維穩(wěn)定劑混合制成高粘度瀝青混合料備用，其空隙率為2~4%。實(shí)際使用 時(shí)，可利用瀝青灑布車進(jìn)行層鋪，攤鋪薄層即可形成特種級(jí)配改性瀝青混合料面層。
[0030] 為避免出現(xiàn)抗滑性降低、易出現(xiàn)反射裂縫現(xiàn)象等問題，本實(shí)施例的特種級(jí)配改性 瀝青混合料面層僅使用公稱最大粒徑為13.2mm的高粘度瀝青混凝土 (厚度為35~45mm)。 [0031 ]所述特種級(jí)配改性瀝青混合料面層級(jí)配范圍如下：
[0032]
[0033] 所述高粘度改性瀝青由70號(hào)瀝青和改性劑組成，所述改性劑占高粘度改性瀝青總 體質(zhì)量的6%~11%;所述改性劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、石油樹脂、芳烴 油、1000目以上磨細(xì)硅藻土焙燒品以及輔劑的混合物;所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段 共聚物含量為改性劑總量的50%~60% ;所述輔劑包括:防粘劑、增塑劑和抗氧化劑。
[0034]所述改性劑的制備方法如下:將50 %~60 %重量百分比的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 三嵌段共聚物（SBS)、12%~41%重量百分比的石油樹脂、0%~26%重量百分比的硅藻土 焙燒品、〇~3 %重量百分比的輔劑在高速攪拌設(shè)備中混合均勻，再與8 %~37 %重量百分比 的芳烴油進(jìn)行攪拌混合，通過螺旋桿擠出機(jī)擠出、切粒，擠出溫度控制在120~200°C，冷卻 后即制得。
[0035] 具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)將上述改性劑與集料、纖維穩(wěn)定劑在175 °C~185 °C拌和15秒以上， 然后加入70號(hào)石油瀝青與填料，在175°C~185°C條件下繼續(xù)拌和40秒，即可形成特種級(jí)配 改性瀝青混合料。運(yùn)輸至道路現(xiàn)場(chǎng)，使用攤鋪機(jī)械進(jìn)行路面攤鋪，在155°C~160°C時(shí)使用鋼 輪壓路機(jī)高頻低幅振動(dòng)碾壓2~3遍(來回碾壓計(jì)為1遍），在混合料溫度80°C~100°C時(shí)使用 膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，最后使用鋼輪壓路機(jī)靜碾1~2遍。
[0036]所述防裂貼為SBS自粘性防裂貼，寬度40-60cm，厚度3-4mm，其性能指標(biāo)滿足《公路 工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E50)的要求。在本實(shí)施例中，各原材料的比例可根據(jù)實(shí) 際原材料的情況進(jìn)行略微調(diào)整。
[0037] 本實(shí)施例抑制路面反射裂縫的薄層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)的鋪裝方法，可按以下步驟進(jìn) 行鋪裝：
[0038] a、在相鄰水泥板塊的交界處粘貼防裂貼；
[0039] b、灑布橡膠改性瀝青，灑布量為2kg/m2~3kg/m2,同步撒布纖維，撒布量為90g/m 2 ~140g/m2，撒布熱碎石，覆蓋率80 %~90 %，使用輪胎壓路機(jī)碾壓1~2遍；
[0040] c、最后再攤鋪薄層的高粘度瀝青混合料形成特種級(jí)配改性瀝青混合料面層。
[0041 ]示例性的，在步驟a前可先對(duì)水泥板塊進(jìn)行穩(wěn)定化處置。
[0042]以上述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種特種級(jí)配改性瀝青混合料面層，由高粘度改性瀝青、集料、填料和纖維穩(wěn)定劑混 合制成高粘度瀝青混合料攤薄而成，其特征在于:所述高粘度改性瀝青摻量為所述特種級(jí) 配改性瀝青混合料面層質(zhì)量的5.2%~6.4% ; 所述集料包括粗集料及細(xì)集料，所述粗集料是玄武巖或輝綠巖，所述細(xì)集料是石灰?guī)r 或玄武巖或輝綠巖； 所述纖維穩(wěn)定劑為聚酯纖維，平均長(zhǎng)度為5mm~6mm，摻量為所述特種級(jí)配改性瀝青混 合料面層質(zhì)量的0.2%~0.4% ; 所述填料為磨細(xì)石灰石粉。2. 如權(quán)利要求1所述的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層，其特征在于:所述特種級(jí)配改性 瀝青混合料面層級(jí)配范圍如下：3. 如權(quán)利要求1或2所述的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層，其特征在于:所述高粘度改 性瀝青由70號(hào)瀝青和改性劑組成，所述改性劑占高粘度改性瀝青總體質(zhì)量的6%~11 %。4. 如權(quán)利要求3所述的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層，其特征在于:所述改性劑為苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、石油樹脂、芳烴油、1000目以上磨細(xì)硅藻土焙燒品以及輔 劑的混合物;所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物含量為改性劑總量的50%~60% ; 所述輔劑包括:防粘劑、增塑劑和抗氧化劑。5. -種特種級(jí)配改性瀝青混合料面層的鋪裝方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1制備特種級(jí)配改性瀝青混合料:將改性劑與集料、纖維穩(wěn)定劑在175 °C~185 °C拌 和15秒以上，然后加入70號(hào)石油瀝青與填料，在175 °C~185 °C條件下繼續(xù)拌和40秒； 步驟2路面攤鋪:將所述特種級(jí)配改性瀝青混合料運(yùn)輸至道路現(xiàn)場(chǎng)，使用攤鋪機(jī)械進(jìn)行 路面攤鋪，在155°C~160°C時(shí)使用鋼輪壓路機(jī)高頻低幅振動(dòng)碾壓2~3遍，在所述特種級(jí)配 改性瀝青混合料溫度80°C~100°C時(shí)使用膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，最后使用鋼輪壓路機(jī)靜碾1 ~2遍。6. 如權(quán)利要求5所述的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層的鋪裝方法，其特征在于，在所述 步驟1前先預(yù)制所述改性劑，所述改性劑的制備方法如下:將50%~60%重量百分比的苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、12%~41%重量百分比的石油樹脂、0%~26%重量百分 比的硅藻土焙燒品、0~3 %重量百分比的輔劑在高速攪拌設(shè)備中混合均勻，再與8 %~37 % 重量百分比的芳烴油進(jìn)行攪拌混合，通過螺旋桿擠出機(jī)擠出、切粒，擠出溫度控制在120~ 200 °C，冷卻后即制得。7. 如權(quán)利要求6所述的特種級(jí)配改性瀝青混合料面層的鋪裝方法，其特征在于:所述輔 劑包括防粘劑、增塑劑和抗氧化劑。
【文檔編號(hào)】E01C7/26GK105926399SQ201610312360
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2014年6月30日
【發(fā)明人】郭亞兵, 何智龍, 陸風(fēng)云, 周旭, 施曙東, 羅芳艷, 許嚴(yán), 馬利志, 邱軼, 鄧國(guó)民, 夏慶宇, 姚凱, 袁月, 黃安, 周維維
【申請(qǐng)人】上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司, 上海浦東路橋?yàn)r青材料有限公司, 上海惠浦工程檢測(cè)有限公司