一種改性瀝青級配碎石應(yīng)力吸收防水層及其制作方法
【專利摘要】一種改性瀝青級配碎石應(yīng)力吸收防水層及其制作方法涉及一種通過不同粒徑橡膠粉復(fù)合改性的瀝青連同級配碎石所構(gòu)成的路面結(jié)構(gòu)層，特別是一種強嵌擠型復(fù)合橡膠改性瀝青級配碎石應(yīng)力吸收防水層。由集料和復(fù)合橡膠粉改性瀝青組成，制作方法包括（1）施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗；（2）制備復(fù)合橡膠粉改性瀝青；（3）在灑布橡膠瀝青前，檢查各項指標(biāo)；（4）復(fù)合橡膠粉改性瀝青灑布；（5）撒鋪碎石；（6）碾壓。
【專利說明】一種改性瀝青級配碎石應(yīng)力吸收防水層及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層及其制作方法涉及一種通過不同 粒徑橡膠粉復(fù)合改性的浙青連同級配碎石所構(gòu)成的路面結(jié)構(gòu)層，特別是一種強嵌擠型復(fù)合 橡膠改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于受設(shè)計理念的束縛以及設(shè)計周期的影響，我國各地浙青路面幾乎是千篇一律 的采用半剛性基層浙青路面這種單一化的結(jié)構(gòu)形式。由于半剛性基層材料極易導(dǎo)致基層產(chǎn) 生干縮和溫縮裂縫，進而產(chǎn)生反射裂縫。
[0003] 反射裂縫是半剛性基層浙青路面裂縫的主要形式，它破壞了路面結(jié)構(gòu)整體性和連 續(xù)性，加速浙青路面的破壞，從而影響公路使用質(zhì)量和壽命。我國每年都要投入大量資金進 行公路設(shè)施的養(yǎng)護，其中很大一部分與反射裂縫導(dǎo)致的病害相關(guān)。
[0004] 目前國內(nèi)外應(yīng)力吸收層技術(shù)包括以下幾種： (l)SAWFTL應(yīng)力吸收層技術(shù) SAWFTL應(yīng)力吸收層是一種特殊路面的浙青混合料，主要以推遲反射裂縫的發(fā)生為目 的，是采用9. 5_篩孔以下的骨料和機制砂與高彈改性浙青結(jié)合料混合而成的一種浙青混 合料。由于采用的高彈改性浙青膠結(jié)料在混合料中形成高彈性浙青網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，加之混合料 骨料較小，可有效防止混合料在運輸和攤鋪過程中出現(xiàn)離析。應(yīng)力吸收層膠結(jié)料含量大，具 有很好的粘附性和防水性，適用于鋪筑在半剛性基層與浙青混凝土面層之間，也適用于舊 水泥混凝土路面上加鋪浙青混凝土兩層，以及橋面水泥混凝鋪裝與浙青混凝土鋪裝的中面 層。這中混合料的設(shè)計抗疲勞次數(shù)比普通浙青混凝土高20多倍，由于具有較好的勁度，所 以能夠承受路面底層拉應(yīng)力，延緩反射裂縫的產(chǎn)生。
[0005] (2 ) STRATA應(yīng)力吸收層 Strata反射裂縫應(yīng)力吸收系統(tǒng)是美國科氏材料公司為了延緩水泥混凝土路面反射裂 縫而開發(fā)的一種浙青混凝土路面結(jié)構(gòu)型式。Strata浙青混合料的特點是由大量的細(xì)集料、 礦物填料和高含量聚合物改性浙青膠結(jié)料組成，該系統(tǒng)由一層高彈性、密級配熱拌浙青混 合料中間層（Strata應(yīng)力吸收層）和上面的熱拌浙青混合料罩面層組成。Strata應(yīng)力吸收 層浙青含量高、不滲透且柔韌性好，其延緩和防止反射裂縫的效果優(yōu)于目前國內(nèi)外普遍采 用的玻纖格柵等土工合成材料，并可延長浙青混凝土罩面層的服務(wù)壽命。
[0006] (3)高彈性改性浙青砼應(yīng)力吸收層 高彈性改性浙青砼應(yīng)力吸收層浙青含量高、采用彈性恢復(fù)性能優(yōu)異的聚合物改性浙 青、細(xì)集料含量高、礦粉用量大、不滲水且柔韌性好、具備優(yōu)異的變形恢復(fù)能力、具備優(yōu)良的 自愈能力等特點，混合料由〇-3mm、3-5mm、5-10mm三檔礦質(zhì)集料組成，礦料中小于2. 36mm的 細(xì)集料大約占集料的70% - 80%，而且粉料含量不超過8%。油石比高達(dá)9. 0。鋪設(shè)厚度為 2. 5 士 0. 5cm，碾壓時不宜振動且不用膠輪碾壓。該技術(shù)對下承層的平整度以及原材料、拌 和溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度都有嚴(yán)格要求，因此，需要相應(yīng)的先進設(shè)備和高素質(zhì)的施工隊 伍。
[0007] (4)應(yīng)力吸收防水粘結(jié)層（SAWI) SAWI混合料與常規(guī)混合料相比具有含油量高，細(xì)料含量大，鋪設(shè)厚度薄等特點，其膠結(jié) 料為特種聚合物改性浙青，其具有較高的高溫黏度和低溫延度，礦料中小于2. 36mm的細(xì)集 料含量大約占集料的60%以上，其鋪層厚度要求為（2. 5 士 0. 5) cm，孔隙率應(yīng)控制在3 - 5% 以內(nèi)。
[0008] (5) Sampave 應(yīng)力吸收層 Sampave應(yīng)力吸收層系統(tǒng)研發(fā)的基本思想是設(shè)計具有優(yōu)良抗反射裂縫能力的浙青及浙 青混合料和具有特定防裂功能的應(yīng)力吸收層材料，增加舊水泥混凝土路面上浙青加鋪層的 疲勞壽命，同時抵抗水的滲透。Sampave應(yīng)力吸收層系統(tǒng)主要由應(yīng)力吸收中間夾層和具有一 定厚度的浙青罩面層組成，其中膠結(jié)料達(dá)到AASHTO PG76-28以上的性能分級要求。
[0009] (6)同步碎石應(yīng)力吸收層 同步碎石應(yīng)力吸收層是指用專用的同步碎石車分2次在特定溫度下將單一粒徑的礦 質(zhì)集料及浙青膠結(jié)料同時灑布在路面，在一定溫度控制下在膠輪壓路機碾壓成型。同步碎 石應(yīng)力吸收層從結(jié)構(gòu)上來分析其有3層結(jié)構(gòu)組成，最底層為一定厚度的浙青膜，中間層為 懸浮密實結(jié)構(gòu)的浙青混合料，最上一層為被浙青裹覆面積達(dá)到70%的礦質(zhì)集料。
[0010] (7)半剛性浙青路面"砂膠"應(yīng)力吸收層技術(shù) 砂膠應(yīng)力吸收層具有良好的彈性和抗疲勞性能，主要由石灰?guī)r礦料和特殊改性浙青組 成型特征是采用的集料細(xì)(均在5mm以下)、礦粉用量大、油石比大、空隙率低及飽和度大，礦 質(zhì)集料基本上懸浮于浙青與礦粉形成的膠漿之間，與上下面層的粘附性較好。用于應(yīng)力吸 收層的礦料的公稱粒徑均在5mm以下，并且主要集中在0. 3mm、0. 6mm和1. 18mm。礦粉及浙 青用量(約為9%)大，浙青與礦料粘附性好。從礦料組成來看，屬于懸浮一密實結(jié)構(gòu)。因此， 在混合料中浙青與細(xì)集料形成的浙青膠砂約占70%，骨料相對較少。
[0011] (8)玻纖土工格柵(在剛改柔路面工程中被廣泛使用于舊水泥混凝土路面與浙青 加鋪層之間） 加拿大多倫多市Lester Pearson國際機場道面加鋪時，采用玻纖柵格防止放射裂縫， 四年后調(diào)查表明：道面反射裂縫減少了 50%，1986年Brown教授對Tensar格柵路用性能進 行研究，認(rèn)為其減少道路車轍50%，防止放射裂縫，浙青面層厚度可減少36%。RMC (加拿大皇 家軍事學(xué)院）的實驗結(jié)果表明，在浙青面層底部鋪設(shè)土工格柵時可減少浙青層底部的彈性 拉應(yīng)變50%，層底設(shè)土工格柵的情況可以承受8000次的荷載作用，而未設(shè)土工格柵當(dāng)浙青 層厚為250mm時也只能承受92000次荷載的作用；根據(jù)等效原理，鋪設(shè)土工格柵，浙青層厚 度可減少100mm。
[0012] 我國自八十年代末開始研究此技術(shù)，哈爾濱建筑工程學(xué)院道路研究所于1973年7 月提出了《塑料柵格在柔性路面結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用》研究報告，黃巖等人通過室內(nèi)試驗評價 了玻璃纖維柵格、土工布、土工柵格等夾層的防裂效果，得到結(jié)論：土工夾層材料對于由于 基層水平位移引起的張開型裂縫能起到較好的防裂作用，而且玻璃柵格的防裂效果要優(yōu)于 土工布。
[0013] 玻纖格柵主要作用為均勻傳遞荷載，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方 向，但這種材料的施工較麻煩，也起不到防水與層間粘結(jié)的作用。
[0014] (9)SAF應(yīng)力吸收層 SAF反射裂縫應(yīng)力吸收層系統(tǒng)是為了延緩水泥混凝土路面反射裂縫而開發(fā)的一種浙青 混凝土路面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一層高彈性、密級配熱拌浙青混合料中間層（SAF應(yīng)力吸收 層)和上面的熱拌浙青混合料罩面層組成。SAF應(yīng)力吸收層浙青含量高、不滲透且柔韌性好， 其延緩和防止反射裂縫的效果優(yōu)于目前國內(nèi)外普遍采用的玻纖格柵等土工合成材料，并可 延長浙青混凝土罩面層的服務(wù)壽命。SAF浙青混合料的特點是由大量的細(xì)集料、礦物填料 和高含量聚合物改性浙青膠結(jié)料組成，要求鋪層厚度通常在2. 5 士 0. 5cm，鋪層空隙率3 士 2%。
[0015] (10) Simm應(yīng)力吸收層 Simm應(yīng)力吸收層美國科氏公司的開發(fā)的另一項專項改性浙青混合料應(yīng)力吸收材料技 術(shù)，專為水泥混凝土加鋪浙青層使用，Simm系統(tǒng)專為半剛性基層鋪筑浙青層設(shè)計，其機理與 Strata系統(tǒng)類似，Simm系統(tǒng)浙青罩面層最小厚度為13cm，一般為15-18cm。目前國內(nèi)已引 進了改系統(tǒng)。
[0016] (11)路面專用土工布應(yīng)力吸收夾層(在新建浙青路面、浙青路面罩面工程、水泥混 凝土路面罩面工程及橋面鋪裝） 土工布具有耐高溫、抗拉強度高、吸附性好等特點，能起到延緩反射裂縫的作用，但由 于厚度較薄且與舊水泥混凝土路面粘結(jié)性差，因此，使用效果有局限性。
[0017] (12) ISAC復(fù)合夾層(伊利諾伊州加鋪改造工程） I SAC系統(tǒng)由低勁度的土工織物、粘彈性膜和高勁度土工織物三層材料組成，是一種"三 明治"結(jié)構(gòu)，由伊利諾斯大學(xué)開發(fā)。
[0018] 伊利諾斯大學(xué)的研究認(rèn)為，ISAC中的橡膠浙青是ISAC防裂體系設(shè)計的關(guān)鍵。由 于橡膠浙青是一層低勁度的粘彈性薄膜，它的存在是浙青路面中間出現(xiàn)了一個薄弱層，為 了防止浙青路面的整體滑移，必須須保證ISAC在高溫低速剪切速率下有足夠的剪切強度。 研究證明：通過對ISAC中的橡膠浙青改性(摻入一定量的石灰粉)，可以明顯的提高ISAC在 高溫低速剪切試驗中的抗剪強度。
[0019] ( 13)無紡?fù)凉げ紤?yīng)力吸收夾層 無紡織物厚度為〇. 4mm - 4mm，模量為lOOMPa - 160MPa，臨界界應(yīng)力5MPa - 20MPa，臨 界應(yīng)變40% - 140%。無紡織物夾層的主要作用與橡膠浙青應(yīng)力吸附夾層相似。而織物由于 模量稍高，可對加鋪層起少量加筋作用。
[0020] (14)纖維碎石封層 纖維碎石封層技術(shù)是指采用纖維封層核心設(shè)備同時灑(撒）布浙青粘結(jié)料和玻璃纖維， 然后在上面撒布碎石經(jīng)碾壓后形成新的磨耗層或者應(yīng)力吸收中間層的一種新型道路建設(shè) 施工和養(yǎng)護技術(shù)。該技術(shù)由法國SECMAIR公司開發(fā)。施工時，經(jīng)過專門工藝破碎切割的纖 維在上下兩層均勻灑布的浙青結(jié)合料中呈亂向均勻分布，相互搭接，與浙青結(jié)合料形成網(wǎng) 絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)，類似一層具有高彈性和高強度的防護網(wǎng)墊。該技術(shù)在英國、美國、澳大利亞、法 國等國家均已得到普遍應(yīng)用。對4個不同國家的性能跟蹤測試一致表明，纖維封層能夠明 顯改善浙青路面的質(zhì)量：抗拉強度提高30%以上；抗疲勞性能增加30%以上；抗車轍性能增 力口 300%以上。
[0021] 以上方案或者存在成本過高的缺點，或者存在施工困難的缺點，或者存在防治反 射裂縫效果差的缺點，本發(fā)明開發(fā)出一種新的橡膠浙青應(yīng)力吸收防水層方案：強嵌擠型復(fù) 合橡膠改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層。
[0022] 常規(guī)的橡膠浙青應(yīng)力吸收層（Stress Absorbing Membrane Interlayer，簡稱 SAMI)是由橡膠浙青膠結(jié)料、單粒徑集料組成。通常是指在路面上灑布2?2. 5kg/m2的橡 膠浙青，同時在橡膠浙青上撒布一定量(一般建議為12?15kg/m2)的粒徑9?12mm的預(yù) 拌浙青碎石，形成lcm左右厚度的橡膠浙青應(yīng)力吸收層，能有效地防止水分的侵入，同時與 下面層和鋪裝層粘結(jié)緊密。這種單粒徑的應(yīng)力吸收層，在鋪設(shè)上面層后，相當(dāng)長的一段時間 內(nèi)，混合料嵌擠結(jié)構(gòu)未能完全形成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層 及其制作方法，在常規(guī)橡膠浙青應(yīng)力吸收層的基礎(chǔ)上改進完善，可以縮短混合料嵌擠結(jié)構(gòu) 的形成時間，對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產(chǎn)生的應(yīng) 力傳到面層時大為減少，可明顯地減弱裂縫尖端應(yīng)力的奇異性，降低應(yīng)力強度因子，從而達(dá) 到延緩反射裂縫產(chǎn)生的目的；特別適用于解決半剛性基層浙青路面、水泥混凝土路面罩面 層的反射裂縫問題。
[0024] 改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層及其制作方法是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層由集料和復(fù)合橡膠粉改性浙青組成，所述集料采用 粒徑為Φ9. 5mnTl3. 2mm和粒徑為Φ4. 75mnT9. 5mm的兩檔碎石料；采用按照集料重量計的 0. 2?0. 5%的復(fù)合橡膠粉改性浙青進行預(yù)裹附，所述裹附溫度為120°C以上，預(yù)裹附的集料 堆放時間不超過兩周。
[0025] 所述碎石料的石質(zhì)堅硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近立方體顆粒的碎石。
[0026] 所述碎石料采用反擊式破碎機軋制。
[0027] 改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法包括如下步驟， (1) 施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗 所述清掃采用滑移車和人工方式結(jié)合，將原路面進行全面清掃，再用森林滅火鼓風(fēng)機 沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路或基層表面的浮灰和泥漿； (2) 制備復(fù)合橡膠粉改性浙青 (2-1)確定橡膠粉的摻量 選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，所述摻量即質(zhì)量百分比為基質(zhì)浙青質(zhì)量的 16%?20%，從而得到確定的摻量； (2-2)生產(chǎn)復(fù)合橡膠粉改性浙青 采用市售的橡膠浙青生產(chǎn)設(shè)備，采取間歇式方式生產(chǎn)；并對成品橡膠浙青及時進行檢 驗，以確保廣品質(zhì)量； (3) 在灑布橡膠浙青前，檢查各項指標(biāo) a、 空氣溫度和地面溫度都不低于15°C ; b、 下承層干燥，路緣石防護良好； c、 需用的設(shè)備進入待命狀態(tài)，所述設(shè)備包括橡膠浙青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路 機； (4) 復(fù)合橡膠粉改性浙青灑布 a、 橡膠浙青灑布量采用2. 2?2. 8kg/m2,可視試驗路效果定； b、 起步和終止位置應(yīng)鋪工程紙，以準(zhǔn)確進行橫向銜接，灑布車經(jīng)過后應(yīng)及時取走工程紙； c、 縱向銜接應(yīng)與已灑布部分重疊 l〇cm ; (5) 撒鋪碎石 經(jīng)過步驟（4)復(fù)合橡膠粉改性浙青灑布后立即撒鋪碎石，碎石的級配構(gòu)成采用粒徑 為Φ9·5ι?πΓ13·2πιπι和粒徑為Φ4·75ι?πΓ9·5πιπι的碎石進行撒鋪，分兩次進行；其中，先撒 鋪9. 5mm^l3. 2mm檔碎石，再撒鋪4. 75mm~9. 5mm檔碎石，粒徑為Φ 9. 5mm^l3. 2mm和粒徑為 Φ4. 75mnT9. 5mm的碎石質(zhì)量比為4:1 ;碎石撒鋪量采用16±2kg/m2,根據(jù)試鋪情況確定，以 滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，應(yīng)補足； (6) 碾壓 經(jīng)過步驟（5)碎石撒鋪后應(yīng)立即進行碾壓作業(yè)，采用25T以上的膠輪壓路機緊跟碎石 撒鋪車進行壓實完成碾壓； 上述六個步驟完成了應(yīng)力吸收層的施工，考慮到路面面層的施工，還需要進行下述步 驟，以保證路面整體施工質(zhì)量。
[0028] (7)對橡膠浙青應(yīng)力吸收層進行清掃，以清除沒有粘結(jié)的松散碎石，避免影響SAMI 層與上面層的粘結(jié)； (8)橡膠浙青應(yīng)力吸收層施工與上面層浙青混合料緊湊進行，中間不開放交通，若期間 必須開放交通，須待SAMI施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。在上 面層浙青混合料施工前須加灑粘層油，粘層油灑布量控制在0. 25kg/m2。
[0029] 所述步驟（1)清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面后進 行同步碎石施工。
[0030] 步驟（2-1)中橡膠浙青膠粉摻量的確定以177°C旋轉(zhuǎn)粘度為主要指標(biāo)，旋轉(zhuǎn)粘度 范圍為1. 5?4. OPa · s，上限值4. OPa · s保證良好的路用性能，下限值1. 5Pa · s保證一定的 施工性能，防止因粘度過大造成泵送、拌和困難； 步驟（2-1)中所述試驗方法為：將20目和60目貨車輪胎（即斜交胎）橡膠粉按照質(zhì)量 3:2的比例拌合均勻，溫度控制在177?204°C之間，拌和1小時后進行試驗，所述橡膠浙青 膠粉摻量按照質(zhì)量比為1%或2%的間隔，選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，并根 據(jù)試驗結(jié)果確定橡膠粉摻量；所得橡膠浙青應(yīng)當(dāng)在下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時 間為20分鐘，在下承層溫度為18°C?40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
[0031] 步驟（2-2)中所述的生產(chǎn)步驟為采用20目貨車輪胎即斜交胎膠粉和60目貨車膠 粉以3:2的質(zhì)量比混合進行膨化處理；處理后的橡膠粉以步驟（2-1)中確定的摻量添加到 溫度為176°C?226°C的基質(zhì)浙青中，采用高速剪切機進行攪拌均勻，速度為3000r/min，泵 送到反應(yīng)罐中保持溫度為150°C?218°C，經(jīng)過45?60min時間的反應(yīng)制得復(fù)合橡膠粉改 性浙青。
[0032] 所述膨化處理是利用大功率超聲波聚能器和相應(yīng)的剝離機械將硫化橡膠粉的S-S 共價鍵(鍵能270kJ/mol，鍵長0. 206nm)斷裂，盡量不切斷C一C鍵(鍵能370 kj/mol，鍵長 0. 158 nm)，打破部分分子間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使其部分脫硫。在顯微鏡下膨化后的膠粉呈爆米花 狀，粉末顆粒內(nèi)部形成大量相互貫穿的微裂紋網(wǎng)絡(luò)，使得比表面積提高，因而具有巨大的表 面能。同時粉末顆粒有大量的懸鍵存在，使膨化膠粉與浙青有較特殊的相容性和穩(wěn)定性。
[0033] 步驟（6)中所述碾壓遍數(shù)為3遍，從灑布復(fù)合橡膠粉改性浙青到碾壓完成應(yīng)及時 完成，即當(dāng)下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20分鐘，當(dāng)下承層溫度為18°C? 40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
[0034] 本發(fā)明的優(yōu)點在于： 1、本發(fā)明所述的方法生產(chǎn)的復(fù)合膠粉改性浙青，技術(shù)性能和路用性能優(yōu)良，提高了浙 青材料的軟化點、低溫延度等技術(shù)指標(biāo)，同時，提高了浙青粘韌性、韌性指標(biāo)，在保證了高粘 橡膠浙青使用要求的基礎(chǔ)上，改善了橡膠浙青的施工和易性和可儲存性能。
[0035] 2、優(yōu)化常規(guī)橡膠浙青應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)，采用級配碎石代替單粒徑碎石，改善了浙 青路面整體結(jié)構(gòu)，提高路面整體強度，改善路用性能； 3、該方法具有施工方便、簡單易行，易于應(yīng)用在工業(yè)化生產(chǎn)中。

【具體實施方式】
[0036] 改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層及其制作方法是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層由集料和復(fù)合橡膠粉改性浙青組成，所述集料采用 粒徑為Φ9. 5mnTl3. 2mm和粒徑為Φ4. 75mnT9. 5mm的兩檔碎石料；采用按照集料重量計的 0. 2?0. 5%的復(fù)合橡膠粉改性浙青進行預(yù)裹附，所述裹附溫度為120°C以上，預(yù)裹附的集料 堆放時間不超過兩周。
[0037] 所述碎石料的石質(zhì)堅硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近立方體顆粒的碎石。
[0038] 所述碎石料采用反擊式破碎機軋制。
[0039] 改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法包括如下步驟， (1) 施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗 所述清掃采用滑移車和人工方式結(jié)合，將原路面進行全面清掃，再用森林滅火鼓風(fēng)機 沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路或基層表面的浮灰和泥漿； (2) 制備復(fù)合橡膠粉改性浙青 (2-1)確定橡膠粉的摻量 選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，所述摻量即質(zhì)量百分比為基質(zhì)浙青質(zhì)量的 16%?20%，從而得到確定的摻量； (2-2)生產(chǎn)復(fù)合橡膠粉改性浙青 采用市售的橡膠浙青生產(chǎn)設(shè)備，采取間歇式方式生產(chǎn)；并對成品橡膠浙青及時進行檢 驗，以確保廣品質(zhì)量； (3) 在灑布橡膠浙青前，檢查各項指標(biāo) a、 空氣溫度和地面溫度都不低于15°C ; b、 下承層干燥，路緣石防護良好； c、 需用的設(shè)備進入待命狀態(tài)，所述設(shè)備包括橡膠浙青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路機； (4) 復(fù)合橡膠粉改性浙青灑布 a、 橡膠浙青灑布量采用2. 2?2. 8kg/m2,可視試驗路效果定； b、 起步和終止位置應(yīng)鋪工程紙，以準(zhǔn)確進行橫向銜接，灑布車經(jīng)過后應(yīng)及時取走工程 紙； C、縱向銜接應(yīng)與已灑布部分重疊10cm ; (5) 撒鋪碎石 經(jīng)過步驟（4)復(fù)合橡膠粉改性浙青灑布后立即撒鋪碎石，碎石的級配構(gòu)成采用粒徑 為Φ9·5ι?πΓ13·2πιπι和粒徑為Φ4·75ι?πΓ9·5πιπι的碎石進行撒鋪，分兩次進行；其中，先撒 鋪9. 5mm^l3. 2mm檔碎石，再撒鋪4. 75mm~9. 5mm檔碎石，粒徑為Φ 9. 5mm^l3. 2mm和粒徑為 Φ4. 75mnT9. 5mm的碎石質(zhì)量比為4:1 ;碎石撒鋪量采用16±2kg/m2,根據(jù)試鋪情況確定，以 滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，應(yīng)補足； (6) 碾壓 經(jīng)過步驟（5)碎石撒鋪后應(yīng)立即進行碾壓作業(yè)，采用25T以上的膠輪壓路機緊跟碎石 撒鋪車進行壓實完成碾壓； 上述六個步驟完成了應(yīng)力吸收層的施工，考慮到路面面層的施工，還需要進行下述步 驟，以保證路面整體施工質(zhì)量。
[0040] (7)對橡膠浙青應(yīng)力吸收層進行清掃，以清除沒有粘結(jié)的松散碎石，避免影響SAMI 層與上面層的粘結(jié)； (8)橡膠浙青應(yīng)力吸收層施工與上面層浙青混合料緊湊進行，中間不開放交通，若期間 必須開放交通，須待SAMI施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。在上 面層浙青混合料施工前須加灑粘層油，粘層油灑布量控制在0. 25kg/m2。
[0041] 所述步驟（1)清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面后進 行同步碎石施工。
[0042] 步驟（2-1)中橡膠浙青膠粉摻量的確定以177°C旋轉(zhuǎn)粘度為主要指標(biāo)，旋轉(zhuǎn)粘度 范圍為1. 5?4. OPa · s，上限值4. OPa · s保證良好的路用性能，下限值1. 5Pa · s保證一定的 施工性能，防止因粘度過大造成泵送、拌和困難； 步驟（2-1)中所述試驗方法為：將20目和60目貨車輪胎（即斜交胎）橡膠粉按照質(zhì)量 3:2的比例拌合均勻，溫度控制在177?204°C之間，拌和1小時后進行試驗，所述橡膠浙青 膠粉摻量按照質(zhì)量比為1%或2%的間隔，選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，并根 據(jù)試驗結(jié)果確定橡膠粉摻量；所得橡膠浙青應(yīng)當(dāng)在下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時 間為20分鐘，在下承層溫度為18°C?40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
[0043] 步驟（2-2)中所述的生產(chǎn)步驟為采用20目貨車輪胎即斜交胎膠粉和60目貨車膠 粉以3:2的質(zhì)量比混合進行膨化處理；處理后的橡膠粉以步驟（2-1)中確定的摻量添加到 溫度為176°C?226°C的基質(zhì)浙青中，采用高速剪切機進行攪拌均勻，速度為3000r/min，泵 送到反應(yīng)罐中保持溫度為150°C?218°C，經(jīng)過45?60min時間的反應(yīng)制得復(fù)合橡膠粉改 性浙青。
[0044] 所述膨化處理是利用大功率超聲波聚能器和相應(yīng)的剝離機械將硫化橡膠粉的S-S 共價鍵(鍵能270kJ/mol，鍵長0. 206nm)斷裂，盡量不切斷C一C鍵(鍵能370 kj/mol，鍵長 0. 158 nm)，打破部分分子間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使其部分脫硫。在顯微鏡下膨化后的膠粉呈爆米花 狀，粉末顆粒內(nèi)部形成大量相互貫穿的微裂紋網(wǎng)絡(luò)，使得比表面積提高，因而具有巨大的表 面能。同時粉末顆粒有大量的懸鍵存在，使膨化膠粉與浙青有較特殊的相容性和穩(wěn)定性。
[0045] 步驟（6)中所述碾壓遍數(shù)為3遍，從灑布復(fù)合橡膠粉改性浙青到碾壓完成應(yīng)及時 完成，即當(dāng)下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20分鐘，當(dāng)下承層溫度為18°C?
【權(quán)利要求】
1. 一種改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層，其特征在于：由集料和復(fù)合橡膠粉改性浙 青組成，所述集料采用粒徑為Φ9. 5mnTl3· 2mm和粒徑為Φ4. 75mnT9· 5mm的兩檔碎石料； 采用按照集料重量計的〇. 2?0. 5%的復(fù)合橡膠粉改性浙青進行預(yù)裹附，所述裹附溫度為 120°C以上，預(yù)裹附的集料堆放時間不超過兩周。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層，其特征在于：所述碎石 料的石質(zhì)堅硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、近立方體顆粒的碎石。
3. 權(quán)利要求1所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在于：包 括如下步驟， (1) 施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗 所述清掃采用滑移車和人工方式結(jié)合，將原路面進行全面清掃，再用森林滅火鼓風(fēng)機 沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路或基層表面的浮灰和泥漿； (2) 制備復(fù)合橡膠粉改性浙青 (2-1)確定橡膠粉的摻量 選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，所述摻量即質(zhì)量百分比為基質(zhì)浙青質(zhì)量的 16%?20%，從而得到確定的摻量； (2-2)生產(chǎn)復(fù)合橡膠粉改性浙青 采用橡膠浙青生產(chǎn)設(shè)備，采取間歇式方式生產(chǎn)；并對成品橡膠浙青進行檢驗，以確保產(chǎn) 品質(zhì)量； (3) 在灑布橡膠浙青前，檢查各項指標(biāo) a、 空氣溫度和地面溫度都不低于15°C ; b、 下承層干燥，路緣石防護良好； c、 所需設(shè)備進入待命狀態(tài)，所述設(shè)備包括橡膠浙青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路機； (4) 復(fù)合橡膠粉改性浙青灑布 a、 橡膠浙青灑布量采用2. 2?2. 8kg/m2,可視試驗路效果定； b、 起步和終止位置應(yīng)鋪工程紙，以準(zhǔn)確進行橫向銜接，灑布車經(jīng)過后應(yīng)及時取走工程 紙； c、 縱向銜接應(yīng)與已灑布部分重疊 l〇cm ; (5) 撒鋪碎石 經(jīng)過步驟（4)復(fù)合橡膠粉改性浙青灑布后立即撒鋪碎石，碎石的級配構(gòu)成采用粒徑 為Φ9·5ι?πΓ13·2πιπι和粒徑為Φ4·75ι?πΓ9·5πιπι的碎石進行撒鋪，分兩次進行；其中，先撒 鋪9. 5mm^l3. 2mm檔碎石，再撒鋪4. 75mm~9. 5mm檔碎石，粒徑為Φ 9. 5mm^l3. 2mm和粒徑為 Φ4. 75mnT9. 5mm的碎石質(zhì)量比為4:1 ;碎石撒鋪量采用16±2kg/m2,根據(jù)試鋪情況確定，以 滿鋪、不散失為度，補足局部碎石撒鋪量不足的地方； (6) 碾壓 經(jīng)過步驟（5)碎石撒鋪后應(yīng)立即進行碾壓作業(yè)，采用25T以上的膠輪壓路機緊跟碎石 撒鋪車進行壓實完成碾壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：所述步驟（1)清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面后進行同 步碎石施工。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（2-1)中橡膠浙青膠粉摻量的確定以177°C旋轉(zhuǎn)粘度為主要指標(biāo)，旋轉(zhuǎn)粘度范圍為 1. 5?4. OPa · s，上限值4. OPa · s保證良好的路用性能，下限值1. 5Pa · s保證一定的施工性 能，防止因粘度過大造成泵送、拌和困難。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（2-1)中所述試驗方法為：將20目和60目貨車輪胎即斜交胎橡膠粉按照質(zhì)量3:2 的比例拌合均勻，溫度控制在177?204°C之間，拌和1小時后進行試驗，所述橡膠浙青膠 粉摻量按照質(zhì)量比為1%或2%的間隔，選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，并根據(jù) 試驗結(jié)果確定橡膠粉摻量；所得橡膠浙青在下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20 分鐘，在下承層溫度為18°C?40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（2-2)中所述的生產(chǎn)步驟為采用20目貨車輪胎即斜交胎膠粉和60目貨車膠粉以 3:2的質(zhì)量比混合進行膨化處理；處理后的橡膠粉以步驟（2-1)中確定的摻量添加到溫度 為176°C?226°C的基質(zhì)浙青中，采用高速剪切機進行攪拌均勻，速度為3000r/min，泵送到 反應(yīng)罐中保持溫度為150°C?218°C，經(jīng)過45?60min時間的反應(yīng)制得復(fù)合橡膠粉改性浙 青。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：所述膨化處理是利用大功率超聲波聚能器和相應(yīng)的剝離機械將硫化橡膠粉的S-S共價 鍵斷裂，盡量不切斷C一C鍵，打破部分分子間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使其部分脫硫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性浙青級配碎石應(yīng)力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（6)中所述碾壓遍數(shù)為3遍，從灑布復(fù)合橡膠粉改性浙青到碾壓完成應(yīng)及時完成， 即當(dāng)下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20分鐘，當(dāng)下承層溫度為18°C?40°C時， 完成碾壓時間為10分鐘。
【文檔編號】C04B26/26GK104060513SQ201410293032
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】余波, 王力, 吳明亮, 劉勇, 劉根和, 陳釩, 施小強 申請人:南京同安道路工程有限公司, 南京工業(yè)大學(xué), 南京東道路橋工程技術(shù)咨詢有限公司