阅读说明：本技术 一种阻热型超薄罩面及其施工方法 (Heat-resistant ultrathin cover and construction method thereof ) 是由 马涛 付坤 黄晓明 张伟光 徐光霁 于 2020-01-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阻热型超薄罩面,其组成成分以及各成分质量份数分别为：精细碎石：100份、阻热型高浓改性乳化沥青：10～15份、阻热型乳化沥青：5～10份。该发明施工工艺主要包括交通管制、原路面强度检测评价、温度测定、原路面清扫、放线、下层阻热型高浓改性乳化沥青洒布、集料撒布、浮石清扫、上层阻热型乳化沥青洒布、初期养护及质量检验等步骤。本发明能够有效避免目前施工通车后造成的“飞石”现象,同时能够利用阻热型改性乳化沥青的阻热优点,降低路面温度,减少道路高温病害。(The invention discloses a heat-resistant ultrathin cover surface, which comprises the following components in parts by weight: fine crushing stone: 100 parts of heat-resistant high-concentration modified emulsified asphalt: 10-15 parts of heat-resistant emulsified asphalt: 5-10 parts. The construction process mainly comprises the steps of traffic control, original pavement strength detection and evaluation, temperature measurement, original pavement cleaning, line releasing, lower-layer heat-resistant high-concentration modified emulsified asphalt distribution, aggregate spreading, pumice cleaning, upper-layer heat-resistant emulsified asphalt distribution, initial maintenance, quality inspection and the like. The invention can effectively avoid the phenomenon of 'flying stones' caused after the construction traffic at present, and can utilize the heat-resistant advantage of the heat-resistant modified emulsified asphalt to reduce the temperature of the road surface and reduce the high-temperature diseases of the road.)

一种阻热型超薄罩面及其施工方法

技术领域

本发明公开了一种适用于城市道路、隧道道面、桥面的阻热型超薄罩面技术，属于铺面工程中的工艺及施工技术领域。

背景技术

交通运输对国民经济起着重要的作用，我国经济迅猛发展，同时公路运输任务也在不断加剧，一方面是对以往交通作用的肯定，另一方面也对未来交通，尤其是道路运输方面提出了更高的要求，而保证道路的路用性能则是每项工程最基本的要求，道路的性能直接影响道路的社会效益与经济效益。

在我国，沥青混凝土路面以其较好的路面使用性能、足够的力学强度和简便的维修养护工作，被广泛应用于公路和城市道路，是高速公路的主要路面形式。但是，沥青混凝土路面常出现开裂、泛油、坑槽、车辙等病害，其中，以夏季高温出现的车辙尤为突出，不仅影响了道路的使用性能，增加了后期养护的成本，特别是在雨季时期，车辙易积水，造成轮胎打滑，甚至危及生命。因此，如何减少太阳辐射，降低路面温度，提高路面的高温稳定性，减少车辙的产生，亟待解决。

薄层罩面技术主要针对结构性完好但表面功能有所降低的路面，即仅仅是抗滑性、平整度、高温稳定性不能满足使用要求，而没有出现结构性病害时进行的功能性养护技术，具有绿色环保、节能经济、减少后期养护费用等优势。同时符合道路建设的可持续发展战略，具有良好的经济效益和社会效益。薄层罩面技术早在上世纪六十年代已经开始广泛应用，特别是在法国更为普遍，主要有以下四个阶段：①60年代，BBSG(50～80mm的沥青混凝土)能够对路面结构起到增强作用；②70年代，BBM(30～40mm薄层沥青混凝土)；③1986年，20～ 30mm的非常薄沥青混凝土面层(BBTM)；④15～20mm的超薄层沥青混凝土面层(BBUM)。而该技术在中国的发展无论是设备、施工工艺还是乳化沥青原料都受到一定限制。因此，本发明人在结合道路对高温稳定性的需求以及超薄罩面的优点，借鉴了当前碎石封层施工工艺的基础上，开发了阻热型超薄罩面技术。该技术能够有效避免目前施工通车后造成的“飞石”现象，同时能够利用阻热型改性乳化沥青的阻热优点，降低路面温度，减少道路高温病害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的沥青混凝土路面在高温下容易出现开裂、泛油、坑槽、车辙等病害，不仅影响了道路的使用性能，增加了后期养护的成本，以及现有碎石封层施工工艺的“飞石”现象。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提出一种阻热型超薄罩面技术，所用材料以及各材料质量份数分别为：

精细碎石：100份、

阻热型高浓改性乳化沥青：10～15份、

阻热型乳化沥青：5～10份。

具体的，精细碎石应满足如下物理指标：

细集料粒径：4～6mm、

表观相对密度≥2.5、

坚固性≤12％、

含泥量≤3、

棱角性≥30s、

沥青裹覆性≥2/3。

同时，阻热型高浓改性乳化沥青作为降低太阳辐射，有效减少路面温度的原料，其组成成分以及各成分所占质量份数如下：

基质沥青：100份、

阻热剂：10～20份、

改性胶乳：1～4份、

乳化剂：1～3份、

助剂：1～3份、

水：30～40份。

SiO₂气凝胶具有较高的孔隙率，且比较酥散，预示着表面积会非常大，将其分散在沥青粘结料中将会很好的降低粘结料的导热系数，对降低路面温度有着重大作用。所以本发明将 SiO₂气凝胶改性有机硅树脂胶乳与沥青材料结合，使二者充分结合后成为一种新型沥青混合料粘结料，实现降低路面温度，隔热效果佳，增强材料高温稳定性，减少车辙损害，改善路用性能的目的。

具体的，所述阻热剂为SiO₂气凝胶改性有机硅树脂胶乳，采用SiO₂气凝胶粉末与有机硅树脂按照1:3～1:5的重量比复合而成，由有机硅树脂作为改性剂载体再与沥青改性剂对基质沥青进行复合改性，其中SiO₂气凝胶粉末满足如下技术要求：

粒径：20～30nm、

比表面积：350～500m²/g、

导热系数：0.0235～0.0385W/(m·k)、

凝胶PH值：6～7、

干燥失重≤0.5％、

灼烧失重≤1.0％、

水分≤1.5％。

当SiO₂气凝胶粉末粒径在20～30nm时，实验表明此时不但比表面积较大，同时其导热系数处于较低的范围，因此，更有利于减少传递到面层以下的热量，隔热和保温的效果更佳。

具体的，所述的改性胶乳采用SBR改性胶乳或者SBS改性胶乳，且改性胶乳的固含量≧45％。

依据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对改性胶乳固含量的规定：不宜小于 45％。同时，相对于其他改性胶乳，SBR改性胶乳或者SBS改性胶乳使用更为广泛，且SBS 兼具橡胶与塑料的特性，在拌和温度下粘滞度较低，SBS在沥青中可形成网状结构，从而改变沥青的力学性能，因此SBS作为沥青的改性材料是相当适合的。

具体的，所述的乳化剂为阳离子乳化剂。乳化剂可采用阳离子中裂型乳化剂、阳离子慢裂型乳化剂。一般情况下，宜采用慢裂型阳离子乳化剂，当需要再生结构层较快成型时，可采用中裂型阳离子乳化剂。

具体的，所述的助剂为无机二氧化硅气凝胶表面活性剂。

具体的，所述的水为满足人类饮用要求的饮用水。

具体实施方案

(1)交通管制

施工前必须与当地交通管理部门取得联系，并同时共同制订交通管制方案；应尽可能减少施工对交通的影响；应在摊铺前2h摆放好交通标志。交通标志应醒目，夜间施工时，应采用反光标志；

(2)温度检测与原路面评价

对原路面的温度、车辙深度、抗滑系数等进行检测评价，以便确定阻热改性乳化沥青用量；

(3)人员分工及设备配置

施工队的人员与普通沥青混凝土路面施工队的人员组成基本一致。将碎石封层车和沥青洒布车运输到施工路段，调整车位，依照设计配合比标定沥青、集料用量；

(4)撒布施工

将阻热型高浓改性乳化沥青以及精细碎石分别撒布于原路面上，碎石撒布率不低于120％；碎石洒布车与沥青洒布车间距控制在20m以内；

(5)碾压施工

在路面温度降至120℃之前，采用12t轻型胶轮压路机缓慢、均匀进行碾压1～2遍，碾压速度小于5krn/h，并注意在启动、停止压路机时应降低速度；

(6)清扫浮石

采用强力吹风机或其它清扫设备将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层吸收汽车尾气型改性乳化沥青为准，最后形成一种厚度为4～6mm的超级薄层罩面；

(7)洒布上层封层沥青

采用沥青洒布车将阻热型乳化沥青洒布于清扫过的精细碎石表面；

(8)初期养护及开放交通

禁止任何车辆及行人通过，施工结束2～4h可开放交通，开放交通后24h内控制车速不超过60km/h。

本发明能够有效避免目前施工通车后造成的“飞石”现象，同时能够利用阻热型改性乳化沥青的阻热优点，降低路面温度，减少道路高温病害。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

材料准备：按照如下质量份数准备原料：精细碎石：100份、阻热型高浓改性乳化沥青： 10份、阻热型乳化沥青：5份。

特别地，本实施例中精细碎石为4mm粒径细粒式碎石；阻热型改性乳化沥青蒸发残留物含量不低于65％。

具体施工步骤：(1)交通管制：施工前必须与当地交通管理部门取得联系，并同时共同制订交通管制方案；应尽可能减少施工对交通的影响；应在摊铺前2h摆放好交通标志。交通标志应醒目，夜间施工时，应采用反光标志。

(2)温度检测与原路面评价：对原路面的温度、车辙深度、抗滑系数等进行检测评价，以便确定阻热改性乳化沥青用量。

(3)人员分工及设备配置：施工队的人员与普通沥青混凝土路面施工队的人员组成基本一致。将碎石封层车和沥青洒布车运输到施工路段，调整车位，依照设计配合比标定沥青、集料用量。

(4)撒布施工：将高浓阻热乳化改性沥青以及精细碎石分别撒布于原路面上，碎石撒布率不低于120％；碎石洒布车与沥青洒布车间距控制在20m以内。

(5)碾压施工：超薄层罩面路面碾压必须在路面温度降至120℃之前完成，采用12t轻型胶轮压路机缓慢、均匀进行碾压1～2遍，碾压速度小于5krn/h，并注意在启动、停止压路机时应降低速度。

(6)清扫浮石：采用强力吹风机或其它清扫设备将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层吸收汽车尾气型改性乳化沥青为准，最后形成一种厚度为4mm的薄层罩面。

(7)洒布上层封层沥青：采用沥青洒布车将阻热型乳化沥青洒布于清扫过的精细碎石表面；

(8)初期养护及开放交通：禁止任何车辆及行人通过，施工结束2～4h可开放交通，开放交通后24h内控制车速不超过60km/h。

实施例2

材料准备：改变阻热型乳化沥青的用量，并采用沥青与碎石同步洒布，各原料质量份数如下：

精细碎石：100份、阻热型高浓改性乳化沥青：15份、阻热型乳化沥青10份。

特别地，本实施例中精细碎石为5mm粒径细粒式碎石；阻热型改性乳化沥青蒸发残留物含量不低于65％。

具体施工步骤：

(1)交通管制：施工前必须与当地交通管理部门取得联系，并同时共同制订交通管制方案；应尽可能减少施工对交通的影响；应在摊铺前2h摆放好交通标志。交通标志应醒目，夜间施工时，应采用反光标志。

(2)温度检测与原路面评价：对原路面的温度、车辙深度、抗滑系数等进行检测评价，以便确定阻热改性乳化沥青用量。

(3)人员分工及设备配置：施工队的人员与普通沥青混凝土路面施工队的人员组成基本一致。将碎石同步车和沥青洒布车运输到施工路段，调整车位，依照设计配合比标定沥青、集料用量。

(4)撒布施工：标定同步碎石封层车，采用同步碎石封层车将吸收汽车尾气型改性乳化沥青和精细碎石同步撒布于原路面上。

(5)碾压施工：超薄层罩面路面碾压必须在路面温度降至120℃之前完成，采用12t轻型胶轮压路机缓慢、均匀进行碾压1～2遍，碾压速度小于5krn/h，并注意在启动、停止压路机时应降低速度。

(6)清扫浮石：采用强力吹风机或其它清扫设备将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层吸收汽车尾气型改性乳化沥青为准，最后形成一种厚度为5mm的薄层罩面。

(7)洒布上层封层沥青：采用沥青洒布车将阻热型乳化沥青洒布于清扫过的精细碎石表面。

(8)初期养护及开放交通：禁止任何车辆及行人通过，施工结束2～4h可开放交通，开放交通后24h内控制车速不超过60km/h。

实施例3

材料准备：改变阻热型乳化沥青的用量，并采用沥青与碎石同步洒布，各原料质量份数如下：

精细碎石：100份、阻热型高浓改性乳化沥青：12份、阻热型乳化沥青8份。

特别地，本实施例中精细碎石为6mm粒径细粒式碎石；阻热型改性乳化沥青蒸发残留物含量不低于65％，均由专门乳化沥青生产厂家根据发明人配方进行生产。

具体施工步骤：

(1)交通管制：施工前必须与当地交通管理部门取得联系，并同时共同制订交通管制方案；应尽可能减少施工对交通的影响；应在摊铺前2h摆放好交通标志。交通标志应醒目，夜间施工时，应采用反光标志。

(2)温度检测与原路面评价：对原路面的温度、车辙深度、抗滑系数等进行检测评价，以便确定阻热改性乳化沥青用量。

(3)人员分工及设备配置：施工队的人员与普通沥青混凝土路面施工队的人员组成基本一致。将碎石同步车和沥青洒布车运输到施工路段，调整车位，依照设计配合比标定沥青、集料用量。

(4)撒布施工：标定同步碎石封层车，采用同步碎石封层车将吸收汽车尾气型改性乳化沥青和精细碎石同步撒布于原路面上。

(5)碾压施工：超薄层罩面路面碾压必须在路面温度降至120℃之前完成，采用12t轻型胶轮压路机缓慢、均匀进行碾压1～2遍，碾压速度小于5krn/h，并注意在启动、停止压路机时应降低速度。

(6)清扫浮石：采用强力吹风机或其它清扫设备将沥青表面的浮石清扫干净，以不露出底层吸收汽车尾气型改性乳化沥青为准，最后形成一种厚度为6mm的薄层罩面。

(7)洒布上层封层沥青：采用沥青洒布车将阻热型乳化沥青洒布于清扫过的精细碎石表面。

(8)初期养护及开放交通：禁止任何车辆及行人通过，施工结束2～4h可开放交通，开放交通后24h内控制车速不超过60km/h。

试验检测：

使用仪器：摆式仪、3m量尺、路面温度测试仪、渗水系数仪、人工铺砂仪，依据：《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)、《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008) 进行试验，结果如下：

表1沥青路面现场测试

表2不同时刻温度值对比/℃

由以上两表可知，上述沥青路面路表的温度均呈现先升高后减小的趋势，随着温度的升高超薄罩面与无处治路面温差越来越大。在14:00点左右，温差达到最大值，此时普通沥青路面的路表温度为60.7℃，罩面沥青路面的路表温度约为47℃，差值为13.7℃。由此可以说明，喷洒阻热沥青铺装层可以有效降低夏季高温天气下沥青路面的温度，提高沥青路面的高温稳定性。同时，对比不同含量的阻热型乳化沥青发现，阻热型乳化沥青的含量越高其路面温度越低，但对于路面构造深度和防水性又有不利。因此，阻热型乳化沥青的含量必须严格控制，建议控制在10-15％最佳。综上，实施例2中所提供的组份配比较优，实施例2为以上三个实施例中的最优实施例。

综上所述，本发明提出的一种阻热型超薄罩面能够有效降低路面温度，提高普通改性乳化沥青的高温稳定性能力，减少车辙病害的产生，缓解“飞石”现象，使稀浆封层、碎石封层等微表处预防性养护技术广泛应用于桥面铺装层、隧道道面、城市道路、各等级路面，既确保沥青材料的路用性能不受影响，又对沥青混合料的抗车辙性能有着显著的改善。