一种塑胶跑道操场施工方法
阅读说明：本技术 一种塑胶跑道操场施工方法 (Construction method for plastic track playground ) 是由 杨增炎 张富森 赖华信 李伟光 韦芷琦 梁炳堃 林嘉鸿 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本申请涉及操场施工领域,更具体地说,它涉及一种塑胶跑道操场施工方法。一种塑胶跑道操场施工方法,包括以下步骤：步骤1)：对施工区域进行清理；步骤2)：往施工区域内回填石屑,形成石屑找平层；步骤3)：回填280-320mm厚碎石垫层,压实；步骤4)：铺设185-210mm厚水泥石屑层,水泥含量为4-6%,形成水稳层；步骤5)：喷涂乳化沥青,形成第一结合层；步骤6)：铺设37-43mm中粒式沥青混凝土；步骤7)：喷涂乳化沥青,形成第二结合层；步骤8)：铺设28-33mm厚细粒式沥青混凝土；步骤9)：依照场地铺设面层材料。本申请的制备方法具有提高场地平整度和耐久度优点。(The application relates to the field of playground construction, in particular to a construction method of a plastic track playground. A construction method of a plastic track playground comprises the following steps: step 1): cleaning a construction area; step 2): backfilling stone chips in the construction area to form a stone chip leveling layer; step 3): backfilling a 280-grade gravel cushion layer with the thickness of 320mm, and compacting; step 4): paving a 185-plus-210 mm thick cement stone chip layer, wherein the cement content is 4-6%, and forming a water stable layer; step 5): spraying emulsified asphalt to form a first bonding layer; step 6): laying medium-grained asphalt concrete of 37-43 mm; step 7): spraying emulsified asphalt to form a second bonding layer; step 8): paving fine-grain asphalt concrete with the thickness of 28-33 mm; step 9): paving a surface layer material according to the field. The preparation method has the advantages of improving the field flatness and durability.)
技术领域
本申请涉及操场施工领域，更具体地说，它涉及一种塑胶跑道操场施工方法。
背景技术
随着人们对健身意识逐渐增强，对体育设施建设要求不断提高，塑胶场地尤其是塑胶体育场地由于其可在任何季节、任何平台上使用，在体育场地建设中被广泛使用。
在相关技术中，运动场的构造通常为自上往下依次设置合成材料面层、30厚细沥青混凝土、50厚中粒石沥青混凝土、250-300厚无机料或级配碎石、250-300厚灰土、素土夯实。
使用相关技术制得的运动场，由于层与层之间的碎石直接接触，在长年累月的使用中，有些碎石会发生松动，使得场地容易起鼓和破损，需要经常维护，严重情况下还需要整个场地重做。
发明内容
为了提高场地平整度和耐久度，本申请提供一种塑胶跑道操场施工方法。
本申请提供的一种塑胶跑道操场施工方法采用如下的技术方案：
一种塑胶跑道操场施工方法，包括以下步骤:
步骤1)：根据场地设计标准，选择场地，规划施工区域，对施工区域进行清理；
步骤2)：往施工区域内回填石屑，压实找平，压实系数≥90％，形成石屑找平层；
步骤3)：回填280-320mm厚碎石垫层，压实；
步骤4)：铺设185-210mm厚水泥石屑层，压实系数≥90％，水泥含量为4-6％，形成水稳层；
步骤5)：喷涂乳化沥青，形成第一结合层；
步骤6)：铺设37-43mm中粒式沥青混凝土，碎石粒径≤25；
步骤7)：喷涂乳化沥青，形成第二结合层；
步骤8)：铺设28-33mm厚细粒式沥青混凝土，碎石粒径≤12，压实系数≥90；
步骤9)：依照场地铺设面层材料；
所述乳化沥青为PC-3型。
通过采用上述技术方案，水稳层具有一定的强度和刚度，可以使路基达到一定程度的平整度和压实度，使基层更加牢固。设置的第一结合层将水稳层与中粒式沥青混凝土连接，设置的第二结合层将中粒式沥青混凝土与细粒式沥青混凝土连接起来，利用乳化沥青良好粘接性使得各层之间有更好的结合，缓解了碎石受压移位的问题。同时，乳化沥青具有良好的防水能力，减缓了雨天时雨水对混凝土、沥青长期浸泡所造成的损害，提高场地平整度和耐久度。
优选的，在所述步骤2)前，还包括以下预处理步骤：
步骤a)：在施工区域浇筑155-165mm厚钢筋混凝土屋面板；
步骤b)：铺设C20细石混凝土找坡层；若遇结构找坡时，无需此步骤；
步骤c)：铺设20厚水泥砂浆，压实抹平；
步骤d)：铺设防水层；
步骤e)：铺设隔离层；
步骤f)：铺设40厚C20细石混凝土保护层，然后进行后续铺设所述石屑找平层的作业。
通过采用上述技术方案，预处理步骤进一步提高了基层的平稳度，便于后续找平等作业；设置防水层、隔离层可以有效地降低水对水泥砂浆、细石混凝土找坡层等的影响，提高场地的平整度的同时延长耐久度。
优选的，所述乳化沥青为改性乳化沥青，改性乳化沥青包括以下重量份数的原料：150-195份沥青、65-115份水、1.2-4.5份十八烷基三甲基氯化铵、1.8-3.6份双十八烷基二甲基氯化铵、0.8-2.0份仲醇聚氧乙烯醚和0.6-1.3份稳定剂。
通过采用上述技术方案，在十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、仲醇聚氧乙烯醚的共同作用下，缓解了非离子表面活性剂对沥青造成的粘稠的影响，使得乳化沥青在使用时具有良好的流动性、延展性。同时，仲醇聚氧乙烯醚在与十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵的协同配合中，提高了三者的乳化能力，使得生成的乳化沥青具有更好的稳定性。
利用改性乳化沥青将层与层之间连接，使得整个结构更加稳定，在长时间的使用下也能进一步缓解碎石受压移位的情况，提高了场地的平整度和耐久度。
优选的，所述改性乳化沥青还包括有1.2-2.0重量份纳米二氧化硅。
通过采用上述技术方案，在纳米二氧化硅与十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵的共同配合下，达到了热力学平衡状态，从而提高了乳化沥青的稳定性。且纳米二氧化硅分子结构为三维链状结构，可以形成一种特殊的网络结构，将十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵与其紧密结合，使得各种物质的性能得以充分发挥，进一步提高乳化沥青的稳定性。
优选的，所述稳定剂为羧乙基纤维素。
通过采用上述技术方案，羟乙基纤维素具有良好的自身黏度优势，当黏度增大时，热运动的速度减慢，使得微粒间的碰撞和聚集的概率相对应减小，从而提高乳化沥青的稳定性。
优选的，所述稳定剂为羟乙基纤维素和氯化铁，羟乙基纤维素与氯化铁的重量比为1：(0.2-0.5)。
通过采用上述技术方案，在氯化铁与羟乙基纤维素在特定比例配合下，两者的增稠效果均得到提高，相辅相成。羟乙基纤维素用于凝聚颗粒，但难以控制大小，氯化铁的使用可以缓解乳液颗粒较大而造成的凝絮或沉淀现象，通过改变沥青微粒间的作用力影响粒度分度，从而提高乳化沥青的稳定性。
优选的，所述改性乳化沥青的制备方法包括以下步骤：
步骤01)：将水加热至70-85℃，倒入所述重量份的稳定剂，搅拌至溶解，得到初混液；
步骤02)：将初混液静置至65-68℃，加入所述重量份的十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵和仲醇聚氧乙烯醚，混合均匀，得到皂液，待用；
步骤03)：将沥青加热至150-165℃；
步骤04)：把皂液倒入胶体磨中，开启胶体磨，将所述重量份的沥青倒入皂液中，乳化35-40min，得到成品。
通过采用上述技术方案，采用先乳化后改性的手段生成的乳化沥青，工序简单，效果良好。通过特定的原料加入顺序，使得各原料之间充分结合，从而使得生成的乳化沥青具有更好的稳定性。
优选的，所述在步骤04)中，倒入沥青后，再往胶体磨内倒入1.2-2.0重量份的纳米二氧化硅。
通过采用上述技术方案，在特定步骤加入纳米二氧化硅，使得其更好地与氨基反应，充分发挥纳米二氧化硅对乳化沥青的影响，从而具有更好的稳定性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、水稳层具有一定的强度和刚度，可以使路基达到一定程度的平整度和压实度，使基层更加牢固。设置的第一结合层将水稳层与中粒式沥青混凝土连接，设置的第二结合层将中粒式沥青混凝土与细粒式沥青混凝土连接起来，利用乳化沥青良好粘接性使得各层之间有更好的结合，缓解了碎石受压移位的问题，提高场地平整度和耐久度。
2、在十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、仲醇聚氧乙烯醚的共同作用下，缓解了非离子表面活性剂对沥青造成的粘稠的影响，使得成型的乳化沥青在使用时具有良好的流动性、延展性。同时，仲醇聚氧乙烯醚在与十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵的协同配合中，提高了三者的乳化能力，使得生成的乳化沥青具有更好的稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。
表1
原料
型号
来源信息
沥青
改质沥青
唐山市丰南区隆鑫物贸有限公司
十八烷基三甲基氯化铵
优级品
济南云佰汇生物科技有限公司
双十八烷基二甲基氯化铵
工业级
济南汇锦川商贸有限公司
仲醇聚氧乙烯醚
优级品
山东豪顺化工有限公司
羟乙基纤维素
优级品，货号0
石家庄市瑞鑫纤维素有限公司
木质素磺酸钙
/
济南明启化工有限公司
实施例
实施例1
一种塑胶跑道操场施工方法，包括以下步骤：
步骤1)：根据场地设计标准，选择场地，规划施工区域，对施工区域进行清理。
步骤2)：往施工区域内回填石屑，分层静压，压实找平，压实系数≥90％，在本实施例中，压实系数为95％；形成石屑找平层。
步骤3)：回填280-320mm厚碎石垫层，压实；并设粒径为≤30级碎石盲沟，内设盲管。在本实施例中，回填300mm厚碎石地垫层，粒径为30级。
步骤4)：铺设185-210mm厚水泥石屑层，压实系数≥90％，水泥含量为4-6％，形成水稳层。在本实施例中，铺设200mm厚水泥石屑层，压实系数为95％，掺5％水泥。
步骤5)：喷涂乳化沥青(PC-3)，形成第一结合层。
步骤6)：利用摊铺机铺设37-43mm中粒式沥青混凝土，碎石粒径≤25。在本实施例中，铺设40mm中粒式沥青混凝土(AC-16C)，碎石粒径为20。
步骤7)：喷涂乳化沥青(PC-3)，形成第二结合层。
步骤8)：利用摊铺机铺设28-33mm厚细粒式沥青混凝土，碎石粒径≤12，压实系数≥90。在本实施例中，铺设30mm厚细粒式沥青混凝土(AC-10C)，碎石粒径为10，压实系数为95％。
步骤9)：依照场地铺设面层材料。
其中，乳化沥青为市售乳化沥青。
实施例2
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例1的不同之处在于，在步骤1)完成清理施工区域后，还包括以下预处理步骤：
步骤a)：在施工区域浇筑155-165mm厚钢筋混凝土屋面板，采用机械原浆磨平整的施工工艺对屋面板进行处理。在本实施例中，浇筑160mn厚钢筋混凝土屋面板。
步骤b)：铺设C20细石混凝土找坡层，最薄处厚20，坡度不小于0.5％，在本实施例中，坡度为2％。当找坡厚度超过50时，下部先填强度等级LC5.0的轻质陶粒混凝土，再做30厚细石混凝土面层。当遇结构找坡时，可以直接省略步骤b)。
步骤c)：铺设20厚水泥砂浆，压实抹平。
步骤d)：铺设3厚或4厚自粘型聚合物改性沥青防水卷材，形成防水层。在本实施例中，选用3厚。
步骤e)：铺设聚乙烯薄膜隔离层1道，形成隔离层。
步骤f)：铺设40厚C20细石混凝土保护层，然后进行后续步骤2)铺设石屑找平层的作业。
实施例3
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例1的不同之处在于，乳化沥青为改性乳化沥青，改性乳化沥青包括以下原料：150kg沥青、65kg水、3.2kg十八烷基三甲基氯化铵、3.6kg双十八烷基二甲基氯化铵、0.8kg仲醇聚氧乙烯醚和1.3kg稳定剂。
其中，稳定剂选用氯化钙。
改性乳化沥青的制备方法包括以下步骤：
步骤01)：将水加热至70℃，倒入氯化钙，在转速48r/min下搅拌至溶解，得到初混液；
步骤02)：将初混液静置至65℃，加入十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵和仲醇聚氧乙烯醚，在转速52r/min下搅拌5min，得到皂液，待用；
步骤03)：将沥青加热至150℃；
步骤04)：把皂液倒入胶体磨中，开启胶体磨，调节转速在5000rpm，将沥青缓缓倒入皂液中，乳化40min，得到成品。
实施例4
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例3的不同之处在于，
改性乳化沥青包括以下原料：178kg沥青、80kg水、1.2kg十八烷基三甲基氯化铵、2.6kg双十八烷基二甲基氯化铵、2.0kg仲醇聚氧乙烯醚和0.8kg稳定剂。
其中，稳定剂选用氯化铵。
步骤01)中将水加热至85℃，步骤02)中将初混液静置至68℃，步骤03)中将沥青加热至158℃，步骤04)中乳化37min。
实施例5
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例3的不同之处在于，
改性乳化沥青包括以下原料：195kg沥青、115kg水、4.5kg十八烷基三甲基氯化铵、1.8kg双十八烷基二甲基氯化铵、1.5kg仲醇聚氧乙烯醚和0.6kg稳定剂。
其中，稳定剂选用氯化镁。
步骤01)中将水加热至76℃，步骤02)中将初混液静置至66℃，步骤03)中将沥青加热至165℃，步骤04)中乳化35min。
实施例3-5中各步骤的参数、各原料的选择及用量汇总于表2。
表2
实施例6-8
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，在步骤04)中，倒入沥青后，再往胶体磨内倒入纳米二氧化硅，共同乳化。纳米二氧化硅的具体用量参照表3。
表3
实施例6
实施例7
实施例8
投入量(kg)
1.2
1.6
2
实施例9
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，稳定剂选用羟乙基纤维素。
实施例10-11
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，稳定剂选用羟乙基纤维素和氯化铁，羟乙基纤维素与氯化铁的用量、重量比参照表4。
表4
实施例12
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例8的不同之处在于，稳定剂为0.40kg羟乙基纤维素和0.20kg氯化铁。
实施例13
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，将十八烷基三甲基氯化铵替换为等量的木质素磺酸钙。
实施例14
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，将双十八烷基二甲基氯化铵替换为等量的木质素磺酸钙。
实施例15
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，将仲醇聚氧乙烯醚替换为等量的木质素磺酸钙。
实施例16
一种塑胶跑道操场施工方法，与实施例5的不同之处在于，十八烷基三甲基氯化铵的投入量为0.8kg、双十八烷基二甲基氯化铵的投入量为1.4kg、仲醇聚氧乙烯醚的投入量为5.6kg。
性能检测试验
1、高温稳定性：按照JTG/T0606-2011《沥青软化点试验(环球法)》对实施例3-16的乳化沥青、市售乳化沥青进行检测。
2、抵抗外力能力：按照T0604-2011《沥青针入度试验》对实施例3-16的乳化沥青、市售乳化沥青进行检测。(25℃、100g、5s)
3、低温稳定性：按照T0605-2011《沥青延度试验》对实施例3-16的乳化沥青、市售乳化沥青进行检测。(5℃、5cm/min)
试验1-3的检测数据详见表5
表5
根据表5中实施例3-5与实施例13-16、市售乳化沥青的检测数据对比可知，实施例3-5所制得的乳化沥青的软化点大于市售乳化沥青的和实施例13-16的，说明实施例3-5所制得的乳化沥青对于高温有较好的稳定性。实施例3-5的针入度较市售乳化沥青的和实施例13-16的小，说明实施例3-5所制得的乳化沥青的硬度增大，在外力作用下抵抗能力增强。实施例3-5在5℃下的延度较市售乳化沥青的和实施例13-16的小，说明实施例3-5所制得的乳化沥青在低温下硬度较大，抵抗能力较优。
在十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、仲醇聚氧乙烯醚的共同作用下，所制得的乳化沥青在低温、高温下都具有良好的稳定性。
根据表5中实施例6-8与市售乳化沥青的检测数据对比可知，实施例6-8所制得的乳化沥青的软化点高于市售乳化沥青，实施例6-8的针入点、延度均小于市售乳化沥青，说明实施例6-8所制得的乳化沥青具有良好的稳定性。
这是因为纳米二氧化硅的微观结构近似球形，颗粒表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基。十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵分散在水中的离子基团主要为带有正电荷的-NH-或-NH2，适量的二氧化硅上的羟基与部分氨基反应，此时分子结构中既有可带正电荷的-NH-，又有可带负电荷的-COOH，分子间的电荷作用比较复杂，达到了一种热力学平衡状态，促使乳化沥青的稳定性增强。
实施例9所制得的乳化沥青的软化点较市售乳化沥青的大，延度、针入点较市售乳化沥青的小，说明采用特定的稳定剂可以有效提高乳化沥青的稳定性。
实施例10-11所制得的乳化沥青的软化点较实施例9的大，延度、针入点较实施例9的小，说明在氯化铁、羟乙基纤维素的共同配合下，有利于提高乳化沥青的稳定性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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