一种沥青混凝土路面施工方法
阅读说明：本技术 一种沥青混凝土路面施工方法 (Asphalt concrete pavement construction method ) 是由 梁贵传 黄浩 蒋若琳 卢成发 徐波 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及路面施工领域,具体公开了一种沥青混凝土路面施工方法,包括以下步骤：步骤1),将沥青在密封容器中加热至95-105℃,持续负压抽出密封容器中气体,将抽出的气体通入冷却水中,获得分层液,加热后的沥青为预热沥青；步骤2),控制分层液温度为30-35℃,过滤分层液获得滤液和滤渣；步骤3),将滤液静置分层,取上层液；步骤4),将预热沥青、上层液投入搅拌釜中,加热至190-200℃,混合均匀,获得预处理沥青；步骤5),在预处理沥青中投入骨料、高分子改性剂,加热至230-240℃,混合均匀,获得沥青混凝土；步骤6),在路面基层上铺摊沥青混凝土,压平,养护,制得沥青混凝土路面。本发明具有提高沥青混凝土路面的适用范围的优点。(The invention relates to the field of pavement construction, and particularly discloses a method for constructing an asphalt concrete pavement, which comprises the following steps: step 1), heating asphalt in a sealed container to 95-105 ℃, continuously pumping gas out of the sealed container at negative pressure, and introducing the pumped gas into cooling water to obtain a layering liquid, wherein the heated asphalt is preheated asphalt; step 2), controlling the temperature of the layering liquid to be 30-35 ℃, and filtering the layering liquid to obtain filtrate and filter residue; step 3), standing and layering the filtrate, and taking supernatant; step 4), putting the preheated asphalt and the supernatant into a stirring kettle, heating to 190-; step 5), adding aggregate and a polymer modifier into the pretreated asphalt, heating to 230-240 ℃, and uniformly mixing to obtain asphalt concrete; and 6), paving asphalt concrete on the pavement base, flattening and maintaining to obtain the asphalt concrete pavement. The invention has the advantage of improving the application range of the asphalt concrete pavement.)
技术领域
本发明涉及路面施工领域，尤其是涉及一种沥青混凝土路面施工方法。
背景技术
随着社会发展，人们的活动范围越来越大，导致交通的发展十分迅猛，其中公路交通作为近程交通，更是十分发达，常用的公路路面为混凝土路面和沥青混凝土路面，其中沥青混凝土路面由于其柔软性，行车体验较佳，被广泛使用。
沥青是沥青混凝土的有机胶凝材料，也是最为关键的材料之一，沥青是类混合物，其组分十分复杂，根据组分的性质，大致可分为三组分，分别为沥青质、胶质及油分，各组分都发挥着相应的作用，其中，沥青还含有部分的蜡，蜡对沥青的温度敏感性有较大影响，高温状态下会使得沥青容易发软，低温状态下会使得沥青变脆，易于开裂，同时，蜡还会使得沥青与集料的粘附性降低，严重影响沥青的质量，从而使得沥青混凝土路面对温度的敏感性较高，适用的温度范围较窄，在年度温差较大的地区难以适用，降低了沥青混凝土路面的适用范围，因此还有改善空间。
发明内容
为了提高沥青混凝土路面的适用范围，本申请提供一种沥青混凝土路面施工方法。
本申请提供的一种沥青混凝土路面施工方法采用如下的技术方案：
一种沥青混凝土路面施工方法，包括以下步骤：
步骤1)，将沥青在密封容器中加热至95-105℃，持续负压抽出密封容器中气体，将抽出的气体通入冷却水中，获得分层液，加热后的沥青为预热沥青；
步骤2)，控制分层液温度为30-35℃，过滤分层液获得滤液和滤渣；
步骤3)，将滤液静置分层，取上层液；
步骤4)，将预热沥青、上层液投入搅拌釜中，加热至190-200℃，混合均匀，获得预处理沥青；
步骤5)，在预处理沥青中投入骨料、高分子改性剂，加热至230-240℃，混合均匀，获得沥青混凝土；
步骤6)，在路面基层上铺摊沥青混凝土，压平，养护，制得沥青混凝土路面。
通过采用上述技术方案，通过将沥青加热至95-105℃，使得沥青中的蜡融化并蒸发，而沥青由于融化温度较高，在该温度下有一定的软化但基本保持原状，然后配合负压抽吸，使得蜡蒸汽被抽出密封容器外，同时，由于温度较高，沥青中的油分也会有部分形成蒸汽与蜡蒸汽一起被抽出，而通过将抽出的气体通入冷却水中，使得蜡蒸汽降温固化，油分降温转化成液态，而由于油分和蜡比重都小于水，使得油分和蜡都会漂浮于水面上产生分层，通过过滤，将蜡去除，通过静置分层使得油水分离，然后将油分重新添加至预热沥青中，使得预处理沥青中蜡减少且油分含量变化不大，从而使得获得的预处理沥青的温度敏感性降低，高温不易软化，低温不易脆硬开裂，使得制成的沥青混凝土的适用温度范围更广，从而更好地适用于年度温差较大的地区，提高了沥青混凝土制成的沥青混凝土路面的适用范围。
通过加入高分子改性剂，进一步提升沥青的性能，使得值得的路面抗拉抗裂性能更强，尤其在低温状态下，更不易开裂，使得制成的沥青混凝土路面结构稳定十分耐用。
优选的，所述步骤1)中，密封容器与冷却水之间形成的供密封容器中抽出的气体通入冷却水中的通道保持恒温95-105℃。
通过采用上述技术方案，通过保持通道恒温，使得蜡蒸汽和油分的蒸汽不易在通道中冷却从而沉积在通道中，使得蜡和油分更为畅通地输送至冷却水中再进行冷却，减少对设备的影响，也使得油分更充分收集以再次加入预热沥青中，使得预处理沥青中油分损失减少，保障预处理沥青的质量较佳。
优选的，所述步骤1)中，冷却水盛放在恒温容器中，密封容器中抽出的气体通入冷却水中的过程中保持冷却水的温度为30-35℃。
通过采用上述技术方案，通过保持冷却水的温度，使得冷却过程中，避免冷却水被加热导致冷却效果小心，减少油分蒸汽逃逸倒是油分损失过多的情况，同时避免水温太低，导致油分流动性太差而使得过滤时油分过多粘附在过滤设备中而损失过多的情况，并且保持油分具有较好的流动性也使得过滤时固液分离的效率更高，提高作业效率。
优选的，所述步骤2)中，采用200-270目筛网进行过滤。
通过采用上述技术方案，通过200-270目的筛网过滤，能使得蜡的过滤效果较佳，减少蜡在油分中的缠流，使得去除蜡的效果较佳。
优选的，组成所述沥青混凝土的各组分的质量份数如下：
预处理沥青100份；
骨料2630-2640份；
高分子改性剂19.5-20.5份。
通过采用上述技术方案，通过特定的比例配合，使得沥青混凝土具有较好的结构稳定性，制得的沥青混凝土路面不易损坏，经久耐用。
优选的，所述骨料为碎石、砂、矿粉的复配，所述碎石、砂、矿粉的质量比例为18.25：5.75：1
通过采用上述技术方案，通过特例比例的骨料，使得沥青混凝土抗车辙性能较强，路面不易变形，使得沥青混凝土路面不易损坏，质量较佳。
优选的，所述高分子改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的复配，所述聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的质量比例为1：0.61-0.65。
优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的质量比例为1：0.63。
通过采用上述技术方案，通过聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯以特定比例加入，使得沥青混凝土不易开裂，结构稳定，质量较佳。
对此，发明人猜测，聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的加入，沥青与骨料的粘结力更强，而且通过聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯分子链对沥青中各种分子链进行约束，补强了沥青，使得沥青不易形变，有效进一步提高软化点，并且在低温时，聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯分子链分担应力，使得沥青分子链不易断裂，从而使得沥青混凝土的抗开裂性能更强，更好地适应低温环境，在低温环境下更好地保持结构稳定。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请通过将沥青加热至95-105℃，使得沥青中的蜡融化并蒸发，而沥青由于融化温度较高，在该温度下有一定的软化但基本保持原状，然后配合负压抽吸，使得蜡蒸汽被抽出密封容器外，同时，由于温度较高，沥青中的油分也会有部分形成蒸汽与蜡蒸汽一起被抽出，而通过将抽出的气体通入冷却水中，使得蜡蒸汽降温固化，油分降温转化成液态，而由于油分和蜡比重都小于水，使得油分和蜡都会漂浮于水面上产生分层，通过过滤，将蜡去除，通过静置分层使得油水分离，然后将油分重新添加至预热沥青中，使得预处理沥青中蜡减少且油分含量变化不大，从而使得获得的预处理沥青的温度敏感性降低，高温不易软化，低温不易脆硬开裂，使得制成的沥青混凝土的适用温度范围更广，从而更好地适用于年度温差较大的地区，提高了沥青混凝土制成的沥青混凝土路面的适用范围。
2、本申请中优选通过保持通道恒温，使得蜡蒸汽和油分的蒸汽不易在通道中冷却从而沉积在通道中，使得蜡和油分更为畅通地输送至冷却水中再进行冷却，减少对设备的影响，也使得油分更充分收集以再次加入预热沥青中，使得预处理沥青中油分损失减少，保障预处理沥青的质量较佳。
3、本申请中优选通过聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯以特定比例加入，使得沥青混凝土不易开裂，结构稳定，质量较佳。
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。
以下实施例及比较例中，各组分的来源信息详见表1。
表1
原料
来源信息
沥青
衡水泽浩橡胶化工有限公司，70道路沥青，货号76
碎石
麻城市众发石业有限公司，平均粒径16cm
砂
河北宝延工程建设有限公司，河砂，平均粒径6mm
矿粉
灵寿县鼎旺矿产品加工厂，S95级矿粉
聚乙烯吡咯烷酮
山东豪顺化工有公司，型号K30
聚三氟氯乙烯
日本大金，牌号M-300H
实施例1
一种沥青混凝土路面施工方法，包括以下步骤：
步骤1)，将沥青投入密封容器中，加热至95℃，恒温60min，恒温过程中通过抽气泵抽吸密封容器中的气体，使得密封容器中的气压为0.05MPa，通过与密封容器连通的抽气管，将气体排出密封容器外，抽气管外壁包裹恒温加热条，保持抽气管表面温度恒温95℃，通过恒温容器盛放10L冷却水，冷却水恒温30℃，抽气管出气端插入冷却水中，使得抽出的气体通入冷却水中，获得分层液，密封容器中加热后的沥青为预热沥青。
步骤2)，控制分层液恒温30℃，通过200目筛网过滤，已将固体状的蜡与油分和冷却水分离，获得滤液和滤渣，滤渣收集可循环利用。
步骤3)，将滤液静置60min，分层，抽取上层液备用；
步骤4)，将步骤1)中密封容器中的所有预热沥青与步骤3)中获得的所有上层液投入搅拌釜中，加热至190℃，转速60r/min，搅拌15min，使得油分充分掺入预热沥青中，获得预处理沥青。
步骤5)，根据配方比例称量预处理沥青10kg、骨料263kg、高分子改性剂1.95kg并投入搅拌釜中，加热至230℃，转速120r/min，搅拌8min，获得沥青混凝土。
步骤6)，在路面基层上铺摊沥青混凝土，通过压路机压平，静置养护至沥青面层表面温度下降至40℃，即制得沥青混凝土路面。
本实施例中，骨料为碎石、砂、矿粉的复配，碎石、砂、矿粉的质量比例为18.25：5.75：1。
本实施例中，高分子改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的复配，聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的质量比例为1：0.61。
实施例2
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例1相比，区别仅在于：
步骤1)中，将沥青投入密封容器中，加热至100℃，恒温60min；抽气管表面温度恒温100℃；冷却水恒温33℃。
步骤2)中，控制分层液恒温33℃，通过230目筛网过滤。
步骤4)中，加热至195℃，转速60r/min，搅拌15min。
步骤5)中，加热至235℃，转速120r/min，搅拌8min。
实施例3
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例1相比，区别仅在于：
步骤1)中，将沥青投入密封容器中，加热至105℃，恒温60min；抽气管表面温度恒温105℃；冷却水恒温35℃。
步骤2)中，控制分层液恒温35℃，通过270目筛网过滤。
步骤4)中，加热至200℃，转速60r/min，搅拌15min。
步骤5)中，加热至240℃，转速120r/min，搅拌8min。
实施例4
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例1相比，区别仅在于：
步骤5)中，根据配方比例称量预处理沥青10kg、骨料264kg、高分子改性剂2.05kg并投入搅拌釜中。
实施例5
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例1相比，区别仅在于：
步骤5)中，根据配方比例称量预处理沥青10kg、骨料263.5kg、高分子改性剂2kg并投入搅拌釜中。
实施例6
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例5相比，区别仅在于：
本实施例中，高分子改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的复配，聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的质量比例为1：0.65。
实施例7
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例5相比，区别仅在于：
本实施例中，高分子改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的复配，聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的质量比例为1：0.63。
实施例8
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例5相比，区别仅在于：
本实施例中，高分子改性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
实施例9
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例5相比，区别仅在于：
本实施例中，高分子改性剂为聚三氟氯乙烯。
对比例1
一种沥青混凝土路面施工方法，包括以下步骤：
步骤01)，根据配方比例称量预处理沥青10kg、骨料263.5kg、高分子改性剂2kg并投入搅拌釜中，加热至230℃，转速120r/min，搅拌8min，获得沥青混凝土。
步骤02)，在路面基层上铺摊沥青混凝土，通过压路机压平，静置养护至沥青面层表面温度下降至40℃，即制得沥青混凝土路面。
本对比例中，骨料为碎石、砂、矿粉的复配，碎石、砂、矿粉的质量比例为18.25：5.75：1。
本对比例中，高分子改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的复配，聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯的质量比例为1：0.61。
对比例2
一种沥青混凝土路面施工方法，与实施例5相比，区别仅在于：
步骤5)中，采用骨料等量代替高分子改性剂。
对比例3
一种沥青混凝土路面施工方法，包括以下步骤：
步骤01)，根据配方比例称量预处理沥青10kg、骨料265.5kg并投入搅拌釜中，加热至230℃，转速120r/min，搅拌8min，获得沥青混凝土。
步骤02)，在路面基层上铺摊沥青混凝土，通过压路机压平，静置养护至沥青面层表面温度下降至40℃，即制得沥青混凝土路面。
本对比例中，骨料为碎石、砂、矿粉的复配，碎石、砂、矿粉的质量比例为18.25：5.75：1。
实验1
采用车辙试验机在标准条件60℃、0.7MPa下对各实施例及对比例制得的沥青混凝土制成的试样进行沥青混合料车辙试验，记录各实施例及对比例制得的沥青混凝土制备的试样的动稳定度(次/mm)。
实验2
通过沥青脆点仪对各实施例及对比例制得的沥青混凝土进行沥青脆点试验(弗拉斯法)，记录各实施例及对比例制得的沥青混凝土制备的试样的脆点。
实验3
根据ASTM D1074-2009《沥青混合料抗压强度的标准试验方法》检测各实施例及对比例制得的沥青混凝土制备的试样的抗压强度。
实验4
根据GB/T4507-2014《沥青软化点测定法》(环球法)，检测各实施例及对比例制得的沥青混凝土制备的试样的软化点。
实验5
根据GB/T4508-2010《沥青延度测定法》，检测各实施例及对比例制得的沥青混凝土制备的试样的延度。
实验6
根据GB/T4509-2010《沥青针入度测定法》，检测各实施例及对比例制得的沥青混凝土制备的试样的针入度。
实验1-6的具体检测数据详见表2。
表2
根据表2中对比例1与对比例3的数据对比可得，加入聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯，试样的动稳定度、抗压强度均有所提升，可有效提高制得的沥青混凝土路面的结构稳定性；试样的脆点有所下降，软化点有所上升，可有效增加沥青混凝土路面的适用温度范围，同时由于聚三氟氯乙烯的低温使用极限温度远低于沥青脆点，使得沥青混凝土路面即便到达脆点温度，也可通过聚三氟氯乙烯补强，使得环境温度低于脆点温度时，沥青混凝土路面仍有较强的结构稳定性，不易出现开裂现象；试样的延度、针入度均有所下降，沥青混凝土的加工性能会受到一定影响，但仍保持在合格范围内。
根据表2中对比例2与对比例3的数据对比可得，通过预处理，减少沥青中蜡的含量，试样的动稳定度、抗压强度均有所提升，可有效提高制得的沥青混凝土路面的结构稳定性；试样的脆点有较大幅度下降，软化点有较大幅度上升，可有效增加沥青混凝土路面的适用温度范围；试样的延度、针入度变化不大，对沥青混凝土的加工性能没什么影响。
根据实施例5-7与实施例8-9的数据对比可得，单独加入聚乙烯吡咯烷酮或聚三氟氯乙烯，试样的动稳定度、抗压强度均仅有少量提升，脆点仅有少量下降，软化点仅有少量上升，而当聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯以特定比例同时加入时，试样的动稳定度、抗压强度提升明显，脆点下降明显，软化点上升明显，可见沥青、聚乙烯吡咯烷酮、聚三氟氯乙烯以特定比例配合后，对沥青的性能改善效果较佳，使得制成的沥青混凝土路面结构稳定，温度适用范围更广，有效提高沥青混凝土的适用范围。
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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