一种碎石封层最小碎石用量的确定方法
阅读说明：本技术 一种碎石封层最小碎石用量的确定方法 (Method for determining minimum gravel consumption of gravel seal ) 是由 不公告发明人 于 2021-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种碎石封层以不粘轮为指标最小碎石用量的确定方法,属于道路工程养护技术领域。所述测试方法是预先成型碎石下封层中的沥青层,再在沥青层上均匀地喷涂红漆作为试验区,在试验区均匀撒布碎石,然后在碎石封层上铺一层白布,用轮碾仪碾压,以试验区对应的白布区域是否有红漆为粘轮指标,确定碎石封层最小碎石用量。本发明方法可以解决沥青粘轮的问题,并确定沥青不粘轮状态下最小碎石用量,从而减少成本。(The invention discloses a method for determining the minimum broken stone using amount of a broken stone seal layer by taking a non-stick wheel as an index, and belongs to the technical field of road engineering maintenance. The testing method comprises the steps of forming an asphalt layer in the gravel lower seal layer in advance, spraying red paint on the asphalt layer uniformly to serve as a testing area, spreading gravel uniformly on the testing area, then laying a layer of white cloth on the gravel seal layer, rolling by using a wheel rolling instrument, and determining the minimum gravel consumption of the gravel seal layer by taking whether red paint exists in a white cloth area corresponding to the testing area as a wheel sticking index. The method can solve the problem of wheel sticking by asphalt and determine the minimum broken stone consumption under the condition that the asphalt does not stick to the wheel, thereby reducing the cost.)
技术领域
本发明属于公路养护
技术领域
，更具体来说是涉及一种碎石封层以不粘轮为指标最小碎石用量的确定方法。背景技术
随着我国经济的快速发展，交通行业建设也随之蓬勃发展。沥青路面由于其行车舒适、安全、噪音小、工期短、开放交通早等优点已被广泛应用于各级公路和城市道路。现如今我国沥青路面道路建设已经从大规模新建阶段进入大规模养护阶段，在路面各种养护手段中，碎石封层应用广泛，除了可用于表面磨耗层还可作为应力吸收层、粘结防水层等。
沥青薄层罩面是介于封层与加铺层之间的一种处治技术。薄层罩面结构分为两个层次：表面磨耗层和粘结防水层。薄层罩面的分类方法有很多种，按黏结层与薄层罩面的施工时间间隔不同分为同步薄层罩面和分步薄层罩面。碎石封层用于粘结防水层时，撒布碎石的目的是防止沥青粘轮。磨耗层的施工在分步薄层罩面路面施工中，进行混合料摊铺时，需要运料车在基底沥青封层上作业，从而导致作业车辆轮胎直接接触沥青层后沥青粘轮破坏沥青封层，并且轮胎上的污染物会影响沥青层作用效果。针对分步薄层罩面施工工艺的不足，在沥青层上撒布碎石，从而防止沥青粘轮，碎石的撒布选择同步碎石封层撒布方式，撒布碎石的主要目的是使沥青混合料摊铺机作业时轮胎不与沥青封层接触，因此，有必要发明一种碎石封层最小碎石用量的确定方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种碎石封层最小碎石用量的确定方法。
技术方案：一种碎石封层最小碎石用量的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、先通过轮碾法成型一块车辙板试件；
步骤2、称取n％，n+5％，n+10％，n+15％(n≥o)撒布率的撒布碎石，放入170℃烘箱中加热备用；
步骤3、将硅油纸折成沥青薄板成型模具形状放入模具中；
步骤4、将沥青放入170℃烘箱中加热，成流动状后将成型模具放置在电炉上加热，加热过程中用红外温枪测温，模具加热至110℃时，往模具中倒入沥青，继续加热使沥青均匀分布于模具内，然后将模具从电炉上取下置于室内冷却，待沥青薄板冷却至室温后，将模具连同沥青一起放入-10℃的冰箱中冷却并保温10min，然后将沥青薄板脱模，同样方法制备4块沥青薄板；
步骤5、依次将4块沥青薄板贴附在沥青混合料车辙板试件上形成沥青封层；
步骤6、在沥青封层上选定4个试验区，并分别喷涂红漆；
步骤7、将n％，n+5％，n+10％，n+15％(n≥0)撒布率的撒布碎石依次均匀撒布在4个试验区；
步骤8、碎石撒布完成后用白布盖在碎石封层上，将车辙板放置在车辙板成型机上碾压两个来回，以白布上是否沾染红色染料作为是否沥青是否粘轮的判定依据；
步骤9、将车辙板从成型机上拆下，并对四个试验区域对应的白布区域进行检查是否沾上红漆，若沾染红漆则不满足不粘轮的要求，若没有沾染上红漆则满足；最小碎石撒布率判断方法如下：
(1)若4个试验区域都不粘轮则重新制备沥青封层，选取4个试验区，依次碎石撒布率为n-20％、n-15％、n-10％、n-5％(n-20≥0)；并选取粘轮试验区的最大撒布率加5％作为沥青封层最小碎石撒布率；
(2)若4个试验区域都粘轮则重新制备沥青封层，选取4个试验区，依次碎石撒布率为n+20％、n+25％、n+30％、n+35％；并选取不粘轮试验区的最小撒布率作为沥青封层最小碎石撒布率；
(3)若4个试验区既有粘轮也有不粘轮则选取不粘轮试验区的最小碎石撒布率作为沥青封层的最小碎石撒布率。
本发明进一步限定的技术方案为：在步骤2中所述n％，n+5％，n+10％，n+15％(n≥0)碎石撒布率是碎石满布时(100％)碎石用量X kg/m2的百分比。
作为优选，在步骤3中所述沥青薄板模具为不锈钢模具，尺寸为150mm×150mm×20mm。
作为优选，在步骤5中所述将沥青薄板贴附在车辙板试件上前要先在车辙板上铺一层硅油纸，再贴附沥青薄板，从而可以重复利用车辙板试件。
作为优选，在步骤6中所述试验区为每块沥青薄板中间10cm×10cm正方形区域，喷涂处理方法为在15cm×15cm纸张中间挖出面积为10cm×10cm的正方形，最终形成正方形纸环，将裁剪好的正方形纸环贴合于沥青薄板上，并在其上喷红漆，然后将正方形纸环拿掉，红漆区域作为试验区域，依次喷涂4个试验区。
作为优选，在步骤8中白布应该与车辙板紧密贴合，不要出现褶皱现象，保证结果准确性。
有益效果：本发明提供了一种碎石封层以不粘轮为指标最小碎石用量的确定方法。具有以下有益效果：
(1)同步薄层罩面施工需要专门的同步摊铺机，市场上这种设备少而且价格高，本发明方法可解决施工机械的限制，为需要同步摊铺却又由于没有同步摊铺机或摊铺价格太贵无法进行同步摊铺提供一种解决办法。
(2)在分步薄层罩面施工时，该方法可以避免沥青混合料摊铺机车辆轮胎直接接触沥青封层后沥青粘轮破坏沥青封层以及轮胎上的污染物影响沥青层作用效果，在达到不粘轮的同时得到最小碎石撒布率从而节约成本，弥补分步薄层罩面施工的不足。
(3)本发明方法可准确控制沥青封层厚度均匀，从而减小试验误差。
(4)本发明方法可实现在沥青封层下铺一张纸，若试验失败，可重新制备沥青封层，多次利用车辙板试件，并且一块板4个试验区增加了得到最小撒布率的速度，提高效率，减少时间、物资成本。
(5)本发明方法提供了一种室内试验方法，操作简单，获得数据效率高，成本极低，对工程而言，可极大降低工程成本。
附图说明
图1为本发明实施例中贴附硅油纸的沥青薄板成型模具，
图2为本发明实施例中成型的沥青薄板示意图，
图3为本发明实施例中成型的沥青封层示意图，
图4为本发明实施例中在试验区喷涂红漆示意图，
图5为本发明实施例1中撒布碎石示意图，
图6为本发明实施例中车辙板碾压示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种碎石封层以不粘轮为指标最小碎石用量的室内确定方法，如图1-6所示：具体步骤如下：
S1、制备车辙板试件
本实施例按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)制备SMA-13沥青混合料的标准车辙板试件，级配为：1#玄武岩集料∶2#玄武岩集料∶4#玄武岩集料∶矿粉∶木质纤维＝42％∶33％∶15％∶10％∶0.3％，油石比为6％；将沥青、矿粉、纤维和集料在170℃的拌锅里拌和，采用车辙板成型仪成型300mm×300mm×50mm的试件，将成型好的车辙板试件连同试模室温条件下放置24h备用；
S2、制备撒布碎石
选用的碎石为粒径在3～5mm的玄武岩集料，称取40％、45％、50％、55％碎石撒布率时碎石用量，放入170℃烘箱中加热。
S3、准备沥青薄板成型模具
将硅油纸折成沥青薄板成型模具形状放入模具中；
S4、制备沥青薄板
首先将SBS沥青放入170℃烘箱中加热，待沥青成流动状，将模具放在电炉上加热，当模具加热到110℃时，将SBS沥青倒入模具中，倒入量为35g，继续加热至沥青均匀分布在模具底部，然后将模具从电炉上取下置于室内冷却，待沥青薄板冷却至室温后，将模具连同沥青一起放入-10℃的冰箱中冷却并保温10min，然后将沥青薄板脱模，同样方法制备4块沥青薄板。
S5、铺沥青封层
将制备好的4块沥青薄板贴在车辙板试件上表面，形成沥青封层。
S6、确定试验区域
选定每块沥青薄板中间10cm×10cm正方形区域作为试验区域，则在15cm×15cm纸张中间挖出面积为10cm×10cm的正方形，最终形成正方形纸环，将裁剪好的正方形纸环贴合于沥青薄板上，并在其上喷红漆，然后将正方形纸环去掉，红漆区域作为试验区域，依次涂抹4个试验区。
S7、撒布碎石封层
将加热好的40％、45％、50％、55％碎石撒布率的碎石依次均匀撒布在4个试验区，形成碎石封层。
S8、轮碾试验
碎石撒布完成后用一块面积为135cm×135cm的正方形白布盖在碎石封层上，使白布与车辙板紧密贴合，保证结果准确性。将车辙板放置在车辙板成型机上碾压两个来回。
S9、确定封层最小碎石撒布率
观察不同碎石撒布率上所覆盖白布的外观，白布均沾染红色涂料，因此重复步骤S2-S9，S2中碎石撒布率变为60％，65％，70％，75％，观察不同碎石撒布率上所覆盖白布的外观，发现4个试验区均未沾染红色涂料，所以最小碎石撒布率为60％。
实施例2
本实施例提供一种碎石封层以不粘轮为指标最小碎石用量的室内确定方法，如图1-6所示：具体步骤如下：
S1、制备车辙板试件
本实施例按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)制备SMA-13沥青混合料的标准车辙板试件，级配为：1#玄武岩集料∶2#玄武岩集料∶4#玄武岩集料∶矿粉∶木质纤维＝42％∶33％∶15％∶10％∶0.3％，油石比为6％；将沥青、矿粉、纤维和集料在170℃的拌锅里拌和，采用车辙板成型仪成型300mm×300mm×50mm的试件，将成型好的车辙板试件连同试模室温条件下放置24h备用；
S2、制备撒布碎石
选用的碎石为粒径在3～5mm的玄武岩集料，称取40％、45％、50％、55％碎石撒布率时碎石用量，放入170℃烘箱中加热。
S3、准备沥青薄板成型模具
将硅油纸折成沥青薄板成型模具形状放入模具中；
S4、制备沥青薄板
首先将SBS沥青放入170℃烘箱中加热，待沥青成流动状，将模具放在电炉上加热，当模具加热到110℃时，将SBS沥青倒入模具中，倒入量为15g，继续加热至沥青均匀分布在模具底部，然后将模具从电炉上取下置于室内冷却，待沥青薄板冷却至室温后，将模具连同沥青一起放入-10℃的冰箱中冷却并保温10min，然后将沥青薄板脱模，同样方法制备4块沥青薄板。
S5、铺沥青封
将制备好的4块沥青薄板贴在车辙板试件上表面，形成沥青封层。
S6、确定试验区域
选定每块沥青薄板中间10cm×10cm正方形区域作为试验区域，则在15cm×15cm纸张中间挖出面积为10cm×10cm的正方形，最终形成正方形纸环，将裁剪好的正方形纸环贴合于沥青薄板上，并在其上喷红漆，然后将正方形纸环去掉，红漆区域作为试验区域，依次涂抹4个试验区。
S7、撒布碎石封层
将加热好的40％、45％、50％、55％碎石撒布率的碎石依次均匀撒布在4个试验区，形成碎石封层。
S8、轮碾试验
碎石撒布完成后用一块面积为135cm×135cm的正方形白布盖在碎石封层上，使白布与车辙板紧密贴合，保证结果准确性。将车辙板放置在车辙板成型机上碾压两个来回。
S9、确定封层最小碎石撒布率
观察不同碎石撒布率上所覆盖白布的外观，白布均未沾染红色涂料，因此重复步骤S2-S9，S2中碎石撒布率变为20％，25％，30％，35％，观察不同碎石撒布率上所覆盖白布的外观，发现20％、25％撒布率的试验区粘轮，30％、35％撒布率的试验区不粘轮，所以最小碎石撒布率为30％。
实施例3
本实施例提供一种碎石封层以不粘轮为指标最小碎石用量的室内确定方法，如图1-6所示：具体步骤如下：
S1、制备车辙板试件
本实施例按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)制备SMA-13沥青混合料的标准车辙板试件，级配为：1#玄武岩集料∶2#玄武岩集料∶4#玄武岩集料∶矿粉∶木质纤维＝42％∶33％∶15％∶10％∶0.3％，油石比为6％；将沥青、矿粉、纤维和集料在170℃的拌锅里拌和，采用车辙板成型仪成型300mm×300mm×50mm的试件，将成型好的车辙板试件连同试模室温条件下放置24h备用；
S2、制备撒布碎石
选用的碎石为粒径在2～4mm的玄武岩集料，称取40％、45％、50％、55％碎石撒布率时碎石用量，放入170℃烘箱中加热。
S3、准备沥青薄板成型模具
将硅油纸折成沥青薄板成型模具形状放入模具中；
S4、制备沥青薄板
首先将SBS沥青放入170℃烘箱中加热，待沥青成流动状，将模具放在电炉上加热，当模具加热到110℃时，将SBS沥青倒入模具中，倒入量为35g，继续加热至沥青均匀分布在模具底部，然后将模具从电炉上取下置于室内冷却，待沥青薄板冷却至室温后，将模具连同沥青一起放入-10℃的冰箱中冷却并保温10min，然后将沥青薄板脱模，同样方法制备4块沥青薄板。
S5、铺沥青封层
将制备好的4块沥青薄板贴在车辙板试件上表面，形成沥青封层。
S6、确定试验区域
选定每块沥青薄板中间10cm×10cm正方形区域作为试验区域，则在15cm×15cm纸张中间挖出面积为10cm×10cm的正方形，最终形成正方形纸环，将裁剪好的正方形纸环贴合于沥青薄板上，并在其上喷红漆，然后将正方形纸环去掉，红漆区域作为试验区域，依次涂抹4个试验区。
S7、撒布碎石封层
将加热好的40％、45％、50％、55％碎石撒布率的碎石依次均匀撒布在4个试验区，形成碎石封层。
S8、轮碾试验
碎石撒布完成后用一块面积为135cm×135cm的正方形白布盖在碎石封层上，使白布与车辙板紧密贴合，保证结果准确性。将车辙板放置在车辙板成型机上碾压两个来回。
S9、确定封层最小碎石撒布率
观察不同碎石撒布率上所覆盖白布的外观，白布沾染红色涂料，即都粘轮，因此重复步骤S2-S9，S2中碎石撒布率变为60％，65％，70％，75％，观察不同碎石撒布率上所覆盖白布的外观，发现75％撒布率的试验区不粘轮，60％，65％，70％撒布率的试验区粘轮，所以最小碎石撒布率为75％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
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