散布式道路表面处理施工方法技术领域
本发明属于道路施工领域,具体地,涉及一种散布式道路表面处理施
工方法,更详细地讲,涉及在处于发泡状态的沥青材料上散布骨料的散布
式道路表面处理施工方法。
背景技术
以往,铺设的道路随着被用于交通,老化和劣化逐渐加剧,有可能路
面被磨损而产生凹凸,或者在铺设表面产生裂纹等。若放置不管这些凹凸
和裂纹,那么很有可能会威胁到通行车辆的安全,也有可能由于雨水等从
裂纹部渗透到铺设体内部而引起铺设体自身破损。
作为对这样的老化和劣化了的铺设道路进行修补的方法,以往提出了
散布式道路表面处理施工方法、混合式道路表面处理施工方法以及覆盖式
施工方法等。其中,散布式道路表面处理施工方法例如有如下的施工方法:
如图1所示,在由于老化或劣化而产生了凹凸或裂纹的路面1上,将沥青
材料2散布成薄膜状,接着在其上面散布骨料3,通过沥青材料2将骨料3
结合于路面1,在路面1上形成由沥青材料2和骨料3构成的层。
该散布式道路表面处理施工方法能够比较简单地修补铺设体表面,因
此,作为对老化、劣化了的铺设体进行修补的修补施工方法是非常有效的,
但是,该散布式道路表面处理施工方法不同于使用沥青混合物进行的修补
施工方法,仅仅是利用沥青材料将骨料结合于路面,所以,散布在沥青材
料上的骨料由于受到由通行车辆的车轮等产生的刮起力或冲击力而很容易
如图1中的附图标记4所示那样飞溅起来。如果骨料4飞溅,沥青材料就
会直接露出路面表面,路面产生闪燃现象,变得非常易滑,从而引起通行
车辆的打滑等,存在产生交通事故的危险性。
为了防止这样的骨料飞溅,可以想到增加散布的沥青材料的量来加厚
沥青材料的层,从而将骨料强固地结合起来的方法,但是,若沥青材料的
量变多,则在日照较强的夏季等时,路面温度上升,会产生因过量沥青材
料引起的闪燃现象,结果反而会妨碍交通。所谓闪燃现象是指沥青达到闪
点而燃烧的现象。
发明内容
本发明为了解决上述的现有技术中存在的问题,其目的在于提供一种
散布式道路表面处理施工方法,能够不使用过量的沥青材料而将骨料强固
地结合在路面上。
本申请的发明人反复研究了在散布式道路表面处理施工方法中利用沥
青材料将骨料结合在路面上的装置,结果发现,通过首先在路面上形成处
于发泡状态的沥青材料的层,再在该层上散布骨料,由此,能够显著地增
强沥青材料将骨料结合于路面的结合力,能够不使用过量的沥青材料而筑
造出强固的散布式道路表面处理层,从而完成了本发明。
也就是说,本发明为了解决上述问题,提供一种散布式道路表面处理
施工方法,包括:在路面上形成处于发泡状态的沥青材料的层的工序;和
在处于发泡状态的沥青材料的层上散布骨料的工序。
当在路面上形成处于发泡状态的沥青材料的层时,可以是,同时或者
紧接着先后地散布沥青材料和发泡剂,使沥青材料和发泡剂在路面上或空
中进行接触、混合而使沥青材料发泡,也可以是,使沥青材料和发泡剂接
触、混合而预先进行发泡,散布发泡后的沥青材料。
作为发泡剂最好使用水,可以根据需要在该水中混合规定量的各种发
泡促进剂。
根据发明人的发现,处于发泡而容积增大的状态的沥青材料,如图2
所示那样,即使量很少也能够在路面1上形成较厚的沥青材料2的层,若
在该层上散布骨料3,则与沥青材料2未发泡的情况相比,更大面积的骨料
表面被沥青材料2覆盖。结果,如图3所示那样,即使在沥青材料2的发
泡收缩了的状态下,骨料3与沥青材料2接触的接触面积也很大,路面1
与骨料3之间、以及骨料3与骨料3之间的结合力显著增大,不会因车辆
等的通过而使骨料3飞溅。此外,由于没有过量地使用沥青材料2,因此,
即使在路面温度上升的夏季时,也不会产生沥青材料2熔融而引起闪燃现
象的情况。
本发明中的沥青材料的发泡程度没有特别的限制,通常来讲,优选使
沥青材料发泡成体积增大到原来容积的1.1~20倍。容积的增大量不足1.1
倍时,不能获得充分的发泡效果,相反,发泡成容积20倍以上时,效果不
再有什么差异。通常优选发泡成发泡前容积的3~15倍。
另外,在本发明的散布式道路表面处理施工方法中,需要在沥青材料
处于发泡状态时散布骨料,因此,优选从在路面上形成处于发泡状态的沥
青材料的层起至开始散布骨料为止的时间较短,更优选短且恒定,为了能
够容易地进行这样的施工,优选至少将沥青材料和发泡剂的散布装置或者
发泡后的沥青材料的散布装置、和骨料的散布装置搭载在同一个操作车上,
使用该操作车进行操作。
本发明的散布式道路表面处理施工方法不限于一般道路,能够应用于
机动车道、自行车道、公园内道路、运动场、停车场、飞机场、码头设施
等的铺设道路中,其用途也不仅限于修补,也能够用于新建工事中的表面
层的筑造。
发明效果:如上所述,根据本发明的散布式道路表面处理施工方法,
散布的沥青材料以发泡而容积增大的状态存在于路面上,所以,即使仅使
用了不产生闪燃现象的量的沥青材料,也能够较大面积而充分地覆盖所散
布的骨料的表面,能够将骨料彼此、以及骨料与路面强固地结合。特别是
在使用将搭载有沥青材料、发泡剂的散布装置和骨料的散布装置的操作车
来实施本发明的散布式道路表面处理施工方法的情况下,能够将沥青材料、
发泡剂的散布和骨料的散布、或者发泡后的沥青材料的散布和骨料的散布
相关连第作为一系列的工序进行管理,能够简单高效地筑造出均匀且具有
耐老化性的道路表面处理层。这样,根据本发明的散布式道路表面处理施
工方法,能够在路面上简单地筑造强固的道路表面处理层,不仅能够用于
已有的铺设道路的修补,还能够用于铺设道路的新建。
附图说明
图1是利用现有的散布式道路表面处理施工方法制成的道路表面处理
层的说明图。
图2是本发明的散布式道路表面处理施工方法的说明图。
图3是本发明的散布式道路表面处理施工方法的说明图。
附图标记说明
1、路面,2、沥青材料,3、骨料,4、飞溅的骨料。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明的散布式道路表面处理施工方法。
首先,对使用的材料进行说明。
<沥青材料>
作为本发明的散布式道路表面处理施工方法中使用的沥青材料,能够
列举出湖沥青等天然沥青、直流沥青、吹制沥青、溶剂脱沥青(例如、丙
烷脱沥青)等的石油沥青,以及重油、焦油等的沥青材料。
在这些沥青材料中能够以单独或同时采用的方式添加有天然橡胶或各
种合成橡胶。作为合成橡胶,能够以单独或同时采用的方式采用氯丁橡胶、
苯乙烯·异戊二烯共聚物橡胶、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯共聚物橡胶、聚异戊
二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯·丁二烯共聚物橡胶等的各种合成橡胶。
特别是在使用氯丁橡胶、苯乙烯·异戊二烯共聚物橡胶的情况下,能够改善
高温和低温时的特性,是优选的。此外,门尼粘度为固形或乳状。
此外,本发明所使用的沥青材料中,除了橡胶之外,还能够添加乙烯-
醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸、聚乙烯等的合成高分子聚合树脂、氧茚树
脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、脲醛树脂、醇酸树脂等的合成树脂,松香、
萜烯树脂等的天然树脂等。
此外,这些沥青材料中,以耐热性提高、由紫外线等引起的劣化的防
止、操作性提高、以及粘合性提高等为目的,也可以添加紫外线吸收剂、
各种添加剂、粘度调节剂等。
<发泡剂>
本发明中使用的发泡剂通常是蒸馏水、饮用水、工业用水、湖泊水、
河川水等的水,根据需要在该水中添加混合了0~20重量%的发泡促进剂。
发泡促进剂在添加了20重量%以上时效果不再显示出差异,而且不利于经
济方面的节省,因此设为不超过~20重量%。
作为发泡促进剂,能够使用碳酸氢钠或各种乳化剂,作为乳化剂,能
够使用阳离子系、阴离子系、两性系中的某个。此外,发泡促进剂还能够
使用过氧化氢和漂白粉、盐酸和小苏打、镁或铅和碱、二碳化钙等,进而
能够使用树脂皂等的合成表面活性剂、酪蛋白或明胶等的蛋白质诱导体、
马来酸等的高分子表面活性剂等。这些发泡促进剂可以单独使用也可以同
时采用两种以上。
<骨料>
本发明中使用的骨料是指道路铺设用的骨料,是碎石、卵石、砂子、
钢铁渣等。此外,也能够使用在这些骨料上覆盖了沥青的沥青覆盖骨料以
及再生骨料等。除此之外,也能够使用与上述骨料类似的粒状材料,例如
人工烧结骨料、烧结发泡骨料、人工轻型骨料、陶磁碎粒、铝颗粒、塑料
颗粒、陶瓷、金刚砂等。
本发明中使用的骨料的粒度没有特别的限制,从微小骨料至粗大骨料
的任何粒径能够使用,但是,为了使筑造出的道路表面处理层的厚度均匀,
优选使一次散布时使用的骨料的粒度一样。此外,骨料如果在被使用前先
用水洗等清洗了表面,则能够增大对沥青材料的附着力,是优选的。此外,
也可以在要使用的骨料的表面预先覆盖好相对于骨料而言0.3~1重量%程
度的沥青乳剂或直流沥青、改性沥青。另外,如果使用有色的骨料,则能
够简单地实现彩色铺设。
接下来,对本发明的散布式道路表面处理施工方法进行说明。
<处于发泡状态的沥青材料层的形成>
在本发明中,处于发泡状态的沥青材料的层在路面上使用什么方法来
形成均可,但是优选的是,同时或紧接着先后地散布沥青材料和发泡剂,
使沥青材料和发泡剂在路面上或空中接触混合而使沥青材料发泡,从而在
路面上形成处于发泡状态的沥青材料的层,或者是,使沥青材料和发泡剂
接触混合而预先进行发泡,通过散布发泡后的沥青材料来在路面上形成处
于发泡状态的沥青材料的层。
在同时或紧接着先后地散布沥青材料和发泡剂,使沥青材料和发泡剂
在路面上或空中接触混合而使沥青材料发泡的情况下,使用两种喷嘴,以
使沥青材料和发泡剂在空中或路面上相互接触、混合的方式,分别散布沥
青材料和发泡剂。如果主要想使两者在空中接触、混合,则以使两者的散
布区域在空中重叠的方式配置喷嘴即可,如果主要想使两者在路面上接触、
混合,则以使两者被同时或紧接着先后地散布到路面上的相同之处的方式
配置喷嘴即可。在紧接着先后地进行散布的情况下,关于沥青材料和发泡
剂的散布顺序,使沥青材料和发泡剂哪个在先都可以。散布优选通过在相
互接近的位置配置有分别用于沥青材料和发泡剂的喷射杆、以及安装在该
喷射杆上的各多个喷嘴的操作车来进行,散布宽度优选能够自由地变更。
作为喷嘴,可以使用能够同时散布多个材料的多头喷嘴。另外,优选在散
布沥青材料和发泡剂之前,预先用加热整平机等加热装置对施工路面进行
加热。
沥青材料的散布量为0.4~2.5(l/m2),优选为0.8~2.0(l/m2)。沥
青材料的散布量如果不到0.4(l/m2),则不能够良好地结合骨料,相反如
果超过2.5(l/m2),则有可能会成为产生闪燃现象的原因。沥青材料优选
加热后使用,其加热温度根据各个沥青材料的温度-粘度曲线来选择成为
适当粘度的温度,通常为90~210℃,优选加热到150~180℃来使用。
在路面上或空中与沥青材料接触、混合时的发泡剂的量,优选为相对
于沥青材料100容积份,发泡剂为0.1~40容积份。如果发泡剂的量不到
0.1容积份,则不能够使沥青材料充分地发泡,相反,如果发泡剂的量超过
40容积份,则发泡不易灭掉,到呈现出强度为止需要过多的时间。发泡剂
可以常温直接进行散布,通常优选加热到70~90℃程度进行散布。
沥青材料和发泡剂若被散布而相互接触、混合则发泡,在路面上形成
发泡的沥青材料的层。沥青材料和发泡剂的散布高度、即喷嘴的位置优选
距离路面5~50cm的范围,更优选7~35cm的范围。
在使沥青材料和发泡剂预先接触、混合而发泡来对发泡后的沥青材料
进行散布的情况下,首先将沥青材料和发泡剂导入发泡装置中使两者接触、
混合,从而使沥青材料发泡。使用的发泡装置没有特别的限制,主要是能
够使沥青材料和发泡剂接触、混合来进行发泡即可,可以使用任何的发泡
装置,例如,能够使用混合式发泡机或搅拌型发泡机、加压型发泡喷嘴等
以往公知的发泡装置。在这些发泡装置中除了加入沥青材料和发泡剂之外,
还可以强制性地吹入空气等气体。
发泡后的沥青材料经由喷嘴(在使用加压型发泡喷嘴的情况下就原样
地)被朝向路面散布。散布在使用混合式发泡机或搅拌型发泡机等发泡装
置的情况下,优选通过具备这样的发泡装置、喷射杆以及安装于喷射杆的
多个喷嘴的操作车来进行,此外,在使用加压型发泡喷嘴的情况下,优选
使用具备安装有多个加压型发泡喷嘴的喷射杆的操作车来进行。哪种情况
下都优选为散布宽度能够由施工宽度控制人员自由地变更。另外,优选在
对发泡后的沥青材料进行散布之前,预先用加热整平机等的加热装置对施
工路面进行加热。
沥青材料优选加热后导入发泡装置中,其加热温度,与使沥青材料和
发泡剂在空中或路面上接触、混合时相同,根据各个沥青材料的温度-粘
度曲线选择成为适当粘度的温度,沥青材料通常为90~210℃,优选以加热
到150~180℃程度的状态被导入发泡装置中。
另一方面,发泡剂可以以常温导入发泡装置,但通常优选加热到70~
90℃程度后导入发泡装置中。此外,关于导入发泡装置中的发泡剂的量,
相对于沥青材料100容积份优选为0.05~10容积份,更优选为0.1~5容积
份。如果发泡剂的量不到0.05容积份,则不能够使沥青材料充分地发泡,
相反,如果发泡剂的量超过10容积份,则效果不再呈现什么差别,反而不
好。
发泡后的沥青材料的散布量,如果按照发泡前的容积进行换算为0.4~
2.5(l/m2),优选为0.8~2.0(l/m2)。如果沥青材料的散布量不到0.4(l
/m2),则不能够良好地结合骨料,相反,如果沥青材料的散布量超过2.5
(l/m2),则有可能成为产生闪燃现象的原因。发泡后的沥青材料的散布
高度、即喷嘴的位置优选为距离路面5~50cm的范围,更优选7~35cm的
范围。
<骨料的散布>
如上述那样在路面上形成发泡的沥青材料的层,接着,在该层上散布
骨料。骨料的散布需要在沥青材料保持着发泡状态的期间进行,因此,沥
青材料和发泡剂的散布装置与骨料的散布装置、或者发泡后的沥青材料的
散布装置与骨料的散布装置搭载在1台操作车上,使该操作车一边前进一
边进行操作是非常高效的,所以优选。
沥青材料或发泡后的沥青材料、发泡剂等的散布装置、以及骨料的散
布装置,配置成在这些散布装置的散布位置之间不隔有操作车的车轮或履
带,换言之配置成在沥青材料或发泡后的沥青材料、发泡剂被散布之后、
骨料被散布之前,操作车的车轮或履带不从散布区域通过。例如,配置成,
沥青材料、发泡剂、骨料各自的散布位置都位于操作车的前轮的前侧,或
者都位于前轮和后轮之间,或者都位于后轮的后侧。另外,在对发泡后的
沥青材料进行散布的情况下,优选沥青材料的发泡装置也预先搭载在了上
述操作车上。
骨料的散布量为,每次散布时,每100m2单位为0.2~2.5m3的范围,
优选为0.4~2.0m3。骨料的散布量如果每100m2单位不到0.2m3,则有可能
会成为产生闪燃现象的原因,相反,如果超过2.5m3,则过量的骨料有可能
会随着车辆的通行而飞溅。
散布的骨料优选为单一粒度,以每次散布在路面上形成实质上为单层
的骨料层的方式进行散布。骨料通常在加热到100~170℃的状态下被散布,
但是也可以在常温状态下被散布。
优选在散布骨料之后,对路面进行辗压,作为压路机,例如能够适应
车轮辊、铁轮辊、振动辊等的自行式压路机。
下面使用实施例来进一步说明本发明,但是本发明不限于这些实施例。
实施例1
使用机动车道,在宽度1m、长度2m的范围内,按照本发明的散布式
道路表面处理施工方法进行施工。使用加热整平机将施工区域加热至大约
60℃之后,首先使用试验用喷射器朝向路面散布发泡剂,然后立即使用相
同的试验用喷射器朝向路面散布沥青材料。发泡剂和沥青材料在路面上混
合,产生了丰富的发泡,因此,迅速地散布骨料。在散布骨料之后,利用
振动辊对骨料的散布面充分进行辗压,结束操作。
使用的材料如下所示。
<沥青材料>
沥青材料:石油沥青
散布量:1.0(l/m2)
散布温度:170℃
<发泡剂>
发泡剂:脂环族表面活性剂10重量%水溶液散布量:0.4(l/m2)
散布温度:82℃
<骨料>
骨料:碎石
状态:水洗处理散布温度:120℃散布量:1.0(m3/100m2)
其中,使用的沥青材料的性能如表1所示。
(表1)
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实施例2
使用试验用的多列喷射器来同时散布沥青材料和发泡剂,使两者在空
中接触、混合,在路面上形成发泡的沥青材料的层。沥青材料除了散布量
为1.1(l/m2)之外与实施例1的条件相同,作为发泡剂,使用下述的材
料。此外,与实施例1同样地在机动车道的宽度1m、长度2m的路面上按
照本发明的散布式道路表面处理施工方法进行施工。
<发泡剂>
发泡剂:脂环族表面活性剂3重量%水溶液散布量:0.1(l/m2)
散布温度:84℃
实施例3
与实施例1相同的沥青材料按照100容积份、与实施例1相同的发泡
剂按照3容积份,导入至搅拌型发泡机中,搅拌、混合进行发泡,使用发
动机喷射器对预先利用加热整平机加热到了约80℃的宽度1m、长度2m的
施工路面散布发泡后的沥青材料。散布量按照发泡前的沥青材料进行换算
为1.2(l/m2)。散布了发泡的沥青材料之后,立即散布与实施例1相同的
骨料。骨料的散布温度、散布量也与实施例1相同。然后,与实施例1同
样地利用振动辊充分地辗压骨料的散布面,结束操作。
为了与本发明进行对比,进行了下述3个比较例。
比较例1,除了不散布发泡剂之外,与实施例1同样地按照散布式道
路表面处理施工方法进行施工。
比较例2,除了不散布发泡剂之外,与实施例2同样地按照散布式道
路表面处理施工方法进行施工。
比较例3,除了不使用发泡剂,未使沥青材料发泡之外,与实施例3
同样地按照散布式道路表面处理施工方法进行施工。
将上述实施例和比较例筑造出的道路表面进行24小时的养生之后,在
试验用的大型车辆上装载重负载,使该大型车辆以时速30km/h的速度、
在道路表面处理层上反复行驶,总计行驶72个时间后,调查各个道路表面
处理层的状况。
结果表明,在实施例1~3的道路表面处理层的情况下,几乎没有发现
骨料的飞溅。与此相对,在比较例1~3的道路表面处理层的情况下,在试
验车辆的车辙中发现了多处骨料飞溅的痕迹。尝试着将骨料剥离,在实施
例1~3的道路表面处理层的情况下,整个处理层的所有部位,骨料都牢固
地附着在路面上,无法将骨料剥离,相对于此,在比较例1~3的道路表面
处理层的情况下,在车辙等有多处能容易地将骨料剥离。
因此,根据本发明的散布式道路表面处理施工方法,散布的骨料能够
牢固地附着在路面上,能够筑造坚固的道路表面处理层。
如上所述,根据本发明的散布式道路表面处理施工方法,散布的沥青
材料以发泡而容积增大的状态存在于路面上,所以,即使仅使用了不产生
闪燃现象的量的沥青材料,也能够较大面积而充分地覆盖所散布的骨料的
表面,能够将骨料彼此、以及骨料与路面强固地结合。特别是在使用将搭
载有沥青材料、发泡剂的散布装置和骨料的散布装置的操作车来实施本发
明的散布式道路表面处理施工方法的情况下,能够将沥青材料、发泡剂的
散布和骨料的散布、或者发泡后的沥青材料的散布和骨料的散布相关连第
作为一系列的工序进行管理,能够简单高效地筑造出均匀且具有耐老化性
的道路表面处理层。这样,根据本发明的散布式道路表面处理施工方法,
能够在路面上简单地筑造强固的道路表面处理层,所以,不仅能够用于已
有的铺设道路的修补,还能够用于铺设道路的新建,本发明是非常方便有
用的发明。