自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210122957.4

申请日:

2012.04.24

公开号:

CN102644225A

公开日:

2012.08.22

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):E01C 7/32申请日:20120424授权公告日:20140625终止日期:20150424|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E01C 7/32申请日:20120424|||公开

IPC分类号:

E01C7/32; E01C11/24

主分类号:

E01C7/32

申请人:

唐山市交通运输局

发明人:

周健民; 陈万里; 唐秀明; 徐玉峰; 李铁山; 许秀东; 张雅涛; 丁庆军; 李悦; 黄绍龙; 沈凡

地址:

063000 河北省唐山市北区大里路125号

优先权:

专利代理机构:

北京思海天达知识产权代理有限公司 11203

代理人:

刘萍

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内容摘要

自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面属于一种公路路面结构与材料,具体是采用全新的自融雪技术,同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,是先进的路面技术集成系统。主要特征是:路面结构分为三层,下层是具备大空隙率的多孔基体沥青混合料,然后灌入高渗透、低收缩、与沥青粘结性优良的聚合物改性砂浆,形成高模量、高耐久半柔性路面材料。中间层是高粘度、高弹性、高粘韧性改性沥青作为黏结层和防水层;上层是内部掺加融雪剂的多孔沥青混凝土。

权利要求书

1.一种自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面,其特征在于该路面
结构形式如下:
路面结构分为三层,下层是多孔基体沥青混合料,并灌入聚合物改性砂
浆,中间层是改性沥青加撒布碎石作为黏结层和防水层;上层是内部掺加融
雪剂的多孔沥青混凝土;
所述下层多孔基体沥青混合料厚度为4~6cm,空隙率为28~32%;
聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥∶粉煤灰∶
乳化沥青∶膨胀剂∶减水剂∶砂∶水=100∶60~120∶
60~120∶40~60∶0.8~1.2∶20~100∶20~60;所述水泥为P.O42.5或者P.O52.5硅酸盐
水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA
膨胀剂,砂为河沙,细度模数为1.9~2.2,减水剂为萘系减水剂或者聚羧酸减
水剂;
多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料∶沥青
=100∶2.5~4.0;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶细集料∶
填料=100∶5~10∶1~4;粗集料为粒径大于2.36mm的玄武岩或辉绿岩碎石,细
集料为粒径小于2.36mm的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公
称粒径为13.2mm;沥青符合公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004中表
D.2.2高粘度改性沥青的要求,且其粘度应控制在60000~80000Pa·s,针入度
控制在7~9mm;
所述中间层高粘度改性沥青洒布量为0.7~2.2kg/m2,其性能符合公路沥青
路面施工技术规范JTG F40-2004中表D.2.2高粘度改性沥青的要求,且其粘
度控制在80000~10000Pa·s,针入度控制在4~7mm;碎石撒布量为6~13kg/m2
所述掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例为,
矿料∶沥青∶融雪剂∶纤维=100∶4.5~5.5∶1~4∶0.2~0.4;所述的矿料由粗集
料、细集料和填料组成,粗集料∶细集料∶填料=100∶8~15∶2~6;粗集料选用
玄武岩或辉绿岩,细集料为石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大
公称粒径为13.2mm,沥青与制备多孔基体沥青混合料所用的高粘度改性沥青
一致,纤维为聚酯纤维;掺加融雪剂的多孔沥青混凝土厚度为4~5cm,空隙
率为18~22%。
2.根据权利要求1中所述路面,其特征在于:融雪剂由以下原料组成,
各原料重量比例为,氯化镁∶NH4CNS∶水泥∶醋酸丁脂=100∶20~26∶
60~70∶10~20;所述水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1中所述路面的施工工艺,其特征在于:
对于上、下层:沥青加热温度为165-175℃,矿料加热温度200-210℃,沥
青混合料出厂温度180-190℃,摊铺温度不低于165℃,碾压结束表面温度不
低于90℃;搅拌过程中矿料首先干拌20s,然后加入沥青与融雪剂进行湿拌
40s,总拌和时间1分钟;
下层碾压结束1天后,将符合指标要求的聚合物改性砂浆分三次撒布在下
层表面,每次聚合物改性砂浆撒布量按下层总孔隙率的0.3~0.4控制,每次撒
布结束后用刮板抹平;全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中
间层施工;
中间层高粘度改性沥青的洒布温度为180~190℃,并在其上撒布规格为
4.75~9.5mm或者9.5~13.2mm的碎石,碎石撒布量为6~13kg/m2

说明书

自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面

技术领域

本发明属于一种公路路面结构与材料,具体是采用全新的自融雪
技术,同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,是先进
的路面技术集成系统。属于路基路面技术领域。

背景技术

近年来我国建成通车的高速公路逐渐增加,同时高速公路出现
交通事故的报道也屡见不鲜,特别是积雪结冰路面会给道路畅通和
行车安全带来严重影响,甚至造成交通瘫痪。为保障道路畅通与行
车安全,避免和减少交通事故,必须采取一些相应的措施来清除路
面积雪。清除路面积雪有路面外部技术和内部技术,外部技术比如
撒融雪剂、机械清除、人工清除等,这些技术缺点明显,比如费用
高、时间长、除冰融雪效果差、对环境和道路设施造成破坏等。

本项目采用全新的自融雪内部技术,同时赋予路面结构自排
水、防滑、降噪等多功能特性,是先进的路面技术集成系统。本
项目不但有效地解决了高等级公路沥青路面的雨雪天行车安全问
题,大大提高了高速公路整体运营效率,而且抗滑性能得到了提高,
路面交通事故发生率将大大降低,同时,该路面还具有优异的降噪
效果、改善了路面的行车舒适性,结合高模量、高耐久半柔性路面
材料,提高了路面承载能力,降低了温度疲劳开裂,延长了路面使
用寿命,消除了沥青路面的早期损坏和初期损害,使得沥青路面在
使用年限内不需要大的结构性重建或重修,降低了维修费用,减小
了对交通运行的影响。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有技术的不足,提供一种自融雪、抗
滑、排水、降噪多功能沥青路面设计方法,采用全新的自融雪内部技
术,同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,有效地解
决了高等级公路沥青路面的雨雪天行车安全问题,大大提高了高速公
路整体运营效率,而且抗滑性能得到了提高,路面交通事故发生率将
大大降低,同时,该路面还具有优异的降噪效果,提高了路面承载能
力,降低了温度疲劳开裂,延长了路面使用寿命,消除了沥青路面的
早期损坏和初期损害,使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性
重建或重修,降低了维修费用。

一种自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面,其特征在于该
路面结构形式如下:

路面结构分为三层,下层是多孔基体沥青混合料,并灌入聚合物
改性砂浆,中间层是改性沥青加撒布碎石作为黏结层和防水层;上层
是内部掺加融雪剂的多孔沥青混凝土;

所述下层多孔基体沥青混合料厚度为4~6cm,空隙率为28~32%;
聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥∶粉煤灰∶
乳化沥青∶膨胀剂∶减水剂∶砂∶水=100∶60~120∶
60~120∶40~60∶0.8~1.2∶20~100∶20~60;所述水泥为P.O42.5或者P.O52.5
硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢裂乳化沥青,
膨胀剂为UEA膨胀剂,砂为河沙,细度模数为1.9~2.2,减水剂为萘
系减水剂或者聚羧酸减水剂;

多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料∶
沥青=100∶2.5~4.0;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集
料∶细集料∶填料=100∶5~10∶1~4;粗集料为粒径大于2.36mm的玄武
岩或辉绿岩碎石,细集料为粒径小于2.36mm的石灰岩机制砂,填料
为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为13.2mm;沥青符合公路沥青
路面施工技术规范JTG F40-2004中表D.2.2高粘度改性沥青的要求,
且其粘度应控制在60000~80000Pa·s,针入度控制在7~9mm;

所述中间层高粘度改性沥青洒布量为0.7~2.2kg/m2,其性能符合
公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004中表D.2.2高粘度改性沥青
的要求,且其粘度控制在80000~10000Pa·s,针入度控制在4~7mm;

所述掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量
比例为,矿料∶沥青∶融雪剂∶纤维=100∶4.5~5.5∶1~4∶0.2~0.4;所
述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶细集料∶填料
=100∶8~15∶2~6;粗集料为粒径大于2.36mm的玄武岩或辉绿岩碎石,
细集料为粒径小于2.36mm的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿
料的最大公称粒径为13.2mm,沥青与制备多孔基体沥青混合料所用
的高粘度改性沥青一致,纤维为聚酯纤维;掺加融雪剂的多孔沥青混
凝土厚度为4~5cm,空隙率为18~22%。

融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁∶NH4CNS∶
水泥∶醋酸丁脂=100∶20~26∶60~70∶10~20;所述水泥为P.O42.5硅
酸盐水泥。

所述路面的施工工艺,其特征在于:

对于上、下层:沥青加热温度为165-175℃,矿料加热温度
200-210℃,沥青混合料出厂温度180-190℃,摊铺温度不低于165℃,
碾压结束表面温度不低于90℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然后
加入沥青与融雪剂进行湿拌40s,总拌和时间1分钟。

下层碾压结束1天后,将符合指标要求的聚合物改性砂浆分三次
撒布在下层表面,每次聚合物改性砂浆撒布量按下层总孔隙率的
0.3~0.4控制,每次撒布结束后用刮板抹平。全部孔隙灌注砂浆结束
后洒水养护28天,然后进行中间层施工。

中间层高粘度改性沥青的洒布温度为180~190℃,并在其上撒布
规格为4.75~9.5mm或者9.5~13.2mm的碎石,碎石撒布量为
6~13kg/m2。碎石为玄武岩或者辉绿岩。

1.下层多孔基体沥青混合料矿料级配设计范围见表1、上层多孔沥青
混合料矿料级配设计范围见表2:

表1下层多孔基体沥青混合料矿料级配设计范围


表2上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围

  筛孔/mm
  16
  13.2
  9.5
  4.75
  2.36
  1.18
  0.6
  0.3
  0.15
  0.075
  级配上限
  100.0
  98
  78
  28
  20
  18
  12
  11
  8
  6
  级配下限
  100
  92
  62
  10
  8
  5
  3
  3
  3
  2

2.本发明能够达到的技术效果如下:

能够降低路面冰点7℃以上,马歇尔稳定度≥6.0kN,飞散损失率
≤15%,车辙动稳定度≥6000次/mm,浸水残留稳定度≥90%,冻融劈
裂强度比≥90%,渗水系数≥2400ml/min,宏观构造深度≥1.5mm,摆
值摩擦系数(BPN)≥60。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体说明。

实施例一:

1.下层4cm厚、公称最大粒径为13.2mm、空隙率为28%的多孔基
体沥青混合料。沥青加热温度为165℃,矿料加热温度200℃,沥青
混合料出厂温度180℃,摊铺温度为165℃,碾压结束表面温度为
90℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然后加入沥青进行湿拌40s,
总拌和时间1分钟。

多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料∶
沥青=100∶3.5;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶
细集料∶填料=100∶5.5∶3.5;粗集料为粒径大于2.36mm的玄武岩碎石,
细集料为粒径小于2.36mm的石灰岩机制砂,填料为粒径小于
0.075mm的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为13.2mm;沥青为高
粘度改性沥青,其粘度为62000Pa·s,针入度为7.2mm。多孔基体沥
青混合料矿料级配见表3:

表3下层多孔基体沥青混合料矿料级配



2.下层碾压结束1天后,将聚合物改性砂浆分三次撒布在下面层表
面,聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥∶粉
煤灰∶乳化沥青∶膨胀剂∶减水剂∶砂∶水=100∶70∶75∶45∶0.85∶80∶45;
所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥
青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA普通膨胀剂,砂为普通河
沙,细度模数为2.0,减水剂为萘系减水剂。

灌入的聚合物改性砂浆性能为初始流动度12S,半小时后流动性
12S,泌水率1%,分层度0.5%,28天抗压强度15MPa,28天抗折强
度8MPa,60d干缩率2/万,与沥青粘附等级达到4。每次砂浆撒布
量按下层总孔隙率的0.3-0.4控制,每次撒布结束后用刮板抹平。全
部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中面层施工。

3.中间层高粘度改性沥青洒布量为1.2kg/m2,并撒布规格为
4.75~9.5mm的玄武岩碎石7.8kg/m2;高粘度改性沥青粘度为
85000Pa·s,针入度为4.5mm。

4.上层多孔沥青混凝土厚度4cm,公称最大粒径为13.2mm、空隙率
为19%的掺加融雪剂的多孔沥青混合料。沥青加热温度为168℃,矿
料加热温度200℃,沥青混合料出厂温度180℃,摊铺温度165℃,
碾压结束表面温度90℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然后加入沥
青和融雪剂进行湿拌40s,总拌和时间1分钟。

掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例
为,矿料∶沥青∶融雪剂∶纤维=100∶4.7∶2∶0.25;所述的矿料由
粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶细集料∶填料=100∶12∶3;粗集
料为粒径大于2.36mm的玄武岩碎石,细集料为粒径小于2.36mm的
石灰岩机制砂,填料为粒径小于0.075mm的石灰岩矿粉,矿料的最
大公称粒径为13.2mm;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为62000Pa·s,
针入度为7.2mm;纤维为聚酯纤维。

融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁∶NH4CNS∶
水泥∶醋酸丁脂=100∶22∶62∶12;所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水
泥。

掺加融雪剂的多孔沥青混合料矿料级配见表4:

表4上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围


效果:降低路面冰点7℃,马歇尔稳定度6.1kN,飞散损失率14%,
车辙动稳定度6230次/mm,浸水残留稳定度91%,冻融劈裂强度比
91%,渗水系数2430ml/min,宏观构造深度1.6mm,摆值摩擦系数
(BPN)62。

实施例二:

1.下层5cm厚、公称最大粒径为13.2mm、空隙率为30%的多孔基
体沥青混合料。沥青加热温度为170℃,矿料加热温度210℃,沥青
混合料出厂温度190℃,摊铺温度为168℃,碾压结束表面温度为
92℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然后加入沥青进行湿拌40s,
总拌和时间1分钟。

多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料∶
沥青=100∶3.7;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶
细集料∶填料=100∶5.0∶3.1;粗集料为粒径大于2.36mm的辉绿岩碎石,
细集料为粒径小于2.36mm的石灰岩机制砂,填料为粒径小于
0.075mm的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为13.2mm;沥青为高
粘度改性沥青,其粘度为66000Pa·s,针入度为7.5mm。多孔基体沥
青混合料矿料级配见表5:

表5下层多孔基体沥青混合料矿料级配


2.下层碾压结束1天后,将聚合物改性砂浆分三次撒布在下面层表
面,聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥∶粉
煤灰∶乳化沥青∶膨胀剂∶减水剂∶砂∶水=100∶75∶80∶50∶0.91∶85∶50;
所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥
青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA普通膨胀剂,砂为普通河
沙,细度模数为2.1,减水剂为聚羧酸减水剂。

灌入的聚合物改性砂浆性能为初始流动度13S,半小时后流动性
14S,泌水率0.9%,分层度0.4%,28天抗压强度16MPa,28天抗折
强度8.2MPa,60d干缩率1.8/万,与沥青粘附等级达到5。每次砂浆
撒布量按下层总孔隙率的0.3-0.4控制,每次撒布结束后用刮板抹平。
全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中面层施工。

3.中间层高粘度改性沥青洒布量为1.5kg/m2,并撒布规格为
4.75~9.5mm的玄武岩碎石8.8kg/m2;高粘度改性沥青粘度为
88000Pa·s,针入度为4.2mm。

4.上层多孔沥青混凝土厚度4.5cm,设计公称最大粒径为13.2mm、
目标空隙率为20%的掺加融雪剂的多孔沥青混合料。沥青加热温度为
170℃,矿料加热温度210℃,沥青混合料出厂温度190℃,摊铺温度
168℃,碾压结束表面温度92℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然
后加入沥青和融雪剂进行湿拌40s,总拌和时间1分钟。

掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例
为,矿料∶沥青∶融雪剂∶纤维=100∶5.0∶2.5∶0.3;所述的矿料由
粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶细集料∶填料=100∶10∶2.8;粗
集料为粒径大于2.36mm的玄武岩碎石,细集料为粒径小于2.36mm
的石灰岩机制砂,填料为粒径小于0.075mm的石灰岩矿粉,矿料的
最大公称粒径为13.2mm;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为
66000Pa·s,针入度为7.5mm;纤维为聚酯纤维。

融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁∶NH4CNS∶
水泥∶醋酸丁脂=100∶24∶64∶14;所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水
泥。

掺加融雪剂的多孔沥青混合料矿料级配见表6:

表6上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围


效果:降低路面冰点7.5℃,马歇尔稳定度6.2kN,飞散损失率
13%,车辙动稳定度6360次/mm,浸水残留稳定度93%,冻融劈裂
强度比91%,渗水系数2477ml/min,宏观构造深度1.7mm,摆值摩
擦系数(BPN)64。

实施例三:

1.下层6cm厚、公称最大粒径为13.2mm、空隙率为30%的多孔基
体沥青混合料。沥青加热温度为168℃,矿料加热温度205℃,沥青
混合料出厂温度185℃,摊铺温度为170℃,碾压结束表面温度为
94℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然后加入沥青进行湿拌40s,
总拌和时间1分钟。

多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料∶
沥青=100∶3.0;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶
细集料∶填料=100∶4.0∶2.8;粗集料为粒径大于2.36mm的辉绿岩碎石,
细集料为粒径小于2.36mm的石灰岩机制砂,填料为粒径小于
0.075mm的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为13.2mm;沥青为高
粘度改性沥青,其粘度为68000Pa·s,针入度为7.8mm。多孔基体沥
青混合料矿料级配见表7:

表7下层多孔基体沥青混合料矿料级配


2.下层碾压结束1天后,将聚合物改性砂浆分三次撒布在下面层表
面,聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥∶粉
煤灰∶乳化沥青∶膨胀剂∶减水剂∶砂∶水=100∶80∶85∶55∶1.1∶90∶55;
所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥
青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA普通膨胀剂,砂为普通河
沙,细度模数为2.1,减水剂为聚羧酸减水剂。

灌入的聚合物改性砂浆性能为初始流动度13.3S,半小时后流动
性14.8S,泌水率0.7%,分层度0.4%,28天抗压强度17MPa,28天
抗折强度8.7MPa,60d干缩率1.6/万,与沥青粘附等级达到4。每次
砂浆撒布量按下层总孔隙率的0.3-0.4控制,每次撒布结束后用刮板
抹平。全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护保持湿度28天,然后进行
中面层施工。

3.中间层高粘度改性沥青洒布量为2.0kg/m2,并撒布规格为
9.5~13.2mm的玄武岩碎石10.8kg/m2;高粘度改性沥青粘度为
92000Pa·s,针入度为5.1mm。。

4.上层多孔沥青混凝土厚度5cm,设计公称最大粒径为13mm、目标
空隙率为22%的掺加融雪剂的多孔沥青混合料。沥青加热温度为
168℃,矿料加热温度205℃,沥青混合料出厂温度185℃,摊铺温度
169℃,碾压结束表面温度95℃。搅拌过程中矿料首先干拌20s,然
后加入沥青和融雪剂进行湿拌40s,总拌和时间1分钟。

掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例
为,矿料∶沥青∶融雪剂∶纤维=100∶5.5∶3∶0.35;所述的矿料由
粗集料、细集料和填料组成,粗集料∶细集料∶填料=100∶8∶2.7;粗
集料为粒径大于2.36mm的玄武岩碎石,细集料为粒径小于2.36mm
的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为
13.2mm;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为68000Pa·s,针入度为
7.8mm;纤维为聚酯纤维。

融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁∶NH4CNS∶
水泥∶醋酸丁脂=100∶26∶66∶16;所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水
泥。

掺加融雪剂的多孔沥青混合料矿料级配见表8:

表8上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围


效果:降低路面冰点8℃,马歇尔稳定度6.3kN,飞散损失率13%,
车辙动稳定度6220次/mm,浸水残留稳定度92%,冻融劈裂强度比
92%,渗水系数2460ml/min,宏观构造深度1.8mm,摆值摩擦系数
(BPN)65。

本发明所列举的各具体原料,以及各原料的上下限、区间取值,
以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发
明,在此不一一列举实施例。

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1、10申请公布号CN102644225A43申请公布日20120822CN102644225ACN102644225A21申请号201210122957422申请日20120424E01C7/32200601E01C11/2420060171申请人唐山市交通运输局地址063000河北省唐山市北区大里路125号72发明人周健民陈万里唐秀明徐玉峰李铁山许秀东张雅涛丁庆军李悦黄绍龙沈凡74专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍54发明名称自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面57摘要自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面属于一种公路路面结构与材料,具体是采用全新的自融雪技术,。

2、同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,是先进的路面技术集成系统。主要特征是路面结构分为三层,下层是具备大空隙率的多孔基体沥青混合料,然后灌入高渗透、低收缩、与沥青粘结性优良的聚合物改性砂浆,形成高模量、高耐久半柔性路面材料。中间层是高粘度、高弹性、高粘韧性改性沥青作为黏结层和防水层;上层是内部掺加融雪剂的多孔沥青混凝土。51INTCL权利要求书1页说明书7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页1/1页21一种自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面,其特征在于该路面结构形式如下路面结构分为三层,下层是多孔基体沥青混合料,并灌入聚合物改性砂浆,中间层是。

3、改性沥青加撒布碎石作为黏结层和防水层;上层是内部掺加融雪剂的多孔沥青混凝土;所述下层多孔基体沥青混合料厚度为46CM,空隙率为2832;聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥粉煤灰乳化沥青膨胀剂减水剂砂水100601206012040600812201002060;所述水泥为PO425或者PO525硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA膨胀剂,砂为河沙,细度模数为1922,减水剂为萘系减水剂或者聚羧酸减水剂;多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青1002540;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料100。

4、51014;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩或辉绿岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青符合公路沥青路面施工技术规范JTGF402004中表D22高粘度改性沥青的要求,且其粘度应控制在6000080000PAS,针入度控制在79MM;所述中间层高粘度改性沥青洒布量为0722KG/M2,其性能符合公路沥青路面施工技术规范JTGF402004中表D22高粘度改性沥青的要求,且其粘度控制在8000010000PAS,针入度控制在47MM;碎石撒布量为613KG/M2;所述掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例为,矿。

5、料沥青融雪剂纤维1004555140204;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料10081526;粗集料选用玄武岩或辉绿岩,细集料为石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM,沥青与制备多孔基体沥青混合料所用的高粘度改性沥青一致,纤维为聚酯纤维;掺加融雪剂的多孔沥青混凝土厚度为45CM,空隙率为1822。2根据权利要求1中所述路面,其特征在于融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁NH4CNS水泥醋酸丁脂100202660701020;所述水泥为PO425硅酸盐水泥。3根据权利要求1中所述路面的施工工艺,其特征在于对于上、下层沥青加热温度为16517。

6、5,矿料加热温度200210,沥青混合料出厂温度180190,摊铺温度不低于165,碾压结束表面温度不低于90;搅拌过程中矿料首先干拌20S,然后加入沥青与融雪剂进行湿拌40S,总拌和时间1分钟;下层碾压结束1天后,将符合指标要求的聚合物改性砂浆分三次撒布在下层表面,每次聚合物改性砂浆撒布量按下层总孔隙率的0304控制,每次撒布结束后用刮板抹平;全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中间层施工;中间层高粘度改性沥青的洒布温度为180190,并在其上撒布规格为47595MM或者95132MM的碎石,碎石撒布量为613KG/M2。权利要求书CN102644225A1/7页3自融雪、抗滑、排。

7、水、降噪多功能沥青路面技术领域0001本发明属于一种公路路面结构与材料,具体是采用全新的自融雪技术,同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,是先进的路面技术集成系统。属于路基路面技术领域。背景技术0002近年来我国建成通车的高速公路逐渐增加,同时高速公路出现交通事故的报道也屡见不鲜,特别是积雪结冰路面会给道路畅通和行车安全带来严重影响,甚至造成交通瘫痪。为保障道路畅通与行车安全,避免和减少交通事故,必须采取一些相应的措施来清除路面积雪。清除路面积雪有路面外部技术和内部技术,外部技术比如撒融雪剂、机械清除、人工清除等,这些技术缺点明显,比如费用高、时间长、除冰融雪效果差、对环境和道路设施。

8、造成破坏等。0003本项目采用全新的自融雪内部技术,同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,是先进的路面技术集成系统。本项目不但有效地解决了高等级公路沥青路面的雨雪天行车安全问题,大大提高了高速公路整体运营效率,而且抗滑性能得到了提高,路面交通事故发生率将大大降低,同时,该路面还具有优异的降噪效果、改善了路面的行车舒适性,结合高模量、高耐久半柔性路面材料,提高了路面承载能力,降低了温度疲劳开裂,延长了路面使用寿命,消除了沥青路面的早期损坏和初期损害,使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建或重修,降低了维修费用,减小了对交通运行的影响。发明内容0004本发明的目的就是要解决现有技术。

9、的不足,提供一种自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面设计方法,采用全新的自融雪内部技术,同时赋予路面结构自排水、防滑、降噪等多功能特性,有效地解决了高等级公路沥青路面的雨雪天行车安全问题,大大提高了高速公路整体运营效率,而且抗滑性能得到了提高,路面交通事故发生率将大大降低,同时,该路面还具有优异的降噪效果,提高了路面承载能力,降低了温度疲劳开裂,延长了路面使用寿命,消除了沥青路面的早期损坏和初期损害,使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建或重修,降低了维修费用。0005一种自融雪、抗滑、排水、降噪多功能沥青路面,其特征在于该路面结构形式如下0006路面结构分为三层,下层是多孔基体沥青混。

10、合料,并灌入聚合物改性砂浆,中间层是改性沥青加撒布碎石作为黏结层和防水层;上层是内部掺加融雪剂的多孔沥青混凝土;0007所述下层多孔基体沥青混合料厚度为46CM,空隙率为2832;聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥粉煤灰乳化沥青膨胀剂减水剂砂水100601206012040600812201002060;所述水泥为PO425或者PO525硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢说明书CN102644225A2/7页4裂乳化沥青,膨胀剂为UEA膨胀剂,砂为河沙,细度模数为1922,减水剂为萘系减水剂或者聚羧酸减水剂;0008多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量。

11、比例为,矿料沥青1002540;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料10051014;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩或辉绿岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青符合公路沥青路面施工技术规范JTGF402004中表D22高粘度改性沥青的要求,且其粘度应控制在6000080000PAS,针入度控制在79MM;0009所述中间层高粘度改性沥青洒布量为0722KG/M2,其性能符合公路沥青路面施工技术规范JTGF402004中表D22高粘度改性沥青的要求,且其粘度控制在8000010000PAS,针入度控制在47M。

12、M;0010所述掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青融雪剂纤维1004555140204;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料10081526;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩或辉绿岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM,沥青与制备多孔基体沥青混合料所用的高粘度改性沥青一致,纤维为聚酯纤维;掺加融雪剂的多孔沥青混凝土厚度为45CM,空隙率为1822。0011融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁NH4CNS水泥醋酸丁脂100202660701020;所述水泥为PO425硅酸盐。

13、水泥。0012所述路面的施工工艺,其特征在于0013对于上、下层沥青加热温度为165175,矿料加热温度200210,沥青混合料出厂温度180190,摊铺温度不低于165,碾压结束表面温度不低于90。搅拌过程中矿料首先干拌20S,然后加入沥青与融雪剂进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0014下层碾压结束1天后,将符合指标要求的聚合物改性砂浆分三次撒布在下层表面,每次聚合物改性砂浆撒布量按下层总孔隙率的0304控制,每次撒布结束后用刮板抹平。全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中间层施工。0015中间层高粘度改性沥青的洒布温度为180190,并在其上撒布规格为47595MM或者9513。

14、2MM的碎石,碎石撒布量为613KG/M2。碎石为玄武岩或者辉绿岩。00161下层多孔基体沥青混合料矿料级配设计范围见表1、上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围见表20017表1下层多孔基体沥青混合料矿料级配设计范围0018说明书CN102644225A3/7页50019表2上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围0020筛孔/MM161329547523611806030150075级配上限10009878282018121186级配下限10092621085333200212本发明能够达到的技术效果如下0022能够降低路面冰点7以上,马歇尔稳定度60KN,飞散损失率15,车辙动稳定度6000次/M。

15、M,浸水残留稳定度90,冻融劈裂强度比90,渗水系数2400ML/MIN,宏观构造深度15MM,摆值摩擦系数BPN60。具体实施方式0023下面结合实施例对本发明进行具体说明。0024实施例一00251下层4CM厚、公称最大粒径为132MM、空隙率为28的多孔基体沥青混合料。沥青加热温度为165,矿料加热温度200,沥青混合料出厂温度180,摊铺温度为165,碾压结束表面温度为90。搅拌过程中矿料首先干拌20S,然后加入沥青进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0026多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青10035;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料10。

16、05535;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为粒径小于0075MM的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为62000PAS,针入度为72MM。多孔基体沥青混合料矿料级配见表30027表3下层多孔基体沥青混合料矿料级配0028002900302下层碾压结束1天后,将聚合物改性砂浆分三次撒布在下面层表面,聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥粉煤灰乳化沥青膨胀剂减水剂砂水1007075450858045;所述水泥为PO425普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂。

17、为UEA普通膨胀剂,砂为普通河沙,细度模数为20,减水剂为萘系减水剂。0031灌入的聚合物改性砂浆性能为初始流动度12S,半小时后流动性12S,泌水率1,说明书CN102644225A4/7页6分层度05,28天抗压强度15MPA,28天抗折强度8MPA,60D干缩率2/万,与沥青粘附等级达到4。每次砂浆撒布量按下层总孔隙率的0304控制,每次撒布结束后用刮板抹平。全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中面层施工。00323中间层高粘度改性沥青洒布量为12KG/M2,并撒布规格为47595MM的玄武岩碎石78KG/M2;高粘度改性沥青粘度为85000PAS,针入度为45MM。00334。

18、上层多孔沥青混凝土厚度4CM,公称最大粒径为132MM、空隙率为19的掺加融雪剂的多孔沥青混合料。沥青加热温度为168,矿料加热温度200,沥青混合料出厂温度180,摊铺温度165,碾压结束表面温度90。搅拌过程中矿料首先干拌20S,然后加入沥青和融雪剂进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0034掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青融雪剂纤维100472025;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料100123;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为粒径小于0075MM的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒。

19、径为132MM;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为62000PAS,针入度为72MM;纤维为聚酯纤维。0035融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁NH4CNS水泥醋酸丁脂100226212;所述水泥为PO425普通硅酸盐水泥。0036掺加融雪剂的多孔沥青混合料矿料级配见表40037表4上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围00380039效果降低路面冰点7,马歇尔稳定度61KN,飞散损失率14,车辙动稳定度6230次/MM,浸水残留稳定度91,冻融劈裂强度比91,渗水系数2430ML/MIN,宏观构造深度16MM,摆值摩擦系数BPN62。0040实施例二00411下层5CM厚、公称最大粒径为。

20、132MM、空隙率为30的多孔基体沥青混合料。沥青加热温度为170,矿料加热温度210,沥青混合料出厂温度190,摊铺温度为168,碾压结束表面温度为92。搅拌过程中矿料首先干拌20S,然后加入沥青进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0042多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青10037;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料1005031;粗集料为粒径大于236MM的辉绿岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为粒径小于0075MM的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为66000PAS,针入度为75MM。

21、。多孔基体沥青混合料矿料级配见表50043表5下层多孔基体沥青混合料矿料级配说明书CN102644225A5/7页7004400452下层碾压结束1天后,将聚合物改性砂浆分三次撒布在下面层表面,聚合物改性砂浆由以下原料组成,各原料重量比例为,水泥粉煤灰乳化沥青膨胀剂减水剂砂水1007580500918550;所述水泥为PO525普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA普通膨胀剂,砂为普通河沙,细度模数为21,减水剂为聚羧酸减水剂。0046灌入的聚合物改性砂浆性能为初始流动度13S,半小时后流动性14S,泌水率09,分层度04,28天抗压强度16MPA,2。

22、8天抗折强度82MPA,60D干缩率18/万,与沥青粘附等级达到5。每次砂浆撒布量按下层总孔隙率的0304控制,每次撒布结束后用刮板抹平。全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护28天,然后进行中面层施工。00473中间层高粘度改性沥青洒布量为15KG/M2,并撒布规格为47595MM的玄武岩碎石88KG/M2;高粘度改性沥青粘度为88000PAS,针入度为42MM。00484上层多孔沥青混凝土厚度45CM,设计公称最大粒径为132MM、目标空隙率为20的掺加融雪剂的多孔沥青混合料。沥青加热温度为170,矿料加热温度210,沥青混合料出厂温度190,摊铺温度168,碾压结束表面温度92。搅拌过程中矿料首。

23、先干拌20S,然后加入沥青和融雪剂进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0049掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青融雪剂纤维100502503;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料1001028;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为粒径小于0075MM的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为66000PAS,针入度为75MM;纤维为聚酯纤维。0050融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁NH4CNS水泥醋酸丁脂100246414;所述水泥为PO425普。

24、通硅酸盐水泥。0051掺加融雪剂的多孔沥青混合料矿料级配见表60052表6上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围00530054效果降低路面冰点75,马歇尔稳定度62KN,飞散损失率13,车辙动稳定度6360次/MM,浸水残留稳定度93,冻融劈裂强度比91,渗水系数2477ML/MIN,宏观构造说明书CN102644225A6/7页8深度17MM,摆值摩擦系数BPN64。0055实施例三00561下层6CM厚、公称最大粒径为132MM、空隙率为30的多孔基体沥青混合料。沥青加热温度为168,矿料加热温度205,沥青混合料出厂温度185,摊铺温度为170,碾压结束表面温度为94。搅拌过程中矿料首先干。

25、拌20S,然后加入沥青进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0057多孔基体沥青混合料由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青10030;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组成,粗集料细集料填料1004028;粗集料为粒径大于236MM的辉绿岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为粒径小于0075MM的石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为68000PAS,针入度为78MM。多孔基体沥青混合料矿料级配见表70058表7下层多孔基体沥青混合料矿料级配005900602下层碾压结束1天后,将聚合物改性砂浆分三次撒布在下面层表面,聚合物改性砂浆由以下原。

26、料组成,各原料重量比例为,水泥粉煤灰乳化沥青膨胀剂减水剂砂水100808555119055;所述水泥为PO525普通硅酸盐水泥,粉煤灰为二级粉煤灰,乳化沥青为阳离子慢裂乳化沥青,膨胀剂为UEA普通膨胀剂,砂为普通河沙,细度模数为21,减水剂为聚羧酸减水剂。0061灌入的聚合物改性砂浆性能为初始流动度133S,半小时后流动性148S,泌水率07,分层度04,28天抗压强度17MPA,28天抗折强度87MPA,60D干缩率16/万,与沥青粘附等级达到4。每次砂浆撒布量按下层总孔隙率的0304控制,每次撒布结束后用刮板抹平。全部孔隙灌注砂浆结束后洒水养护保持湿度28天,然后进行中面层施工。00623。

27、中间层高粘度改性沥青洒布量为20KG/M2,并撒布规格为95132MM的玄武岩碎石108KG/M2;高粘度改性沥青粘度为92000PAS,针入度为51MM。00634上层多孔沥青混凝土厚度5CM,设计公称最大粒径为13MM、目标空隙率为22的掺加融雪剂的多孔沥青混合料。沥青加热温度为168,矿料加热温度205,沥青混合料出厂温度185,摊铺温度169,碾压结束表面温度95。搅拌过程中矿料首先干拌20S,然后加入沥青和融雪剂进行湿拌40S,总拌和时间1分钟。0064掺加融雪剂的多孔沥青混凝土由以下原料组成,各原料重量比例为,矿料沥青融雪剂纤维100553035;所述的矿料由粗集料、细集料和填料组。

28、成,粗集料细集料填料100827;粗集料为粒径大于236MM的玄武岩碎石,细集料为粒径小于236MM的石灰岩机制砂,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大公称粒径为132MM;沥青为高粘度改性沥青,其粘度为68000PAS,针入度为78MM;纤维为聚酯纤维。0065融雪剂由以下原料组成,各原料重量比例为,氯化镁NH4CNS水泥醋酸丁脂说明书CN102644225A7/7页9100266616;所述水泥为PO425普通硅酸盐水泥。0066掺加融雪剂的多孔沥青混合料矿料级配见表80067表8上层多孔沥青混合料矿料级配设计范围00680069效果降低路面冰点8,马歇尔稳定度63KN,飞散损失率13,车辙动稳定度6220次/MM,浸水残留稳定度92,冻融劈裂强度比92,渗水系数2460ML/MIN,宏观构造深度18MM,摆值摩擦系数BPN65。0070本发明所列举的各具体原料,以及各原料的上下限、区间取值,以及工艺参数如温度、时间等的上下限、区间取值都能实现本发明,在此不一一列举实施例。说明书CN102644225A。

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