一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法，首先对旧沥青路面进行清扫，修补路面病害；制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；在旧沥青路面上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。本发明专利技术改性乳化沥青层与纤维层形成沥青胶浆网状结构，增强结构强度，从而减少飞石的安全隐患；沥青融雪材料通过碎石间隙往下层渗透，与底层沥青胶浆网状结构粘结在一起，形成具有智能环保的沥青融雪层，能够在冰雪天气中主动融冰雪，避免冰雪引起的路面抗滑性能衰减的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于公路养护领域，涉及一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法。
技术介绍
近年来，我国公路快速发展，公路里程及高速公路里程成倍增加，截止2015年底，全国等级公路里程404.63万公里，比上年末增加14.55万公里。等级公路占公路总里程88.4％，提高1.0个百分点。其中，二级及以上公路里程57.49万公里，增加2.92万公里，占公路总里程12.6％，提高0.3个百分点。受交通量的不断增长及气候环境的影响，产生了不同类型的早期病害，轻则裂缝、泛油、车辙等，重则沉陷、翻浆等，且有愈演愈烈之。严重影响了路面使用性能的发挥，而且对交通安全造成了较大的安全隐患。因此，我们很有必要进行路面养护，尤其是进行预防性养护，使路面性能的衰减减缓并延长沥青路面的使用寿命。我国地域辽阔，受季风大陆性气候影响，自然灾害严重。冬春季节时气候诸要素变大，导致各种冰雪灾害每年都有可能发生。在全球气候变化的影响下，冰雪灾害成灾因素复杂，致使对雨雪预测预报难度不断增加。研究表明，中国冰雪灾害种类多和分布广，东起渤海，西至帕米尔高原；南自高黎贡山，北抵漠河，在纵横数千公里的国土上，每年都受到不同程度冰雪灾害的危害。历史上我国的冰雪灾害不胜枚举。1951至2015年，我国范围大、持续时间长且灾情较重的雪灾，就达近十几次。仅2008年，全国20个省(区、市)均不同程度受到低温、雨雪、冰冻灾害影响，因冰雪灾害直接经济损失1516.5亿元人民币；同时，冰雪使路面摩擦系数大大降低，导致汽车打滑、制动距离加长，甚至刹车失灵、方向失控，造成严重的交通安全隐患。为保障人们生命财产安全，提供安全交通行驶环境，对冬季路面除冰雪技术的研究是十分必要的。日本筑波科学城召开了“关于智能材料的国际研讨会”，该会议拟定了智能材料的概念。在最近几十年里，智能材料广泛应用于土木、制造和医疗等领域里，取得了广阔的发展。在土木工程领域里，道路融雪技术还是被动和机械式的融雪除冰技术，如机械铲出。因此，很有必要借助智能材料技术，专利技术一种智能型主动融雪技术。现有的预防性养护技术有灌缝类修补、稀浆封层、微表处、同步碎石封层和纤维沥青碎石封层。此几项技术可一定程度改善旧路面的路面使用性能及功能，减缓原路面性能的衰减，但是在实际施工中会存在很多问题，严重的影响了这几项技术的使用性能，背离了它们的设计初衷，尤其纤维沥青碎石封层具体问题如下：纤维沥青碎石封层存在以下问题：(1)结构存在不足，初期飞石较严重：现有结构为一层沥青+一层纤维+一层沥青+一层碎石形成的一层相互作用的致密网络缠绕结构。施工结束后，理论上合理的改性乳化沥青用量能爬升到碎石粒径的三分之二以上，实际上改性乳化沥青爬升高度有限，导致原路面与碎石的粘附性还是存在不足，在行车荷载作用下会出现严重飞石，尤其车辆高速行驶时，飞石更为严重，这将对行车安全造成严重的安全隐患。(2)功能单一：纤维沥青碎石封层可改善旧路面的使用质量，减少网裂，改善平整度，提高抗滑性能、防水下渗等等；但是功能单一，不具备自融雪功能。(3)沥青用量不合理：对于山区道路施工中，已有专利提出的改性乳化沥青用量为1.5-2.0kg/m2偏高，由于线形设计纵坡较大；按照设计用量施工，沥青流淌比较严重，一方面浪费沥青，另一方面造成污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种智能型融雪的预防性养护功能层及施工方法，施工方法简单，制得的功能层具有自融雪功能，同时能够减少飞石现象。为了达到上述目的，本专利技术方法采用如下技术方案：包括以下步骤：a)对旧沥青路面进行清扫，修补路面病害；b)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；c)在旧沥青路面上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；.d)碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。进一步地，步骤b)中制备改性乳化沥青具体包括：1011、先将沥青加热至100～200℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为45～70；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；1012、皂液保持在50～60℃，调节皂液pH值在5～6，在8000～10000r/min的剪切速度下高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。进一步地，步骤b)中制备沥青融雪层材料具体包括：1021、在70～90℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000～10000r/min，剪切时间为20～40min；1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4～5小时，得到沥青融雪层材料；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青为82～92％，融雪剂为5～15％，表面活性剂为0.3～0.5％，水玻璃为2～4％。进一步地，步骤c)中撒布速度为3～4.5km/h。进一步地，步骤c)中采用加纤同步封层设备进行撒布；采用胶轮压路机进行碾压；步骤d)中采用集料回收车回收多余浮料及杂物；使用沥青洒油车洒布沥青融雪层。本专利技术功能层的技术方案是：包括在旧沥青路面上从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层、纤维层、第二改性乳化沥青层和沥青融雪层，第一改性乳化沥青层、纤维层和第二改性乳化沥青层形成相互缠绕的沥青胶浆网状结构；第二改性乳化沥青层和沥青融雪层中均匀布置有碎石，碎石底部穿入第二改性乳化沥青层中，顶部穿出沥青融雪层。进一步地，第一改性乳化沥青层和第二改性乳化沥青层均采用油水比为45～70的改性乳化沥青，撒布量均为1.2～1.5kg/m2。进一步地，纤维层采用玻璃纤维，撒布量为70～80g/m2。进一步地，碎石采用玄武岩碎石，粒径为4～8mm，撒布量为10～15kg/m2。进一步地，沥青融雪层的撒布量为0.17～0.79kg/m2。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术方法克服现有预防性养护方法的不足，通过在沥青旧路面上同时撒布两层改性乳化沥青、一层纤维和碎石，经过碾压、养生和回收多余浮料及杂物后，撒布沥青融雪材料，改性乳化沥青层与纤维层形成沥青胶浆网状结构，增强结构强度；沥青融雪材料通过碎石间隙往下层渗透，与底层沥青胶浆网状结构粘结在一起，形成具有智能环保的沥青融雪层。本专利技术具有多功能、智能化、环保、工艺简单，并且有效增强碎石与旧路面粘结性能，从而减少飞石的安全隐患。本专利技术功能层中包括从下往上依次设置的第一改性乳化沥青层、纤维层、第二改性乳化沥青层和沥青融雪层，碎石穿入第二改性乳化沥青层，第一改性乳化沥青层、第二改性乳化沥青层与纤维层形成相互缠绕的沥青胶浆网状结构，从而将碎石粘结在原始路面上，结构强度高，同时上层沥青融雪层中的沥青渗透到碎石缝隙中，提高改性乳化沥青爬升高度，从而有效减少飞石现象；沥青融雪层能够在冰雪天气中主动融冰雪，避免冰雪引起的路面抗滑性能衰减的影响，尤其是适用于我国多雪地区自融雪的预防性养护。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的流程图。图中：1-旧沥青路面；2-裂缝；3-第一改性乳化沥青层；4-纤维层；5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：a)对旧沥青路面(1)进行清扫，修补路面病害；b)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；c)在旧沥青路面(1)上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；.d)碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。

【技术特征摘要】
1.一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：a)对旧沥青路面(1)进行清扫，修补路面病害；b)制备改性乳化沥青和沥青融雪层材料；c)在旧沥青路面(1)上同时撒布：一层改性乳化沥青、一层纤维、一层改性乳化沥青和一层碎石，然后碾压碎石；.d)碾压后养生4～6小时，再回收多余浮料及杂物，然后洒布沥青融雪层材料，完成智能型融雪的预防性养护功能层的施工。2.根据权利要求1所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：步骤b)中制备改性乳化沥青具体包括：1011、先将沥青加热至100～200℃，然后和SBR胶乳一起加入到乳化剂溶液中，得到皂液；其中沥青和乳化剂溶液的油水比为45～70；SBR胶乳的加入量是沥青质量的3％；乳化剂、沥青和SBR胶乳的总质量为A，乳化剂加入量为0.4％A；1012、皂液保持在50～60℃，调节皂液pH值在5～6，在8000～10000r/min的剪切速度下高速剪切2min得到沥青乳液，搅拌均匀消泡后得到改性乳化沥青。3.根据权利要求1所述的一种智能型融雪的预防性养护功能层的施工方法，其特征在于：步骤b)中制备沥青融雪层材料具体包括：1021、在70～90℃的环境下，先将改性乳化沥青、融雪剂和表面活性剂应用改性沥青高速剪切机剪切混合，其剪切速度为8000～10000r/min，剪切时间为20～40min；1022、将剪切好的混合物加入水玻璃中，搅拌4～5小时，得到沥青融雪层材料；其中，按质量百分数计，改性乳化沥青为82～92％，融雪剂为5～15％，表面活性剂为0.3～0.5％，水...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭寅川，张明虎，申爱琴，李鹏，何天钦，王胜难，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61