一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构及其制备方法，为上下两层结构，其上层为多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土层，铺装厚度为1.5

【技术实现步骤摘要】
一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面材料及其制备方法，属于道路工程领域。

技术介绍

[0002]近年来，随着城乡经济建设的发展，道路交通的使用频率持续提升，逐渐浮现出一些问题，通车十年以上路段所占比例超过60％，我国道路行业已经从建设阶段向建养护结合阶段转变。随着道路服务年限的增加，越来越多的道路病害显现出来。目前，部分地区高速公路横向力系数SFC低于48的路段所占比例超过20％，抗滑性能的下降日益成为高速公路所面临的主要问题之一。
[0003]薄层罩面技术作为一项沥青路面的预防性养护技术，可以有效提升原路面的平整度、安全性和舒适性。目前常用的热拌薄层罩面技术包括微表处、Novachip、SMA、AC等，然而，这些薄层罩面技术在设计与建设过程中存在噪音大、耐久性差等缺陷[虞将苗,杨倪坤,于华洋.道路高性能沥青超薄磨耗层技术研究与应用现状[J].中南大学学报(自然科学版),2021.李宁.路面典型预养护措施的研究与应用概况综述[J].公路,2021,66(6):4]。此外，薄层罩面与原路面的黏结能力仍是保证该项技术发展的重要因素，国内工程在使用罩面铺装材料后，常出现骨料剥落、脱空甚至脱层等病害[郭寅川,申爱琴,张金荣,等.沥青路面下封层力学响应及抗剪强度试验[J].中国公路学报,2010(04):20
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26]。薄层罩面技术尚未形成功能
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性能平衡的路面结构设计理论与方法。
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技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构及其制备方法，该混凝土罩面采用骨架密实结构，通过使用高掺量橡胶改性沥青填充集料间隙，增加其降噪性能。而采用的水性环氧乳化沥青，有效提高了薄层罩面的层间黏结强度和抗疲劳性能。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构，为上下两层结构，其上层为多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土层，铺装厚度为1.5
‑
2cm；下层为防水黏结层，材质为水性环氧乳化沥青，用量为0.4
‑
0.7kg/m2。采用水性环氧乳化沥青作为防水黏结层材料，是为了保证多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土可以与原路面有效的结合。
[0007]上述多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构的制备方法如下：
[0008]步骤
①
：水性环氧乳化沥青的制备；
[0009]步骤
②
：多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土级配设计；
[0010]步骤
③
：罩面结构的铺设：首先在原路面上铺设水性环氧乳化沥青，作为防水黏结层，用量为0.4
‑
0.7kg/m2；然后在防水黏结层上铺设改性沥青混凝土层，铺装厚度为1.5
‑
2cm。
[0011]其中，上层多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，各组分按重量份计，包括如下组分：
[0012]集料：100份；
[0013]矿粉：5
‑
10份；
[0014]高掺量橡胶沥青：10
‑
12份，较佳地，掺量为11份；
[0015]玄武岩纤维：0.1
‑
0.5份；
[0016]所述集料的最大公称粒径为9.5mm。
[0017]所述玄武岩纤维，密度为2.656g/cm3，纤维长度为5
‑
10mm，抗拉强度＞2500MPa，弹性模量为90GPa。
[0018]所述的高掺量橡胶改性沥青，由以下重量比的各组分组成：
[0019]基质沥青：100份；
[0020]橡胶粉：基质沥青的20.0
‑
40.0重量％；
[0021]热解油：基质沥青的5.0
‑
10.0％重量％；
[0022]增稳剂：基质沥青的0.1
‑
0.3重量％；
[0023]降黏剂：基质沥青的1.0
‑
2.0重量％。
[0024]所述多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，其级配范围如表1所示：
[0025]表1多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土
[0026]筛孔尺寸(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(％)10036
‑
8215
‑
625
‑
503
‑
372
‑
221
‑
130
‑8[0027]所述多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，其制备过程应参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40
‑
2004)，其目标空隙率为3.0
‑
5.5％，其橡胶掺量可达集料质量的1.0
‑
4.0％，其骨架填充系数k≥0.60。
[0028]下层结构采用的水性环氧乳化沥青，含有的组分如下：基质沥青：环氧树脂：乳化剂：改性剂苯乙烯
‑
丁二烯共聚物：增稳剂＝100：8.0：0.4：4.0：0.25。
[0029]水性环氧乳化沥青的制备方法，步骤如下：
[0030]步骤
①
：基质沥青，加入改性剂，制备改性沥青；
[0031]步骤
②
：称取乳化剂、增稳剂，加入热水，配置皂液，加盐酸对皂液的pH进行调节，保温备用；
[0032]步骤
③
：乳化工艺：预热胶体磨将制备好的皂液倒入胶体磨。开动胶体磨，使乳化液在胶体磨的搅拌下得到充分搅拌，搅拌时间控制在30s以内。将热的改性沥青注入皂液，边加沥青边用玻璃棒辅助搅拌。乳化时间为1～3min，乳化后的沥青乳液为棕褐色，颗粒细腻均匀，无结团结块现象。
[0033]有益效果
[0034](1)本专利技术罩面结构中，上层采用的多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，集料的最大公称粒径为9.5mm，是参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40
‑
2004)，确定最佳沥青用量，并制备沥青混凝土。目标空隙率为3.0
‑
5.5％。
[0035](2)本专利技术提供的多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面，通过加入高掺量橡胶沥青(橡胶掺量可达集料质量的1.0
‑
4.0％)，改善薄层罩面的抗滑性能和降噪性能，
通过配套使用水性环氧乳化沥青，增强层间黏结强度和罩面的抗疲劳性能。
附图说明
[0036]图1本专利技术所述的一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构示意图；1
‑
原路面、2
‑
防水黏结层、3
‑
改性沥青混凝土层、4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构，其特征在于：为上下两层结构，其上层为多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土层，铺装厚度为1.5
‑
2cm；下层为防水黏结层，材质为水性环氧乳化沥青，用量为0.4
‑
0.7kg/m2，防水黏结层铺设在原路面上。2.根据权利要求1所述的多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构，其特征在于：上层材料为多点接触型高掺量橡胶改性沥青混凝土，其各组分按重量份计，包括如下组分：集料：100份；矿粉：5
‑
10份；高掺量橡胶改性沥青：10
‑
12份；玄武岩纤维：0.1
‑
0.5份；所述高掺量橡胶改性沥青，含有以下重量比的各组分：基质沥青、占基质沥青重量比20.0
‑
40.0%的橡胶粉、占基质沥青重量比5.0
‑
10.0%的热解油、占基质沥青重量比0.1
‑
0.3%的增稳剂、占基质沥青重量比1.0
‑
2.0%的降黏剂。3.根据权利要求1所述的多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维，密度为2.656g/cm3，纤维长度为5
‑
10mm，抗拉强度＞2500MPa，弹性模量为90GPa。4.根据权利要求1所述的多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构，其特征在于：混合料的级配范围如下所示：。5.根据权利要求1所述的多点接触型薄层降噪橡胶改性沥青混凝土罩面结构，其特征在于：下层材料为水性环氧乳化沥青，其各组分的组成为：基质沥青：环氧树脂：乳化剂：固化剂：增...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思宇，刘西胤，马涛，张阳，陈葱琳，陈丰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：