严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层的施工方法技术

本发明专利技术属于一种严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层的施工方法，本发明专利技术沥青碎石柔性基层中的各组份重量比为：级配碎石比例0～2.36mm:2.36～9.5mm:9.5～19mm:19～31mm:0～8mmRAP:8～25mmRAP:水泥:废旧碳纤维丝:3～7mm废轮胎橡胶颗粒=7%:5%:11%:30%:21%:19%:3%:2%:2%。本发明专利技术结合对旧路面调查及该段收集的RAP性能评价基础上，进行不同RAP掺量分析比较及可行性试验，从而得出适用于严寒地区新集料的品种、理想矿料的级配、最佳沥青用量、拌料、碾压的最佳施工方案。本发明专利技术能解决传统沥青路面出现的路面唧浆、基层损坏、路面网裂沉陷等病害问题，改善在严寒地区路面状态，延长公路使用寿命。长公路使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层的施工方法
[0001]

[0002]本专利技术属于一种严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层(指扩建、改造过程中)的施工方法。

技术介绍

[0003][0004]目前，国内公路建设经过几十年的高速发展，公路建设的重点逐渐由新建工程向大中旧路面缩修养护及改扩建工程转型，国内高等级道路广泛采用复合式路面结构，即路面由15～20cm厚的碎石作底基层，在底基层上端设20～25cm厚的水泥稳定砂砾基层，而后在水泥稳定砂砾基层上端铺设沥青碎石基层、沥青碎石基层上端依次设沥青下面层、沥青上面层，沥青碎石基层、沥青下面层、沥青上面层的总厚为20～25cm，且均由不同添加材料的沥青所构成。该组合路面结构虽然经济性和适用性较好，但是己有路面结构由于受重载交通、交通荷载的显著不平衡、低温收缩和温度疲劳等原因会造成道路沥青面层裂缝，而沥青面层裂缝往往是最早出现的病害。
[0005]对道路沥青面层裂缝的治理，通常采用在路面裂缝处加铺新沥青，但在路面裂缝处加铺新沥青后由于路面半刚性结构层内部应力分布不均匀、温度循环变化和车辆荷载的反复作用、旧路裂缝处置不到位等因素诱发新铺沥青面层重新且反复开裂。
[0006]尤其是在气侯严寒地区地区采用传统修补施工方法已无法使沥青碎石基层整体性、强度、压实度等相关指标达到规范要求，用传统施工方法施工常使沥青碎石基层及其上的沥青上、下面层裂缝纵生，整体松散，整体性差，强度和压实度低，严重影响路面使用寿命。国外沥青路面再生技术经历了近百年的发展，欧美以及日本一些发达国家沥青路面再生利用技术已经形成较为规范的技术体系，回收沥青料再生利用率也接近100%,在国内路面再生技术发展的同时厂拌热再生施工技术也逐渐成熟，但对于路面各个结构层循环利用技术在国内外没有一套完整的资料来对铣刨回收、筛分破碎需考虑的参数、利用粒径的预判指标等进行介绍；针对沥青热再生混合料回收铣刨料最优掺量、最佳沥青用量及配合比设计进行经济性、方案性探究，目前尚无成熟施工技术可供借鉴，尤其是我国严寒地区至今无厂沥青碎石柔性基层施工的成功应用案例可以借鉴。
[0007]沥青碎石基层作为高等级公路的应力消减层和排水层，相比半刚性基层能减少沥青路面的温度收缩裂缝，防止或延缓反射裂缝发生，从而提高沥青路面使用寿命，由于沥青碎石基层在复合式路面结构中起承上启下作用；因而在严寒地区地区如何利用回收沥青再生解决传统沥青碎石基层出现的上述不足，是需要迫切解块的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是设计一种严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层的施工
方法，能解决传统沥青碎石柔性基层出现的上述不足，改善在严寒地区沥青路面状态，延长公路使用寿命。
[0009]为此,一种严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层的施工方法,包括如下步骤：（1）路面调查及RAP性能评价：旧路面铣刨前，对旧路面技术状况充分进行调查和分析，首先收集旧路面原始资料包括路面所用材料类型、厚度、级配状况，以及修补、养护记录，然后对铣刨路段提前采用探坑开挖及钻芯进行取样，用抽提或阿布森法试验对不同路段的矿料级配、油石比、沥青老化程度进行分析评价，具体分析铣刨后RAP物料的变异性因素对再生沥青混合料的级配稳定性、温度稳定性进行分析，根据获得的调查资料对旧路面进行分段分片区域划分，以便对不同路段的RAP物料进行分类回收，以减小RAP物料的变异因素对再生沥青混合料稳定性的影响；（2）冷铣刨方案设计及铣刨作业：铣刨作业前合理确定对旧路面的铣刨方案，然后根据方案确定铣刨范围、深度、速度及铣刨用水量进行控制作业；并通过路面清扫机配合人工的方式对旧路面表面的泥土、积水、虚渣进行清理，对出现车辙、拥包的严重变形类路面病害提前标记，必要时进行提前挖除处理，保证铣刨回收材料的洁净度；（3）RAP集料回收：路面铣刨回收RAP物料时不得混入基层废料、水泥混凝土废料、杂物和土杂质，铣刨时铣刨机直接通过送料皮带把铣刨料装入回收车辆，统一拉运至沥青场站进行破碎筛分处理，不同料源的铣刨回收物料应分类别进行堆放，以防不同料源的铣刨物料混合，影响RAP物料沥青含量、颗粒级配的稳定性；（4）RAP集料破碎筛分：对RAP集料进行二次破碎处理，破碎筛分前应检查RAP物料的含水量，含水量应小于3%时进行破碎筛分，用颚式破碎机进行破碎，将破碎后回收沥青路面材料RAP筛分成0～8mm、8～26mm二档的集料，分别堆放，并进行明确标识，避免混合，堆放高度小于2m，且储存场地平整无积水，料堆上设防雨棚，大于26mm的筛分料重新破碎再次筛分依二档的集料分类归堆；筛分后RAP集料比例为0~8mm：72%，8~26mm：25%，超粒径废料：3%；超粒径废料用于辅道路基填方中作为第一层填筑材料使用；（5）RAP筛分集料的配合比设计与优化：(a)结合对旧路面调查及该段收集的RAP性能评价基础上，进行不同RAP掺量分析比较及可行性试验，在经过掺量分析比较及可行性试验的基础上，对高掺量再生沥青混合料的配合比设计，同样要经过目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段，配合比设计采用马歇尔试验流程进行，从而得出新集料的品种、理想矿料的级配、最佳沥青用量；通过试验分析表明：再生混合料稳定度、动稳定度指标随着沥青针入度的增大而减小，这是因为老化的沥青性质发生了变化，沥青变硬变脆，针入度越小的沥青粘度越大，随着针入度的减小，稳定度增大，动稳定度也增大，说明老化严重的沥青高温性能得到了提高；(b) 优化选定RAP集料掺配比例为40%，按照试配法对其进行矿料组成设计，RAP集料各档使用比例为0～8mm:8～25mm=21:19； (c) 再生剂的选择：在配合比设计及验证的同时应根据RAP集料试验分析确定其
老化程度、旧沥青含量、确定的再生沥青混合料RAP掺量比例、再生剂与沥青的配伍性，综合选定再生剂的种类，以满足再生混合料旧沥青的老化恢复效果，验证后选用型号XT
‑
2，用量为4%；(d)新沥青型号的选择：通过前期的设计调查确定RAP集料中旧沥青为90号A级，RAP物料中旧沥青性能及组成成分具有复杂性，在配合比设计时新沥青标号选用确定沥青型号为90号A级满足设计要求的技术指标，选择的新沥青型号为90号A级；(e)沥青用量：根据确定的矿料级配组成，采用五种不同的沥青用量，制备马歇尔击实试件，室内试验时拌和温度为165℃，成型温度为155℃，正反两面各击实75次，最终推导出最佳沥青用量为4.1%；（6）厂拌热再生沥青碎石柔性基层目标配合比：沥青碎石柔性基层中的各组份重量比为：级配碎石比例0～2.36mm:2.36～9.5mm:9.5～19mm:19～31mm:0～8mmRAP:8～25mmRAP:水泥:废旧碳纤维丝:3～7mm废轮胎橡胶颗粒=7%:5%:11%:30%:21%:19%:3%:2%:2%；式中RAP为旧路面铣刨回收沥青混合料；沥青用量占各组份总重量的4.1%，沥青为90号A级道路沥青，再生剂选用型号XT
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2，用量为4%；（7）再生混合料的拌制：（a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种严寒地区旧路面维修改造中沥青碎石柔性基层的施工方法,其特征在于，包括如下步骤：（1）路面调查及RAP性能评价：旧路面铣刨前，对旧路面技术状况充分进行调查和分析，首先收集旧路面原始资料包括路面所用材料类型、厚度、级配状况，以及修补、养护记录，然后对铣刨路段提前采用探坑开挖及钻芯进行取样，用抽提或阿布森法试验对不同路段的矿料级配、油石比、沥青老化程度进行分析评价，具体分析铣刨后RAP物料的变异性因素对再生沥青混合料的级配稳定性、温度稳定性进行分析，根据获得的调查资料对旧路面进行分段分片区域划分，以便对不同路段的RAP物料进行分类回收，以减小RAP物料的变异因素对再生沥青混合料稳定性的影响；（2）冷铣刨方案设计及铣刨作业：铣刨作业前合理确定对旧路面的铣刨方案，然后根据方案确定铣刨范围、深度、速度及铣刨用水量进行控制作业；并通过路面清扫机配合人工的方式对旧路面表面的泥土、积水、虚渣进行清理，对出现车辙、拥包的严重变形类路面病害提前标记，必要时进行提前挖除处理，保证铣刨回收材料的洁净度；（3）RAP集料回收：路面铣刨回收RAP物料时不得混入基层废料、水泥混凝土废料、杂物和土杂质，铣刨时铣刨机直接通过送料皮带把铣刨料装入回收车辆，统一拉运至沥青场站进行破碎筛分处理，不同料源的铣刨回收物料应分类别进行堆放，以防不同料源的铣刨物料混合，影响RAP物料沥青含量、颗粒级配的稳定性；（4）RAP集料破碎筛分：对RAP集料进行二次破碎处理，破碎筛分前应检查RAP物料的含水量，含水量应小于3%时进行破碎筛分，用颚式破碎机进行破碎，将破碎后回收沥青路面材料RAP筛分成0～8mm、8～26mm二档的集料，分别堆放，并进行明确标识，避免混合，堆放高度小于2m，且储存场地平整无积水，料堆上设防雨棚，大于26mm的筛分料重新破碎再次筛分依二档的集料分类归堆；筛分后RAP集料比例为0~8mm：72%，8~26mm：25%，超粒径废料：3%；超粒径废料用于辅道路基填方中作为第一层填筑材料使用；（5）RAP筛分集料的配合比设计与优化：(a)结合对旧路面调查及该段收集的RAP性能评价基础上，进行不同RAP掺量分析比较及可行性试验，在经过掺量分析比较及可行性试验的基础上，对高掺量再生沥青混合料的配合比设计，同样要经过目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段，配合比设计采用马歇尔试验流程进行，从而得出新集料的品种、理想矿料的级配、最佳沥青用量；通过试验分析表明：再生混合料稳定度、动稳定度指标随着沥青针入度的增大而减小，这是因为老化的沥青性质发生了变化，沥青变硬变脆，针入度越小的沥青粘度越大，随着针入度的减小，稳定度增大，动稳定度也增大，说明老化严重的沥青高温性能得到了提高；(b) 优化选定RAP集料掺配比例为40%，按照试配法对其进行矿料组成设计，RAP集料各档使用比例为0～8mm:8～25mm=21:19； (c) 再生剂的选择：在配合比设计及验证的同时应根据RAP集料试验分析确定其老化程度、旧沥青含量、确定的再生沥青混合料RAP掺量比例、再生剂与沥青的配伍性，综合选定再生剂的种类，以满足再生混合料旧沥青的老化恢复效果，验证后选用型号XT
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2，用量为4%；
(d)新沥青型号的选择：通过前期的设计调查确定RAP集料中旧沥青为90号A级，RAP物料中旧沥青性能及组成成分具有复杂性，在配合比设计时新沥青标号选用确定沥青型号为90号A级满足设计要求的技术指标，选择的新沥青型号为90号A级；(e)沥青用量：根据确定的矿料级配组成，采用五种不同的沥青用量，制备马歇尔击实试件，室内试验时拌和温度为165℃，成型温度为155℃，正反两面各击实75次，最终推导出最佳沥青用量为4.1%；（6）厂拌热再生沥青碎石柔性基层目标配合比：沥青碎石柔性基层中的各组份重量比为：级配碎石比例0～2.36mm:2.36～9.5mm:9.5～19mm:19～31mm:0～8mmRAP:8～25mmRAP:水泥:废旧碳纤维丝:3～7mm废轮胎橡胶颗粒=7%:5%:11%:30%:21%:19%:3%:2%:2%；式中RAP为旧路面铣刨回收沥青混合料；沥青用量占各组份总重量的4.1%，沥青为90号A级道路沥青，再生剂选用型号XT
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2，用量为4%；（7）再生混合料的拌制：（a）具体的拌合工序为预热RAP
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再生剂混合和RAP
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拌和（拌和时间≥10～15S）
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加入新集料
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拌和（拌和时间为10～15S）
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加入新沥青
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拌和（拌和时间为15～20S）
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加入水泥
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拌和（拌和时间为20～25S）
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加入废旧碳纤维丝和废轮胎橡胶颗粒
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拌和（拌和时间为8～10S）
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出料；（b）为避免RAP物料加热老化，采用第二独立加热滚筒对...

【专利技术属性】
技术研发人员：林广东，孙利宏，王小龙，王强，高润拴，段垒文，柴伟，王旭江，惠寄森，王国星，杨理亚，石旭，
申请(专利权)人：中交一公局第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：