一种集料骨架嵌挤结构层及其制备方法以及标准化高性能超薄磨耗层技术

本发明专利技术涉及路面材料技术领域，提供了一种集料骨架嵌挤结构层及其制备方法以及标准化高性能超薄磨耗层。本发明专利技术提供的集料骨架嵌挤结构层中的碎石呈阵列分布、嵌挤，结构紧密，并且通过玄武岩三维网与短切玄武岩纤维网加筋单颗碎石内部结构，骨架强度高，粘结性能好。本发明专利技术提供的标准化高性能超薄磨耗层包括集料骨架嵌挤结构层以及填充在所述集料骨架嵌挤结构层中的沥青砂浆；该标准化高性能超薄磨耗层碎石不易变异，不易出现松散、脱粒、坑槽等耐久性病害，路面骨架强度高，粘结性能好，使用寿命长，施工方便快捷，所需施工机械少，通车快，对交通干扰程度低。对交通干扰程度低。对交通干扰程度低。

【技术实现步骤摘要】
一种集料骨架嵌挤结构层及其制备方法以及标准化高性能超薄磨耗层


[0001]本专利技术涉及路面材料
，尤其涉及一种集料骨架嵌挤结构层及其制备方法以及标准化高性能超薄磨耗层。

技术介绍

[0002]超薄磨耗层沥青路面是指在现有沥青混凝土路面表面铺设一层厚度在1～3cm的面层材料，从而延长原路面使用寿命，提高路面平整度、抗滑性能等指标，同时降低噪音、改善水雾。相较于加铺普通沥青面层，它的厚度大幅度降低，从而减少了施工成本、材料用量和碳排放量；同时其施工周期较短，对交通扰动低，从而成为现阶段十分高效的沥青路面养护措施。然而，也由于其厚度较薄，超薄磨耗层对材料性能和施工工艺较高，要求使用高性能沥青、高强度碎石，以满足其对黏结性能、耐久性的要求。
[0003]但是，在实际工程应用中，沥青与碎石的用量规模庞大，原材料加工质量稳定性难以精准控制；加上超薄磨耗层施工时往往存在夜间施工、开放交通时间短等问题，导致现场施工往往难以平衡施工质量与进度的要求。以上问题，均导致超薄磨耗层在应用过程中，时常过早出现松散、脱粒、坑槽等耐久性病害，而在其病害修补中又仅能使用常规修复措施，难以到达与超薄磨耗层相同性能等级的修补效果，从而大大降低了其使用寿命，限制了其推广应用。因此，有必要专利技术一种可以标准化生产的高性能超薄磨耗层。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种集料骨架嵌挤结构层及其制备方法以及标准化高性能超薄磨耗层。本专利技术提供的集料骨架嵌挤结构层中的碎石嵌挤结构紧密，利用其制备的标准化高性能超薄磨耗层骨架强度高、粘结性能好，使用寿命长。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种集料骨架嵌挤结构层，包括玄武岩纤维三维网以及嵌入在所述玄武岩纤维三维网中的碎石结构层；所述碎石结构层由标准人造碎石形成；所述标准人造碎石内部设置有短切玄武岩纤维网；所述碎石结构层中的标准人造碎石通过阵列形成嵌挤结构，所述碎石结构层的空隙率为14～18％；
[0007]所述标准人造碎石的指标包括：针片状指数为1.6
±
0.3，棱角指数为1.6
±
0.3，分形维数为2.35
±
0.5。
[0008]优选的，所述标准人造碎石的粒径为9.5～37.5mm。
[0009]优选的，所述短切玄武岩纤维网由短切玄武岩纤维搅拌形成；所述短切玄武岩纤维的长度为4～10mm，直径小于0.2mm。
[0010]优选的，所述玄武岩纤维三维网包括若干层玄武岩纤维网，相邻玄武岩纤维网的距离为5.0
±
1.0mm；所述玄武岩纤维网由连续玄武岩纤维有捻粗纱在横纵方向上交错编织形成；所述连续玄武岩纤维有捻粗纱的单股直径为0.02～0.04mm；各层所述玄武岩纤维网
中，各个方向上相邻两根连续玄武岩纤维有捻粗纱的距离为5.0
±
1.0mm。
[0011]本专利技术还提供了上述方案所述集料骨架嵌挤结构层的制备方法，包括以下步骤：
[0012]提供集料骨架嵌挤结构浇注模具，所述集料骨架嵌挤结构浇注模具分为上下两部分，两部分闭合后形成与碎石结构层中的标准人造碎石尺寸相匹配的浇注腔；所述上部分设置有若干个注浆通道，所述注浆通道与所述浇注腔一一对应连通；所述上部分和下部分的闭合面一侧分别设置有三维网装载通道；所述三维网装载通道用于卡住所述玄武岩纤维三维网，使上部分和下部分能够穿过玄武岩纤维三维网进行闭合；
[0013]向每一所述浇注腔中放置短切玄武岩纤维网，之后将玄武岩纤维三维网置于上部分模具和下部分模具之间，并使上部分模具和下部分模具闭合；通过注浆通道向每个所述浇注腔中注入水泥胶浆，之后依次进行静置、脱模和养护，得到所述集料骨架嵌挤结构层。
[0014]优选的，所述集料骨架嵌挤结构浇注模具的制备方法包括：
[0015]设计集料骨架嵌挤结构浇注模具模型，然后采用光固化立体成形技术进行3D打印，将所得打印件进行酒精浸泡和固化，得到集料骨架嵌挤结构浇注模具。
[0016]优选的，所述集料骨架嵌挤结构浇注模具模型的设计方法包括：
[0017]选取2～4个符合指标要求的碎石作为标准碎石，对所述标准碎石的轮廓进行扫描，生成碎石模型；采用复制或阵列的方法将多个碎石模型进行拼接，形成碎石结构层模型；
[0018]根据所述碎石结构层模型，通过反模构筑浇注模具基础三维模型，之后将所述基础三维模型分割为上、下两个部分，而后在上下两部分分别挖出三维网装载通道，并在上部挖出注浆通道，得到所述集料骨架嵌挤结构浇注模具模型。
[0019]优选的，以质量份计，所述水泥胶浆的组分包括：水泥90～110份，粉煤灰10～14份，硅粉5～7份，砂40～50份，减水剂1～1.5份，膨胀剂2～4份，硅溶胶0.5～1.2份，丁苯乳液0.8～1.5份，水25～35份。
[0020]本专利技术还提供了一种标准化高性能超薄磨耗层，包括集料骨架嵌挤结构层以及填充在所述集料骨架嵌挤结构层中的沥青砂浆；所述集料骨架嵌挤结构层为上述方案所述的集料骨架嵌挤结构层或上述方案所述制备方法制备的集料骨架嵌挤结构层。
[0021]本专利技术还提供了上述方案所述标准化高性能超薄磨耗层的施工方法，包括以下步骤：在施工界面洒布一层乳化沥青粘层，然后铺展所述集料骨架嵌挤结构层，将沥青砂浆喷洒至所述集料骨架嵌挤结构层中。
[0022]本专利技术提供了一种集料骨架嵌挤结构层，包括玄武岩纤维三维网以及嵌入在所述玄武岩纤维三维网中的碎石结构层；所述碎石结构层由标准人造碎石形成；所述标准人造碎石内部设置有短切玄武岩纤维网；所述碎石结构层中的标准人造碎石通过阵列形成嵌挤结构，所述碎石结构层的空隙率为14～18％；所述标准人造碎石的指标包括：针片状指数为1.6
±
0.3，棱角指数为1.6
±
0.3，分形维数为2.35
±
0.5。本专利技术提供的集料骨架嵌挤结构层中的碎石呈阵列分布、嵌挤，结构紧密，利用其制备成的超薄磨耗层中，碎石均为设计尺寸、形态和方向，摒除了传统沥青路面施工过程中因碎石变异性而导致的施工薄弱点；并且，本专利技术通过采用玄武岩三维网与短切玄武岩纤维网加筋单颗碎石内部结构，路面骨架强度比传统的沥青混合料提高约150％；而且，在后续浇注沥青砂浆后，玄武岩三维网能够连接磨耗层结构整体，分摊受力的同时，其粘结性能比传统工艺提高约80％，从而大大提高
了磨耗层使用寿命。
[0023]本专利技术还提供了上述方案所述集料骨架嵌挤结构层的制备方法，本专利技术采用集料骨架嵌挤结构浇注模具，将短切玄武岩纤维网装填到浇注腔中，并将玄武岩纤维三维网装置到模具中，然后通过浇注形成标准化碎石，形成的碎石形态、尺寸和方向都和模具中设计的参数一致，因此不存在常规路面施工后存在嵌挤不紧、局部缺粒等施工薄弱点，从而消除来施工因素带来的路面质量波动影响。
[0024]本专利技术还提供了一种标准化高性能超薄磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集料骨架嵌挤结构层，其特征在于，包括玄武岩纤维三维网以及嵌入在所述玄武岩纤维三维网中的碎石结构层；所述碎石结构层由标准人造碎石形成；所述标准人造碎石内部设置有短切玄武岩纤维网；所述碎石结构层中的标准人造碎石通过阵列形成嵌挤结构，所述碎石结构层的空隙率为14～18％；所述标准人造碎石的指标包括：针片状指数为1.6
±
0.3，棱角指数为1.6
±
0.3，分形维数为2.35
±
0.5。2.根据权利要求1所述的集料骨架嵌挤结构层，其特征在于，所述标准人造碎石的粒径为9.5～37.5mm。3.根据权利要求1所述的集料骨架嵌挤结构层，其特征在于，所述短切玄武岩纤维网由短切玄武岩纤维搅拌形成；所述短切玄武岩纤维的长度为4～10mm，直径小于0.2mm。4.根据权利要求1所述的集料骨架嵌挤结构层，其特征在于，所述玄武岩纤维三维网包括若干层玄武岩纤维网，相邻玄武岩纤维网的距离为5.0
±
1.0mm；所述玄武岩纤维网由连续玄武岩纤维有捻粗纱在横纵方向上交错编织形成；所述连续玄武岩纤维有捻粗纱的单股直径为0.02～0.04mm；各层所述玄武岩纤维网中，各个方向上相邻两根连续玄武岩纤维有捻粗纱的距离为5.0
±
1.0mm。5.权利要求1～4任意一项所述集料骨架嵌挤结构层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供集料骨架嵌挤结构浇注模具，所述集料骨架嵌挤结构浇注模具分为上下两部分，两部分闭合后形成与碎石结构层中的标准人造碎石尺寸相匹配的浇注腔；所述上部分设置有若干个注浆通道，所述注浆通道与所述浇注腔一一对应连通；所述上部分和下部分的闭合面一侧分别设置有三维网装载通道；所述三维网装载通道用于卡住所述玄武岩纤维三维网，使上部分和下部分能够穿过玄武岩纤维三维网进行闭合；向每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝英，麦天佑，
申请(专利权)人：广东长亨石业有限公司，
类型：发明
国别省市：