侯强,碎石封层技术的应用及发展

1MOH材料应用技术河南省高等级公路养护工程研究中心李巧云侯强河南省高远公路养护技术有限公司碎石封层技术的应用及发展碎石封层技术概述纤维碎石封层技术橡胶沥青碎石封层技术精细抗滑保护层技术结语碎石封层技术概述碎石封层是在要处理的路面上先洒布一层粘结材料(基质沥青、改性沥青、改性乳化沥青等),接着撒布单粒径碎石，随即进行碾压并养生成型的封层技术。粘结材料碎石碎石封层工作原理将流体沥青与洁净干燥的均匀石料喷洒在路面上，在外荷载作用下不断形成强度。同时，由于流体沥青的表面张力，使沥青沿石料表面向上爬升，爬升高度约为石料高度的2/3，并在石料的表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达约80%，有足够的结合强度。碎石封层主要类型分类依据分类主要应用按结构分单层养护/下封层/防水粘结层双层、三层低等级公路新建三明治式富油路段/坡度较大路段嵌入式表面抗滑磨耗层按材料分热沥青SBS、橡胶沥青乳化沥青SBR、SBS乳化改性沥青按工艺分分步----同步----碎石封层的应用范围低等级公路的养护罩面水泥砼桥面防水粘结层新建低等级公路的表面功能层半刚性基层沥青路面sami层“白改黑”应力吸收中间层排水性路面防水粘结层碎石封层施工不成功表现12438765■封水效果好■吸收应力能力强■抗滑性能卓越■造价经济■施工快捷■应用广泛■碎石质量要求高■沥青洒布量设计难■设备集成化程度■高速难以适用■飞石影响安全碎石封层技术的优劣势优势劣势建养并举、性能优异、应用广泛谨慎设计、专业施工、严格控制纤维碎石封层技术采用纤维封层设备洒布沥青粘结料和玻璃纤维，然后在上面撒布碎石,经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术。■良好的应力吸收和分散能力。能吸收裂缝或车辆荷载产生的局部集中应力，延缓反射裂缝产生；■高耐磨性。沥青、纤维和碎石同步撒布，碎石进入由纤维与沥青材料形成的网状结构，形成了复合力学嵌锁体系，能有效抑制骨料脱落。■高抗拉及防水性。由于纤维封层抗拉强度远远大于温度变化带来的收缩应力，能够有效抑制沥青路面低温收缩裂缝的产生，有效避免水损害。■高稳定性。具有的网络缠绕结构以及纤维对前后两层沥青的吸附，能有效阻止沥青流动，起到高温稳定、增韧阻裂的作用。纤维碎石封层的性能特点纤维碎石封层用于应力吸收层的基本参数■普通沥青与纤维沥青测力延度典型曲线■普通乳化沥青（不同纤维撒布量和沥青洒布量）■SBS乳化改性沥青（不同纤维撒布量和沥青洒布量）随着纤维用量的增加，相应的指标都增大，另外，随着沥青用量的增加，整体有增大的趋势。■纤维种类的选择？■纤维长度的选择？■纤维用量的确定？■纤维碎石封层的后评价？存在的问题橡胶沥青碎石封层技术利用橡胶沥青作为粘结剂，在路面或桥面喷洒橡胶沥青和碎石，再由轮胎压路机碾压，使粘结料与集料之间有最充分的粘附，形成保护原有路面或桥面的防水磨耗层、防水层或应力吸收层。橡胶沥青同步碎石封层是在传统同步碎石封层的基础上采用了橡胶沥青作为胶结料，橡胶粉的加入能够明显地增加沥青的粘度，从而提高沥青抗高温变形能力；另外橡胶中含有大量的如抗氧剂、热稳定剂等，加入橡胶粉后形成的橡胶沥青具有较强的抗老化性能，可显著提高路面的抗老化能力，同时橡胶沥青具有优异的低温抗裂能力。橡胶沥青碎石封层的性能特点具有较强的抵抗反射裂缝性能，作为应力吸收层可以有效延缓反射裂缝的出现。具有更好的封水性能，防止水渗透到路面结构中。橡胶粉的使用更加环保，实现资源的循环利用。橡胶沥青现场生产工艺流程新型橡胶沥青技术溶胀过程脱硫塑化过程溶解和分散过程试验项目单位道路石油沥青（A-70）废胎原液改性沥青橡胶沥青针入度（25℃,5s,100g）（0.1mm）7251.057.5软化点(环球法)（℃）46.560.062.05℃延度（cm）/12.511.2弹性恢复（%）/6556储存稳定性,48h软化点差（℃）/1.48.7TFOT后质量损失（%）0.40.20.3针入度比（%）69.585745℃延度（cm）/9.87.6旋转粘度(180℃)（Pa·s）/1.41.2橡胶粉在与沥青高温充分混合状态下吸收沥青轻质组分而熔胀，同时在颗粒表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。橡胶粉颗粒通过凝胶膜连接，形成一个粘度很大的半固态连续相的体系。废胎原液改性沥青是完全的化学改性，橡胶原液与沥青完全混溶，在增加材料稳定性的同时提高了路用性能。精细抗滑保护层技术精细抗滑保护层是一种新型的路面预防性养护技术，是在碎石封层的基础上发展而来的一种超薄封层，它是采用小粒径碎石，在碎石覆盖率较高的封层上洒布稳固材料以稳固碎石的超薄磨耗层，并在路面上起到防水抗裂和提高路面抗滑性能的作用，为道路表面提供了一个防水抗滑保护层。另外，还可以抑制或延缓沥青路面病害的进一步发展。原材料要求指标单位技术要求试验方法集料的压碎值不大于％26T0316破碎面4个破碎面以上洛杉矶磨耗损失不大于％28T0317针片状颗粒含量不大于％15T0312水洗法＜0.075mm颗粒含量不大于％1T0310软石含量不大于％3T0320试验项目单位指标要求试验方法破乳速度中裂T0658筛上剩余量（1.18mm筛）％≤0.1T0652标准粘度C25，3ss8～25T0621蒸发残留物含量％≥65T0651与集料的粘附性≥2/3蒸发残留物性质软化点（℃）℃≥53T0606延度（cm，5℃）cm≥20T0605溶解度(三氯乙烯)%%≥97.5T0607贮存稳定性(%)1天%%≤1T06555天%%≤5T0658抗滑保护层精细■集料为4-5mm单粒径■较普通碎石封层以及热沥青罩面更细致■材料配比、施工工艺极其严格■噪声约65dB左右■施工后3天，TD0.8mm－0.9mm，60－65BPN■施工后3个月仍为0.6mm和55BPN，以后衰减变为平缓■底层高浓改性乳化沥青封水、抗老化■高浓改性乳化沥青“胶状板体”阻裂和应力吸收■顶层材料稳固碎石技术特点■施工工艺流程封闭交通清扫沥青洒布碎石撒布碾压养生清扫浮石稳固层洒布养生后开放交通■施工后路面效果图■施工后效果检测施工完成后，对不同使用时期的精细抗滑保护层各项性能进行了检测，内容包括：构造深度、摩擦系数、渗水系数。通过对试验路的观察以及检测，其抗滑性能、防水性能均有较大程度的改善，均符合规范要求。0470.6530d0450.9015d0520.887d0521.03d0511.21d93350.63原路面渗水系数（ml/min）摩擦系数（BPN）构造深度（mm）检测项目使用时间路面使用性能检测结果0460.625个月未洒布稳固层洒布稳固层■试验路段结论①必须选择高浓改性乳化沥青，保证具有足够的粘结强度。②严格控制集料的针片状含量。③集料洁净程度对精细抗滑保护层使用性能影响较大，特别是粘附性。④底层油洒布量过小会导致粘结力不足，但用油量过大时会造成泛油，因此底层洒布量应根据实际路面情况进行设计。⑤适当的提高稳固层洒布量有利于防止集料的脱落，但洒布量过大亦可造成抗滑性能下降。推广应用■在高速公路预防性养护中的应用■精细抗滑保护层在汾灌高速沭阳河大桥桥面抗滑处治中的应用底层洒布量（kg/㎡）拉拔（Mpa）剪切（Mpa）0.80.170.311.00.220.351.20.190.32试验确定施工参数施工情况及效果抗滑指标及噪声指标检测内容时间抗滑系数构造深度原路面270.3开放交通前650.9开放交通后15天630.7路面类型车速车内噪声（dB）平均值精细抗滑保护层微表处沥青路面80KM/h646963100KM/h667066120KM/h677167■精细抗滑保护层广州黄埔大桥铺装层养护中的应用试验数据试验内容工艺拉拔强度（MPa）剪切强度（MPa）扭转剪切强度（MPa）普通微表处0.210.370.33精细抗滑保护层0.420.550.51施工现场及效果检测项目12345平均构造深度0.350.350.340.340.350.35抗滑系数394040413840渗水系数000000施工工艺检测项目12345平均精细抗滑磨耗层构造深度0.80.80.80.80.90.8摆值（BPN）555555555455抗滑指标对比结语■碎石封层技术在国内外的广泛应用说明该项技术在建设及养护领域的优异性。■看似工艺简单的碎石封层具有良好的防水、抗滑及应力吸收能力，但也是一个体系，需要对材料、设计、工艺等进行系统研究。■碎石封层缺乏标准规范，使用时应谨慎设计、专业施工、严格控制。■要正确看待碎石封层的使用范围和条件。■碎石封层技术的使用和推广需要不断总结和完善，让其健康持续发展。谢谢大家敬请指正