旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的方法

技术领域

本发明涉及路面修复技术领域，具体涉及一种旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的方法。

背景技术

随着道路建设里程的增加，人们对行车舒适性、高通行能力、维修便利性的要求逐渐提高。因此，对于旧水泥混凝土路面的运营、养护、维修及改造成为现阶段面临的主要技术议题；沥青路面具有水泥路面所不具有的行车特质和性能特点，随着现有技术中沥青路面结构质量的不断提升，在旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面的路表功能性养护维修方案已成为重要的养护方式。采用加铺沥青路面的养护方式(白加黑)，可以使刚性路面转变为柔性路面，全面提升路用性能。这种养护方式可以充分利用原路面的残余强度，降低养护维修成本，因此在国际上应用最为广泛。但是对于沥青罩面后的复合结构，在行车荷载和温度的作用下，往往在修复后的一年内罩面层在旧路面板接缝的位置出现裂缝，即反射裂缝。反射裂缝会加速沥青罩面层的损坏，缩短罩面层的使用寿命。因此，防止反射裂缝是旧水泥混凝土路面修复中的亟待解决的技术难题。

发明内容

基于上述内容，本发明的目的在于提供一种旧水泥混凝土路面加铺改沥青路面的方法。通过对旧水泥混凝土路面病害进行处置后铺设抗裂材料，然后铺设沥青混凝土面层，缓解白加黑路面在使用过程中反射裂纹的产生速度，提高罩面层的使用寿命。

本发明的技术方案之一，一种旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的方法，包括以下步骤：

步骤1：对旧水泥混凝土路面病害进行处置；

步骤2：铺设抗裂材料；

步骤3：铺设沥青混凝土面层。

进一步地，所述步骤1中旧水泥混凝土路面病害为边角破碎损坏时，处置步骤包括：损害程度较深(损坏深度＞3-6cm)、较宽(损坏宽度大于＞3-6cm)时，切割去除病害部分，浇筑同强度混凝土；损害程度低于上述情况时，凿除3-6cm之上部分，回填细石拌制的同强度混凝土混合料。

进一步地，所述步骤1中旧水泥混凝土路面病害为错台或板块网状开裂时，处置步骤包括：切割去除病害部分，再次压实路基，在更换板材的区域清洁基层的上表面，浇筑同强度混凝土。

进一步地，所述步骤1中旧水泥混凝土路面病害为板块脱空、弯沉较大或桥头沉陷时，处置步骤包括：定位、钻孔，灌浆，弯沉检测。

进一步地，所述步骤2中，所述抗裂材料为抗裂砂浆。

进一步地，质量份数计，所述抗裂砂浆的原料包括：水泥20-30份、乳化沥青15-20份、细砂25-35份、玄武岩纤维3-8份，玄武岩颗粒20-40份；其中，所述细砂粒径0.25-0.5mm，所述玄武岩颗粒的粒径为1-2.5mm。

进一步地，所述抗裂砂浆的制备方法包括以下步骤：水泥、细砂、玄武岩颗粒、玄武岩纤维混合均匀得到混合料，将乳化沥青加水混匀后加入混合料，搅拌混匀得到抗裂砂浆。

进一步地，所述沥青混凝土面层材料使用的沥青混凝土材料为SBS改性沥青混凝土AC-16。

进一步地，还包括步骤4：在所述沥青混凝土面层上喷洒环氧沥青粘结料后加铺环氧沥青混凝土层。

进一步地，所述环氧沥青混凝土层所使用的环氧沥青混凝土材料为早强型环氧沥青混凝土EA-13；所述环氧沥青混凝土层厚度为30-50mm。

进一步地，所述抗裂材料的铺设厚度为20-50mm，所述沥青混凝土面层的铺筑厚度为50-80mm。

进一步地，在进行步骤2前，在地面喷涂粘性油，然后加铺土工格栅。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过在待修复的水泥混凝土路面上铺设抗裂材料后通过罩面的方式铺设沥青混凝土面层，抗裂材料层的设置将旧水泥混凝土路面和沥青混凝土面层粘结成整体复合结构，从而缓解了直接罩面导致反射裂纹产生的技术问题。

在本发明的优选方案中，限定了抗裂材料的具体原料包括水泥、乳化沥青、细砂、玄武岩颗粒、玄武岩纤维，其中玄武岩纤维能够显著增强抗裂材料的抗裂性能和强度，水泥本身更容易和沥青结合，水泥和乳化沥青混合制备的混合浆料对于水泥界面和沥青混凝土面层界面均具有极好的相容性，同时水泥和乳化沥青的混合使用在一定程度上对浆料进行了固体物调节，能够避免乳化沥青固化后的体积收缩过大的技术问题，从而提高二者的界面粘结强度，但是水泥和沥青混合后容易导致界面渗透性变差，不利于均匀铺设施工，而小粒径的细砂的加入则可以提高浆料的流动性，避免上述问题的产生，使浆料的可操作性更强，同时也能够提高抗裂材料的透水率和强度。玄武岩具有优异的抗压、抗折性能，且吸水率低，同时具有沥青粘附性，用于本发明的抗裂砂浆中能够显著提高减少反射裂纹的产生。

在本发明的优选方案中，在沥青混凝土面层上喷洒环氧沥青粘结料后加铺环氧沥青混凝土层，设置双层罩面结构可进一改善沥青罩面层整体的抗压性能和耐久性能，容许剪应力及容许拉应力降低，减少反射裂纹的产生，进一步延长路面的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例4的流程图。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明具体实施方式提供一种旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的方法，包括以下步骤：

步骤1：对旧水泥混凝土路面病害进行处置；

步骤2：铺设抗裂材料；

步骤3：铺设沥青混凝土面层。

作为进一步优选的方案，所述步骤1中旧水泥混凝土路面病害为边角破碎损坏时，处置步骤包括：损害程度较深(损坏深度＞3-6cm)、较宽(损坏宽度大于＞3-6cm)时，切割去除病害部分，浇筑同强度混凝土；损害程度低于上述情况时，凿除3-6cm之上部分，回填细石拌制的同强度混凝土混合料。

作为进一步优选的方案，所述步骤1中旧水泥混凝土路面病害为错台或板块网状开裂时，处置步骤包括：切割去除病害部分，再次压实路基，在更换板材的区域清洁基层的上表面，浇筑同强度混凝土。

作为进一步优选的方案，所述步骤1中旧水泥混凝土路面病害为板块脱空、弯沉较大或桥头沉陷时，处置步骤包括：定位、钻孔，灌浆，弯沉检测。

作为进一步优选的方案，所述步骤2中，所述抗裂材料为抗裂砂浆。

作为进一步优选的方案，质量份数计，所述抗裂砂浆的原料包括：水泥20-30份、乳化沥青15-20份、细砂25-35份、玄武岩纤维3-8份，玄武岩颗粒20-40份；其中，所述细砂粒径0.25-0.5mm，所述玄武岩颗粒的粒径为1-2.5mm。

作为进一步优选的方案，所述抗裂砂浆的制备方法包括以下步骤：水泥、细砂、玄武岩颗粒、玄武岩纤维混合均匀得到混合料，将乳化沥青加水混匀后加入混合料，搅拌混匀得到抗裂砂浆。

作为进一步优选的方案，所述抗裂砂浆的制备分为以下两个步骤：

(1)水泥、细砂、玄武岩纤维混合均匀得到混合料；

(2)将乳化沥青加水混匀后加入混合料；

(3)将混合料总质量的50-80％和玄武岩颗粒总质量的20-30％混合后得到抗裂浆料a，抗裂浆料a作为和旧水泥混凝土路面接触的抗裂浆料；

(4)将剩余混合料和剩余的玄武岩颗粒混合后得到抗裂浆料b，抗裂浆料b铺设在抗裂浆料a表面，作为和沥青混凝土面层接触的抗裂浆料。

在抗裂浆料a中使用大量混合料和玄武岩颗粒混合有助于促进抗裂浆料和旧水泥混凝土路面充分接触，提高旧水泥混凝土路面和抗裂层的粘结强度，减少反射裂纹；

在抗裂浆料b中使用少量的混合料和玄武岩颗粒进行混合，能够在和沥青混凝土面层接触的抗裂层中引入粗糙面结构，从而和沥青混凝土面层形成镶嵌结构，提高抗裂浆料和沥青混凝土面层的粘结强度，减少反射裂纹。

作为进一步优选的方案，所述沥青混凝土面层使用的沥青混凝土材料为SBS改性沥青混凝土AC-16。

具体的，SBS改性沥青混凝土AC-16由SBS改性沥青和集料按照质量比3-5:100配制而成。

作为进一步优选的技术方案，所述集料为玄武岩和/或石灰石；所述基料的级配见表1。

表1

作为进一步优选的方案，还包括步骤4：在所述沥青混凝土面层上喷洒环氧沥青粘结料后加铺环氧沥青混凝土层。

具体的，所述环氧沥青粘结料由马来海松酸型环氧树脂和添加有固化剂(腰果酚改性聚酰胺)的基质沥青按照质量比3:8配制而成，其中固化剂和基质沥青的质量比为1:5；

作为进一步优选的方案，所述环氧沥青混凝土层所使用的环氧沥青混凝土材料为早强型环氧沥青混凝土EA-13；所述环氧沥青混凝土层厚度为30-50mm。

具体的，所述早强型环氧沥青混凝土EA-13原料由质量比为7：100的环氧沥青混合料和集料配制而成；所述环氧沥青混合料由双酚A型环氧树脂E-51和添加固化剂(聚戊二酸酐)的基质沥青按照质量比1:3混合而成，固化剂和基质沥青的质量比为1:5。集料为玄武岩和/或石灰石。所述基料的级配见表2。

表2

作为进一步优选的方案，所述抗裂材料的铺设厚度为20-50mm，所述沥青混凝土面层的铺筑厚度为50-80mm。

作为进一步优选的方案，在进行步骤2前，在地面喷涂粘性油，然后加铺土工格栅。

具体的，所述粘性油可从市场购置，粘结强度＞1MPa即可。所述土工格栅可选自单向格栅、双向格栅、玻纤格栅、钢塑格栅、涤纶格栅中的任意一种。

粘性油和土工格栅的设置可以极大的提高旧水泥混凝土路面和抗裂材料之间的粘结强度，减少反射裂纹的产生。

本发明以下实施例中，所使用的材料均为市场购置。

选取某旧水泥混凝土路面进行病害处置后进行采用以下实施例方法进行加铺沥青路面。其中旧水泥混凝土路面进行病害处置方法为：

旧水泥混凝土路面病害为边角破碎损坏时，处置步骤包括：损害程度较深(损坏深度＞3-6cm)、较宽(损坏宽度大于＞3-6cm)时，切割去除病害部分，浇筑同强度混凝土；损害程度低于上述情况时，凿除3-6cm之上部分，回填细石拌制的同强度混凝土混合料；

旧水泥混凝土路面病害为错台或板块网状开裂时，处置步骤包括：切割去除病害部分，再次压实路基，在更换板材的区域清洁基层的上表面，浇筑同强度混凝土；

旧水泥混凝土路面病害为板块脱空、弯沉较大或桥头沉陷时，处置步骤包括：定位、钻孔，灌浆，弯沉检测。

实施例1

(1)取抗裂砂浆原料：水泥30份、乳化沥青20份、细砂35份、玄武岩纤维8份，玄武岩颗粒30份；其中，水泥为52.5硅酸盐水泥，乳化沥青为PC-3粘层油，所述细砂粒径0.25-0.5mm，所述玄武岩颗粒的粒径为1-2.5mm，玄武岩纤维长度1-5cm。

(2)水泥、细砂、玄武岩颗粒、玄武岩纤维混合均匀得到混合料，将乳化沥青加水混匀后加入混合料，搅拌混匀得到抗裂砂浆；处理后的路面清扫干净并干燥后铺设抗裂砂浆得到抗裂层，铺设厚度30mm。

(3)按照5:100质量比称取SBS改性沥青和集料(质量比为20:1的玄武岩和石灰石矿粉，玄武岩粒径10-12mm)后，将SBS改性沥青加入预热至120℃的玄武岩中，搅拌混合后加入石灰石矿粉，搅拌混合后铺设在抗裂层表面得到沥青混凝土面层，铺设厚度为80mm。

实施例2

同实施例1，区别在于，在铺设抗裂砂浆前，在处理后的路面上喷施粘结强度为1.5MPa的粘性油(市场购置，喷涂厚度2mm)，然后铺设GDZ钢塑复合土工格栅(50kn)。

实施例3

同实施例2，区别在于，步骤(2)：

a.水泥、细砂、玄武岩纤维混合均匀得到混合料；

b.将乳化沥青加水混匀后加入混合料；

c.将混合料总质量的70％和玄武岩颗粒总质量的25％混合后得到抗裂浆料a，抗裂浆料a作为和旧水泥混凝土路面接触的抗裂浆料；

d.将剩余混合料和剩余的玄武岩颗粒混合后得到抗裂浆料b，抗裂浆料b铺设在抗裂浆料a表面，作为和沥青混凝土面层接触的抗裂浆料；

e将抗裂浆料a铺设在设置有GDZ钢塑复合土工格栅的旧水泥混凝土路面上，然后铺设抗裂浆料b，得到抗裂层。

实施例4

同实施例3，区别在于，沥青混凝土面层铺设厚度40mm，在沥青混凝土面层上喷洒环氧沥青粘结料(喷洒量0.5kg/m

环氧沥青粘结料：将加热至90℃的马来海松酸型环氧树脂与加热至130℃的添加固化剂的基质沥青按照3:8的质量比配制环氧沥青粘结料，其中固化剂(腰果酚改性聚酰胺)和基质沥青的质量比为1:5。

环氧沥青混凝土层所使用的环氧沥青混凝土材料为早强型环氧沥青混凝土EA-13，具体的：将加热至90℃的双酚A型环氧树脂E-51和加热至130℃的添加有聚戊二酸酐的基质沥青按照质量比1:3混合形成环氧沥青混合料，其中聚戊二酸酐和基质沥青的质量比为1:5；环氧沥青混合料和集料按照质量比7:100混合后铺设得到环氧沥青混凝土层，铺设厚度40mm。其中集料由质量比为10:1的玄武岩和石灰石矿粉混合制成，其中玄武岩粒径10-12mm(将环氧沥青混合料加入预热至120℃的玄武岩中，搅拌混合后加入石灰石矿粉，搅拌混合)。

按照JTG E20-T070和JTG E20-T071标准和对实施例1-4制备的白加黑沥青路面进行性能检测，结果见表3。

表3

动稳定度、最大弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度可在一定程度上模拟路面使用情况，反应路面界面粘结性能，界面粘结性能提升是改善反射裂纹的有效手段，由表1数据可以得出，本发明方法能够显著提升加铺沥青路面的界面粘结性能，提高罩面层的使用寿命，降低反射裂纹的发生概率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。