一種改性瀝青級配碎石應力吸收防水層及其制作方法
【專利摘要】一種改性瀝青級配碎石應力吸收防水層及其制作方法涉及一種通過不同粒徑橡膠粉復合改性的瀝青連同級配碎石所構成的路面結構層，特別是一種強嵌擠型復合橡膠改性瀝青級配碎石應力吸收防水層。由集料和復合橡膠粉改性瀝青組成，制作方法包括（1）施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗；（2）制備復合橡膠粉改性瀝青；（3）在灑布橡膠瀝青前，檢查各項指標；（4）復合橡膠粉改性瀝青灑布；（5）撒鋪碎石；（6）碾壓。
【專利說明】一種改性瀝青級配碎石應力吸收防水層及其制作方法

【技術領域】
[0001] 本發明一種改性浙青級配碎石應力吸收防水層及其制作方法涉及一種通過不同 粒徑橡膠粉復合改性的浙青連同級配碎石所構成的路面結構層，特別是一種強嵌擠型復合 橡膠改性浙青級配碎石應力吸收防水層。

【背景技術】
[0002] 由于受設計理念的束縛以及設計周期的影響，我國各地浙青路面幾乎是千篇一律 的采用半剛性基層浙青路面這種單一化的結構形式。由于半剛性基層材料極易導致基層產 生干縮和溫縮裂縫，進而產生反射裂縫。
[0003] 反射裂縫是半剛性基層浙青路面裂縫的主要形式，它破壞了路面結構整體性和連 續性，加速浙青路面的破壞，從而影響公路使用質量和壽命。我國每年都要投入大量資金進 行公路設施的養護，其中很大一部分與反射裂縫導致的病害相關。
[0004] 目前國內外應力吸收層技術包括以下幾種： (l)SAWFTL應力吸收層技術 SAWFTL應力吸收層是一種特殊路面的浙青混合料，主要以推遲反射裂縫的發生為目 的，是采用9. 5_篩孔以下的骨料和機制砂與高彈改性浙青結合料混合而成的一種浙青混 合料。由于采用的高彈改性浙青膠結料在混合料中形成高彈性浙青網狀結構，加之混合料 骨料較小，可有效防止混合料在運輸和攤鋪過程中出現離析。應力吸收層膠結料含量大，具 有很好的粘附性和防水性，適用于鋪筑在半剛性基層與浙青混凝土面層之間，也適用于舊 水泥混凝土路面上加鋪浙青混凝土兩層，以及橋面水泥混凝鋪裝與浙青混凝土鋪裝的中面 層。這中混合料的設計抗疲勞次數比普通浙青混凝土高20多倍，由于具有較好的勁度，所 以能夠承受路面底層拉應力，延緩反射裂縫的產生。
[0005] (2 ) STRATA應力吸收層 Strata反射裂縫應力吸收系統是美國科氏材料公司為了延緩水泥混凝土路面反射裂 縫而開發的一種浙青混凝土路面結構型式。Strata浙青混合料的特點是由大量的細集料、 礦物填料和高含量聚合物改性浙青膠結料組成，該系統由一層高彈性、密級配熱拌浙青混 合料中間層（Strata應力吸收層）和上面的熱拌浙青混合料罩面層組成。Strata應力吸收 層浙青含量高、不滲透且柔韌性好，其延緩和防止反射裂縫的效果優于目前國內外普遍采 用的玻纖格柵等土工合成材料，并可延長浙青混凝土罩面層的服務壽命。
[0006] (3)高彈性改性浙青砼應力吸收層 高彈性改性浙青砼應力吸收層浙青含量高、采用彈性恢復性能優異的聚合物改性浙 青、細集料含量高、礦粉用量大、不滲水且柔韌性好、具備優異的變形恢復能力、具備優良的 自愈能力等特點，混合料由〇-3mm、3-5mm、5-10mm三檔礦質集料組成，礦料中小于2. 36mm的 細集料大約占集料的70% - 80%，而且粉料含量不超過8%。油石比高達9. 0。鋪設厚度為 2. 5 士 0. 5cm，碾壓時不宜振動且不用膠輪碾壓。該技術對下承層的平整度以及原材料、拌 和溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度都有嚴格要求，因此，需要相應的先進設備和高素質的施工隊 伍。
[0007] (4)應力吸收防水粘結層（SAWI) SAWI混合料與常規混合料相比具有含油量高，細料含量大，鋪設厚度薄等特點，其膠結 料為特種聚合物改性浙青，其具有較高的高溫黏度和低溫延度，礦料中小于2. 36mm的細集 料含量大約占集料的60%以上，其鋪層厚度要求為（2. 5 士 0. 5) cm，孔隙率應控制在3 - 5% 以內。
[0008] (5) Sampave 應力吸收層 Sampave應力吸收層系統研發的基本思想是設計具有優良抗反射裂縫能力的浙青及浙 青混合料和具有特定防裂功能的應力吸收層材料，增加舊水泥混凝土路面上浙青加鋪層的 疲勞壽命，同時抵抗水的滲透。Sampave應力吸收層系統主要由應力吸收中間夾層和具有一 定厚度的浙青罩面層組成，其中膠結料達到AASHTO PG76-28以上的性能分級要求。
[0009] (6)同步碎石應力吸收層 同步碎石應力吸收層是指用專用的同步碎石車分2次在特定溫度下將單一粒徑的礦 質集料及浙青膠結料同時灑布在路面，在一定溫度控制下在膠輪壓路機碾壓成型。同步碎 石應力吸收層從結構上來分析其有3層結構組成，最底層為一定厚度的浙青膜，中間層為 懸浮密實結構的浙青混合料，最上一層為被浙青裹覆面積達到70%的礦質集料。
[0010] (7)半剛性浙青路面"砂膠"應力吸收層技術 砂膠應力吸收層具有良好的彈性和抗疲勞性能，主要由石灰巖礦料和特殊改性浙青組 成型特征是采用的集料細(均在5mm以下)、礦粉用量大、油石比大、空隙率低及飽和度大，礦 質集料基本上懸浮于浙青與礦粉形成的膠漿之間，與上下面層的粘附性較好。用于應力吸 收層的礦料的公稱粒徑均在5mm以下，并且主要集中在0. 3mm、0. 6mm和1. 18mm。礦粉及浙 青用量(約為9%)大，浙青與礦料粘附性好。從礦料組成來看，屬于懸浮一密實結構。因此， 在混合料中浙青與細集料形成的浙青膠砂約占70%，骨料相對較少。
[0011] (8)玻纖土工格柵(在剛改柔路面工程中被廣泛使用于舊水泥混凝土路面與浙青 加鋪層之間） 加拿大多倫多市Lester Pearson國際機場道面加鋪時，采用玻纖柵格防止放射裂縫， 四年后調查表明：道面反射裂縫減少了 50%，1986年Brown教授對Tensar格柵路用性能進 行研究，認為其減少道路車轍50%，防止放射裂縫，浙青面層厚度可減少36%。RMC (加拿大皇 家軍事學院）的實驗結果表明，在浙青面層底部鋪設土工格柵時可減少浙青層底部的彈性 拉應變50%，層底設土工格柵的情況可以承受8000次的荷載作用，而未設土工格柵當浙青 層厚為250mm時也只能承受92000次荷載的作用；根據等效原理，鋪設土工格柵，浙青層厚 度可減少100mm。
[0012] 我國自八十年代末開始研究此技術，哈爾濱建筑工程學院道路研究所于1973年7 月提出了《塑料柵格在柔性路面結構工程中的應用》研究報告，黃巖等人通過室內試驗評價 了玻璃纖維柵格、土工布、土工柵格等夾層的防裂效果，得到結論：土工夾層材料對于由于 基層水平位移引起的張開型裂縫能起到較好的防裂作用，而且玻璃柵格的防裂效果要優于 土工布。
[0013] 玻纖格柵主要作用為均勻傳遞荷載，并將反射裂縫應力由垂直方向轉為水平方 向，但這種材料的施工較麻煩，也起不到防水與層間粘結的作用。
[0014] (9)SAF應力吸收層 SAF反射裂縫應力吸收層系統是為了延緩水泥混凝土路面反射裂縫而開發的一種浙青 混凝土路面結構系統。該系統由一層高彈性、密級配熱拌浙青混合料中間層（SAF應力吸收 層)和上面的熱拌浙青混合料罩面層組成。SAF應力吸收層浙青含量高、不滲透且柔韌性好， 其延緩和防止反射裂縫的效果優于目前國內外普遍采用的玻纖格柵等土工合成材料，并可 延長浙青混凝土罩面層的服務壽命。SAF浙青混合料的特點是由大量的細集料、礦物填料 和高含量聚合物改性浙青膠結料組成，要求鋪層厚度通常在2. 5 士 0. 5cm，鋪層空隙率3 士 2%。
[0015] (10) Simm應力吸收層 Simm應力吸收層美國科氏公司的開發的另一項專項改性浙青混合料應力吸收材料技 術，專為水泥混凝土加鋪浙青層使用，Simm系統專為半剛性基層鋪筑浙青層設計，其機理與 Strata系統類似，Simm系統浙青罩面層最小厚度為13cm，一般為15-18cm。目前國內已引 進了改系統。
[0016] (11)路面專用土工布應力吸收夾層(在新建浙青路面、浙青路面罩面工程、水泥混 凝土路面罩面工程及橋面鋪裝） 土工布具有耐高溫、抗拉強度高、吸附性好等特點，能起到延緩反射裂縫的作用，但由 于厚度較薄且與舊水泥混凝土路面粘結性差，因此，使用效果有局限性。
[0017] (12) ISAC復合夾層(伊利諾伊州加鋪改造工程） I SAC系統由低勁度的土工織物、粘彈性膜和高勁度土工織物三層材料組成，是一種"三 明治"結構，由伊利諾斯大學開發。
[0018] 伊利諾斯大學的研究認為，ISAC中的橡膠浙青是ISAC防裂體系設計的關鍵。由 于橡膠浙青是一層低勁度的粘彈性薄膜，它的存在是浙青路面中間出現了一個薄弱層，為 了防止浙青路面的整體滑移，必須須保證ISAC在高溫低速剪切速率下有足夠的剪切強度。 研究證明：通過對ISAC中的橡膠浙青改性(摻入一定量的石灰粉)，可以明顯的提高ISAC在 高溫低速剪切試驗中的抗剪強度。
[0019] ( 13)無紡土工布應力吸收夾層 無紡織物厚度為〇. 4mm - 4mm，模量為lOOMPa - 160MPa，臨界界應力5MPa - 20MPa，臨 界應變40% - 140%。無紡織物夾層的主要作用與橡膠浙青應力吸附夾層相似。而織物由于 模量稍高，可對加鋪層起少量加筋作用。
[0020] (14)纖維碎石封層 纖維碎石封層技術是指采用纖維封層核心設備同時灑(撒）布浙青粘結料和玻璃纖維， 然后在上面撒布碎石經碾壓后形成新的磨耗層或者應力吸收中間層的一種新型道路建設 施工和養護技術。該技術由法國SECMAIR公司開發。施工時，經過專門工藝破碎切割的纖 維在上下兩層均勻灑布的浙青結合料中呈亂向均勻分布，相互搭接，與浙青結合料形成網 絡纏繞結構，類似一層具有高彈性和高強度的防護網墊。該技術在英國、美國、澳大利亞、法 國等國家均已得到普遍應用。對4個不同國家的性能跟蹤測試一致表明，纖維封層能夠明 顯改善浙青路面的質量：抗拉強度提高30%以上；抗疲勞性能增加30%以上；抗車轍性能增 力口 300%以上。
[0021] 以上方案或者存在成本過高的缺點，或者存在施工困難的缺點，或者存在防治反 射裂縫效果差的缺點，本發明開發出一種新的橡膠浙青應力吸收防水層方案：強嵌擠型復 合橡膠改性浙青級配碎石應力吸收防水層。
[0022] 常規的橡膠浙青應力吸收層（Stress Absorbing Membrane Interlayer，簡稱 SAMI)是由橡膠浙青膠結料、單粒徑集料組成。通常是指在路面上灑布2?2. 5kg/m2的橡 膠浙青，同時在橡膠浙青上撒布一定量(一般建議為12?15kg/m2)的粒徑9?12mm的預 拌浙青碎石，形成lcm左右厚度的橡膠浙青應力吸收層，能有效地防止水分的侵入，同時與 下面層和鋪裝層粘結緊密。這種單粒徑的應力吸收層，在鋪設上面層后，相當長的一段時間 內，混合料嵌擠結構未能完全形成。


【發明內容】

[0023] 本發明的目的是針對上述不足之處提供一種改性浙青級配碎石應力吸收防水層 及其制作方法，在常規橡膠浙青應力吸收層的基礎上改進完善，可以縮短混合料嵌擠結構 的形成時間，對減緩反射裂縫的產生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產生的應 力傳到面層時大為減少，可明顯地減弱裂縫尖端應力的奇異性，降低應力強度因子，從而達 到延緩反射裂縫產生的目的；特別適用于解決半剛性基層浙青路面、水泥混凝土路面罩面 層的反射裂縫問題。
[0024] 改性浙青級配碎石應力吸收防水層及其制作方法是采取以下技術方案實現的： 改性浙青級配碎石應力吸收防水層由集料和復合橡膠粉改性浙青組成，所述集料采用 粒徑為Φ9. 5mnTl3. 2mm和粒徑為Φ4. 75mnT9. 5mm的兩檔碎石料；采用按照集料重量計的 0. 2?0. 5%的復合橡膠粉改性浙青進行預裹附，所述裹附溫度為120°C以上，預裹附的集料 堆放時間不超過兩周。
[0025] 所述碎石料的石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石。
[0026] 所述碎石料采用反擊式破碎機軋制。
[0027] 改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法包括如下步驟， (1) 施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗 所述清掃采用滑移車和人工方式結合，將原路面進行全面清掃，再用森林滅火鼓風機 沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路或基層表面的浮灰和泥漿； (2) 制備復合橡膠粉改性浙青 (2-1)確定橡膠粉的摻量 選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，所述摻量即質量百分比為基質浙青質量的 16%?20%，從而得到確定的摻量； (2-2)生產復合橡膠粉改性浙青 采用市售的橡膠浙青生產設備，采取間歇式方式生產；并對成品橡膠浙青及時進行檢 驗，以確保廣品質量； (3) 在灑布橡膠浙青前，檢查各項指標 a、 空氣溫度和地面溫度都不低于15°C ; b、 下承層干燥，路緣石防護良好； c、 需用的設備進入待命狀態，所述設備包括橡膠浙青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路 機； (4) 復合橡膠粉改性浙青灑布 a、 橡膠浙青灑布量采用2. 2?2. 8kg/m2,可視試驗路效果定； b、 起步和終止位置應鋪工程紙，以準確進行橫向銜接，灑布車經過后應及時取走工程紙； c、 縱向銜接應與已灑布部分重疊 l〇cm ; (5) 撒鋪碎石 經過步驟（4)復合橡膠粉改性浙青灑布后立即撒鋪碎石，碎石的級配構成采用粒徑 為Φ9·5ι?πΓ13·2πιπι和粒徑為Φ4·75ι?πΓ9·5πιπι的碎石進行撒鋪，分兩次進行；其中，先撒 鋪9. 5mm^l3. 2mm檔碎石，再撒鋪4. 75mm~9. 5mm檔碎石，粒徑為Φ 9. 5mm^l3. 2mm和粒徑為 Φ4. 75mnT9. 5mm的碎石質量比為4:1 ;碎石撒鋪量采用16±2kg/m2,根據試鋪情況確定，以 滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，應補足； (6) 碾壓 經過步驟（5)碎石撒鋪后應立即進行碾壓作業，采用25T以上的膠輪壓路機緊跟碎石 撒鋪車進行壓實完成碾壓； 上述六個步驟完成了應力吸收層的施工，考慮到路面面層的施工，還需要進行下述步 驟，以保證路面整體施工質量。
[0028] (7)對橡膠浙青應力吸收層進行清掃，以清除沒有粘結的松散碎石，避免影響SAMI 層與上面層的粘結； (8)橡膠浙青應力吸收層施工與上面層浙青混合料緊湊進行，中間不開放交通，若期間 必須開放交通，須待SAMI施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。在上 面層浙青混合料施工前須加灑粘層油，粘層油灑布量控制在0. 25kg/m2。
[0029] 所述步驟（1)清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面后進 行同步碎石施工。
[0030] 步驟（2-1)中橡膠浙青膠粉摻量的確定以177°C旋轉粘度為主要指標，旋轉粘度 范圍為1. 5?4. OPa · s，上限值4. OPa · s保證良好的路用性能，下限值1. 5Pa · s保證一定的 施工性能，防止因粘度過大造成泵送、拌和困難； 步驟（2-1)中所述試驗方法為：將20目和60目貨車輪胎（即斜交胎）橡膠粉按照質量 3:2的比例拌合均勻，溫度控制在177?204°C之間，拌和1小時后進行試驗，所述橡膠浙青 膠粉摻量按照質量比為1%或2%的間隔，選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，并根 據試驗結果確定橡膠粉摻量；所得橡膠浙青應當在下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時 間為20分鐘，在下承層溫度為18°C?40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
[0031] 步驟（2-2)中所述的生產步驟為采用20目貨車輪胎即斜交胎膠粉和60目貨車膠 粉以3:2的質量比混合進行膨化處理；處理后的橡膠粉以步驟（2-1)中確定的摻量添加到 溫度為176°C?226°C的基質浙青中，采用高速剪切機進行攪拌均勻，速度為3000r/min，泵 送到反應罐中保持溫度為150°C?218°C，經過45?60min時間的反應制得復合橡膠粉改 性浙青。
[0032] 所述膨化處理是利用大功率超聲波聚能器和相應的剝離機械將硫化橡膠粉的S-S 共價鍵(鍵能270kJ/mol，鍵長0. 206nm)斷裂，盡量不切斷C一C鍵(鍵能370 kj/mol，鍵長 0. 158 nm)，打破部分分子間的網架結構使其部分脫硫。在顯微鏡下膨化后的膠粉呈爆米花 狀，粉末顆粒內部形成大量相互貫穿的微裂紋網絡，使得比表面積提高，因而具有巨大的表 面能。同時粉末顆粒有大量的懸鍵存在，使膨化膠粉與浙青有較特殊的相容性和穩定性。
[0033] 步驟（6)中所述碾壓遍數為3遍，從灑布復合橡膠粉改性浙青到碾壓完成應及時 完成，即當下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20分鐘，當下承層溫度為18°C? 40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
[0034] 本發明的優點在于： 1、本發明所述的方法生產的復合膠粉改性浙青，技術性能和路用性能優良，提高了浙 青材料的軟化點、低溫延度等技術指標，同時，提高了浙青粘韌性、韌性指標，在保證了高粘 橡膠浙青使用要求的基礎上，改善了橡膠浙青的施工和易性和可儲存性能。
[0035] 2、優化常規橡膠浙青應力吸收層結構，采用級配碎石代替單粒徑碎石，改善了浙 青路面整體結構，提高路面整體強度，改善路用性能； 3、該方法具有施工方便、簡單易行，易于應用在工業化生產中。

【具體實施方式】
[0036] 改性浙青級配碎石應力吸收防水層及其制作方法是采取以下技術方案實現的： 改性浙青級配碎石應力吸收防水層由集料和復合橡膠粉改性浙青組成，所述集料采用 粒徑為Φ9. 5mnTl3. 2mm和粒徑為Φ4. 75mnT9. 5mm的兩檔碎石料；采用按照集料重量計的 0. 2?0. 5%的復合橡膠粉改性浙青進行預裹附，所述裹附溫度為120°C以上，預裹附的集料 堆放時間不超過兩周。
[0037] 所述碎石料的石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石。
[0038] 所述碎石料采用反擊式破碎機軋制。
[0039] 改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法包括如下步驟， (1) 施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗 所述清掃采用滑移車和人工方式結合，將原路面進行全面清掃，再用森林滅火鼓風機 沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路或基層表面的浮灰和泥漿； (2) 制備復合橡膠粉改性浙青 (2-1)確定橡膠粉的摻量 選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，所述摻量即質量百分比為基質浙青質量的 16%?20%，從而得到確定的摻量； (2-2)生產復合橡膠粉改性浙青 采用市售的橡膠浙青生產設備，采取間歇式方式生產；并對成品橡膠浙青及時進行檢 驗，以確保廣品質量； (3) 在灑布橡膠浙青前，檢查各項指標 a、 空氣溫度和地面溫度都不低于15°C ; b、 下承層干燥，路緣石防護良好； c、 需用的設備進入待命狀態，所述設備包括橡膠浙青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路機； (4) 復合橡膠粉改性浙青灑布 a、 橡膠浙青灑布量采用2. 2?2. 8kg/m2,可視試驗路效果定； b、 起步和終止位置應鋪工程紙，以準確進行橫向銜接，灑布車經過后應及時取走工程 紙； C、縱向銜接應與已灑布部分重疊10cm ; (5) 撒鋪碎石 經過步驟（4)復合橡膠粉改性浙青灑布后立即撒鋪碎石，碎石的級配構成采用粒徑 為Φ9·5ι?πΓ13·2πιπι和粒徑為Φ4·75ι?πΓ9·5πιπι的碎石進行撒鋪，分兩次進行；其中，先撒 鋪9. 5mm^l3. 2mm檔碎石，再撒鋪4. 75mm~9. 5mm檔碎石，粒徑為Φ 9. 5mm^l3. 2mm和粒徑為 Φ4. 75mnT9. 5mm的碎石質量比為4:1 ;碎石撒鋪量采用16±2kg/m2,根據試鋪情況確定，以 滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，應補足； (6) 碾壓 經過步驟（5)碎石撒鋪后應立即進行碾壓作業，采用25T以上的膠輪壓路機緊跟碎石 撒鋪車進行壓實完成碾壓； 上述六個步驟完成了應力吸收層的施工，考慮到路面面層的施工，還需要進行下述步 驟，以保證路面整體施工質量。
[0040] (7)對橡膠浙青應力吸收層進行清掃，以清除沒有粘結的松散碎石，避免影響SAMI 層與上面層的粘結； (8)橡膠浙青應力吸收層施工與上面層浙青混合料緊湊進行，中間不開放交通，若期間 必須開放交通，須待SAMI施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。在上 面層浙青混合料施工前須加灑粘層油，粘層油灑布量控制在0. 25kg/m2。
[0041] 所述步驟（1)清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面后進 行同步碎石施工。
[0042] 步驟（2-1)中橡膠浙青膠粉摻量的確定以177°C旋轉粘度為主要指標，旋轉粘度 范圍為1. 5?4. OPa · s，上限值4. OPa · s保證良好的路用性能，下限值1. 5Pa · s保證一定的 施工性能，防止因粘度過大造成泵送、拌和困難； 步驟（2-1)中所述試驗方法為：將20目和60目貨車輪胎（即斜交胎）橡膠粉按照質量 3:2的比例拌合均勻，溫度控制在177?204°C之間，拌和1小時后進行試驗，所述橡膠浙青 膠粉摻量按照質量比為1%或2%的間隔，選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，并根 據試驗結果確定橡膠粉摻量；所得橡膠浙青應當在下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時 間為20分鐘，在下承層溫度為18°C?40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
[0043] 步驟（2-2)中所述的生產步驟為采用20目貨車輪胎即斜交胎膠粉和60目貨車膠 粉以3:2的質量比混合進行膨化處理；處理后的橡膠粉以步驟（2-1)中確定的摻量添加到 溫度為176°C?226°C的基質浙青中，采用高速剪切機進行攪拌均勻，速度為3000r/min，泵 送到反應罐中保持溫度為150°C?218°C，經過45?60min時間的反應制得復合橡膠粉改 性浙青。
[0044] 所述膨化處理是利用大功率超聲波聚能器和相應的剝離機械將硫化橡膠粉的S-S 共價鍵(鍵能270kJ/mol，鍵長0. 206nm)斷裂，盡量不切斷C一C鍵(鍵能370 kj/mol，鍵長 0. 158 nm)，打破部分分子間的網架結構使其部分脫硫。在顯微鏡下膨化后的膠粉呈爆米花 狀，粉末顆粒內部形成大量相互貫穿的微裂紋網絡，使得比表面積提高，因而具有巨大的表 面能。同時粉末顆粒有大量的懸鍵存在，使膨化膠粉與浙青有較特殊的相容性和穩定性。
[0045] 步驟（6)中所述碾壓遍數為3遍，從灑布復合橡膠粉改性浙青到碾壓完成應及時 完成，即當下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20分鐘，當下承層溫度為18°C?
【權利要求】
1. 一種改性浙青級配碎石應力吸收防水層，其特征在于：由集料和復合橡膠粉改性浙 青組成，所述集料采用粒徑為Φ9. 5mnTl3· 2mm和粒徑為Φ4. 75mnT9· 5mm的兩檔碎石料； 采用按照集料重量計的〇. 2?0. 5%的復合橡膠粉改性浙青進行預裹附，所述裹附溫度為 120°C以上，預裹附的集料堆放時間不超過兩周。
2. 根據權利要求1所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層，其特征在于：所述碎石 料的石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石。
3. 權利要求1所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在于：包 括如下步驟， (1) 施工前進行下承層的清掃、吹塵和清洗 所述清掃采用滑移車和人工方式結合，將原路面進行全面清掃，再用森林滅火鼓風機 沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，清除舊路或基層表面的浮灰和泥漿； (2) 制備復合橡膠粉改性浙青 (2-1)確定橡膠粉的摻量 選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，所述摻量即質量百分比為基質浙青質量的 16%?20%，從而得到確定的摻量； (2-2)生產復合橡膠粉改性浙青 采用橡膠浙青生產設備，采取間歇式方式生產；并對成品橡膠浙青進行檢驗，以確保產 品質量； (3) 在灑布橡膠浙青前，檢查各項指標 a、 空氣溫度和地面溫度都不低于15°C ; b、 下承層干燥，路緣石防護良好； c、 所需設備進入待命狀態，所述設備包括橡膠浙青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路機； (4) 復合橡膠粉改性浙青灑布 a、 橡膠浙青灑布量采用2. 2?2. 8kg/m2,可視試驗路效果定； b、 起步和終止位置應鋪工程紙，以準確進行橫向銜接，灑布車經過后應及時取走工程 紙； c、 縱向銜接應與已灑布部分重疊 l〇cm ; (5) 撒鋪碎石 經過步驟（4)復合橡膠粉改性浙青灑布后立即撒鋪碎石，碎石的級配構成采用粒徑 為Φ9·5ι?πΓ13·2πιπι和粒徑為Φ4·75ι?πΓ9·5πιπι的碎石進行撒鋪，分兩次進行；其中，先撒 鋪9. 5mm^l3. 2mm檔碎石，再撒鋪4. 75mm~9. 5mm檔碎石，粒徑為Φ 9. 5mm^l3. 2mm和粒徑為 Φ4. 75mnT9. 5mm的碎石質量比為4:1 ;碎石撒鋪量采用16±2kg/m2,根據試鋪情況確定，以 滿鋪、不散失為度，補足局部碎石撒鋪量不足的地方； (6) 碾壓 經過步驟（5)碎石撒鋪后應立即進行碾壓作業，采用25T以上的膠輪壓路機緊跟碎石 撒鋪車進行壓實完成碾壓。
4. 根據權利要求3所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：所述步驟（1)清掃完畢后，將此路段開放交通，利用車輪有吸附作用清潔路面后進行同 步碎石施工。
5. 根據權利要求3所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（2-1)中橡膠浙青膠粉摻量的確定以177°C旋轉粘度為主要指標，旋轉粘度范圍為 1. 5?4. OPa · s，上限值4. OPa · s保證良好的路用性能，下限值1. 5Pa · s保證一定的施工性 能，防止因粘度過大造成泵送、拌和困難。
6. 根據權利要求3所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（2-1)中所述試驗方法為：將20目和60目貨車輪胎即斜交胎橡膠粉按照質量3:2 的比例拌合均勻，溫度控制在177?204°C之間，拌和1小時后進行試驗，所述橡膠浙青膠 粉摻量按照質量比為1%或2%的間隔，選擇至少三個不同的橡膠粉摻量進行試驗，并根據 試驗結果確定橡膠粉摻量；所得橡膠浙青在下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20 分鐘，在下承層溫度為18°C?40°C時，完成碾壓時間為10分鐘。
7. 根據權利要求3所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（2-2)中所述的生產步驟為采用20目貨車輪胎即斜交胎膠粉和60目貨車膠粉以 3:2的質量比混合進行膨化處理；處理后的橡膠粉以步驟（2-1)中確定的摻量添加到溫度 為176°C?226°C的基質浙青中，采用高速剪切機進行攪拌均勻，速度為3000r/min，泵送到 反應罐中保持溫度為150°C?218°C，經過45?60min時間的反應制得復合橡膠粉改性浙 青。
8. 根據權利要求7所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：所述膨化處理是利用大功率超聲波聚能器和相應的剝離機械將硫化橡膠粉的S-S共價 鍵斷裂，盡量不切斷C一C鍵，打破部分分子間的網架結構使其部分脫硫。
9. 根據權利要求3所述的改性浙青級配碎石應力吸收防水層的制作方法，其特征在 于：步驟（6)中所述碾壓遍數為3遍，從灑布復合橡膠粉改性浙青到碾壓完成應及時完成， 即當下承層溫度為40°C以上時，完成碾壓時間為20分鐘，當下承層溫度為18°C?40°C時， 完成碾壓時間為10分鐘。
【文檔編號】C04B26/26GK104060513SQ201410293032
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】余波, 王力, 吳明亮, 劉勇, 劉根和, 陳釩, 施小強 申請人:南京同安道路工程有限公司, 南京工業大學, 南京東道路橋工程技術咨詢有限公司