一种密级配超薄铺装沥青混合料的设计方法、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种渐青混合料具体的设计方法和制备方法，尤其设及一种密级配超 薄铺装渐青混合料的设计方法、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 目前我国高速公路建设步伐加快，道路的养护维修任务随之加剧，我国已经逐渐 从建设阶段向养护阶段转变。由于我国半刚性基层路面结构的特点，公路早期病害中反射 裂缝类病害较多。另外，我国道路车辆中重载车辆较多，重交通现象普遍，在重载交通下， 渐青路面的早期破坏严重。典型的重交通下路面损坏类型为高溫车徹。因此，如何有效的 提高渐青混合料抗变形能力及结合料与集料间的粘结力，成为能否解决路面车徹问题的关 键。同时，由于高速公路养护需要快速开放交通，因此，对高速公路进行快速养护，对保持路 面使用性能、保障高速公路杨通、延长路面使用寿命均有重要的意义。
[0003] 目前，传统的高速公路车徹、裂缝养护方法有Novachip超薄磨耗层、锐创加铺、就 地热再生、微表处、罩面等。但运些养护方式都存在局限性。例如，传统的锐创4cm，加铺 SMA13混合料的处置方式，不能充分利用原有改性渐青面层混合料，施工过程粘层破坏情况 严重；就地热再生施工质量难W控制，现场变异性大；微表处路面噪声大，对车徹深度超过 IOmm的段落不适用等。在W往高速公路车徹等病害的养护中，Novachip超薄磨耗层技术使 用较多，是其中一种解决方案，但该技术需要通过特定的摊铺设备进行施工，采用特定的改 性乳化渐青粘层，还需要改性乳化渐青粘层喷洒和改性热渐青混合料摊铺同时进行，运导 致该技术限制条件较为苛刻。同时施工过程中，需要从原材料选择、配合比设计、施工控制 每一个细节着手考虑和预控，成本较高。
[0004] Nova化ip采用间断级配，它由70%~80%的单一粒径碎石，20%~30%的细集 料及填料组成，渐青用量4. 6%~5. 6%。对粗集料嵌挤能力要求高，磨耗损失的要求更有 所提高，必须满足洛杉机磨耗的要求下，还需进行微狄法尔磨耗试验检验。与开级配相比， 它含有更多细集料，从而有更好的力学稳定性与抗剪能力。与连续级配相比，它有粗糖的纹 理，优越的抗滑性能。Novachip渐青胶结料多采用高粘改性渐青。但由于目前还没有室内 试验方法可W模拟现场超薄的使用情况，因此该种混合料的设计主要依赖经验。Nova化ip 间断级配的特点，导致在锐创加铺过程中，加铺部位会形成一个"水槽"，造成锐创加铺部位 的水损害、坑槽现象严重，不适用于锐创加铺施工。
[0005] 在车徹处治过程中，若存在反射裂缝，则一般采用挖除换填的方式，采用抗裂技术 措施，如贴聚醋布或聚醋纤维布的方式，运样不仅工序繁琐、延误养护效率，而且效果不佳。 而对表层混合料本身抗裂性研究较少，特别是在低溫环境下，现有常见表层混合料模量偏 高，缺乏良好的低溫柔初性，会导致面层模量与原路面不匹配，对结构本身抗裂不利。
[0006] 由此可见，为了提高旧路面结构的利用效率，发挥上面层改性渐青混合料的性能， 需要减少对旧路面的锐创深度，进行超薄铺装；为了综合提高渐青路面的抗车徹、抗裂和抗 滑性能，需要高性能的铺装层材料；为了提高超薄铺装的施工和易性、节能减排，解决超薄 铺装层降溫快的问题，需要综合利用溫拌施工技术。为了减少路面施工对通行车辆的影响， 需要提高路面养护技术的施工效率。
[0007] 在现行的热拌渐青混合料设计规范中，为了提高施工和易性，施工溫度是根据渐 青的粘溫曲线得来的，但并没有考虑到超薄铺装的特殊性，超薄铺装在施工过程中降溫速 率快，有研究表明，铺筑2. 5cm的超薄磨耗层，5~IOmin之内混合料溫度即可从160°C将至 80°C，而铺装厚度的增加带来降溫速率的减缓，因此不同铺装层厚度需要有不同的施工溫 度，相应的，在室内配合比设计时应有不同的击实溫度，W及不同的渐青用量。因此，需要针 对超薄铺装渐青混合料进行面向铺装层厚度的设计。
[0008] 有鉴于上述现有的渐青混合料设计及配比存在的缺陷，本发明人基于从事此类产 品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加W研究创新，W期 创设一种新型密级配超薄铺装渐青混合料、设计方法、制备方法及其应用，使其更具有实用 性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发 明。
【发明内容】
[0009] 本发明的主要目的在于，克服现有的渐青混合料设计及配比存在的缺陷，而提供 一种新型密级配超薄铺装渐青混合料的设计方法、制备方法及其应用，延长路面使用寿命， 从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
[0010] 本发明的目的及解决其技术问题是采用W下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种密级配超薄铺装渐青混合料的设计方法，所述密级配超薄铺装渐青混合料由87%~ 95%质量份集料、5. 1 %~5. 5%质量份SBS改性渐青、0. 3%~0. 5%质量份复合增效改性 剂组成，余量为矿粉；集料为玄武岩或辉绿岩，集料组成采用密级配，最大公称粒径IOmm; 复合增效改性剂为低烙点多链聚締控，W直投的方式加入到渐青混合料中，与混合料拌合； 低烙点多链聚締控为为低烙点聚乙締蜡、软链段大于20%的橡胶和硬链段的聚締控构成的 热塑性聚締控弹性体灯PO)、聚乙締、聚丙締、苯乙締类（SBS、SIS、S邸S、SEPS等）、聚4-甲 基-1-戊締等。
[0011] 设计方法包括如下操作步骤， 阳01引 （1)设计空隙率为5~7% ;
[0013] (2)根据铺装层厚度、由路面铺装层初压后层底溫度Tl和改性渐青加热溫度Tz,计 算击实溫度Ts,其中Ts=灯片2)/2;
[0014] (3)根据设计击实溫度Ts和设计空隙率，确定渐青混合料的预估油石比P;
[0015] (4)按照马歇尔设计方法进行密级配超薄铺装渐青混合料配比。
[0016] 更进一步的，前述的密级配超薄铺装渐青混合料的设计方法，所述铺装层厚度为 1. 5 ~ 4cm〇
[0017] 密级配超薄铺装渐青混合料的制备方法，包括如下操作步骤， 阳0化](1)预热集料，加热SBS改性渐青；
[0019] (2)将加热后的集料和SBS改性渐青混合；
[0020] 做在似的混合物中加入矿粉和复合增效改性剂，揽拌均匀；
[0021] (4)在击实溫度Ts下进行马歇尔击实成型，双面击实75次，形成直径为101. 6mm， 高度为63. 5 + 1. 3mm的圆柱形试件。
[0022] 更进一步的，前述的密级配超薄铺装渐青混合料的制备方法，所述集料的预热溫 度为 190°C~210°C，
[0023] 更进一步的，前述的密级配超薄铺装渐青混合料的制备方法，所述SBS改性渐青 的加热溫度为160°C~170°C。
[0024] 更进一步的，前述的密级配超薄铺装渐青混合料的制备方法，所述（3)的拌和溫 度为160~170°C。
[0025] 密级配超薄铺装渐青混合料应用于路面养护、桥面养护、路面新建铺装、桥面新建 铺装W及功能性路面的结构层，如长寿面渐青路面的磨耗层、高强高模量渐青路面的磨耗 层等。
[00%] 密级配超薄铺装渐青混合料的评价方法，采用60°C动稳定度、70°C动稳定度和 60°C车徹试验前后娠压位置的构造深度衰减值k对混合料高溫性能进行评价，评价标准包 括：60°C动稳定度> 8000次/mm、7(rC动稳定度> 3000次/mm、6(rC车徹试验前后娠压位置 的构造深度衰减值k《0. 2。
[0027] 借由上述技术方案，本发明密级配超薄铺装渐青混合料的设计方法、制备方法及 其应用至少具有下列优点：
[0028] 本发明提供的密级配超薄铺装渐青混合料设计空隙率为5%~7%，铺装厚度一 般为1. 5~4cm，由于不同铺装层厚度下混合料的降溫速率不同，因此，该密级配超薄铺装 渐青混合料通过铺装层厚度来确定设计击实溫度，并由此确定渐青用量。该材料作为超薄 铺装层具有高溫抗车徹性优异、抗水损害性能高、施工和易性良好等特点，同时具有溫拌的 效果，施工溫度较传统改性渐青降低10~15°C，铺筑成的超薄渐青路面同时较原路面噪音 降低1~2分贝；该密级配超薄铺装渐青混合料可广泛应用于路面、桥面快速养护与新建路 面、桥面铺装工程，也可用于功能性路面的结构层，如长寿面渐青路面的磨耗层、高强高模 量渐青路面的磨耗层等，可延长路面使用寿命，增强路面整体功能和提高行车舒适性。
[0029] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予W实施，W下W本发明的较佳实施例详细说明如后。
【具体实施方式】
[0030] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据 本发明提出的密级配超薄铺装渐青混合料的设计方法、制备方法及其应用