一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法

摘要

本发明公开了一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，属于机场道面封层技术领域。目的是通过实施本发明的方法，起到防止原道面的松散，防止水下渗延长道面使用周期，降低道面的全寿命养护成本的作用。所述方法具体为：制备阳离子高分子聚合物浆料，在机场道面上喷洒阳离子高分子聚合物浆料，形成一层1至2毫米的封层。

权利要求

1.一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，其特征在于，所述方法具体为：制备阳离子高分子聚合物浆料，在机场道面上喷洒阳离子高分子聚合物浆料，形成一层1至2毫米的封层；阳离子高分子聚合物浆料包括浆料及砂，浆料包括阳离子乳化沥青及增稠剂，增稠剂为丙烯酸胶乳与非膨胀粘土复合反应制成；

所述方法中喷洒阳离子高分子聚合物浆料使用的设备为设有搅拌设备的喷洒车，喷洒车内预拌有金刚砂。

2.如权利要求1所述的阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，其特征在于，所述阳离子高分子聚合物浆料的控制指标包括，PH值为5-8，20RPM、5min条件下布氏粘度为

1500-4000cps，所述砂为天然砂。

3.如权利要求1所述的阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，其特征在于，所述方法中制备阳离子高分子聚合物浆料所使用的拌和设备的转速为6-7转/分钟，拌和设备为双向螺旋搅拌设备。

4.如权利要求1所述的阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，其特征在于，所述喷洒车的喷洒设备设有循环喷洒系统及过滤器。

说明书

一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法

技术领域

[0001] 本发明具体涉及一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，属于机场道面封层技术领域。

背景技术

[0002] 沥青混凝土罩面(盖被)工艺是一种传统工艺，由于直接罩面导致标高受影响，经常需要铣刨老道面后重新罩面，需要施工时间长影响正常机场通航；施工成本，材料成本、设备投入及劳动强度都很高，因此一般除非道面已经严重影响通航才会实施，已经不属于道面的预防性养护；如果夜间施工，气温过低时候，施工质量尤其道路面压实不能很好保证；罩面工程实施后，由于机场交通量低且只有飞机滑行轮在道面相对固定位置的进行二次碾压，不像高速及城市道路后期车辆在道面上全面的二次压实，将导致除了滑行带以外道面其它位置沥青道面松散；

[0003] 道面封层：早期封层类工艺如雾封层(fog sea)，还原剂封层(Rejuvenating Seal)等，通过在沥青路表喷洒低标号乳化沥青、乳化煤焦油沥青等手段，达到短期内封闭路面、软化路表沥青的技术目的，但固化后形成的薄层沥青膜难以承载交通荷载的磨损磨耗，有效时间短、寿命周期低是早期封层类工艺的共同缺陷；因此在表面封层材料中添加耐磨集料砂成为封层类工艺的发展趋势。添加集料砂虽能够大幅提高封层类材料的耐久性及表面功能，但同时也造成一些难以克服的技术难点：乳化沥青基材料自身稠度低，添加集料后极易沉降分离，导致封层材料喷洒、刮刷实施时，难以形成整体均匀、致密的表面，因此通过新的生产工艺调整、控制封层类材料的整体稠度，使其适用于拌合、运输、喷洒全过程，并在固化后能够形成均匀致密的表观功能是其技术难点。受性价比影响，常规的乳化沥青基材料增稠方式为添加膨胀粘土，这也是目前常见的含沙雾封层(sand fog seal)所采用的浆料整体增稠方式，但通常膨胀粘土水化后均为阴离子类型，如采用阳离子乳化沥青与之配伍，则会引起浆料无法稳定储存、破乳浆料难以形成整体粘聚力等缺陷；因此通过此类增稠方式所生产的封层材料均为阴离子类型，此类封层材料难以克服阴离子电荷性质所导致的与原路面粘附力差、破乳速度慢的附有缺陷。与老沥青道面之间的粘结力不足，容易产生材料与原路面“脱皮”现象；大部分封层养护技术可以阻止水分下渗的前提是要喷洒足够量的乳化沥青，但喷洒量过大，会降低道路面的摩擦系数影响通航安全性，而且材料对温度敏感性高，如果温度过低，则雾封层强度形成速度更慢慢，延长施工时间，严重影响机场的正常运转

发明内容

[0004] 因此，针对现有技术的上述问题，本发明提供一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，通过实施本发明的方法，起到防止原道面的松散，防止水下渗延长道面使用周期，降低道面的全寿命养护成本的作用。

[0005] 具体的，所述方法具体为：

[0006] 制备阳离子高分子聚合物浆料，在机场道面上喷洒阳离子高分子聚合物浆料，形成一层1至2毫米的封层。

[0007] 进一步的，所述方法中阳离子高分子聚合物浆料包括浆料及砂，浆料包括阳离子乳化沥青及增稠剂，增稠剂为丙烯酸胶乳与非膨胀粘土复合反应制成。

[0008] 进一步的，所述阳离子高分子聚合物浆料的控制指标包括，PH值为5-8，20RPM、5min条件下布氏粘度为1500-4000cps，所述砂为天然砂。

[0009] 进一步的，所述方法中制备阳离子高分子聚合物浆料所使用的拌和设备的转速为6-7转/分钟，拌和设备为双向螺旋搅拌设备。

[0010] 进一步的，所述方法中喷洒阳离子高分子聚合物浆料使用的设备为设有搅拌设备的喷洒车，喷洒车的喷洒设备设有循环喷洒系统及过滤器。

[0011] 进一步的，所述方法中喷洒车内预拌有金刚砂。

[0012] 本发明的有益效果在于：本发明提供一种阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，作为一种施工速度快的方法，可以封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用，并能延缓路面沥青老化、保持路面抗滑性能；相比目前沥青混凝土罩面(盖被)工艺降低施工设备、材料、人员及资金成本的投入；尽可能不受或者少受夜间或者低温条件影响，保证施工顺利进行同时确保施工质量，在较短时间内可以正常开放交通；改善目前封层技术施工后虽然起到封水和稳定松散石料，但也容易导致路面摩擦力大幅下降的问题；从化学角度改善目前封层技术施工后粘结力不足的问题，增加后期使用的耐久性，延长使用寿命；解决原有封层喷洒后浆料不均匀进而影响施工质量的问题。

具体实施方式

[0013] 下面对本发明的具体实施方式进行说明：

[0014] 本发明提供的阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层养护方法，施工工艺方法具体为：

[0015] 采用提前制备好阳离子高分子聚合物作为浆料，在专用特殊改造施工车(浆料储存罐采用整体式搅拌系统，要确保搅拌均匀、无死角及防止浆料下沉；喷洒时采用二次过滤方式并加入喷嘴自动冲堵装置，避免施工过程中喷嘴堵塞。)中预拌一定量的金刚砂，然后通过专用车后方特殊改良的喷嘴将混合好的浆料均匀的喷洒在沥青道面上形成一层1-2mm的阳离子高分子聚合物层；

[0016] 本发明的方法中，可根据道面现有状况及工程现场材料的化学性能经试验分析确定具体配合比；

[0017] 材料：

[0018] 阳离子高分子聚合物的化学合成：

[0019] 浆料系统采用15-20％左右的阳离子乳化沥青，并添加一定量新型丙烯酸胶乳与非膨胀粘土复合反应作为增稠剂，改变常规封层类材料单一依靠膨胀粘土水化反应增稠的技术路线，新型丙烯酸胶乳改善乳化沥青的热力学性能和成膜性能、非膨胀粘土改变浆料整体的流变性能；

[0020] 阳离子体系

[0021] 阳离子浆料体系自身就可以增加与阴离子路面粘结力。现有类似工艺，多采用乳化沥青加少量膨胀黏土，受膨胀粘土为阴离子体系，如果采用阳离子乳化沥青与之配伍，则会引起浆料无法稳定储存、破乳浆料难以形成整体粘聚力等缺陷；因此通过此类增稠方式所生产的封层材料均为阴离子类型，此类封层材料难以克服阴离子电荷性质所导致的与原路面粘附力差、破乳速度慢的附有缺陷

[0022] 本发明的详细技术方案如下：

[0023] 材料要求：

[0024] 浆料：

[0025] 阳离子高分子聚合物浆料具体质量控制指标如表1所示：

[0026] 表1

[0027]

[0028] 砂：

[0029] 采用的砂为天然砂，系硅酸盐类矿物。经过水力分选机械加工筛级等方法制成的材料。有较大硬度。通过率如表2所示：

[0030] 表2

[0031]

[0032] 浆料的路用性能指标如表3所示：

[0033] 表3

[0034]

[0035] 施工工艺：

[0036] 施工设备准备：

[0037] 拌和设备：

[0038] 阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层采用专用的拌和加工装备，要求转速为6～7转/分钟，采用双向螺旋搅拌方式，确保在此转速下可以将搅罐内所有浆料搅拌均匀。

[0039] 喷洒设备：

[0040] 阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层采用大型高压喷洒车。喷洒时，喷洒设备保持速度和喷洒量的稳定，在整个撒布范围内，保证喷洒均匀。

[0041] 设备容器罐容量不宜少于6吨，为了防止材料中的砂出现离析，容器罐内宜配有相应的搅拌设备，以对混合料进行搅拌，保证混合料质量。喷洒系统宜配有挡板，防止喷洒过程中由于高压带来的材料飞溅。

[0042] 喷洒设备应配有过滤器对材料进行过滤，防止材料不均匀而阻塞管道或者喷洒嘴，确保喷洒均匀。

[0043] 设备应配有循环喷洒系统，其喷洒管道宜选用金属材质，外螺纹接头喷油嘴。喷油嘴能能产生高压冲击力的扇形喷雾，且喷嘴内有撞针，在堵塞喷嘴时可以将堵塞物撞开。喷流角度θ为0°～95°，雾化效果均匀

[0044] 设备工作时，喷洒管道应保持通畅，为避免喷洒时喷雾间的干扰，喷油嘴口部的开口缝中心线与喷油管轴线方向成10°～15°。

[0045] 设备的喷洒管离地高度应为350mm～450mm并能予以固定，相邻喷油嘴间距为200mm～400mm之间，喷油嘴的喷雾宽度应相互重叠，同一地点接受两个或三个喷油嘴喷洒的材料，并不得出现花白条。

[0046] 清扫设备：

[0047] 包括路面洒水车、清扫吹风机等。。

[0048] 标线保护：

[0049] 覆盖胶带等

[0050] 施工条件：

[0051] 天气条件：

[0052] 不得在雨天及大雾天气施工，同时在空气湿度较大和风力较大时也应避免施工。施工气温不得低于10℃。路面温度以大于38℃为最佳。并尽可能选择在施工后24小时内无雨水天气出现的情况下应用。

[0053] 对于原路面的要求：

[0054] 原路面必须有足够的结构强度和较好的平整度，路面的裂缝超过3mm应做灌缝处理；出现轻微裂网的，应做修复处理；局部破损(如坑槽、唧浆等)应彻底挖补；拥包等隆起变形病害应事先进行铣刨处理。

[0055] 原路面处理：

[0056] 采用阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层进行预养护施工前，应对原沥青路面各种病害进行处治，主要包括裂缝处治、坑槽修补、路面局部铣刨等。

[0057] ①裂缝处治：包括灌缝、封缝两种。裂缝宽度大于3mm时宜采用灌缝方式，裂缝宽度小于3mm时宜采用封缝方式。灌缝应根据裂缝的几何形状开槽，清理、干燥后选择伸缩性良好的灌缝料进行灌缝。

[0058] ②坑槽修补：坑槽修补的形状应为顺路方向的矩形，坑槽四壁不得松动且必须涂刷粘层油，槽深大于50mm时必须分层摊铺压实，坑槽修补时宜使用粘结性较强的改性热沥青混合料。

[0059] ③铣刨加铺：沥青面层局部出现拥包、松散、严重泛油等非结构性病害，或裂缝损坏密度较大时宜先铣刨，并采用与原路面结构相同的热拌沥青混合料回填压实后再进行阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层预养护施工。

[0060] 施工前准备：

[0061] 施工前的准备工作如下：

[0062] ①阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层施工前，应对原路面进行检查，确认原路面满足设计的要求。

[0063] ②对材料进行施工前的检查

[0064] ③对施工机具进行施工前检查和标定

[0065] ④采用具有储料、计量和掺配功能的配料设备完成配料

[0066] ⑤彻底清除原路面的泥土、杂物油污等，建议使用吹风设备和坚硬的毛刷，必要时采用高压水枪进行冲刷。

[0067] ⑥施画导线，以保证摊铺车顺直行驶

[0068] ⑦设施保护，用胶带纸覆盖原路面的行车导向线，避免由于材料飞溅造成污染，保证开放交通之后对车辆行驶不造成影响

[0069] 喷洒车标定：

[0070] 在即将实施阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层施工的路段开展喷洒量确定试验，在该路段范围内划出1m*1m方格，用带刻度容器称量混合后的乳液体积，并用涂料刷满布倒入方格中，逐步调整乳液体积进行多次试验，以涂刷路面材料被路面均匀吸收后表面均匀一致为宜。

[0071] 涂刷量确定后采用喷洒车进行喷洒量标定，选取代表性车道50～100m，清扫干净后选择3～5个测点，用预先准备的1m2无纺布平铺于路面上，通过喷洒前后质量差值标定喷洒车行走速度及喷嘴压力大小。喷洒完成后，分别检测构造深度、渗水系数等路面指标，并以此为依据调整集料、乳化沥青、外加剂比例。

[0072] 施工控制：

[0073] ①根据施工路段的路幅宽度，调整喷洒宽度，应尽量减少纵向接缝数量，在可能的情况下，宜使纵向接缝位于车道线附近。

[0074] ②将符合要求的各种材料经拌和后形成混合料，装入喷洒车内。

[0075] ③将装好料的喷洒车开至施工起点，对准控制线，放下喷洒装置，调整位置使其周边与原路面对齐。

[0076] ④根据实际情况，将罐内材料进行适当搅拌，保证罐内材料的均匀性。

[0077] ⑤开动喷洒车匀速前进，按照标定的参数进行施工。

[0078] ⑥喷洒后的局部缺陷，应及时使用橡胶耙等工具进行人工找平。必要时需人工局部喷洒。

[0079] ⑦喷洒时及时调整洒布车、喷嘴高度、喷嘴间距、洒布车行驶速度等参数，确保喷洒轨迹实现三重叠或二重叠，以使阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层乳液均匀分布于路面表面。

[0080] ⑧当喷洒车内任何一种材料快用完时，应立即关闭所有输送材料的控制开关，喷洒车停止前进，提起喷洒装置，将喷洒车移出喷洒点，清洗喷洒装置和罐内残余。

[0081] ⑨初期养护：

[0082] I阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层完成后，在开放交通前禁止一切车辆和行人通行。

[0083] II阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层后，根据天气等实际情况，待到混合料能够满足开放交通的要求后应尽快开放交通。

[0084] 参考喷洒量：

[0085] 阳离子高分子聚合物沥青机场道面封层正常施工时建议喷洒量为0.8～1.0kg/m2，可根据原路面表观状况按表4调整喷洒量。

[0086] 表4

[0087]

[0088] 施工后沥青道面质量检查与验收：

[0089] 验收项目如表5所示.

[0090] 表5

[0091]

[0092] 与现有方法相比，本发明采用提前制备好阳离子高改性聚合物作为浆料，在专用特殊改造施工车中预拌一定量的金刚砂，通过专用车后方将混合好的浆料均匀的喷洒在道面上能够防止原道面的松散，防止水下渗；特殊制备的阳离子高改性聚合物摆脱了单纯依靠光照、风干、水分蒸发的物理过程，阳离子浆料与阴离子路面的化学反应加速封层材料的整体破乳、成型速度，阴阳离子所形成的化学键大幅提高了成型浆料与旧路面的黏附力，使浆料相比常规封层材料具有更为耐久的使用时间，而且施工时间及施工质量受夜间及低温天气影响更小更适合机场道面夜间停航时候施工。同样作为喷洒类的养护工艺施工效率及性价比高；浆料添加金刚砂后不降低路面摩擦系数；再通过高改性聚合物作为载体改变浆料整体的流变性能，增强了浆料整体的悬浮稳定性，加上特殊改造的车辆使金刚砂可以再车内预拌和通过特殊的喷嘴使喷洒的浆料更均匀，保证路面整体性能

[0093] 本发明经过实验测试，使用寿命符合设计要求，同时也经过破坏性测试，测试结果符合要求。

[0094] 以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。