專利名稱：：一種保水降溫半柔性路面及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于道路施工技術(shù)，特別涉及一種具有保持路面水分、能夠降低路面以及環(huán)境溫度的保水降溫半柔性路面及其施工方法。技術(shù)背景由于城市區(qū)域發(fā)展日益龐大，人口密集、不透水建筑面積增加、排熱機(jī)器繁多，其結(jié)果自然降雨滲入地面土壤的機(jī)率大大降低，城市熱平衡受到破壞，以致路面熱量無法釋放，甚至引發(fā)居住環(huán)境日漸高溫的都市"熱島"效應(yīng)。改善城市"熱島"效應(yīng)，減少對生態(tài)的影響、節(jié)約水資源，成為當(dāng)今世界生態(tài)和水資源保護(hù)的主要課題之一，也是我國公路工程建設(shè)領(lǐng)域亟待研究和發(fā)展的新技術(shù)。目前，我國公路類型主要有二種形式水泥路面和瀝青路面。該兩種路面各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如水泥路面優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、平整度好、使用壽命長；缺點(diǎn)是剛性大、行駛顛簸、修補(bǔ)難度大。瀝青路面的優(yōu)點(diǎn)是柔韌性好、行車舒適、維修方便；缺點(diǎn)是承載能力低、高溫車轍、使用壽命短。由此可見，水泥路面剛性有余，而柔韌不足；而瀝青路面柔韌有余，而剛性不足。若能將兩者特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，則可達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)、剛?cè)嵯酀?jì)的目的。另外，兩種路面都有一個共同點(diǎn)，即不透水。因此，現(xiàn)有的路面，無論是水泥路面還是瀝青路面，都不能做到吸收水分、保水降溫，以至于調(diào)節(jié)周圍生態(tài)環(huán)境。中國專利公開號為CN101096837，公開日為2008年1月2日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為"半柔性復(fù)合路面結(jié)構(gòu)及其構(gòu)筑方法"，在該申請案中公開了一種半柔性復(fù)合路面結(jié)構(gòu)及其構(gòu)筑方法，其不足之處在于，該半柔性復(fù)合路面屬于密實(shí)一骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)，它是將瀝青混合料設(shè)計(jì)成大空隙率，用水泥混合膠漿填充其孔隙，利用水泥混合膠漿膠結(jié)后形成的強(qiáng)度和密實(shí)性與瀝青混合料骨架結(jié)構(gòu)共同抵抗汽車荷載的作用和防水，但沒有保水降溫、降低公路周邊環(huán)境溫度的作用
發(fā)明內(nèi)容提供一種承載能力強(qiáng)、韌性好、特別是能夠保水降溫、降低公路周邊環(huán)境溫度，而且使用壽命長的保水降溫半柔性路面及其施工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充。多孔的基體瀝青混合料具有一定數(shù)量的孔隙，可為水泥基保水膠漿的填充提供場合；多孔的基體瀝青混合料還可作為路面骨架，并與水泥基保水膠漿共同作用產(chǎn)生一定的強(qiáng)度，承受車輛的荷載作用。水泥基保水膠漿具有吸收和保持水分的特性，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，吸收的水分會不斷蒸發(fā)，從而達(dá)到降低路面和周邊環(huán)境溫度的效果。優(yōu)選的，所述多孔的基體瀝青混合料由檢測溫度175'C時，布氏粘度為1.5-4.0Pa.S的高粘度橡膠改性瀝青、骨料、礦粉按下列重量份的組分混合而成:橡膠改性瀝青2.93.1份；骨料91.195.2份；礦粉L95.8份。為保證橡膠改性瀝青、骨料和礦粉的混合效果，上述三種材料應(yīng)在160-170。C溫度下混合，且混合前骨料和礦粉須預(yù)先升溫至190'C。橡膠改性瀝青瀝青、骨料和礦粉通過相互作用，所形成的基體瀝青混合料既具有一定的強(qiáng)度，同時也形成一定數(shù)量的孔隙。優(yōu)選的，所述多孔的基體瀝青混合料的空隙率為20%~28%，穩(wěn)定度S3.0kN,流值為20~50/0.1mm，厚度為515cm。多孔的基體瀝青混合料的空隙率是影響灌漿施工操作和路面強(qiáng)度的主要因素之一。當(dāng)空隙率過小時，瀝青混合料較密實(shí)，水泥基保水膠漿無法灌入瀝青混合料的孔隙；空隙率過大時，瀝青棍合料相對疏松，不能形成結(jié)實(shí)的骨架，導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降。試驗(yàn)表明，多孔的基體瀝青混合料的空隙率為20%28%是比較合適的。優(yōu)選的，所述水泥基保水膠漿由下列重量份的組分混合而成保水材料5.5~6.5份；水泥41.5份；細(xì)砂20份；礦粉10份；水63.573.5份。首先，按重量份稱取水泥基保水膠漿各組分，然后，依次加入水泥、細(xì)砂、礦粉和保水材料，加料的同時持續(xù)攪拌，混合至均勻；加入水，持續(xù)攪拌，混合至均勻，即可制得水泥基保水膠漿。其中，保水材料在路面保水膠漿中起吸水和保水作用。保水材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有大量的孔隙，一旦遇水，能夠迅速地吸收周圍環(huán)境的水分，形成膨脹性的水溶性結(jié)構(gòu)而持續(xù)保留水分。水泥、細(xì)砂、礦粉和水共同作用產(chǎn)生強(qiáng)度。首先，水泥與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一定數(shù)量的水化產(chǎn)物，進(jìn)而形成網(wǎng)絡(luò)狀的致密結(jié)構(gòu);其次，細(xì)砂、礦粉通過與水化產(chǎn)物膠結(jié)、填充孔隙進(jìn)一步加固結(jié)構(gòu)。水泥、細(xì)砂、礦粉、水和保水材料的共同配合，可以使路面保水膠漿的強(qiáng)度、流動性和保水性等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到平衡，并滿足日本道路協(xié)會《瀝青路面工程通用標(biāo)準(zhǔn)解說》的要求。優(yōu)選的，所述保水材料為礦渣粉、陶砂、硅藻土、高吸水樹脂、保水劑中的一種或多種。礦渣粉是水淬高爐礦渣經(jīng)粉磨后的一種粉狀材料，由于水淬礦渣屬多孔玻璃體結(jié)構(gòu)，賦予礦渣粉一定的吸水能力，其吸水率比普通碎石高2%-4%左右。陶砂是陶粒中的細(xì)小顆粒部分，一般小于5mm，陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征呈細(xì)密蜂窩狀微孔，這些微孔賦予陶砂一定的吸水特性。硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，主要由硅藻類動物和其它生物的硅質(zhì)骨骼部分組成，有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水性和滲透性強(qiáng)的特性。硅藻土孔隙率達(dá)80-90%，能吸收本身重量1.5-4倍的水。高吸水樹脂(產(chǎn)自唐山博亞科技有限責(zé)任公司)又稱超強(qiáng)吸水劑，是一種吸水能力特別強(qiáng)的功能高分子材料，能夠吸收相當(dāng)于自身重量幾百倍甚至幾千倍的水，且吸水膨脹后生成的凝膠具有良好的保水性。保水劑(多指農(nóng)用保水劑，產(chǎn)自東莞安信保水有限公司)又稱抗旱保水劑、保濕劑，是一種人工合成的具有超強(qiáng)吸水保水和釋放能力的高分子聚合物，能迅速吸收比自身重數(shù)百倍的水分，有利于改善土壤結(jié)構(gòu)和滿足植物生長所需。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述保水材料由粒度為0.075imn4.75咖礦渣粉和硅藻土組成，礦渣粉和硅藻土按下列重量份配比礦渣粉硅藻土=1:0.3750.625。優(yōu)選的，水泥基保水膠槳的流動度為10-14s，測試方法參考日本半柔性路面的有關(guān)規(guī)定，以水泥砂漿流經(jīng)一定高度漏斗的時間來表征流動度，養(yǎng)生7d后的抗折強(qiáng)度〉2.0MPa，養(yǎng)生7d后的抗壓強(qiáng)度為1030MPa。上述的保水降溫半柔性公路的施工方法，包括以下步驟a)、在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料路面；b)、在多孔的基體瀝青混合料上用水泥基保水膠漿進(jìn)行灌漿施工，將多孔的基體瀝青混合料的孔隙填充；施工時，混合料表面溫度應(yīng)下降到50'C。灌漿施工可采用人工或振動設(shè)備、膠漿噴灑車；遇到一定縱坡時，灌漿順序?yàn)橛傻吞幭蚋咛?。為保證路面外觀，灌槳完成后可人工清除多余漿料或噴灑緩凝劑，待路面內(nèi)部漿料硬化后沖洗表面漿料。C)、清除路面上多余的漿料。開放交通前需對漿料進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時間和方式視氣溫和漿料性質(zhì)而異。如要求達(dá)到某種景觀效果，路面保水膠漿的制備過程中可以與礦粉一起加入一定成份的色粉進(jìn)行拌和。本發(fā)明一種保水降溫半柔性路面及其施工方法的有益效果是，通過將路面保水膠漿與多孔的基體瀝青混合料以一定方式加以結(jié)合，既能將水泥路面和瀝青路面各自的優(yōu)勢進(jìn)行互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)兼具一定強(qiáng)度和柔韌性，從而改善路面使用性能和耐久性，克服了水泥路面和瀝青路面的各自缺點(diǎn)，不僅強(qiáng)度高，而且韌性好，使用壽命長，具有一定的技術(shù)效益；由于水泥基保水膠漿中保水材料的高吸水率，使路面具有獨(dú)特的保水性，能夠回收雨水和其他來源水分而節(jié)約水資源，同時又利用路面保水膠漿材料的高吸水率，賦予該路面獨(dú)有的保水降溫功能，通過高溫時水分的蒸發(fā)而帶走熱量，路面溫度可降低102(TC以上，甚至可調(diào)節(jié)周圍生態(tài)環(huán)境，從而具有顯著的生態(tài)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本實(shí)發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例l一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充。水泥基保水膠漿的制備依次加入28.4°/。水泥、13.7%細(xì)砂、6.8礦粉、2.74%礦渣粉和1.37%硅藻土，加料的同時持續(xù)攪拌1-2min左右，混合至均勻；加入46.99%水，攪拌2-3min左右，混合均勻，即可制得該水泥基保水膠漿材料。試驗(yàn)表明，所得水泥基保水膠漿的性能如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>7d抗折強(qiáng)度(MPa)2.4〉2.0保水率(％)27.7>20保水降溫半柔性路面的施工步驟是在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)保水降溫半柔性路面，路面中多孔的基體瀝青混合料由3.0%橡膠改性瀝青，93.2%骨料，3.8%礦粉均勻拌合；基體瀝青混合料的空隙率為20%28%，穩(wěn)定度^3.0kN，流值為2050/0.1mm，厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)路面荷載，在515cm選定?；w瀝青混合料鋪設(shè)完成后，待表面溫度下降到5(TC后進(jìn)行水泥基保水膠漿的灌漿施工，保水膠漿的流動度為10-14s，可采用人工、振動設(shè)備、膠漿噴灑車進(jìn)行灌漿施工；遇到一定縱坡時，灌漿順序?yàn)橛傻吞幭蚋咛?。為保證路面外觀，灌漿完成后可人工清除多余槳料；或噴灑緩凝劑，待路面內(nèi)部漿料硬化后沖洗表面漿料。開放交通前需進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時間和方式視施工氣溫和漿料性質(zhì)而不同。如要求達(dá)到某種景觀效果，水泥基保水膠漿的制備過程中可以與礦粉一起加入一定成份的色粉進(jìn)行拌和。實(shí)施例2一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充；水泥基保水膠漿的制備依次加入29.5%水泥、14.2%細(xì)砂、7.1%礦粉、2.85%礦渣粉和1.07%硅藻土，加料的同時持續(xù)攪拌1—2min左右，混合至均勻；加入45.28%水，攪拌2—3min左右，混合均勻，即可制得該水泥基保水膠漿材料。試驗(yàn)表明，所得水泥基保水膠漿的性能如表2所示。表2水泥基保水膠漿的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>保水降溫半柔性路面的施工步驟是在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)保水降溫半柔性路面面層,面層中開級配多孔基體瀝青混合料由2.9%橡膠改性瀝青，95.2%骨料，1.9%礦粉均勻拌合；基體瀝青混合料的空隙率為20%28%，穩(wěn)定度^3.0kN，流值為2050/0.1mm，厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)路面荷載，在515cm選定。以下同實(shí)施例1。實(shí)施例3一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充；水泥基保水膠漿的制備依次加入27.4%水泥、13.2%細(xì)砂、6.6%礦粉、2.65%礦渣粉和1.65%硅藻土，加料的同時持續(xù)攪拌1-2min左右，混合至均勻；加入48.5%水，攪拌2-3min左右，混合均勻，即可制得該水泥基保水膠漿材料。試驗(yàn)表明，所得水泥基保水膠漿的性能如表3所示。表3水泥基保水膠漿的性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果要求范圍流動度(s)13.610-147d抗壓強(qiáng)度(MPa)21.310-307d抗折強(qiáng)度(MPa)2.2>2.0保水率(％)27.6〉20保水降溫半柔性路面的施工步驟是在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料，多孔的基體瀝青混合料由3.1%橡膠改性瀝青，91.1%骨料，5.8%礦粉均勻拌合;基體瀝青混合料的空隙率為20%28%，穩(wěn)定度23.0kN，流值為20~50/0.1mm，厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)路面荷載，在515cm選定。以下同實(shí)施例1。實(shí)施例4一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充；水泥基保水膠漿的制備依次加入29.5%水泥、14.2%細(xì)砂、7.1%礦粉、4%高吸水樹脂，加料的同時持續(xù)攪拌1—2min左右，混合至均勻；加入45.2%水，攪拌2—3min左右，混合均勻，即可制得該水泥基保水膠漿材料。試驗(yàn)表明，所得水泥基保水膠漿的性能如表4所示。表4水泥基保水膠漿的性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果要求范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>保水降溫半柔性路面的施工步驟是在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料，多孔的基體瀝青混合料由3.0%橡膠改性瀝青，93.2°/。骨料，3.8%礦粉均勻拌合；基體瀝青混合料的空隙率為20%28%，穩(wěn)定度23.0kN，流值為20~50/0.1mm，厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)路面荷載，在515cm選定。以下同實(shí)施例1。實(shí)施例5一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充；水泥基保水膠漿的制備依次加入29.5%水泥、14.2%細(xì)砂、7.1%礦粉、4%陶砂，加料的同時持續(xù)攪拌1-2min左右，混合至均勻；加入45.2%水，攪拌2-3min左右，混合均勻，即可制得該水泥基保水膠漿材料。試驗(yàn)表明，所得水泥基保水膠漿的性能如表5所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>7d抗壓強(qiáng)度(MPa)29.710-307d抗折強(qiáng)度(MPa)5.2>2.0保水率(％)3.9〉20保水降溫半柔性路面的施工步驟是在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料，多孔的基體瀝青混合料由3.1%橡膠改性瀝青，91.1%骨料，5.8%礦粉均勻拌合；基體瀝青混合料的空隙率為20%28%，穩(wěn)定度23.0kN，流值為20~50/0.1mm，厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)路面荷載，在515cm選定。以下同實(shí)施例1。實(shí)施例6一種保水降溫半柔性路面，所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充；水泥基保水膠漿的制備依次加入29.5%水泥、14.2%細(xì)砂、7.1%礦粉、4%保水劑，加料的同時持續(xù)攪拌l-2min左右，混合至均勻；加入45.2%水，攪拌2—3min左右，混合均勻，即可制得該水泥基保水膠漿材料。試驗(yàn)表明，所得水泥基保水膠漿的性能如表6所示。表6水泥基保水膠漿的性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果要求范圍流動度(s)4.810-147d抗壓強(qiáng)度(MPa)2.510-30<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>保水降溫半柔性路面的施工步驟是在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料，多孔的基體瀝青混合料由2.9%橡膠改性瀝青，95.2%骨料，1.9%礦粉均勻拌合；基體瀝青混合料的空隙率為20%28%，穩(wěn)定度S.0kN，流值為20~50/0.1mm，厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)路面荷載，在515cm選定。以下同實(shí)施例1。權(quán)利要求1、一種保水降溫半柔性路面，其特征在于所述路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的保水降溫半柔性路面，其特征在于所述多孔的基體瀝青混合料由檢測溫度175X:時,布氏粘度為1.5-4.0Pa'S的高粘度橡膠改性瀝青、骨料、礦粉按下列重量份的組分混合而成橡膠改性瀝青2.93.1份；骨料91.195.2份；礦粉1.95.8份。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的保水降溫半柔性路面，其特征在于所述多孔的基體瀝青混合料的空隙率為20%~28%，穩(wěn)定度23.0kN，流值為20~50/0.1mm，厚度為515cm。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的保水降溫半柔性路面，其特征在于所述水泥基保水膠漿由下列重量份的組分混合而成保水材料5.5-6.5份；水泥41.5份；細(xì)砂20份;礦粉10份；水63.5~73.5份。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的保水降溫半柔性路面，其特征在于所述保水材料為礦渣粉、陶砂、硅藻土、高吸水樹脂、保水劑中的一種或多種。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的保水降溫半柔性路面，其特征在于所述保水材料由粒度為0.075ran4.75mm礦渣粉和硅藻土組成，礦渣粉和硅藻土按下列重量份配比礦渣粉硅藻土=1:0.3750.625。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的保水降溫半柔性路面，其特征在于水泥基保水膠漿的流動度為10-Ms，養(yǎng)生7d后的抗折強(qiáng)度〉2.0MPa，養(yǎng)生7d后的抗壓強(qiáng)度為1030MPa。8、權(quán)利要求1所述的保水降溫半柔性公路的施工方法，其特征在于包括以下步驟a)、在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料路面；b)、在多孔的基體瀝青混合料上用水泥基保水膠漿進(jìn)行灌漿施工，將多孔的基體瀝青混合料的孔隙填充；C)、清除路面上多余的漿料。全文摘要本發(fā)明公開了一種保水降溫半柔性路面，路面由多孔的基體瀝青混合料構(gòu)成，多孔的基體瀝青混合料的孔隙由水泥基保水膠漿填充。多孔的基體瀝青混合料由檢測溫度175℃時，布氏粘度為1.5-4.0Pa·S的高粘度橡膠改性瀝青、骨料、礦粉混合而成。施工方法，包括在壓實(shí)的基層上鋪設(shè)多孔的基體瀝青混合料；在多孔的基體瀝青混合料上用水泥基保水膠漿進(jìn)行灌漿施工，將多孔的基體瀝青混合料的孔隙填充；清除路面上多余的漿料。本發(fā)明克服了水泥路面和瀝青路面的各自缺點(diǎn)，強(qiáng)度高，韌性好，使用壽命長，賦予路面獨(dú)有的保水降溫功能，路面溫度可降低10～20℃以上，具有顯著的生態(tài)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。文檔編號C04B26/26GK101581066SQ20091010404公開日2009年11月18日申請日期2009年6月10日優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日發(fā)明者凌天清,熊出華申請人:重慶交通大學(xué)