技术领域
[0001] 本
发明属于道路工程技术领域，涉及一种双层
应力吸收带及其制备方法。
背景技术
[0002] “白加黑”的改建技术是指保持旧路面整体性，采取板底下灌浆补强、局部置换或修补等措施，然后在旧
水泥
混凝土路面上直接加铺
沥青罩层的技术。这种方式可充分利用旧
水泥混凝土路面的结构剩余强度，减薄加铺厚度。但是该项技术面临的加铺层反射裂缝问题一直是公路界所面临的难题之一。反射裂缝的存在，不仅破坏了路面结构的整体强度，而且由于地表水沿反射裂缝向下渗透，使
面层逐渐失粘脱落，路基强度降低，严重影响路面的使用寿命。
[0003] 为了防止或延缓旧水泥路面加铺沥青面层的早期反射裂缝问题，研究人员在旧混凝土路面板和沥青加铺层之间设置了应力吸收层、
土工织物夹层、格栅夹层，但是这种全铺式的处理方法显著增加了工程造价。结合同济大学谈至明教授提出设置局部软夹层可以有效降低加铺层
温度应力的研究成果，开发了高弹性
橡胶玛
蹄脂应力吸收带材料，用于对旧混凝土板接缝和裂缝的局部处置，经过多年的使用，发现这种材料虽然能够在一定程度上延缓反射裂缝的发生，但是没有能够根治反射裂缝，也没有扭转反射裂缝的发展趋势。使用一段时间后，由于材料本身的
缺陷，应力吸收带与沥青层脱落，这也很大程度上影响了应力吸收带作用的发挥。
发明内容
[0004] 为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够解决沥青加铺层反射裂缝问题以及能够提升沥青路面耐久性的双层应力吸收带及其制备方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种双层应力吸收带，其特征在于：所述双层应力吸收带
自下而上依次铺设有应力吸收沥青胶浆层、下部聚酯玻纤布、高弹性沥青胶浆层以及上部聚酯玻纤布。
[0007] 作为优选，本发明所采用的应力吸收沥青胶浆层由应力吸收
沥青结合料、矿粉以及细集料制备而成；所述应力吸收沥青结合料、矿粉以及细集料的重量比是9：15：76；所述应力吸收沥青胶浆层的抗压回弹模量是200MPa～400MPa，厚度是3mm，宽度是0.3～0.4m；所述应力吸收沥青胶浆层中所采用的细集料的粒径不超过5mm。
[0008] 作为优选，本发明所采用的应力吸收沥青结合料是由110#基质沥青、PE、SBS、蒙脱土、稳定剂以及相容剂制备而成；所述110#基质沥青、PE、SBS、蒙脱土、稳定剂以及相容剂的重量比是100：3.2：1.1：10.3：0.2：0.3。
[0009] 作为优选，本发明所采用的高弹性沥青胶浆层由高弹性沥青结合料、聚酯
纤维、木质素纤维、矿粉以及细集料制备而成，所述高弹性沥青结合料、聚酯纤维、木质素纤维、矿粉以及细集料的重量比是13：0.25：0.1：15：71.65；所述高弹性沥青胶浆层的抗压回弹模量是300～500MPa，厚度为3mm，宽度是0.3～0.4m；所述高弹性沥青胶浆层中所采用的细集料的粒径不超过5mm。
[0010] 作为优选，本发明所采用的高弹性沥青结合料高弹性沥青结合料由110#基质沥青、橡胶粉、SBS、岩沥青、环
氧树脂、稳定剂以及相容剂制备而成；所述110#基质沥青、橡胶粉、SBS、岩沥青、
环氧树脂、稳定剂以及相容剂的重量比是100：25：3：0.5：0.5：0.3：0.3；所述橡胶粉是200目的橡胶粉。
[0011] 一种用于制备如前所述的双层应力吸收带的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
[0012] 1)制备应力吸收沥青胶浆层：
[0013] 1.1)制备应力吸收沥青结合料：
[0014] 1.1.1)将110#基质沥青加热至150℃～160℃；
[0015] 1.1.2)蒙脱土加入：蒙脱土在100℃、
真空环境中烘3h，烘干后在干燥器中冷却备用；在150℃～160℃的条件下，将蒙脱土加入步骤1.1.1)中加热后的110#基质沥青中，在搅拌速率为500r/min的条件下，边搅拌边加入蒙脱土，保证在10min之内加完蒙脱土；然后再用高速剪切乳化机进行高速剪切，
温度控制在150℃～160℃，剪切速度为5000r/min，剪切10min得到第一混合料；
[0016] 1.1.3)SBS加入：在165℃～175℃的条件下，将SBS加入到1.1.2)制备得到的第一混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在
剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到第二混合料；
[0017] 1.1.4)PE加入：在165℃～175℃条件下，将PE加入到1.1.3)制备得到的第二混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌20min，得到第三混合料；
[0018] 1.1.5)稳定剂加入：在165℃～175℃条件下，将稳定剂加入到1.1.4)制备得到的第三混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到第四混合料；
[0019] 1.1.6)相容剂加入：在165℃～175℃条件下，将相容剂加入到1.1.5)制备得到的第四混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，然后在搅拌速率为1000r/min的条件下，搅拌30min，得到应力吸收沥青结合料；
[0020] 1.2)将步骤1.1)制备得到的应力吸收沥青结合料加热至165℃～175℃，将细集料加热至180℃～190℃，将步骤1.1)制备得到的应力吸收沥青结合料加入细集料中拌和1min，然后加入矿粉拌和1min，得到应力吸收沥青胶浆层，将制备得到的应力吸收沥青胶浆层在165℃～175℃的条件下保温；
[0021] 2)制备高弹性沥青胶浆层：
[0022] 2.1)制备高弹性沥青结合料；
[0023] 2.1.1)将110#基质沥青加热至175℃～185℃；
[0024] 2.1.2)橡胶粉加入：在175℃～185℃条件下，将橡胶粉加入步骤2.1.1)中加热后的110#基质沥青中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为3000r/min的条件下搅拌60min，得到第五混合料；
[0025] 2.1.3)岩沥青加入：将第五混合料的温度保持在180℃～190℃，在步骤2.1.2)制备得到的第五混合料中加入岩沥青，在180℃～190℃的条件下采用无极恒速搅拌仪搅拌，搅拌速率为2000r/min，搅拌20min得到第六混合料；
[0026] 2.1.4)SBS加入：在180℃～190℃的条件下，将SBS加入到步骤2.1.3)制备得到的第六混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到七混合料；
[0027] 2.1.5)环氧树脂加入：在180℃～190℃条件下，将环氧树脂加入到步骤2.1.4)制备得到的第七混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌20min，得到第八混合料；
[0028] 2.1.6)稳定剂加入：在180℃～190℃条件下，将稳定剂加入到步骤2.1.5)制备得到的第八混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到第九混合料；
[0029] 2.1.7)相容剂加入：在180℃～190℃条件下，将相容剂加入到步骤2.1.6)中第九混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，然后采用无极恒速搅拌仪在搅拌速率为1000r/min的条件下，搅拌30min，得到高弹性沥青结合料；
[0030] 2.2)将步骤2.1)制备得到的高弹性沥青结合料加热至180℃～190℃，将细集料加热至180℃～190℃，将聚酯纤维加入到细集料中拌和30s，然后加入木质素纤维拌和1min，然后加入高弹性沥青结合料拌和1min，然后加入矿粉拌和1min，得到高弹性沥青胶浆层；将制备得到的高弹性沥青胶浆层在180℃～190℃的条件下保温；
[0031] 3)制备双层应力吸收带
[0032] 3.1)在旧水泥混凝土板的接缝和/或裂缝的缝隙处灌入步骤1.1)制备得到的应力吸收沥青结合料，缝隙填平后，在接缝和裂缝表面宽0.3～0.4m的范围内撒布应力吸收沥青胶浆层，所述应力吸收沥青胶浆层的厚度为3mm；
[0033] 3.2)在应力吸收沥青胶浆层的上表面铺设与应力吸收沥青胶浆层相应宽度的下部聚酯玻纤布，利用小型碾压设备在下部聚酯玻纤布的上表面碾压，形成第一层应力吸收带；小型碾压设备在下部聚酯玻纤布的上表面碾压时，应力吸收沥青胶浆层的温度不低于150℃；
[0034] 3.3)在第一层应力吸收带的上表面继续撒布与应力吸收沥青胶浆层相应宽度的高弹性沥青胶浆层，所述高弹性沥青胶浆层的厚度为3mm；
[0035] 3.4)在高弹性沥青胶浆层的上表面铺设与高弹性沥青胶浆层相应宽度的上部聚酯玻纤布，利用小型碾压设备在上部聚酯玻纤布的上表面碾压，形成第二层应力吸收带；小型碾压设备在上部聚酯玻纤布的上表面碾压时，高弹性沥青胶浆层的温度应不低于170℃。
[0037] 1)所采用的双层应力吸收带成本低且制备简便，所需原料种类少。
[0038] 2)所采用的双层应力吸收带性能优良，具有高温
稳定性能好、抗反射裂缝疲劳性能好等优点，能有效缓解现有应力吸收带存在的粘结性差、应力吸收效果不佳以及耐久性较差等问题。并且，制备过程简单，所用设备成本较低，能有效降低工程造价。
[0039] 3)双层应力吸收带采用的应力吸收沥青胶浆属于软粘性质的改性沥青材料，它与旧水泥混凝土板接缝和裂缝直接
接触，能够有效缓解应力集中现象。双层应力吸收带采用的高弹性沥青胶浆属于弹性较大、
抗拉强度大的改性沥青材料，它与两层聚酯玻纤布共同作用，能够有效保证应力吸收带的整体抗拉强度，阻止已有反射裂缝的继续发展。
[0040] 4)所采用的制备方法步骤简单、设计合理且操作简易，所制备双层应力吸收带优良，包括制备应力吸收沥青结合料、制备应力吸收沥青胶浆、制备高弹性沥青结合料、制备高弹性沥青胶浆四个步骤，各步骤的工艺参数设计合理且实现方便，控制简易，能有效保证所制备
生物沥青的性能，并且制备过程安全、可靠。
附图说明
[0041] 图1为本发明所提供的双层应力吸收带的结构示意图；
[0042] 其中：
[0043] 1-应力吸收沥青胶浆层；2-下部聚酯玻纤布；3-高弹性沥青胶浆层；4-上部聚酯玻纤布；5-旧水泥混凝土板。
具体实施方式
[0044] 下面通过附图和
实施例，对本发明所采用的技术方案做进一步的详细描述，但是发明不仅限于下述的实施方式。
[0045] 参见图1，本发明提供了一种双层应力吸收带，由下至上依次包括：应力吸收沥青胶浆层1、下部聚酯玻纤布2、高弹性沥青胶浆层3以及上部聚酯玻纤布4。
[0046] 应力吸收沥青胶浆层1涂覆在旧水泥混凝土板5的接缝和裂缝处，一方面用于起到封缝的作用，一方面用于吸收应力(旧混凝土板接缝和裂缝上方往往有应力集中的现象)，抗压回弹模量为200MPa～400MPa，厚度为3mm，宽度为0.3～0.4m。
[0047] 应力吸收沥青胶浆层1由应力吸收沥青结合料、矿粉和细集料组合而成，应力吸收沥青胶浆层1的配比为应力吸收沥青结合料：矿粉：细集料＝9：15：76，细集料基本上悬浮于应力吸收沥青与矿粉形成的胶浆之间，与上下层的粘结性都非常好。
[0048] 应力吸收沥青结合料的配比为，110#基质沥青：PE：SBS：蒙脱土：稳定剂：相容剂＝100：3.2：1.1：10.3：0.2：0.3。其中，PE简称聚乙烯，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂；
SBS是一种沥青改性剂成品，即苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；稳定剂是硫磺，相容剂是芳
烃油。
[0049] 细集料的粒径范围是0～5mm。
[0050] 高弹性沥青胶浆层3涂覆在下部聚酯玻纤布2的上方，抗压回弹模量为300～500MPa，厚度为3mm，宽度为0.3～0.4m。
[0051] 高弹性沥青胶浆层3由高弹性沥青结合料、矿粉和细集料组合而成，高弹性沥青胶浆层3的配比为高弹性沥青结合料：聚酯纤维：木质素纤维：矿粉：细集料＝13：0.25：0.1：15：71.65。其中，矿粉是
石灰岩磨细得到的；细集料是0～5mm的石灰岩集料。
[0052] 高弹性沥青结合料的配比为，110#基质沥青：橡胶粉：SBS：岩沥青：环氧树脂：稳定剂：相容剂＝100：25：3：0.5：0.5：0.3：0.3。橡胶粉为200目的橡胶粉。
[0053] 细集料的粒径范围是0～5mm。
[0054] 另外，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且操作简易、所制备双层应力吸收带性能优良的应力吸收带制备方法，该方法包括以下步骤：
[0055] 应力吸收沥青胶浆层1由应力吸收沥青结合料、矿粉和细集料组合而成，应力吸收沥青胶浆层1的配比为应力吸收沥青结合料：矿粉：细集料＝9：15：76，细集料基本上悬浮于应力吸收沥青与矿粉形成的胶浆之间，与上下层的粘结性都非常好。
[0056] 应力吸收沥青结合料的配比为，110#基质沥青：PE：SBS：蒙脱土：稳定剂：相容剂＝100：3.2：1.1：5.3：0.2：0.3。其中，稳定剂是硫磺，相容剂是芳烃油。
[0057] 步骤一、制备应力吸收沥青结合料。
[0058] 1.1)基质沥青加热：将基质沥青加热至温度T1，其中T1＝150℃～160℃。
[0059] 1.2)蒙脱土加入：
[0060] 蒙脱土在100℃、-0.1MPa的真空环境中烘3h，烘干后在干燥器中冷却备用。
[0061] 在温度T1条件下，将蒙脱土加入1.1)中加热后的基质沥青中，采用无极恒速搅拌仪在搅拌速率为500r/min的条件下，边搅拌边加入蒙脱土，保证在10min之内加完蒙脱土；然后再用高速剪切乳化机进行高速剪切，温度控制在T1，剪切速度为5000r/min，剪切10min得到第一混合料。
[0062] 1.3)SBS加入：在温度T2条件下，其中T2＝165℃～175℃，将SBS加入到1.2)中第一混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到第二混合料；
[0063] 1.4)PE加入：在温度T2条件下，将PE加入到1.3)中第二混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌20min，得到第三混合料。
[0064] 1.5)稳定剂加入：在温度T2条件下，将稳定剂加入到1.4)中第三混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到第四混合料。
[0065] 1.6)相容剂加入：在温度T2条件下，将相容剂加入到1.5)中第四混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，然后采用无极恒速搅拌仪在搅拌速率为1000r/min的条件下，搅拌30min，得到应力吸收沥青结合料。
[0066] 步骤二、制备应力吸收沥青胶浆层1
[0067] 将应力吸收沥青结合料加热至温度T2，将细集料加热至温度T4，其中T4＝180℃～190℃，将应力吸收沥青结合料加入细集料中拌和1min，然后加入矿粉拌和1min，得到应力吸收沥青胶浆层1。
[0068] 步骤三、制备高弹性沥青结合料。
[0069] 3.1)基质沥青加热：将基质沥青加热至温度T3，其中T3＝175℃～185℃。
[0070] 3.2)橡胶粉加入：在温度T3条件下，将橡胶粉加入3.1)中加热后的基质沥青中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为3000r/min的条件下搅拌60min，得到第五混合料；
[0071] 3.3)岩沥青加入：将第五混合料温度保持在T4，按预定比例在3.2)中第五混合料中加入岩沥青，在温度T4条件下采用无极恒速搅拌仪搅拌，搅拌速率为2000r/min，搅拌20min得到第六混合料；
[0072] 3.4)SBS加入：在温度T4条件下，将SBS加入到3.3)中第六混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到七混合料；
[0073] 3.5)环氧树脂加入：在温度T4条件下，将环氧树脂加入到3.4)中第七混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌20min，得到第八混合料。
[0074] 3.6)稳定剂加入：在温度T4条件下，将稳定剂加入到3.5)中第八混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，得到第九混合料。
[0075] 3.7)相容剂加入：在温度T4条件下，将相容剂加入到3.6)中第九混合料中，采用剪切乳化机进行高速剪切，在剪切速率为5000r/min的条件下搅拌15min，然后采用无极恒速搅拌仪在搅拌速率为1000r/min的条件下，搅拌30min，得到高弹性沥青结合料。
[0076] 步骤四、制备高弹性沥青胶浆层3
[0077] 将高弹性沥青结合料加热至温度T4，将细集料加热至温度T4，将聚酯纤维加入到细集料中拌和30s，然后加入木质素纤维拌和1min，然后加入高弹性沥青结合料拌和1min，然后加入矿粉拌和1min，得到高弹性沥青胶浆层3。
[0078] 步骤五、制备双层应力吸收带
[0079] 5.1)准备工作
[0080] 将制备好的应力吸收沥青胶浆层1在温度T2条件下保温，将制备好的高弹性沥青胶浆层3在温度T4条件下保温。
[0081] 5.2)双层应力吸收带铺筑
[0082] 在旧水泥混凝土板的接缝和裂缝的缝隙处灌入应力吸收沥青结合料，缝隙填平后，在接缝和裂缝表面宽0.3～0.4m的范围内撒布应力吸收沥青胶浆层1，控制厚度为3mm。紧随其后，在应力吸收沥青胶浆层1的表面铺设相应宽度的下部聚酯玻纤布2，小型碾压设备紧接着在下部聚酯玻纤布2表面碾压，形成第一层应力吸收带。
[0083] 小型碾压设备在下部聚酯玻纤布2表面碾压时，应力吸收沥青胶浆层1的温度应不低于150℃。
[0084] 在第一层应力吸收带的表面继续撒布相应宽度的高弹性沥青胶浆层3，控制厚度为3mm。紧随其后，在高弹性沥青胶浆层3的表面铺设相应宽度的上部聚酯玻纤布4，小型碾压设备紧接着在上部聚酯玻纤布4表面碾压，形成第二层应力吸收带。
[0085] 小型碾压设备在上部聚酯玻纤布4表面碾压时，高弹性沥青胶浆层3的温度应不低于170℃。
[0086] 为了进一步验证本发明，进行了大比例尺反射裂缝疲劳试验，对比了传统
单层应力吸收带、本发明双层应力吸收带和应力吸收层的抗反射裂缝疲劳性能，包括荷载疲劳性能和温度疲劳性能。采用的沥青层结构与材料类型见表1。试验结果如表2和表3所示。
[0087] 表1沥青加铺层结构与材料类型
[0088]
[0089] 表2沥青加铺层大比例尺温度疲劳试验荷载作用次数
[0090]结构类型 初裂次数/次 终裂次数/次 裂缝宽度/mm
结构1 224 895 1.2
结构2 305 1217 0.9
结构3 278 956 1.0
[0091] 表3沥青加铺层大比例尺荷载疲劳试验荷载作用次数
[0092]结构类型 初裂次数/万次 终裂次数/万次 裂缝宽度/mm
结构1 12.68 16.92 1.1
结构2 14.25 18.11 0.8
结构3 11.70 14.63 1.5
[0093] 由表2和表3可知，采用双层应力吸收带局部处治旧水泥混凝土路面的加铺结构的温度疲劳性能和荷载疲劳性能都是最优的，甚至超过了满铺应力吸收层的加铺结构。
