CN103966935B - Ecc耐久型彩色路面铺装结构及其铺设方法 - Google Patents

Ecc耐久型彩色路面铺装结构及其铺设方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ECC耐久型彩色路面铺装结构及其铺设方法，包括铺设于原路面上的EC约束底层和铺设于该EC约束底层上由环氧树脂作为胶结材料的混凝土面层，所述EC约束底层包括由环氧树脂制成的胶结材料层和撒布于该粘结材料层上的彩色集料层。与现有技术相比，本铺装结构具有高稳定性和耐久性，混凝土面层的出现大大提高了路用性能，具有良好的高低温抗车辙、抗水损能力，且不易产生集料脱落情况；具有一定的柔韧性，提高了自身的抗热胀冷缩能力，防止路面开裂，从而延长路面的使用寿命；选用天然的彩色碎石料或人工制成的彩色煅烧陶粒都是为了路面色彩鲜艳持久并且环保。

Description

ECC耐久型彩色路面铺装结构及其铺设方法
技术领域
本发明涉及道路施工领域，尤其是涉及一种ECC耐久型彩色路面铺装结构及其铺设方法。
背景技术
城市道路采用彩色景观铺装，越来越被广泛接受，不仅解决道路的基本功能，且与周边环境更加和谐；路面注重色彩、明度、质地、线型的区分，表现在视觉的快速辨识，加强视觉引导效果。彩色景观路面在城市交通道路中将扮演重要地位，例如：彩色公交专用车道、彩色沿江自行车景观道、彩色景观人行道等。
以往我国的彩色路面探索，基本上都是失败的，近年来从国外引进了一种层涂法的彩色防滑路面技术，即采用树脂类的胶结材料在现有路面上刮涂一层底胶，然后立即均匀撒布薄层高密度彩色防滑集料，待树脂固化,扫除多余集料后所形成的具有较深构造深度的彩色面层，形成表面粗糙的彩色抗滑路面。这种路面表面粗糙抗滑，用于减速路面比较合适，但应用在城市景观道路就显得不妥：⑴撒布的碎石容易脱落，⑵表面粗糙，潜在对行人造成安全，⑶因变形不足也容易开裂；因此其耐久性也存在问题，亟需研发我国自己的彩色景观高级路面技术。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种具有良好的路用性能，抗车辙、抗水损、色彩持久、且富有柔韧的ECC耐久型彩色路面铺装结构及其铺设方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种ECC耐久型彩色路面铺装结构，包括铺设于原路面上的EC约束底层和铺设于该EC约束底层上由环氧树脂作为胶结材料的混凝土面层，所述EC约束底层包括由环氧树脂制成的胶结材料层和撒布于该粘结材料层上的彩色集料层。
进一步的，所述胶结材料层的涂布量为1.2-1.5kg/㎡，彩色集料层的撒布量为1.5-2kg/㎡。
进一步的，所述混凝土面层包括如下成分：胶结材料7-12份；粒径为4-6mm的彩色集料60-70份、粒径为2-4mm的彩色集料15-20份、粒径为小于2mm的彩色集料7-13份、矿粉5-7份。
本发明还提供了一种铺设所述的ECC耐久型彩色路面铺装结构的铺设方法，其包括如下步骤：
1）封边交通，对原路面进行抛丸清洁处理，使之露出原路面应有的材质，且其表面清洁度达到Sa2.0级；
2）在抛丸处理好的原路面上涂覆一层由环氧树脂制成的胶结材料层，涂布量为1.2 -1.5kg/㎡；涂布结束后，开始在胶结材料层上表面撒布粒径为3-5mm彩色集料，形成表面粗糙的EC约束底层；彩色集料的撒布量为1.5-2kg/㎡；
3）待EC约束底层固化后，在其上浇筑一层以环氧树脂制成的胶结材料和彩色集料混合制成的混凝土面层，固化后即得到ECC耐久型彩色路面铺装结构。
作为优选，所述混凝土面层包括如下成分：胶结材料7-12份；粒径为4-6mm的彩色集料60-70份、粒径为2-4mm的彩色集料15-20份、粒径为小于2mm的彩色集料7-13份、矿粉5-7份。
进一步的，所述胶结材料由A、B两个组分构成，其中A组分包括环氧树脂、活性稀释剂和增韧剂，B组分包括固化剂、韧性固化剂和促进剂。采用本发明特制的胶结材料，路面耐久型更强。
作为优选，所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚，增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚，固化剂为间苯二甲二胺，韧性固化剂为聚醚胺，促进剂为壬基酚。
所述原路面包括水泥混凝土路面、沥青混凝土路面或金属钢板路面。
所述彩色集料选自天然的彩色碎石或人工制成的彩色煅烧陶粒中一种或两种。
进一步的，所述铺装结构为人行道时，EC约束底层的厚度为2-4mm，混凝土面层的厚度为6-7m；所述铺装结构为行车道时，EC约束底层的厚度为4-5mm，混凝土面层的厚度为20-25mm。
本发明采用一种无色的具有一定柔韧性改性环氧树脂作为胶结材料，将彩色集料作为路面骨料混合胶结起来；铺设过程中，可以在胶结材料中加入与所采用的彩色集料相同或相近颜色的调色粉；
具体的，本发明提供的特制环氧树脂胶结材料，具有更好的粘结效果，但并非只能采用特制的胶结材料；本发明所提供的胶结材料其由A、B两个组分构成，其中A组分由环氧树脂70份和活性稀释剂25份、增韧剂5份组成，B组分由固化剂20份、韧性固化剂10份和促进剂10份组成，且A、B两组分混合后其特征和性能应符合表1的规定。
作为优选，所述的活性稀释剂为丁基缩水甘油醚，作为环氧树脂的活性稀释剂，降低环氧树脂粘度，改善操作工艺，分子内含醚键和环氧基，参与环氧树脂的固化反应，形成均一体系；增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚，参与环氧树脂固化反应，分子结构中有可挠性脂肪长链，可以自由旋转而富有弹性，添加于环氧树脂配方中可极大地提高其抗冲击强度和抗冷热冲击性能，改善环氧固化物的脆裂缺陷；固化剂为间苯二甲二胺，与环氧树脂配合使用后能在室温进行固化，固化物具有良好的理化性能；聚醚胺是一种韧性固化剂，韧性、耐冲击；促进剂壬基酚可明显加快固化反应速度。
表1
本发明采用的彩色集料选自天然的彩色碎石料或人工制成的彩色煅烧陶粒中一种或两种的混合，可以在市场上采购，以彩色陶粒为例，其粒径和性能要求可参照下表2。
表2
原路面抛丸清洁处理：
抛丸处理是利用抛丸机上的抛头上的叶轮在高速旋转时的离心力，把磨料以很高的线速度射向被处理的路面或钢材表面，产生打击和磨削作用，除去钢材表面的氧化皮和锈蚀，并产生一定的粗糙度，本发明中抛丸清洁技术要求：表面清洁度达到Sa2.0级；
本发明先在原路面上铺设一层以胶结材料粘结彩色集料所成形成的EC约束底层，该约束底层有效的解决了彩色路面骨料脱落，开裂等缺陷，利用环氧树脂的粘接能力把集料牢牢的固定在原路面上，再利用自身形成一个粗糙的表面来固定上面的混凝土面层，形成整体，使彩色路面薄层能与原路面同步进行热胀冷缩，由于是紧密结合能使路面上的负载有效传递至原路面，从而延长了彩色路面的使用寿命。 EC约束底层的技术要求见表3。
 表3
彩色的混凝土面层是由彩色集料、环氧树脂胶结材料及矿粉组成的混合料，该彩色集料与EC约束底层采用的相同，以保证同样的热胀冷缩；填充矿料骨架，所形成的骨架密实混合料，其具有以下优点：①高稳定性（抗变形能力强）的结构骨架；②有较好的柔性及耐久性。胶结材料、彩色集料及矿粉组成的混合料可以在常温下拌合和摊铺碾压施工，固化后彩色的混凝土面层。
彩色集料的级配组成可参照下表4；彩色混合料的性能要求和技术标准可参照下表5。
筛孔尺寸（mm） 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
上限级配 100 100 70 53 39 25 17 12
下限级配 100 90 40 20 15 9 7 4
表4
表5
综上所述，本发明具有以下优点：与现有技术相比，本铺装结构具有高稳定性和耐久性，混凝土面层的出现大大提高了路用性能，具有良好的高低温抗车辙、抗水损能力，且不易产生集料脱落情况；具有一定的柔韧性，提高了自身的抗热胀冷缩能力，防止路面开裂，从而延长路面的使用寿命；选用天然的彩色碎石料或人工制成的彩色煅烧陶粒都是为了路面色彩鲜艳持久并且环保。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1:
铺装结构为铺筑于沥青路面上的ECC彩色公交车道：
该铺装结构包括：铺筑于沥青路面1上EC约束底层和铺设于该EC约束底层上由环氧树脂作为胶结材料的混凝土面层，所述EC约束底层包括由环氧树脂制成的胶结材料层和撒布于该粘结材料层上的彩色集料层；EC约束底层的厚度为5mm，混凝土面层的厚度为20mm。
彩色路面设计要求：红色公交专用车道，设计厚度25mm，路面须平整、粗糙且不积水，路面强度应满足公交车荷载运行的需要。
具体实施步骤如下：
⑴沥青路面铺装的标高应预留彩色路面的铺装厚度，沥青路面的表面应进行抛丸处理，表面清洁度达到Sa2.0级；
⑵调制环氧树脂胶结材料，具体成分和配比如下：A组分由环氧树脂E-51为70份、丁基缩水甘油醚25份、聚丙二醇二缩水甘油醚5份混合而成；B组分由间苯二甲二胺为20份、聚醚胺10份、壬基酚10份混合而成，组分A、B先各自混合好后，独立密封包装，再按照A、B之间的比例为100:40，进行混合搅拌3-5min后至均匀，并加入红色色粉，即得到所需要的胶结材料，具体性能如表1，油石比采用10%；
将调制好的胶结材料涂覆于抛丸处理好的沥青路面上，涂布量为1.5kg/㎡，然后选用3-5mm粒径的红色陶粒撒布于胶结材料层上，其撒布量2kg/㎡，两者固化后形成粗糙的待铺装EC约束底层，其厚度为5mm。胶结材料层的涂布量需要严格控制在1.2-1.5kg/㎡，彩色集料层的撒布量也需要严格控制在为1.5-2kg/㎡，实践表明，这两种数值内的涂布量和撒布量下配合而成的EC约束底层，能最好地与原路面同步进行热胀冷缩，炎热的夏天和寒冷的冬天亦不易出现开裂或者凹陷现象，从而使得彩色路面的使用寿命达到最长。
⑶选用粒径为4-6mm、2-4mm、0-2mm的红色煅烧陶粒、红色胶结材料及矿粉混合配制成混合料，各成分的具体配比如下：粒径为4-6mm的红色煅烧陶粒60份、粒径为2-4mm的红色煅烧陶粒25份、粒径小于2mm的红色煅烧陶粒为13份，矿粉7份；胶结材料10份,各成分搅拌均匀后即得到混合料；
多次试验表明，所述混凝土面层各成分的最优比例为：胶结材料7-12份、粒径为4-6mm的彩色集料60-70份、粒径为2-4mm的彩色集料15-20份、粒径为小于2mm的彩色集料7-13份、矿粉5-7份，上述配比下的的混合料与其他比例的混合料相比，具有较高稳定性的结构骨架、较强的柔性及耐久性，最不易变形和使用寿命最长的特性。
混合料具体组成设计级配如表6，试配得到混合料性能如表7。
表6
表7
⑷工程施工：采用JS750型混凝土搅拌机将上述红色胶结材料和红色陶粒拌合均匀，用摊铺机将红色混合料铺筑在已做好红色EC约束底层的表面上，并用光轮压路机碾压成型，形成厚度为20mm红色混凝土面层。
⑸封闭交通，禁止车辆和行人进入该铺筑区域，直到该混合料强度达到设计要求，得到完整的ECC彩色公交车道，然后开放交通。
     经测试，该车道施工方便，节约时间；使用半年后，未出现开裂、脱层现象，也无表面碎石脱落现象；不易变形，不积水；路面色彩亮丽如新，具有强烈的视觉引导效果。
实施例2
本实施例的铺装结构为铺筑于钢筋混凝土桥面ECC彩色景观人行道，其包括铺筑于钢筋混凝土桥面上EC约束底层和铺设于该EC约束底层上由环氧树脂作为胶结材料的混凝土面层，所述EC约束底层包括由环氧树脂制成的胶结材料层和撒布于该粘结材料层上的彩色集料层，EC约束底层的厚度为3mm，混凝土面层的厚度为7mm
设计要求：彩色景观路面直接铺筑于钢筋混凝土桥面人行道上，铺装厚度10mm，要求表面平整，色彩鲜艳耐久，彩色人行道不能形成积水，便于行人行走。
具体实施步骤如下：
⑴在钢筋混凝土桥面的表面进行抛丸清洁，使表面清洁度达到Sa2.0级；
⑵调制环氧树脂胶结材料，具体成分和配比如下：A组分由环氧树脂E-51选70份、丁基缩水甘油醚25份、聚丙二醇二缩水甘油醚5份混合而成，并独立密封包装；B组分由间苯二甲二胺为20份、聚醚胺10份、壬基酚10份混合而成，并独立密封包装；再A、B之间的配比为100:40，上述各成分加入绿色色粉后搅拌均匀，即可得到所需要的胶结材料，其具体性能如表1，胶石比采用8%。
在抛丸后的桥面表面涂布一层调制好的胶结材料，该胶结材料的涂布量为1.2kg/㎡，然后在胶结材料层上表面上撒布一层粒径为2-4mm的绿色天然碎石，撒布量为1.5kg/㎡，使其与环氧树脂胶结材料一起固化形成粗糙的待铺装绿色EC约束底层，其厚度为3mm；
⑶选用粒径4-6mm、2-4mm、0-2mm的绿色天然碎石、绿色胶结材料及矿粉混合合配制成绿色混合料，具体组成和配比如下：粒径4-6mm的绿色天然碎石为70份、粒径为2-4mm的绿色天然碎石25份、粒径小于2mm的绿色天然碎石为13份，和矿粉5份；胶结材料8份，各成分搅拌均匀后即得到混合料，具体级配如表8，试配后获得绿色混合料性能如表9。
表8
表9
⑷工程施工：采用JS750型混凝土搅拌机将上述绿色树脂和绿色天然碎石拌合均匀，由工人用砂浆抹刀将混合料摊刮平整在已铺设好的绿色EC约束底层的表面上，并压实形成厚度为7mm的绿色混凝土面层；
⑸养护达到强度后，获得完整的ECC彩色景观人行道，开放行人交通。
经测试，该人行道施工方便，节约时间；使用半年后，未出现开裂、脱层现象，也无表面碎石脱落现象；不易变形，不积水；路面色彩亮丽如新，具有强烈的视觉引导效果。

Claims (8)

1.一种ECC耐久型彩色路面铺装结构，其特征在于：所述铺装结构包括铺设于原路面上的EC约束底层和铺设于该EC约束底层上由环氧树脂作为胶结材料的混凝土面层，所述EC约束底层包括由环氧树脂制成的胶结材料层和撒布于该粘结材料层上的彩色集料层；所述胶结材料层的涂布量为1.2-1.5kg/㎡，彩色集料层的撒布量为1.5-2kg/㎡；所述混凝土面层包括如下成分：为胶结材料7-12份；粒径为4-6mm的彩色集料50-60份、粒径为2-4mm的彩色集料20-25份、粒径为0-2mm的彩色集料7-13份、矿粉5-7份。
2.一种铺设权利要求1中所述的铺装结构的铺设方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）封边交通，对原路面进行抛丸清洁处理，使之露出原路面应有的材质，且其表面清洁度达到Sa2.0级；
2）在抛丸处理好的原路面上涂覆一层由环氧树脂制成的胶结材料层，涂布量为1.2 -1.5kg/㎡；涂布结束后，开始在胶结材料层上表面撒布粒径为3-5mm彩色集料，形成表面粗糙的EC约束底层；彩色集料的撒布量为1.5-2kg/㎡；
3）待EC约束底层固化后，在其上浇筑一层以环氧树脂制成的胶结材料和彩色集料混合制成的混凝土面层，固化后即得到ECC耐久型彩色路面铺装结构。
3.根据权利要求2所述的铺设方法，其特征在于：所述混凝土面层包括如下成分：胶结材料7-12份；粒径为4-6mm的彩色集料60-70份、粒径为2-4mm的彩色集料15-20份、粒径为小于2mm的彩色集料7-13份、矿粉5-7份。
4.据权利要求3所述的铺设方法，其特征在于：所述胶结材料由A、B两个组分构成，其中A组分包括环氧树脂、活性稀释剂和增韧剂，B组分包括固化剂、韧性固化剂和促进剂。
5.根据权利要求4所述的铺设方法，其特征在于：所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚，增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚，固化剂为间苯二甲二胺，韧性固化剂为聚醚胺，促进剂为壬基酚。
6.根据权利要求2所述的铺设方法，其特征在于：所述原路面包括水泥混凝土路面、沥青混凝土路面或金属钢板路面。
7.根据权利要求2所述的铺设方法，其特征在于：所述彩色集料选自天然的彩色碎石或人工制成的彩色煅烧陶粒中一种或两种。
8.根据权利要求2所述的铺设方法，其特征在于：所述铺装结构为人行道时，EC约束底层的厚度为2-4mm，混凝土面层的厚度为6-7mm；所述铺装结构为行车道时，EC约束底层的厚度为4-5mm，混凝土面层的厚度为20-25mm。
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