CN103966941A - 一种可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，包括以下步骤：(1)制备修补材料预制板：环氧树脂胶和骨料混合成修补材料，然后铺设在底板上，固化后得到修补材料预制板；(2)于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内杂物并整平，槽底和槽侧壁形成修补材料预制板的粘接面；(3)在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，所述修补材料预制板的底板与槽底粘结，而后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。该施工方法操作简单、施工快捷、常温施工、封闭交通时间短、施工质量易控制、且修补预制板的界面粘接强度高。
Description
技术领域
本发明属路面修补领域，具体涉及一种可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法。
背景技术
近年来，随着国民经济的快速发展，我国的道路交通建设取得了巨大的成就。伸缩缝作为桥梁工程的重要组成部件，其好坏对交通安全、行车的舒适性及车辆通行速度等有直接影响，同时也影响到整体桥梁的使用寿命。另外，由于我国道路交通具有交通流量大、重载车较多等特点，长期频繁的伸缩缝施工不仅容易造成交通拥堵也会因人员、货物流通不畅而产生巨大的经济损失。因此，针对上述特点，开发一种对交通影响小的伸缩缝用快速修补技术具有重要现实意义，也是非常必要和迫切的。但是现有的伸缩缝修补施工方法主要为现场浇筑，施工过程较复杂、时间较长且施工质量不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、施工快捷、常温施工、封闭交通时间短、施工质量易控制、界面粘接强度高的伸缩缝加高整平层修复施工方法。
本发明的目的可以通过以技术方案来实现：一种可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，包括以下步骤：
(1) 制备修补材料预制板：环氧树脂胶和骨料混合成修补材料，然后铺设在底板上，固化后得到修补材料预制板；
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内杂物并整平，槽底和槽侧壁形成修补材料预制板的粘接面；
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，所述修补材料预制板的底板与槽底粘结，而后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
本发明中，环氧树脂胶和骨料的质量往往要根据待修补伸缩缝加高整平层厚度及底板面积计算，制备时按要求的量将环氧胶及骨料搅拌均匀制成修补材料后再铺装在底板上至要求厚度。作为本发明的具体实施方式，所述步骤(1)中，所述环氧树脂胶和骨料之间的质量比为1:3-1:8，优选为1:4~1:6。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤(1)的环氧树脂胶包括以下质量份组分：
A组分：环氧树脂 100质量份；
活性稀释剂 10-30质量份
填料 5-40质量份
B组分：固化剂 50～100质量份
紫外光吸收剂 0.1～3质量份。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，如环氧树脂E51。
所述的活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚（NC 513）。NC 513不仅可以起到稀释的作用，而且由于其分子结构中带有长侧链而具有增韧效果，其分子式如下：
所述的填料为硅藻土或活性硅微粉。
所述的固化剂为酚醛胺固化剂。
所述的紫外吸收剂为苯并三唑类化合物，如UV-329，可吸收波长范围在300-385nm的紫外光。
所述的骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm。作为本发明的一个实施例，所述耐磨石通过以下方法制备而成：以铜矿或铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500~3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
本发明所述步骤(1)中，环氧树脂胶和骨料混合时间4~7min，所述修补材料铺设在底板上后需在25~30℃的恒温下固化2~3天。
本发明所述步骤(1)中的底板为钢板，其尺寸根据修补区域的大小来确定。
本发明所述步骤(3)中，预涂环氧树脂胶时，整个粘接面均应均匀的涂上一层胶液。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）操作简单、施工快捷：本发明先制备修补材料预制板，无需在施工现场配制修补材料，简化了现场修补工序，缩短了修补时间，提高了施工效率。
（2）封闭交通时间短：省去现场配制修补材料工序，只需等底涂环氧树脂胶液固化即可，从而节约了施工时间，缩短了封闭交通的时间。
注：环境温度为25℃。
（3）施工质量易控制：修补材料预制板在室内预制，可通过精确控制制备过程及养生温度和时间来获得固化完善的修补材料，从而减少了现场施工中因环境及施工条件导致的质量隐患。
（4）强度高、韧性好：本发明采用的修补材料以粘结性能优异的环氧树脂经增韧改性后作为胶粘剂，以粒径为0.6mm-3.3mm的耐磨石为骨料，修补材料固化后物理机械性能优异，界面粘结强度明显优于其它修补材料如沥青混凝土和水泥混凝土。
（5）施工简便、养护期短：在酚醛胺固化剂的作用下，环氧树脂可在常温下实现快速固化且早期强度高，养生3~6个小时即可开放交通，可满足交通流量大的城市道路或高速公路对伸缩缝快速修复的需求。
（6）路用性能好、通行噪音低：本发明提供的修补材料以粒径为0.6mm-3.3mm的耐磨石为骨料，其莫氏硬度在6以上，且骨料级配经过优化，修补后表面构造深度大摩擦系数高，另外修补后减少了车辆在破损处产生的冲击从而降低了行车噪音。
（7）适用面广：本发明的修补材料的主料采用环氧树脂，对水泥混凝土、沥青混凝土、钢板、石材等基面均具有优异的粘结性能，因此可适用于不同基面。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明并不因此而受限于所述实施例范围中。
以下实施例中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，如环氧树脂E51。
活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚（NC 513）。NC 513不仅可以起到稀释的作用，而且由于其分子结构中带有长侧链而具有增韧效果，其分子式如下：
填料为硅藻土或活性硅微粉。
固化剂为酚醛胺固化剂。
紫外吸收剂为苯并三唑类化合物，如UV-329，可吸收波长范围在300-385nm的紫外光。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm。优选地，耐磨石通过以下方法制备而成：以铜矿或铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500~3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
实施例1
对实测伸缩缝加高整平层厚度为2cm，破损范围为距伸缩缝边20cm以内的破损修补。具体步骤如下：
(1) 制备修补材料预制板：将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成环氧树脂胶。环氧树脂胶和骨料按质量比1:4混合成修补材料拌和5min，然后铺设在尺寸180cm×20cm×0.2cm的表面经喷砂处理的钢质底板上，至总体板厚为2cm，并在30℃下恒温养护3天，固化后得到180cm×20cm×0.2cm的修补材料预制板。
环氧树脂胶中各组分的含量为：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 12质量份；
硅藻土 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 3291.5质量份。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm,以铜矿为原料，粉碎后，在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内的碎块、油污、及积水等杂物并整平，槽底和槽侧壁的混凝土表面形成修补材料预制板的粘接面。
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，修补材料预制板的底板与槽底粘接，修补材料则与槽侧壁粘接，然后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
实施例2
对实测伸缩缝加高整平层厚度为4cm，破损范围为距伸缩缝边20cm以内的破损修补。具体步骤如下：
(1) 制备修补材料预制板：将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成环氧树脂胶。环氧树脂胶和骨料按质量比1:4.5混合成修补材料拌和5min，然后铺设在尺寸180cm×20cm×0.2cm的表面经喷砂处理的钢质底板上，至总体板厚为4cm，并在30℃下恒温养护3天，固化后得到180cm×20cm×0.2cm的修补材料预制板。
环氧树脂胶中各组分的含量为：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 12质量份；
硅藻土 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 3291.5质量份。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，以铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内的碎块、油污、及积水等杂物并整平，槽底和槽侧壁的混凝土表面形成修补材料预制板的粘接面。
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，修补材料预制板的底板与槽底粘接，修补材料则与槽侧壁粘接，然后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
实施例3
对实测伸缩缝加高整平层厚度为4cm，破损范围为距伸缩缝边20cm以内的破损修补。具体步骤如下：
(1) 制备修补材料预制板：将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成环氧树脂胶。环氧树脂胶和骨料按质量比1:5混合成修补材料拌和5min，然后铺设在尺寸180cm×20cm×0.2cm的表面经喷砂处理的钢质底板上，至总体板厚为4cm，并在30℃下恒温养护3天，固化后得到180cm×20cm×0.2cm的修补材料预制板。
环氧树脂胶中各组分的含量为：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 12质量份；
活性硅微粉 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 329 1.5质量份。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，以铜矿为原料，粉碎后，在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内的碎块、油污、及积水等杂物并整平，槽底和槽侧壁的混凝土表面形成修补材料预制板的粘接面。
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，修补材料预制板的底板与槽底粘接，修补材料则与槽侧壁粘接，然后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
实施例4
对实测伸缩缝加高整平层厚度为4cm，破损范围为距伸缩缝边20cm以内的破损修补。具体步骤如下：
(1) 制备修补材料预制板：将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成环氧树脂胶。环氧树脂胶和骨料按质量比1:6混合成修补材料拌和5min，然后铺设在尺寸180cm×20cm×0.2cm的表面经喷砂处理的钢质底板上，至总体板厚为4cm，并在30℃下恒温养护3天，固化后得到180cm×20cm×0.2cm的修补材料预制板。
环氧树脂胶中各组分的含量为：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 15质量份；
硅藻土 30质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 329 1.5质量份。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，以铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内的碎块、油污、及积水等杂物并整平，槽底和槽侧壁的混凝土表面形成修补材料预制板的粘接面。
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，修补材料预制板的底板与槽底粘接，修补材料则与槽侧壁粘接，然后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
实施例5
对实测伸缩缝加高整平层厚度为2cm，破损范围为距伸缩缝边20cm以内的破损修补。具体步骤如下：
(1) 制备修补材料预制板：将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成环氧树脂胶。环氧树脂胶和骨料按质量比1:4混合成修补材料拌和5min，然后铺设在尺寸180cm×20cm×0.2cm的表面经喷砂处理的钢质底板上，至总体板厚为2cm，并在30℃下恒温养护3天，固化后得到180cm×20cm×0.2cm的修补材料预制板。
环氧树脂胶中各组分的含量为：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 20质量份；
活性硅微粉 40质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 329 1.5质量份。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，以铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内的碎块、油污、及积水等杂物并整平，槽底和槽侧壁的混凝土表面形成修补材料预制板的粘接面。
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，修补材料预制板的底板与槽底粘接，修补材料则与槽侧壁粘接，然后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
实施例6
对实测伸缩缝加高整平层厚度为2cm，破损范围为距伸缩缝边20cm以内的破损修补。具体步骤如下：
(1) 制备修补材料预制板：将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成环氧树脂胶。环氧树脂胶和骨料按质量比1:8混合成修补材料拌和5min，然后铺设在尺寸180cm×20cm×0.2cm的表面经喷砂处理的钢质底板上，至总体板厚为2cm，并在30℃下恒温养护3天，固化后得到180cm×20cm×0.2cm的修补材料预制板。
环氧树脂胶中各组分的含量为：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 25质量份；
活性硅微粉 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 60质量份；
UV 329 1.5质量份。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，以铜矿为原料，粉碎后，在2800℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内的碎块、油污、及积水等杂物并整平，槽底和槽侧壁的混凝土表面形成修补材料预制板的粘接面。
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，修补材料预制板的底板与槽底粘接，修补材料则与槽侧壁粘接，然后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
实验例1
本实验例以伸缩缝两侧加铺沥青混凝土破损修补为例，进一步说明本发明的修补材料的性能，包括以下步骤：
（1）基面处理：沿伸缩缝方向切宽约20cm厚的槽，清除槽内的加铺沥青混凝土层，将粘结面的油污、积水、灰尘等除去并将伸缩缝用钢模封住；
（2）底涂：取少量实施例1或2中搅拌好的胶液，用毛刷在槽四壁及底部涂刷一层胶液；
（3）填料：将实施1或2中拌和好的混合料填入槽中，抹平最上层混合料并使其略高路面2-3mm；
（4）面层处理：坑洞填补完毕后在混合料表面撒一层与路面颜色相同的碎石，然后将面层震动压实至与原路面相平；
（5）养护：施工完毕后让修补层养生3-6小时（具体时间视环境温度而定，气温在20℃以上时养生4小时）后即可开放交通。
实验例2
本实验例以伸缩缝两侧混凝土破损修补为例，进一步说明本发明的修补材料的性能，包括以下步骤：
（1）基面处理：凿除已开裂但尚未脱落的混凝土块并清除混凝土基面面的碎块、灰尘、油污、积水；
（2）底涂：取少量实施例1或2中搅拌好的胶液，用毛刷在槽四壁及底部涂刷一层胶液；
（3）填料：将实施例1或2中拌和好的混合料填入槽中，抹平最上层混合料并使其略高路面2-3mm；
（4）面层处理：坑洞填补完毕后在混合料表面撒一层与路面颜色相同的碎石，然后将面层震动压实至与原路面相平；
（5）养护：施工完毕后让修补层养生3-6小时（具体时间视环境温度而定，气温在20℃以上时养生4小时）后即可开放交通。
测试方法
力学性能测试：按照GB/T 16777-2008测定粘结强度；按照GB/T 6329-1996测定钢钢粘结强度；按照GB/T 7124-2008测定钢-钢拉伸抗剪强度。
湿热老化实验：将8字模试样在温度60℃，湿度98%条件下下老化20天，检测粘结强度变化。
冷热循环试验：将8字模试样以在70℃水中煮8h、然后在-5℃冰箱冻16h为一个循环，重复五次，检测粘结强度变化。
马歇尔实验、车辙实验：按照JTG E20-2011测定马歇尔稳定度、动稳定度。
抗压强度：按照GB50081-2002测定抗压强度。
摆式摩擦系数、构造深度：按照JTG E20-2008测定摆式摩擦系数与构造深度。
通行噪音：采用普通声级计测试车辆通过伸缩缝时在车窗关闭状态下的车内噪音。
从表2和表3可以看出，本发明所制备的环氧树脂胶具有力学性能优良、耐老化性能突出等特点。如实施例1，环氧树脂胶的粘结强度养生1d后即超过了混凝土的本体强度，钢钢粘结抗拉强度和钢钢拉伸抗剪强度均在15MPa以上。粘结强度经湿热老化及冷热循环实验后，仍大于混凝土的本体强度。
从表4可以看出，本发明采用的修补材料具有固化快，力学性能优异的特点。如实施例2中，30℃龄期3h，材料的抗压强度就可达到10MPa以上，1d龄期抗压强度更是超过15MPa左右，具备在气温高于20℃时养护4h即开放交通的条件。如实施例1，材料的马歇尔稳定度及动稳定度均明显优于改性沥青混凝土。
从表5可以看出，采用本发明所制备的修补材料对伸缩缝修补后具有安全性好、噪音低的特点。如实验例1中，修补后路面的摆式摩擦系数在干燥状态下达到87、潮湿状态下也达到62，通行噪音则降低了21.5%。
Claims (10)
1.一种可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 制备修补材料预制板：环氧树脂胶和骨料混合成修补材料，然后铺设在底板上，固化后得到修补材料预制板；
(2) 于伸缩缝加高整平层需要修补的区域，按照修补材料预制板尺寸开槽并将槽内加铺层整层清除直至露出混凝土基面，清除槽内杂物并整平，槽底和槽侧壁形成修补材料预制板的粘接面；
(3) 在所述粘接面上涂覆环氧树脂胶，然后将修补材料预制板安装在槽内，所述修补材料预制板的底板与槽底粘结，而后养生2-4小时即完成伸缩缝加高整平层的修复。
2.根据权利要求1所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述环氧树脂胶和骨料之间的质量比为1:3-1:8。
3.根据权利要求1所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中，环氧树脂胶和骨料混合时间4~7min，所述修补材料铺设在底板上后需在25~30℃的恒温下固化2~3天。
4.根据权利要求1或2或3所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)的环氧树脂胶包括以下质量份组分：
A组分：环氧树脂 100质量份；
活性稀释剂 10-30质量份
填料 5-40质量份
B组分：固化剂 50～100质量份
紫外光吸收剂 0.1～3质量份。
5.根据权利要求4所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
6.根据权利要求4所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述的活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚。
7.根据权利要求4所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述的填料为硅藻土或活性硅微粉，所述的固化剂为酚醛胺固化剂。
8.根据权利要求4所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述的紫外吸收剂为苯并三唑类化合物。
9.根据权利要求4所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述的骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm。
10.根据权利要求9所述的可以快速修复伸缩缝加高整平层的施工方法，其特征在于，所述耐磨石通过以下方法制备而成：以铜矿或铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500~3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
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