CN104402312B - 能够非接触快速修复的sbs改性沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土及其制备方法，以及修复方法。一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土，各原料所占质量百分数为：粗细集料84.3％～89.3％，矿粉4.2％～8.7％，SBS改性沥青4.5％～5.6％，导电钢纤维1％～2％。其中导电钢纤维的掺入使SBS改性沥青混凝土的电阻率降低到104Ω·m以下从而赋予了SBS改性沥青混凝土一定的导电、传热性能。当沥青路面出现微裂纹需要修复时，利用高频交变磁场作用于受损路面，路面中的导电钢纤维因电磁感应产生强大的涡流，涡流克服钢纤维的内阻流动时所产生的焦耳热可使SBS改性沥青混凝土的表面快速加热至70～110℃，从而达到非接触、高效、快速修复SBS改性沥青混凝土中微裂纹的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土及其制备方法，以及SBS改性沥青混凝土的修复方法。
背景技术
SBS改性沥青路面具有表面平整无接缝、行车振动小、噪音低、铺筑后开放交通快、养护方便等优点，在高等级公路和市政道路中得到越来越广泛的应用。目前，在我国已铺筑的超过80万公里的沥青路面中，约有10万公里的高等级公路的上面层采用了SBS改性沥青混合料铺筑。然而，由于交通荷载及自然环境的作用，SBS沥青路面易产生微裂纹，进而发展成裂缝、松散、坑槽等宏观病害,需要及时维修养护。在沥青路面出现宏观病害之前进行修复，是先进的沥青路面养护理念。本发明利用电磁感应加热修复SBS改性沥青混合料中的微裂纹，阻止其发展成宏观病害，可以大幅度提高SBS沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土及其制备方法，以及修复方法，可提高SBS改性沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土，其特征在于它由粗细集料、矿粉、SBS改性沥青和导电钢纤维制备而成，各原料所占质量百分数为：粗细集料84.3％～89.3％，矿粉4.2％～8.7％，SBS改性沥青4.5％～5.6％，导电钢纤维1％～2％。
所述的粗细集料为普通粗集料与细集料的混合，其中粗集料与细集料的配比取决于混合料的级配类型(AC-13、AC-20、Superpave12.5、SMA-13、OGFC-16等)。
所述的导电钢纤维，直径为0.1mm，长度为0.5-1mm，电阻率为7×10-7Ω·m，密度为7.6g/cm3。
上述一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按各原料所占质量百分数为：粗细集料84.3％～89.3％，矿粉4.2％～8.7％，SBS改性沥青4.5％～5.6％，导电钢纤维1％～2％，称取原料；
2)将粗细集料加热至175℃，SBS改性沥青加热至155～160℃，待用；
3)开动搅拌器，依次加入导电钢纤维、SBS改性沥青和矿粉，保持温度为165～175℃，搅拌1分钟后加入粗细集料继续搅拌1分钟；
4)在160～165℃下，浇筑成型、养护【实验室：采用马歇尔击实法或旋转压实法成型试件，试件的电阻率小于104Ω·m。】，得到能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土。
上述一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土的修复方法，其特征在于它包括如下步骤：导电钢纤维的掺入使SBS改性沥青混凝土的电阻率降低到104Ω·m以下，通过100KHz的高频交变磁场作用于SBS改性沥青混凝土(能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土)受损路面，使路面中的导电钢纤维因电磁感应产生强大的涡流，涡流克服导电钢纤维(即钢纤维)的内阻所产生的焦耳热，将SBS改性沥青混凝土的表面快速加热至70～110℃，利用加热修复作用，从而实现非接触、高效、快速修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹。
本发明的有益效果如下：通过在SBS改性沥青混合料中加入导电钢纤维，使其电阻率降低到104Ω·m以下，赋予了SBS改性沥青混凝土一定的导电、传热性能，使SBS改性沥青混凝土具有电磁感应受热的能力，利用电磁感应加热修复的作用，能够实现非接触快速修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹，从而大幅度提高SBS改性沥青混凝土的养护效率，减少沥青路面中的裂纹并延长沥青路面的使用寿命。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中：所述的粗细集料为普通粗集料与细集料的混合，其中粗集料与细集料的配比取决于混合料具体的级配类型(AC-13、AC-16、Superpave12.5、SMA-13、OGFC-16等)。
实施例1：
采用AC-13级配，各原料所占质量百分数为：粗细集料89.3％(其中9.5～16mm档集料占45.8％、4.75～9.5mm档集料占34..7％、2.36～4.75mm档集料占5％、0～2.36mm档集料占14.5％)，矿粉4.9％，SBS改性沥青4.8％，导电钢纤维1.0％；将粗细集料加热至175℃，SBS改性沥青加热至155～160℃，开动搅拌器，加入导电钢纤维、SBS改性沥青和矿粉，保持温度为165～175℃，搅拌1分钟，加入粗细集料继续搅拌1分钟；在160～165℃下，采用马歇尔击实法成型SBS改性沥青混合料试件(得到能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土)；试件的电阻率为6.4KΩ·m。在5℃下进行间接拉伸试验使试件断裂(路面受损，出现微裂纹)；通过100KHz的高频交变磁场作用于SBS改性沥青混凝土受损路面，利用电磁感应加热将断裂后的SBS改性沥青混合料试件快速加热到100℃(上表面温度)；在5℃下对加热后的SBS改性沥青混合料试件进行间接拉伸试验，其间接拉伸强度回复到初始强度的84％，表明电磁感应加热可以快速修复SBS改性沥青混合料(SBS改性沥青混凝土)，即可提高SBS改性沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命。
实施例2：
采用SMA-13级配，各原料所占质量百分数为：粗细集料83.3％(其中9.5～16mm档集料占26.8％、4.75～9.5mm档集料占28.9％、2.36～4.75mm档集料占16.5％、0～2.36mm档集料占27.8％)，矿粉9.7％，SBS改性沥青5.6％，导电钢纤维1.4％；按照实施例1的步骤和方法制备和测试试件(试件的电阻率为5.3KΩ·m)，实验结果表明，利用电磁感应加热将SBS改性沥青混合料加热到110℃(上表面温度)，可以使其间接拉伸强度回复到初始强度的79％，表明能实现非接触、高效、快速修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹。
实施例3：
采用Superpave-12.5级配，各原料所占质量百分数为：粗细集料86.2％(其中9.5～19mm档集料占20％、4.75～9.5mm档集料占26.3％、2.36～4.75mm档集料占14.7％、0～2.36mm档集料占39％)，矿粉6.9％，SBS改性沥青4.9％，导电钢纤维2.0％；按照实施例1的步骤和方法制备和测试试件(试件的电阻率为3.6KΩ·m)，实验结果表明，利用电磁感应加热将SBS改性沥青混合料加热到90℃(上表面温度)，可以使其间接拉伸强度回复到初始强度的72％，表明能实现非接触、高效、快速修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹，即可提高SBS改性沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命。
实施例4：
采用AC-16级配，各原料所占质量百分数为：粗细集料88.8％(其中9.5～19mm档集料占28.4％、4.75～9.5mm档集料占29.5％、2.36～4.75mm档集料占15.8％、0～2.36mm档集料占26.3％)，矿粉5.3％，SBS改性沥青4.7％，导电钢纤维1.2％；按照实施例1的步骤和方法制备和测试试件(试件的电阻率为5.1KΩ·m)，实验结果表明，利用电磁感应加热将SBS改性沥青混合料加热到70℃(上表面温度)，可以使其间接拉伸强度回复到初始强度的67％，表明能实现非接触、高效、快速修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹，即可提高SBS改性沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命。
实施例5：
采用OGFC-13级配，各原料所占质量百分数为：粗细集料89.9％(其中13.2～16mm档集料占35.7％、9.5～13.2mm档集料占54.1％、4.75～9.5mm档集料占5.1％、0～2.36mm档集料占5.1％)，矿粉3.2％，SBS改性沥青5.5％，导电钢纤维1.4％；按照实施例1的步骤和方法制备和测试试件(试件的电阻率为4.6KΩ·m)，实验结果表明，利用电磁感应加热将SBS改性沥青混合料加热到80℃(上表面温度)，可以使其间接拉伸强度回复到初始强度的71％，表明能实现非接触、高效、快速修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹，即可提高SBS改性沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命。
Claims (1)
1.一种能够非接触快速修复的SBS改性沥青混凝土的修复方法，其特征在于它包括如下步骤：通过100KHz的高频交变磁场作用于SBS改性沥青混凝土受损路面，使路面中的导电钢纤维因电磁感应产生强大的涡流，涡流克服导电钢纤维的内阻所产生的焦耳热，将SBS改性沥青混凝土的表面快速加热至70～110℃，利用加热修复作用，实现修复SBS改性沥青混凝土中的微裂纹；
所述的SBS改性沥青混凝土由粗细集料、矿粉、SBS改性沥青和导电钢纤维制备而成，各原料所占质量百分数为：粗细集料84.3％～89.3％，矿粉4.2％～8.7％，SBS改性沥青4.5％～5.6％，导电钢纤维1％～2％；
所述的导电钢纤维，直径为0.1mm，长度为0.5-1mm，电阻率为7×10-7Ω·m，密度为7.6g/cm3。
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