CN104402315A - 一种用于快速修复路面的材料及其性能测试的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于快速修复路面的材料及其性能测试的方法,该材料包括沥青混凝土、二氧化锰和连续玄武岩纤维。本发明相比现有技术具有以下优点：吸波材料与微波养护技术相结合，应用于沥青路面，通过加入改性添加剂，便可以在不影响沥青相关性能的前提下进行沥青路面微波热再生快速养护，快速修复沥青混凝土路面病害，减少路面施工维修作业时间，减小了对交通的影响，提高路面养护质量，进一步确保道路的安全顺畅。
Description
技术领域
本发明涉及路面养护维修技术领域，尤其涉及的是一种用于快速修复路面的材料及其性能测试的方法。
背景技术
近些年来，随着沥青路面技术的发展，沥青路面的比重更是逐年增高。而沥青路面在实际使用过程中，路面不同的病害形式对沥青路面的交通安全会产生重大影响。为了改善沥青路面的相关性能，科研工作者尝试在沥青中加入各种添加剂，比如：沥青改性剂、沥青乳胶体的稳定剂、沥青路面补缝剂、沥青混合料改性剂、沥青乳化剂等等，这些都在改良沥青路面性能及施工方面发挥了重大的作用。
目前比较先进的沥青路面养护方法是引进国内先进的养护设备微波路面养护车，使用微波加热技术对路面病害进行再生利用，但是采用这种方法，由于传热体没有直接与沥青混凝土相接处，所以难以严格保证整体上的加热均匀。
吸波材料加热是一种完全不同于传统加热的全新加热方式，对沥青路面加热具有即时性、整体均匀性、加热能量利用率高、加入沥青道路路面操作易控制等优点。用微波加热沥青，可保证沥青的使用质量和路用性能，提高道路工程施工质量，同时还满能足“对施工的速度要求越来越高，安全、节能、环保”等要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于快速修复路面的材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于快速修复路面的材料，其主要成分是沥青混凝土，其特征在于还包括二氧化锰，二氧化锰与沥青混凝土的重量比为1～5:100。
作为对上述方案的进一步改进，还包括连续玄武岩纤维，连续玄武岩纤维与沥青混凝土的重量比为2～6:100。
作为对上述方案的进一步改进，二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为2.3：5.6：100。
作为对上述方案的进一步改进，二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为4.5：5.4：100。
作为对上述方案的进一步改进，沥青混凝土中使用的沥青为AC16沥青。
本发明还提供一种用于测试上述材料性能的方法，步骤如下：步骤一、通过沥青混合料自动拌和机在200℃下搅拌混合并融化所述材料；步骤二、将步骤一融化的材料制成Φ100mm×100mm的圆柱体和100mm×100mm×400mm的小梁；步骤三、将步骤二制作的圆柱体成型试件放在标准恒温水浴中保温2.5h后用于单轴压缩试验，测定其抗压强度和抗压回弹模量；步骤四、将步骤二制作的小梁用于疲劳试验，测定其疲劳寿命，同时观察其裂纹的扩展情况及其发展规律；步骤五、在无回波暗室中采用弓形反射法进行测试材料的吸波性能，根据国标GJB2038-94要求利用HP-8720B网络分析仪来进行数据分析。
本发明相比现有技术具有以下优点：将吸波材料添加到沥青混凝土混合料中热再生养护作业速度快，由于已经将吸波材料添加到沥青混凝土混合料中，加热大概需要10～15分钟。半小时可修补完一处坑槽，缩短了封闭交通时间。另外，其加热均匀，温度梯度小，当表面温度160℃，10cm以下温度仍可达到70℃，有利于上下沥青层黏结。而且它可以消除弱接缝，修补质量好，按“圆洞方补”的养护方法，须将坑槽挖成方型，坑壁部位连接较弱，易渗水，造成再次破坏。采用微波技术，只需将坑槽部分挖除，坑壁仍可达到100℃以上，可与修补料有效接合，可完全消除弱接缝。修补后，路面平整，防水性好，承载力不会降低，不易再损坏。环保性好，不会造成污染，整个加热过程中，无火苗，无烟尘，沥青无烧焦现象。原路面材料可再生利用，达到环保、节能的效果。最后，采用吸波材料微波热再生快速养护虽然造价比传统的养护方法高，但由于是在局部路段采用，所以从长远来看，经济效益、社会效益比较好。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
微波具有热效应，吸波材料通过高导磁、导电材料形成的空间结构，使电磁场能量转换成热能。利用特定波长，特定频率的微波对需加热区域形成有效电磁场，吸波材料吸收辐照到其微团上的电磁波，将其转化为热能，从而达到软化原沥青混凝土的目的，实现对原沥青混凝土进行热再生利用。该技术可以修复沥青混凝土路面坑槽等小型病害，具有加热均匀、控制及时、工序简单、高效等优点。由于沥青混凝土中的矿粉含有丰富的SiO2、Al2O3等，故可作为透波骨料，其价格低廉，原材料丰富，因而是很好的透波材料。选用二氧化锰作为吸波组分，二氧化锰在微波辐照下的升温速度很快，它可作为沥青基复合材料，由于二氧化锰属于一种介电损耗介质，具有较高的电阻率和较大的介电常数，而且其介电损耗角正切随频率的增加变化不大，主要通过介电损耗衰减电磁波。选用连续玄武岩纤维作为吸波材料增强增韧组分。玄武岩纤维(特别是连续玄武岩纤维)具有比金属和玻璃纤维高的比强度特性；它还具有高的化学稳定性和热稳定性，能在碱性介质中稳定工作；玄武岩纤维在沥青混凝土中乱向分布，形成互穿网络结构，可抑制微裂纹的扩展，起到增强、增韧的作用。其次，玄武岩纤维自身就是一种功能纤维，其含有一定量的金属氧化物(Fe2O3，TiO2)，具有介电损耗和磁损耗特性，在沥青中形成三维网络的同时可以提高沥青基吸波材料的电磁波损耗。
综合上述原因，通过反复试验我们确定了一下几个比较好的实施例。
实施例1
一种用于快速修复路面的材料，其主要成分是沥青混凝土、二氧化锰、连续玄武岩纤维，其中二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为2.3：5.6：100。
作其中沥青混凝土中使用的沥青为AC16沥青
实施例2
一种用于快速修复路面的材料，其主要成分是沥青混凝土、二氧化锰、连续玄武岩纤维，其中二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为4.5：5.4：100。
其中沥青混凝土中使用的沥青为AC16沥青。
实施例3
一种用于快速修复路面的材料，其主要成分是沥青混凝土、二氧化锰、连续玄武岩纤维，其中二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为1：2：100。
其中沥青混凝土中使用的沥青为AC16沥青。
实施例4
一种用于快速修复路面的材料，其主要成分是沥青混凝土、二氧化锰、连续玄武岩纤维，其中二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为5：5：100。
其中沥青混凝土中使用的沥青为AC16沥青。
实施例5
一种用于测试吸波修补材料性能的方法，步骤如下：步骤一、通过沥青混合料自动拌和机在200℃下搅拌混合并融化所述材料；步骤二、将步骤一融化的材料制成Φ100mm×100mm的圆柱体和100mm×100mm×400mm的小梁；步骤三、将步骤二制作的圆柱体成型试件放在标准恒温水浴中保温2.5h后用于单轴压缩试验，测定其抗压强度和抗压回弹模量；步骤四、将步骤二制作的小梁用于疲劳试验，测定其疲劳寿命，同时观察其裂纹的扩展情况及其发展规律；步骤五、在无回波暗室中采用弓形反射法进行测试材料的吸波性能，根据国标GJB2038-94要求利用HP-8720B网络分析仪来进行数据分析。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于快速修复路面的材料，其主要成分是沥青混凝土，其特征在于还包括二氧化锰，所述二氧化锰与所述沥青混凝土的重量比为1～5:100。
2.如权利要求1所述一种用于快速修复路面的材料，其特征在于，还包括连续玄武岩纤维，所述连续玄武岩纤维与所述沥青混凝土的重量比为2～6:100。
3.如权利要求2所述一种用于快速修复路面的材料，其特征在于，所述二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为2.3：5.6：100。
4.如权利要求2所述一种用于快速修复路面的材料，其特征在于，所述二氧化锰、连续玄武岩纤维和沥青混凝土的重量比为4.5：5.4：100。
5.如权利要求1所述一种用于快速修复路面的材料，其特征在于，所述沥青混凝土中使用的沥青为AC16沥青。
6.一种测试如权利要求1至5中任一种用于快速修复路面的材料性能的方法，其特征在于步骤如下：步骤一、通过沥青混合料自动拌和机在200℃下搅拌混合并融化所述材料；步骤二、将步骤一融化的材料制成Φ100mm×100mm的圆柱体和100mm×100mm×400mm的小梁；步骤三、将步骤二制作的圆柱体成型试件放在标准恒温水浴中保温2.5h后用于单轴压缩试验，测定其抗压强度和抗压回弹模量；步骤四、将步骤二制作的小梁用于疲劳试验，测定其疲劳寿命，同时观察其裂纹的扩展情况及其发展规律；步骤五、在无回波暗室中采用弓形反射法进行测试材料的吸波性能，根据国标GJB2038-94要求利用HP-8720B网络分析仪来进行数据分析。
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