CN108911641A - 一种快速修补沥青路面的混合料及其修补方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速修补沥青路面的混合料及其修补方法,该混合料包括冷拌型沥青复合料及灌浆材料,其中,冷拌型沥青混合料包括生物基冷补沥青、废钢渣和矿粉,灌浆材料包括硅酸盐水泥、石英砂、减水剂、早强剂及胶粉;制法为首先按质量分数将冷拌型沥青复合料的原料混合,将灌浆材料的原料和水进行混合制得灌浆材料浆液;其次将沥青路面损坏处切割、挖除、清理后,喷涂防水粘结材料,铺筑冷拌型沥青混合料并碾平;最后向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出,固化后即可。该混合料结合沥青冷补料和灌浆复合料,不仅强度高,耐久性、耐腐蚀性强,且将其应用于待补路面能够快速修改,有效缩短了工期,降低了成本,提高了路面的寿命。

Description

一种快速修补沥青路面的混合料及其修补方法
技术领域
本发明属于沥青路面修补领域,尤其涉及一种快速修补沥青路面的混合料及其修补方法。
背景技术
沥青路面修补是道路工程养护的日常的项目。目前修补方式主要分为冷补和热补两种。其中,冷补主要是采用专用的沥青冷补料进行沥青路面的坑槽的修补,该种材料具有随用随取,操作简单,通车时间快等优点,但是由于冷补料其本身的特性决定它的性能较低,尤其是在高温性能和抗水损害性能方面,它的寿命周期在1-2个月,因此沥青冷补料往往作为应急性的材料使用;热补主要是专门从拌合楼拌制热沥青混合料重新铺筑到沥青路面的坑洞中进行修补,该种修补方式性能较好,但是该种方式不适合用于小面积和应急性的修补,且由于修补深度深,压实不充分,性能无法与普通路面性能一致,因此通常寿命周期在1-2年左右。
因此,兼顾冷补材料方便性和热补沥青混合料的性能的修补料及其修补方法,在沥青路面的养护中具有广阔的发展前景。
发明内容
发明目的:本发明的第一目的是提供一种力学性能高、环保耐久且能够快速修补路面的混合料;
本发明的第二目的是提供采用该混合料进行路面修补的方法。
技术方案:本发明快速修补沥青路面的混合料,按质量分数包括冷拌型沥青复合料及灌浆材料;其中,冷拌型沥青混合料包括生物基冷补沥青1~5%、废钢渣91~95%和矿粉1~4%;灌浆材料包括硅酸盐水泥40~60%,石英砂30~40%,减水剂0.1~0.5%、早强剂0.1~0.7%及胶粉9.8~20%。
本发明通过将冷拌型沥青混合料和灌浆材料组合而成的路面修补混合料,不仅能够提高该路面修补混合料的防水性、耐蚀性及耐久性等力学性能,且将其应用于待补路面能够快速修改,待灌浆材料固化后即可,而灌浆材料的固化时间仅需10min~5h,有效缩短了工期,降低了成本,安全环保。
进一步说,生物基冷补沥青按质量百分比可包括生物柴油5~30%、石油沥青65~89%和抗剥落剂0.1~2%、改性剂3.4~6%、表面活性剂0.4~1%、丙烯酸羟丙酯0.8~2.5%和有机硅0.3~1.1%。本发明在生物基冷补沥青中添加丙烯酸羟丙酯和有机硅,两者的协同作用下提高了生物基冷补沥青与灌浆材料间的粘着性,进而提高了路面的防水性、防滑性、耐蚀性和抗老化性等综合力学性能。优选的,抗剥落剂可为木质素磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。改性剂可为硅藻土、石棉或岩沥青。表面活性剂可为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或1-萘磺酸钠。
再进一步说,灌浆材料中的减水剂优选可为质量比3~6:1~4:1的聚羧酸减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。早强剂可为氯化钠、氯化钙、无水硫酸钠或硫酸钙。
本发明采用快速修补沥青路面的混合料修补路面的方法,包括如下步骤:
(1)按质量分数将冷拌型沥青复合料的原料混合,将灌浆材料的原料和水进行混合制得灌浆材料浆液;
(2)将沥青路面损坏处切割、挖除、清理后,喷涂防水粘结材料,铺筑冷拌型沥青混合料并碾平;
(3)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出,固化后即可。
更进一步说,冷拌型沥青复合料的空隙率可为10~50%。灌浆材料的原料和水的质量比为1:0.2~0.4。
有益效果:与现有技术相比,本发明的显著优点为:该混合料结合沥青冷补料和灌浆复合料,不仅强度高,耐久性、耐腐蚀性强,且将其应用于待补路面能够快速修改,有效缩短了工期,降低了成本,提高了路面的寿命;同时,其修补路面的方法简单,环保无污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明采用的原料均可购自市售。其中,防水粘结材料为道路材料中常用的粘层普通乳化沥青、改性乳化沥青或水性环氧沥青。
实施例1
本实施例所选取的是面积为1m2的沥青路面坑槽。其中,粘结材料为普通道路用的粘层普通乳化沥青,废钢渣和矿粉购自市售,减水剂为质量比4:3:1的聚羧酸减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。冷拌型沥青混合料和灌浆材料的具体原料如下表1至表3所示。
表1冷拌型沥青混合料组成
原料 生物基冷补沥青 废钢渣 矿粉
含量/% 3 93 4
表2生物基冷补沥青组成
表3灌浆材料组成
原料 硅酸盐水泥 石英砂 减水剂 氯化钠 胶粉
含量/% 50 35 0.3 0.5 14.2
其中,冷拌型沥青混合料的制备方法是按质量分数将原料混合即可。灌浆材料浆液的制备方法是将原料混合后与水按质量比1:0.3混合后即可。冷拌型沥青复合料的空隙率为10~50%。
本发明采用上述混合料修补路面的方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长和宽各1m的正方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上粘结材料,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘结材料喷洒后在坑槽内铺筑冷拌型沥青混合料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平,在坑洞周围做浆体防漏封边措施;
(4)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出表面,在灌浆材料凝固前,采用抹面工具将混合料表面浮浆抹掉,形成一定的露石构造;
(5)等到浆体材料形成强度后,撤除封边工具,清理表面后开放交通,浆体材料形成度的时间为10min~5h即可。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述混合料进行性能检测,结果如表4所示:
表4实施例1的试验结果
通过表1可知,采用本发明的混合料修路路面,不仅时短,能够快速修补,且防水性和耐磨性高,稳定性强,流动性佳。
实施例2
本实施例所选取的是面积为1.5m2的沥青路面坑槽。其中,粘结材料为改性乳化沥青,废钢渣和矿粉购自市售,减水剂为质量比5:4:1的聚羧酸减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。冷拌型沥青混合料和灌浆材料的具体原料如下表5至表7所示。
表5冷拌型沥青混合料组成
原料 生物基冷补沥青 废钢渣 矿粉
含量/% 5 91 4
表6生物基冷补沥青组成
表7灌浆材料组成
原料 硅酸盐水泥 石英砂 减水剂 氯化钙 胶粉
含量/% 40 40 0.1 0.7 19.2
其中,冷拌型沥青混合料的制备方法是按质量分数将原料混合即可。灌浆材料浆液的制备方法是将原料混合后与水按质量比1:0.3混合后即可。冷拌型沥青复合料的空隙率为10~50%。
本发明采用上述混合料修补路面的方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长为1.5m,宽为1m的长方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上粘结材料,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘结材料喷洒后在坑槽内铺筑冷拌型沥青混合料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平,在坑洞周围做浆体防漏封边措施;
(4)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出表面,在灌浆材料凝固前,采用抹面工具将混合料表面浮浆抹掉,形成一定的露石构造;
(5)等到浆体材料形成强度后,撤除封边工具,清理表面后开放交通,浆体材料形成度的时间为10min~5h即可。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述混合料进行性能检测,结果如表8所示:
表8实施例2的试验结果
通过表8可知,采用本发明的混合料修路路面,不仅时短,能够快速修补,且防水性和耐磨性高,稳定性强,流动性佳。
实施例3
本实施例所选取的是面积为2m2的沥青路面坑槽。其中,粘结材料为水性环氧沥青,废钢渣和矿粉购自市售,减水剂为质量比3:1:1的聚羧酸减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。冷拌型沥青混合料和灌浆材料的具体原料如下表9至表11所示。
表9冷拌型沥青混合料组成
原料 生物基冷补沥青 废钢渣 矿粉
含量/% 1 95 4
表10生物基冷补沥青组成
原料 生物柴油 石油沥青 消石灰 岩沥青 1-萘磺酸钠 丙烯酸羟丙酯 有机硅
含量/% 30 65 0.1 3.4 0.4 0.8 0.3
表11灌浆材料组成
原料 硅酸盐水泥 石英砂 减水剂 无水硫酸钠 胶粉
含量/% 60 30 0.1 0.1 9.8
其中,冷拌型沥青混合料的制备方法是按质量分数将原料混合即可。灌浆材料浆液的制备方法是将原料混合后与水按质量比1:0.2混合后即可。冷拌型沥青复合料的空隙率为10~50%。
本发明采用上述混合料修补路面的方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长为2m,宽为1m的长方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上粘结材料,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘结材料喷洒后在坑槽内铺筑冷拌型沥青混合料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平,在坑洞周围做浆体防漏封边措施;
(4)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出表面,在灌浆材料凝固前,采用抹面工具将混合料表面浮浆抹掉,形成一定的露石构造;
(5)等到浆体材料形成强度后,撤除封边工具,清理表面后开放交通,浆体材料形成度的时间为10min~5h即可。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述混合料进行性能检测,结果如表12所示:
表12实施例3的试验结果
通过表12可知,采用本发明的混合料修路路面,不仅时短,能够快速修补,且防水性和耐磨性高,稳定性强,流动性佳。
实施例4
本实施例所选取的是面积为1m2的沥青路面坑槽。其中,粘结材料为水性环氧沥青,废钢渣和矿粉购自市售,减水剂为质量比6:4:1的聚羧酸减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。冷拌型沥青混合料和灌浆材料的具体原料如下表13至表15所示。
表13冷拌型沥青混合料组成
原料 生物基冷补沥青 废钢渣 矿粉
含量/% 5 94 1
表14生物基冷补沥青组成
原料 生物柴油 石油沥青 消石灰 岩沥青 1-萘磺酸钠 丙烯酸羟丙酯 有机硅
含量/% 17.6 70 2 6 0.8 2.5 1.1
表15灌浆材料组成
原料 硅酸盐水泥 石英砂 减水剂 硫酸钙 胶粉
含量/% 49 30 0.5 0.5 20
其中,冷拌型沥青混合料的制备方法是按质量分数将原料混合即可。灌浆材料浆液的制备方法是将原料混合后与水按质量比1:0.4混合后即可。冷拌型沥青复合料的空隙率为10~50%。
本发明采用上述混合料修补路面的方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长和宽均为1m的正方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上粘结材料,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘结材料喷洒后在坑槽内铺筑冷拌型沥青混合料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平,在坑洞周围做浆体防漏封边措施;
(4)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出表面,在灌浆材料凝固前,采用抹面工具将混合料表面浮浆抹掉,形成一定的露石构造;
(5)等到浆体材料形成强度后,撤除封边工具,清理表面后开放交通,浆体材料形成度的时间为10min~5h即可。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述混合料进行性能检测,结果如表15所示:
表15实施例4的试验结果
通过表15可知,采用本发明的混合料修路路面,不仅时短,能够快速修补,且防水性和耐磨性高,稳定性强,流动性佳。
对比例1
基本步骤与实施例1相同,不同之处在于该对比例采用的沥青冷补料为市售的常用的冷补料。具体修补方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长和宽各1m的正方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上乳化沥青粘层油,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘层油喷洒后在坑槽内铺筑冷补料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平;
(4)等材料强度基本形成后,养护1-2h,开放交通。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述材料进行性能检测,结果如表16所示:
表16对比例1的试验结果
通过表16可知,沥青冷补料修补的路面的所有性能均未能达到标准的技术要求,且相比于本发明的混合料性能较差,由此可知,虽然现有的冷补料快速、能够应急,但是其综合性能较差。
对比例2
基本步骤与实施例1相同,不同之处在于该对比例采用现有的拌合楼出厂的热拌沥青混合料。具体修补方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长和宽各1m的正方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上乳化沥青粘层油,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘层油喷洒后在坑槽内铺筑热拌沥青混合料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平;
(4)养护3-5h,等沥青混合料冷却到室温后,开放交通。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述材料进行性能检测,结果如表17所示:
表17对比例2的试验结果
通过表17可知,采用现有的热拌料修补的路面,其孔隙率、劈裂强度、残留稳定度和动稳定度均为能达到标注的技术要求,相比于本发明的混合料的综合性能较差,且所需养护的时间长,无法作为应急性或者小面积的修补使用。
对比例3
基本步骤与实施例1相同,不同之处在于生物基冷补沥青中不添加有机硅,具体原料及修补方法如下。
冷拌型沥青混合料和灌浆材料的具体原料如下表18至表20所示。
表18冷拌型沥青混合料组成
原料 生物基冷补沥青 废钢渣 矿粉
含量/% 3 93 4
表19生物基冷补沥青组成
原料 生物柴油 石油沥青 消石灰 硅藻土 十二烷基硫酸钠 丙烯酸羟丙酯
含量/% 15 76.4 1 4.3 0.8 2.5
表20灌浆材料组成
原料 硅酸盐水泥 石英砂 减水剂 氯化钠 胶粉
含量/% 50 35 0.3 0.5 14.2
其中,冷拌型沥青混合料的制备方法是按质量分数将原料混合即可。灌浆材料浆液的制备方法是将原料混合后与水按质量比1:0.3混合后即可。冷拌型沥青复合料的空隙率为10~50%。
本发明采用上述混合料修补路面的方法包括如下步骤:
(1)将沥青路面的坑槽用切割机切成长和宽各1m的正方形,挖除内部的沥青混合料,开挖的深度为10cm,然后将开挖好的坑槽清理干净;
(2)在坑槽基面及断面喷洒上粘结材料,撒布量为0.5kg/m2
(3)粘结材料喷洒后在坑槽内铺筑冷拌型沥青混合料,铺满坑槽并用小型平板夯机将混合料进行碾压平整,与旧路面齐平,在坑洞周围做浆体防漏封边措施;
(4)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出表面,在灌浆材料凝固前,采用抹面工具将混合料表面浮浆抹掉,形成一定的露石构造;
(5)等到浆体材料形成强度后,撤除封边工具,清理表面后开放交通,浆体材料形成度的时间为10min~5h即可。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011试验方法对上述混合料进行性能检测,结果如表21所示:
表21对比例3的试验结果
通过表21可知,在生物基冷补沥青中不添加有机硅制备的混合料,相比于本发明的混合料的抗水损害性、抗车辙性及稳定性均较差,这是由于在生物基冷补沥青中添加有机硅,其和丙烯酸羟丙酯协同作用,进而能够有效提高生物基冷补沥青与灌浆材料间的粘着性,提高路面的防水性、防滑性、耐蚀性和抗老化性等综合力学性能。

Claims (10)

1.一种快速修补沥青路面的混合料,其特征在于按质量分数包括冷拌型沥青复合料及灌浆材料;其中,冷拌型沥青混合料包括生物基冷补沥青1~5%、废钢渣91~95%和矿粉1~4%;灌浆材料包括硅酸盐水泥40~60%,石英砂30~40%,减水剂0.1~0.5%、早强剂0.1~0.7%及胶粉9.8~20%。
2.根据权利要求1所述的快速修补沥青路面的混合料,其特征在于:所述生物基冷补沥青按质量百分比包括生物柴油5~30%、石油沥青65~89%和抗剥落剂0.1~2%、改性剂3.4~6%、表面活性剂0.4~1%、丙烯酸羟丙酯0.8~2.5%和有机硅0.3~1.1%。
3.根据权利要求2所述的快速修补沥青路面的混合料,其特征在于:所述抗剥落剂为消石灰或胺类抗剥落剂。
4.根据权利要求2所述的快速修补沥青路面的混合料,其特征在于:所述改性剂为硅藻土、石棉或岩沥青。
5.根据权利要求2所述的快速修补沥青路面的混合料,其特征在于:所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或1-萘磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的快速修补沥青路面的混合料,其特征在于:所述减水剂为质量比3~6:1~4:1的聚羧酸减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。
7.根据权利要求1所述的快速修补沥青路面的混合料,其特征在于:所述早强剂为氯化钠、氯化钙、无水硫酸钠或硫酸钙。
8.采用权利要求1所述的快速修补沥青路面的混合料修补路面的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)按质量分数将冷拌型沥青复合料的原料混合,将灌浆材料的原料和水进行混合制得灌浆材料浆液;
(2)将沥青路面损坏处切割、挖除、清理后,喷涂防水粘结材料,铺筑冷拌型沥青混合料并碾平;
(3)向冷拌型沥青混合料中灌注灌浆材料浆液至溢出,固化后即可。
9.根据权利要求8所述的修补路面的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述冷拌型沥青复合料的空隙率为10~50%。
10.根据权利要求8所述的修补路面的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述灌浆材料的原料和水的质量比为1:0.2~0.4。
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