CN109133800B - 半柔性复合路面预制块及制法、采用该预制块制备的路面及制法 - Google Patents

半柔性复合路面预制块及制法、采用该预制块制备的路面及制法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半柔性复合路面预制块及制法、采用该预制块制备的路面及制法，预制块包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料，制法为将沥青混合料填充于模具中并压实，将灌浆料与水混合制备成的浆液，随后将该浆液灌注于沥青混合料内，养生、脱模制得预制块；路面包括基层，覆盖于基层表面的调平层以及覆盖于调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层，制法为将调平层铺设于预处理后的基层表面，将若干预制块拼接铺设于调平层表面制成预制块面层，随后对若干预制块的接壤处进行填缝即可。本发明的预制块不仅强度高，结构简单，且采用其制备路面拼装方便、施工效率高。

Description

半柔性复合路面预制块及制法、采用该预制块制备的路面及 制法
技术领域
本发明属于路面制备领域，尤其涉及一种半柔性复合路面预制块及制法、采用该预制块制备的路面及制法。
背景技术
半柔性复合路面是一种新型刚柔并济的路面，它是将满足一定性能要求的水泥胶浆灌入大空隙的沥青混合料中形成的路面，因此兼具两种传统路面的优点。目前，半柔性路面施工采取的是现场摊铺沥青混合料，经碾压后，冷却至一定温度后再将现场拌制的水泥胶浆灌入沥青混合料中，最后经过表面处理再养护一段时间后即可开放交通。然而此种现场施工方法存在着如下问题：(1)繁琐的施工工序导致长时间封闭交通；(2)现场制浆、灌浆可能会造成环境污染；(3)天气的变化可能会严重影响复合路面的性能等。
申请号为201720127998.0的专利公开了一种预制装配式混凝土路面，并具体公开了预制装配式路面板包括两块面板，面板与面板之间连接处设置有变形钢板，变形钢板上均匀设置若干凸起，面板之间相连接的接触面与变形钢板的凸起相配合。该路面虽然结构简单，能加快施工进度，并且变形钢板的设置能使两块面板更紧密的连接，但是面板与面板之间并没有直接的接触，仅仅靠钢板将两块面板连接使得接触面，则会产生渗水、强度不够等问题，且钢板的锈蚀也可能成为一个隐患，两块面板凸起的设置也不适用于预制块制作时沥青混合料的摊铺。
申请号为201720108346.2的专利公开了一种装配式路面板，并具体公开了路面板连接骨架侧面中部设置有圆形凸缘和圆形凹槽，通过圆形凸缘凹槽的相互配合可以使相邻的路面板紧密连接，相互分担压力提高了路面整体的抗压能力，但该专利并未考虑相邻路面板之间的接缝处理，渗水问题仍然存在，且倘若用于制作半柔性复合路面预制块，混合料摊铺后，底部的混合料不能得到有效的压实，影响着路面的强度。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种强度高、施工质量易于控制的半柔性复合路面预制块；
本发明的第二目的是提供该半柔性复合路面预制块的制备方法；
本发明的第三目的是提供采用该半柔性复合路面预制块制备的路面，该路面不仅牢固可靠、连接紧密，且拼装方便。
本发明的第四目的是提供该路面的制备方法，该方法施工效率高、养护方便。
技术方案：本发明的半柔性复合路面预制块，包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料；
其中，所述沥青混合料按质量份数包括：SBS改性沥青10-20份、粒径5-20mm玄武岩粗集料30-60份、粒径0-5mm石灰岩细集料4-7份、石灰岩矿粉3-6份，三异丙醇胺0.2-0.3份、单丝聚丙烯纤维2-4份、漂珠1-3份、丙烯酸羟丙酯18-32份及水1-3份；
所述灌浆料按质量份数包括：硅酸盐水泥30-50份、膨胀剂0.5-0.9份、萘系高效减水剂12-16份、早强剂2-3份、速凝剂0.4-0.6份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1-4份、水溶性酚醛树脂0.4-0.8份。
本发明通过将灌浆料和沥青混合料相结合，从而制备的预制块不仅具有刚性路面的强度和抗弯拉能力，且具有柔性路面的韧性和良好的抗压、抗剪强度；其中沥青混合料中将三异丙醇胺与单丝聚丙烯纤维进行复配，并协同添加丙烯酸羟丙酯，三者的协同提高原料间的稳定性能及牢固性，进而能够提高沥青混合料与灌浆料间的粘结性，增强预制块的强度。优选的，沥青混合料的空隙率可为25～30％。
本发明制备半柔性复合路面预制块的方法，包括如下步骤：将沥青混合料填充于模具中并压实，将灌浆料与水混合制备成的浆液，随后将该浆液灌注于沥青混合料内，养生、脱模制得预制块。优选的，浆液的流动度为12～24s。
本发明采用上述的半柔性复合路面预制块制备的路面，包括基层，覆盖于基层表面的调平层以及覆盖于调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层。
进一步说，调平层的厚度可为1～3cm，该厚度范围能够兼具调平的作用下，有效防止疲劳裂缝、反射裂缝。预制块面层的厚度可为3～20cm。若干个复合路面预制块分别通过相邻预制块上设置的T型凸块及对应的T型槽口相拼接，继而提高了连接强度。
本发明制备路面的方法，包括如下步骤：
(1)将调平层铺设于预处理后的基层表面，随后将若干预制块拼接铺设于调平层表面制成预制块面层；
(2)对若干预制块的接壤处进行填缝即可。
本发明通过先在基层表面铺设调平层，再铺设若干预制块，且相邻预制块的接壤处进行填缝，提高了相邻预制块间的粘结性，进而提高了路面的强度和防渗性能，且铺设效率高，铺设完成后即可开放，加快了施工进度。
更进一步说，接壤处采用聚合物砂浆进行填缝，该聚合物砂浆为环氧砂浆、聚氨酯砂浆或丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该半柔性复合路面预制块不仅结构简单，且强度高，耐久性好，施工质量易于控制；同时制法简单，安全环保；采用该预制块制备路面不仅牢固可靠、联结紧密，防渗透性好，且拼装方便，铺设完成后即可开放，无需长时间封闭交通，施工效率高；此外，倘若路面预制块出现病害后，可将该预制块拆除，换上新的预制块，养护方便。
附图说明
图1为正方形半柔性复合路面预制块拼接而成的预制块面层的结构示意图；
图2为长方形半柔性复合路面预制块拼接而成的预制块面层的结构示意图；
图3为采用半柔性复合路面预制块制备的路面的结构示意图。
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。
实施例1
半柔性复合路面预制块原料成分：包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料；其中，沥青混合料的空隙率为25～30％。
沥青混合料按质量份数包括如表1所示的原料组分。
表1 实施例1的沥青混合料组分及含量
Figure BDA0001816771700000031
Figure BDA0001816771700000041
灌浆料按质量份数包括如表2所示的原料组分。
表2 实施例1的灌浆料组分及含量
原料 含量/份
硅酸盐水泥 40
HH-102塑性膨胀剂 0.6
萘系高效减水剂 13
氯化钙 2.5
红星Ⅰ型速凝剂 0.5
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 2
水溶性酚醛树脂 0.5
半柔性复合路面预制块的制备方法包括如下步骤：
(1)根据施工路面实际情况(该实施例中铺装的某路幅宽度为5m、长度为60m、铣刨深度为5cm)，制备长度2.5m、宽度2.5m、高度为5cm的预制块模具，模具侧面按需要设置成向内或向外的T型槽口，该T型槽口延伸长度为30cm，宽度为40cm，平行于侧面长度方向为1.2m，宽度为15cm；
(2)摊铺大空隙沥青混合料于预制块模具中，并进行压实处理，使其压实度≥97％并具有一定的平整度，偏差小于2mm；
(3)待沥青混合料温度降至40℃以下时，进行灌浆料灌注施工，灌浆料先与水进行混合搅拌制备成流动度为12-24s的浆液，随后将该浆液灌注于沥青混合料中，并在30min内完成灌注；
(4)对混合料表面采用人工毛刷刮浆，将残余在表面的浆体清除干净，以露出沥青混合料表面凹凸不平为宜，最后，养生1-3h后拆模，即可制得复合路面预制块。
采用上述半柔性复合路面预制块制备的路面，包括基层1，覆盖于基层表面的环氧砂浆调平层2以及覆盖于环氧砂浆调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层3；其中，环氧砂浆调平层的厚度为2cm，预制块面层的厚度为5cm。若干个复合路面预制块分别通过相邻预制块上设置的T型凸块及对应的T型槽口相拼接，T型凸块的设置位置和个数可根据实际情况而定，如图1所示。
该路面的制备方法包括如下步骤：
(1)将基层1表面打扫干净，铺设环氧砂浆作为调平层2，将若干预制块吊装拼接铺设在环氧砂浆调平层上制备成预制块面层3；
(3)对相邻预制块之间的缝隙采用环氧砂浆4进行填缝，填缝结束后即可开放交通。
实施例2
半柔性复合路面预制块原料成分：包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料；其中，沥青混合料的空隙率为25～30％。
沥青混合料按质量份数包括如表3所示的原料组分。
表3 实施例2的沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
SBS改性沥青 18
粒径5-20mm玄武岩粗集料 50
粒径0-5mm石灰岩细集料 6
石灰岩矿粉 4
三异丙醇胺 0.2
单丝聚丙烯纤维 3.5
漂珠 2.5
丙烯酸羟丙酯 23
水 2.5
灌浆料按质量份数包括如表4所示的原料组分。
表4 实施例2的灌浆料组分及含量
原料 含量/份
硅酸盐水泥 35
HH-102塑性膨胀剂 0.7
萘系高效减水剂 14
氯化钠 2
红星Ⅰ型速凝剂 0.4
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 3
水溶性酚醛树脂 0.6
半柔性复合路面预制块的制备方法包括如下步骤：
(1)根据施工路面实际情况(该实施例中铺装的某路幅宽度为10m、长度为200m、铣刨深度为10cm)，制备长度5m、宽度2.5m、高度为10cm的预制块模具，模具侧面按需要设置成向内或向外的T型槽口，该T型槽口延伸长度为30cm，宽度为40cm，平行于侧面长度方向为1.2m，宽度为15cm；
(2)摊铺大空隙沥青混合料于预制块模具中，并进行压实处理，使其压实度≥97％并具有一定的平整度，偏差小于2mm；
(3)待沥青混合料温度降至40℃以下时，进行灌浆料灌注施工，灌浆料先与水进行搅拌制备成流动度为12-24s的浆液，随后将该浆液灌注于沥青混合料中，并在30min内完成灌注；
(4)对混合料表面采用人工毛刷刮浆，将残余在表面的浆体清除干净，以露出沥青混合料表面凹凸不平为宜，最后，养生1-3h后拆模，即可制得复合路面预制块。
采用上述半柔性复合路面预制块制备的路面，包括基层1，覆盖于基层表面的聚氨酯砂浆调平层2以及覆盖于聚氨酯砂浆调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层3；其中，聚氨酯砂浆调平层的厚度为3cm，预制块面层的厚度为10cm。若干个复合路面预制块分别通过相邻预制块上设置的T型凸块及对应的T型槽口相拼接，T型凸块的设置位置和个数可根据实际情况而定，如图2所示。
该路面的制备方法包括如下步骤：
(1)将基层1表面打扫干净，铺设聚氨酯砂浆作为调平层2，将若干预制块吊装拼接铺设在聚氨酯砂浆调平层上制备成预制块面层3；
(3)对相邻预制块之间的缝隙采用聚氨酯砂浆4进行填缝，如图3所示，填缝结束后即可开放交通。
上述实施例中，预制块的制备选择在厂房内制备半柔性复合路面预制块，厂房内温度为室温即可，厂房地面要求能够承受制作过程中的各种荷载，且预制块成型具有很高的强度，无需进行特殊保存，采用普通运输车运输即可。
实施例3
半柔性复合路面预制块原料成分：包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料；其中，沥青混合料的空隙率为25～30％。
沥青混合料按质量份数包括如表5所示的原料组分。
表5 实施例3的沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
SBS改性沥青 10
粒径5-20mm玄武岩粗集料 60
粒径0-5mm石灰岩细集料 4
石灰岩矿粉 6
三异丙醇胺 0.2
单丝聚丙烯纤维 4
漂珠 1
丙烯酸羟丙酯 32
水 1
灌浆料按质量份数包括如表6所示的原料组分。
表6 实施例3的灌浆料组分及含量
Figure BDA0001816771700000071
Figure BDA0001816771700000081
半柔性复合路面预制块的制备方法与实施例1基本相同。
采用上述半柔性复合路面预制块制备的路面，包括基层1，覆盖于基层表面的聚氨酯砂浆调平层2以及覆盖于聚氨酯砂浆调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层3；其中，聚氨酯砂浆调平层的厚度为1cm，若干个复合路面预制块分别通过相邻预制块上设置的T型凸块及对应的T型槽口相拼接，T型凸块的设置位置和个数可根据实际情况而定，预制块面层的厚度为3cm。
实施例4
半柔性复合路面预制块原料成分：包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料；其中，沥青混合料的空隙率为25～30％。
沥青混合料按质量份数包括如表7所示的原料组分。
表7 实施例4的沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
SBS改性沥青 20
粒径5-20mm玄武岩粗集料 30
粒径0-5mm石灰岩细集料 7
石灰岩矿粉 3
三异丙醇胺 0.3
单丝聚丙烯纤维 2
漂珠 3
丙烯酸羟丙酯 18
水 3
灌浆料按质量份数包括如表8所示的原料组分。
表8 实施例4的灌浆料组分及含量
原料 含量/份
硅酸盐水泥 50
HH-102塑性膨胀剂 0.5
萘系高效减水剂 16
氯化铝 2
红星Ⅰ型速凝剂 0.6
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 1
水溶性酚醛树脂 0.8
半柔性复合路面预制块的制备方法与实施例1基本相同。
采用上述半柔性复合路面预制块制备的路面，包括基层1，覆盖于基层表面的聚氨酯砂浆调平层2以及覆盖于聚氨酯砂浆调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层3；其中，聚氨酯砂浆调平层的厚度为3cm，若干个复合路面预制块分别通过相邻预制块上设置的T型凸块及对应的T型槽口相拼接，T型凸块的设置位置和个数可根据实际情况而定，预制块面层的厚度为20cm。
将上述实施例制备的预制块进行性能检测，获得的结果如下表9所示。
表9 实施例1至实施例4制备的预制块的性能表
Figure BDA0001816771700000091
通过表9可知，本发明制备的半柔性复合路面预制块的60℃动稳定度高，具有超强的抗车辙性能，能适用于特殊重载地区，并且其马歇尔稳定度和浸水残留稳定度也高，增强了其抗破坏强度以及抗水损害能力。
对比例1
基本步骤与实施例1相同，不同之处在于混合沥青中不添加丙烯酸羟丙酯，灌浆料的组分及含量与实施例1相同。混合沥青具体组分及含量如下表10所示。
表10 对比例1的沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
SBS改性沥青 20
粒径5-20mm玄武岩粗集料 30
粒径0-5mm石灰岩细集料 7
石灰岩矿粉 3
三异丙醇胺 0.3
单丝聚丙烯纤维 4
漂珠 3
水 3
预制块的制备及路面的制备与实施例1相同。将该对比例制备的预制块进行性能检测，获得的结果如下表11所示。
表11 对比例1制备的预制块的性能表
Figure BDA0001816771700000101
通过上表11可知，通过在沥青混合料中协同掺加丙烯酸羟丙酯不仅充分发挥了三异丙醇胺及单丝聚丙烯纤维的补强作用，并且加强了灌浆料和沥青混合料的粘结作用，使得复合路面预制块的抗车辙能力、抗破坏能力以及抗水损害能力等性能得到了进一步的提高。

Claims (10)

1.一种半柔性复合路面预制块，其特征在于：包括沥青混合料及灌注于该沥青混合料内的灌浆料；
其中，所述沥青混合料按质量份数包括：SBS改性沥青10-20份、粒径5-20mm玄武岩粗集料30-60份、粒径0-5mm石灰岩细集料4-7份、石灰岩矿粉3-6份，三异丙醇胺0.2-0.3份、单丝聚丙烯纤维2-4份、漂珠1-3份、丙烯酸羟丙酯18-32份及水1-3份；
所述灌浆料按质量份数包括：硅酸盐水泥30-50份、膨胀剂0.5-0.9份、萘系高效减水剂12-16份、早强剂2-3份、速凝剂0.4-0.6份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚1-4份、水溶性酚醛树脂0.4-0.8份。
2.根据权利要求1所述的半柔性复合路面预制块，其特征在于：所述沥青混合料的空隙率为25～30％。
3.一种制备权利要求1所述的半柔性复合路面预制块的方法，其特征在于包括如下步骤：将沥青混合料填充于模具中并压实，将灌浆料与水混合制备成的浆液，随后将该浆液灌注于沥青混合料内，养生、脱模制得预制块。
4.根据权利要求3所述的制备半柔性复合路面预制块的方法，其特征在于：所述浆液的流动度为12～24s。
5.采用权利要求1所述的半柔性复合路面预制块制备的路面，其特征在于：包括基层，覆盖于基层表面的调平层以及覆盖于调平层表面、由若干个所述复合路面预制块组合而成的预制块面层。
6.根据权利要求5所述的采用半柔性复合路面预制块制备的路面，其特征在于：所述调平层的厚度为1～3cm。
7.根据权利要求5所述的半柔性复合路面预制块制备的路面，其特征在于：所述预制块面层的厚度为3～20cm。
8.根据权利要求5所述的采用半柔性复合路面预制块制备的路面，其特征在于：所述若干个复合路面预制块分别通过相邻预制块上设置的T型凸块及对应的T型槽口相拼接。
9.一种制备权利要求5所述的路面的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将调平层铺设于预处理后的基层表面，随后将若干预制块拼接铺设于调平层表面制成预制块面层；
(2)对若干预制块的接壤处进行填缝即可。
10.根据权利要求9所述的制备路面的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述接壤处采用聚合物砂浆进行填缝，该聚合物砂浆为环氧砂浆、聚氨酯砂浆或丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆。
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