CN110627417A - 一种高韧性的装配式沥青复合路面预制块及其制备方法 - Google Patents

一种高韧性的装配式沥青复合路面预制块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性的装配式沥青复合路面预制块，包括基体沥青混合料以及填充所述基体沥青混合料孔隙的灌注材料，所述预制块的制备方法是将基体沥青混合料倒入模具中抹平并压实，将所述灌浆材料倒入基体沥青混合料孔隙中，养生即得预制块，本发明的预制块强度高，抗裂性好，韧性好，耐疲劳，路面使用寿命长，易于拆卸更换，使路面施工简单便捷，交通发放速度快。

Description

一种高韧性的装配式沥青复合路面预制块及其制备方法
技术领域
本发明属于道路工程领域，具体涉及一种高韧性的装配式沥青复合路面预制块及其制备方法。
背景技术
沥青路面属于柔性路面，它需要在高温下进行拌和，通过专业车辆运送到施工现场，并用专业摊铺机进行混合料铺筑，最后采用压路机进行压实，形成沥青路面。沥青路面养护维修已经成为道路建设重要的环节之一，沥青路面维修由于存在面积小、段落多、开发交通慢、施工周期长、交通压力大等因素导致传统的养护方式存在较多的弊端。而装配式的沥青路面技术能够解决沥青路面日常养护维修带来的问题。
现有的装配式沥青路面预制块路用性能不是很好，预制块本身容易产生开裂及疲劳破坏，导致路面承载能力降低。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种高强度、高韧性、耐疲劳的装配式沥青复合路面预制块及其制备方法。
技术方案；本发明的高韧性的装配式沥青复合路面预制块，所述预制块包括基体沥青混合料以及填充所述基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
进一步地，所述基体沥青混合料按重量份包括：沥青2-6份、石料85-97份、矿粉1-5份、增韧组分0.1-1份、调油组分0.1-1份、橡胶粉0.1-1份、界面增韧剂0.1-1份和水0.1-1份。
进一步地，所述沥青为基质石油沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、有机硅改性沥青、橡胶改性沥青或高粘改性沥青中的一种。
进一步地，所述增韧组分是聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
进一步地，所述调油组分为木质素纤维，可以增加沥青用量且不流动，使基体沥青混合料的韧性显著提高。
进一步地，所述界面增韧剂为高粘改性剂或直投式SBS改性剂。
进一步地，所述灌注材料按重量份包括：水泥基灌浆料50-83份、水10-30份，增韧剂2-10份和抗裂组分1-10份。
进一步地，所述增韧剂是SBS乳液或SBR乳液。
进一步地，所述抗裂组分是聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
优选的，所述石料是由实际路面不同层位及根据路面结构设计的级配要求由细到粗组成，因此可以得到既密实又有骨架的混合料。
优选的，所述橡胶粉为废旧轮胎橡胶粉。
一种制备所述预制块的方法，包括如下步骤：
将基体沥青混合料倒入模具中抹平并压实，将灌浆材料倒入所述基体沥青混合料孔隙中，养护。
优选的，所述基体沥青混合料在模具中的松铺系数为1.05-1.10。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
本发明的装配式沥青复合路面预制块强度高，抗裂性好，韧性好，耐疲劳，路面使用寿命长；易于拆卸更换，使路面施工简单便捷，无需长时间封闭交通，交通发放速度快。其中，本发明的基体沥青混合料既密实又有骨架，再加入增韧组分、橡胶粉，使基体沥青混合料的抗变形能力和黏结性能均明显提高，同时，界面增韧改性剂与调油组分的添加，使沥青混合料的高温、低温性能明显改善，增加了沥青用量且不流动，使沥青结合料的韧性显著提高。此外，在水泥基灌浆料中掺入增韧剂以及抗裂组分，二者配合使用可以较大的提高灌浆料的抗裂性能以及整体强度。
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
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表1所示的原料组分。
表1实施例1的基体沥青混合料组分及含量
灌注材料按重量份包括如表2所示的原料组分。
表2实施例1的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 70
水 15
碳纤维 7
SBS乳液 8
基体沥青混合料的制备方法为：
(1)将沥青加热至流动状态与水拌和均匀；
(2)将石料加热至160～180℃拌和均匀；
(3)将制备好的沥青加热至150℃与石料拌和均匀；
(4)加入除沥青和石料外的基体沥青混合料组分并拌和均匀。
灌注材料的制备方法为：
(1)将水泥基灌浆料与水搅拌均匀；
(2)在步骤(1)制备好的浆体中加入除水泥基灌浆料和水外的灌注材料组分并搅拌均匀。
装配式沥青复合路面预制块的制备方法为：
(1)将基体沥青混合料在高温下倒入模具中抹平，混合料松铺系数为1.05-1.10；
(2)将面板放在混合料表面，采用液压的方式将混合料压实，等待混合料降温至50℃以下；
(3)将灌浆材料倒入基体沥青混合料孔隙中，浆体灌满沥青混合料表面，停留2～5min，以表面不出气泡为准；
(4)用毛刷将混合料多余浮浆刮除，以产生露石效果为佳，露石深度约为1～3mm为宜；
(5)养护。
实施例2
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表3所示的原料组分。
表3实施例2的基体沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
SBR改性沥青 3
石料 97
矿粉 5
玄武岩纤维 1
木质素纤维 1
橡胶粉 0.8
直投式SBS改性剂 1
水 1
灌注材料按重量份包括如表4所示的原料组分。
表4实施例2的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 83
水 30
聚酯纤维 10
SBR乳液 10
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表5所示的原料组分。
表5实施例3的基体沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
有机硅改性沥青 6
石料 85
矿粉 1
玻璃纤维 0.1
木质素纤维 0.1
橡胶粉 0.1
高粘改性剂 0.1
水 0.1
灌注材料按重量份包括如表6所示的原料组分。
表6实施例3的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 50
水 10
玻璃纤维 1
SBS乳液 2
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表7所示的原料组分。
表7实施例4的基体沥青混合料组分及含量
灌注材料按重量份包括如表8所示的原料组分。
表8实施例4的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 78
水 12
玄武岩纤维 5
SBS乳液 5
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表9所示的原料组分。
表9实施例5的基体沥青混合料组分及含量
灌注材料按重量份包括如表10所示的原料组分。
表10实施例5的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 78
水 12
玄武岩纤维 5
SBS乳液 5
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表11所示的原料组分。
表11实施例6的基体沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
高粘改性沥青 6
石料 90
矿粉 2
碳纤维 0.2
木质素纤维 0.3
橡胶粉 0.7
高粘改性剂 0.5
水 0.3
灌注材料按重量份包括如表12所示的原料组分。
表12实施例6的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 78
水 12
玄武岩纤维 5
聚酯纤维 2
SBS乳液 5
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
实施例7
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表13所示的原料组分。
表13实施例7的基体沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
基质石油沥青 6
石料 90
矿粉 2
碳纤维 0.2
聚酯纤维 0.5
木质素纤维 0.3
橡胶粉 0.7
高粘改性剂 0.5
水 0.3
灌注材料按重量份包括如表14所示的原料组分。
表14实施例7的灌注材料组分及含量
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表15所示的原料组分。
表15对比例1的基体沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
基质石油沥青 6
石料 90
矿粉 2
碳纤维 0.2
木质素纤维 0.3
橡胶粉 0.7
水 0.3
灌注材料按重量份包括如表16所示的原料组分。
表16对比例1的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 78
水 12
玄武岩纤维 5
SBS乳液 5
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表17所示的原料组分。
表17对比例2的基体沥青混合料组分及含量
原料 含量/份
基质石油沥青 6
石料 90
矿粉 2
碳纤维 0.2
橡胶粉 0.7
高粘改性剂 0.5
水 0.3
灌注材料按重量份包括如表18所示的原料组分。
表18对比例2的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 78
水 12
玄武岩纤维 5
SBS乳液 5
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本发明的装配式沥青复合路面预制块包括基体沥青混合料以及填充基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
基体沥青混合料按重量份包括如表19所示的原料组分。
表19对比例3的基体沥青混合料组分及含量
灌注材料按重量份包括如表20所示的原料组分。
表20对比例3的灌注材料组分及含量
原料 含量/份
水泥基灌浆料 78
水 12
玄武岩纤维 5
基体沥青混合料、灌注材料和预制块的制备方法与实施例1相同。
对上述实施例1-7和对比例1-3的性能进行检测，获得的结果如表21所示。
表21实施例1-7和对比例1-3预制块性能表
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 对比例1 对比例2 对比例3
60℃动稳定度(次/mm) 22000 19000 21000 20000 18000 19000 21000 15000 14000 11000
马歇尔稳定度(KN) 27 26 25 26 25 27 26 22 21 19
浸水残留稳定度(％) 98 97 96 97 96 97 98 85 86 82
通过表21可以看出，7个实施例的60℃动稳定度都很高，说明本发明制得的预制块高温稳定性好，路面韧性较高，抗车辙性能好，耐疲劳；且马歇尔稳定度与浸水残留稳定度均有较大幅度提高，说明本发明所制得的预制块路面的抗裂性能以及抵抗水损害的能力都有很大提高。
其中，通过对比例1与实施例2的比较发现，加入界面增韧剂后，预制块的动稳定度显著提高，由于界面增韧改性剂增加了灌浆料与基体沥青的结合，所以预制块的韧性显著增加。
通过对比例2与实施例2的比较发现，加入调油组分后，可以增加沥青用量且沥青不发生流动，整个基体沥青混合料的韧性得到提高，耐疲劳。
通过对比例3与实施例2的比较发现，加入抗裂组分后，预制块的马歇尔稳定度和浸水稳定度都得到了显著提高，极大的改善了抗裂性能。

Claims (10)

1.一种高韧性的装配式沥青复合路面预制块，其特征在于：所述预制块包括基体沥青混合料以及填充所述基体沥青混合料孔隙的灌注材料。
2.根据权利要求1所述的预制块，其特征在于：所述基体沥青混合料按重量份包括：沥青2-6份、石料85-97份、矿粉1-5份、增韧组分0.1-1份、调油组分0.1-1份、橡胶粉0.1-1份、界面增韧剂0.1-1份和水0.1-1份。
3.根据权利要求2所述的预制块，其特征在于：所述沥青为基质石油沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、有机硅改性沥青、橡胶改性沥青或高粘改性沥青中的一种。
4.根据权利要求2所述的预制块，其特征在于：所述增韧组分是聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的预制块，其特征在于：所述调油组分为木质素纤维。
6.根据权利要求2所述的预制块，其特征在于：所述界面增韧剂为高粘改性剂或直投式SBS改性剂。
7.根据权利要求1所述的预制块，其特征在于，所述灌注材料按重量份包括：水泥基灌浆料50-83份、水10-30份，增韧剂2-10份和抗裂组分1-10份。
8.根据权利要求7所述的预制块，其特征在于：所述增韧剂是SBS乳液或SBR乳液。
9.根据权利要求7所述的预制块，其特征在于：所述抗裂组分是聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
10.一种制备权利要求1所述预制块的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将基体沥青混合料倒入模具中抹平并压实，将灌浆材料倒入所述基体沥青混合料孔隙中，养护。
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