CN114960328A - 旧水泥混凝土路面修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旧水泥混凝土路面修复方法，属于路面修复技术领域；包括以下步骤：首先对受损的旧水泥混凝土路面周围进行切割，确定修复时的施工边界，对受损的路面进行挖掘，之后在所得挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，完成后在剩余施工范围内铺设修补材料；本发明在对旧水泥混凝土路面进行修复时，通过首先对受损的旧水泥混凝土路面周围进行切割，确定修复时的施工边界，对受损的路面进行挖掘，之后在所得挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，完成后在剩余施工范围内铺设修补材料，由于界面改性剂的作用，使得修补材料与原路面之间的结合强度提升，避免了新修补的路面与原路面之间易发生开裂导致二次损坏的问题。
Description
技术领域
本发明属于路面修复技术领域，具体涉及一种旧水泥混凝土路面修复方法。
背景技术
随着社会的快速发展及生活水平的快速提高，人们对行车舒适性、高通行能力的要求逐渐提高。沥青路面因其表面平整、无接缝，与水泥混凝土路面相比更具柔性，行车舒适、振动小、噪音低、耐磨等优势，近年来在高速公路及大型干线建设中被广泛推广应用。诚然，沥青路面本身具有水泥路面所不具有的行车特质和性能特点，但现有的一些低等级公路、部分农村公路及服役期内的部分国省干线公路仍然为水泥混凝土路面。随着城市建设的快速发展，这些道路目前的承载量往往超出了预计承载量，长此以往就会造成道路损坏，影响车辆的通行，这时候就需要对道路进行修复，常见的修复方法是将破损的道路挖走，再铺上新的路面材料。但是，传统修补方法养护时间过长，交通中断时间太久，因此其在修复时对交通影响较大，为人们的通行造成诸多不便。同时，在对水泥混凝土路面的破损部分进行填补修复后，由于填补材料与原材料之间的整体性差，其结合强度较低，导致新修补的部分容易发生二次损坏，在修补边界发生再次开裂，因此，在对旧水泥混凝土路面进行修复时，需要开发一种修复用时短且修复效果能够更加长久保持的修复方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种旧水泥混凝土路面修复方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种旧水泥混凝土路面修复方法，包括以下步骤：首先对受损的旧水泥混凝土路面周围进行切割，确定修复时的施工边界，对受损的路面进行挖掘，之后在所得挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，完成后在剩余施工范围内铺设修补材料。
进一步地，所述切割深度与挖掘深度相同，均为10～20cm；所述对受损的路面进行挖掘后还包括去除挖掘槽内的杂质，将槽壁充分润湿的步骤。
进一步地，所述界面改性剂按重量份计，包括以下组分：聚烯烃粘结树脂40～50份、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液10～20份、水泥30～50份、细砂30～50份、硅丙乳液10～20份及离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐5～8份。
进一步地，所述细砂的粒径为200～300μm。
进一步地，所述聚烯烃粘结树脂的制备方法为：按重量份计，向50～70份的乙烯-丁烯共聚物中加入10～20份马来酸酐，再加入1～2份过硫酸铵为热引发剂，加热至80～100℃得到所述聚烯烃粘接树脂。
进一步地，所述醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液的制备方法为：将7～15份醋酸乙烯和3～8份乙烯混合并微波加热至70～80℃，保温3～4h。
进一步地，所述界面改性剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取各原料，将水泥和细砂混合，得到混合物A；将聚烯烃粘结树脂、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、硅丙乳液及离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到所述界面改性剂。
进一步地，所述修补材料按重量份计包括：水泥600～700份、水300～400份、石英砂400～450份、粉煤灰300～350份、玄武岩纤维40～50份、纳米SiO215～30份、甲酸钙20～30份、丁苯乳液20～30份及减水剂3～5份。
以甲酸钙和丁苯乳液作为复合早强剂，能够显著提高修补材料的早期强度。
进一步地，所述水泥为P.O.42.5水泥；所述石英砂的粒径为50～100μm。
进一步地，所述纳米SiO2的平均粒径≤50nm；所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率≥20％。
进一步地，所述修补材料的制备方法，包括以下步骤：将水泥、石英砂、粉煤灰和纳米SiO2混合，得到混合物a；将甲酸钙和丁苯乳液混合，得到混合物b；将混合物b加入混合物a中，之后加入玄武岩纤维并搅拌，然后加入水和减水剂，搅拌后得到所述修补材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在对旧水泥混凝土路面进行修复时，通过首先对受损的旧水泥混凝土路面周围进行切割，确定修复时的施工边界，对受损的路面进行挖掘，之后在所得挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，完成后在剩余施工范围内铺设修补材料，由于界面改性剂的作用，使得修补材料与原路面之间的结合强度提升，避免了新修补的路面与原路面之间易发生开裂导致二次损坏的问题。
在本发明进一步的优选方案中，以一定量的聚烯烃粘结树脂、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、水泥、细砂及硅丙乳液制备得到界面改性剂，该界面改性剂不仅能将修补材料与原路面有效牢固粘接，而且具有优良的耐候性，使得修补路面在后期使用过程中，保持与原路面之间的高质量结合。
在本发明的优选方案中，通过在修补材料中加入甲酸钙和丁苯乳液，能够显著提高修补材料的早期强度，并且通过加入纳米SiO2，使得材料的密实度更高，玄武岩纤维的加入使材料的抗裂性能和强度得到进一步提升。
本发明提供的旧水泥混凝土路面修复方法能在短期内完成对破损路面的修复并恢复交通正常运行，且修复后的路面不易产生二次损坏，使用寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明对旧水泥混凝土路面进行修复的工艺流程图；
图2为本发明中所采用的界面改性剂的制备工艺流程图；
图3为本发明中所采用的修补材料的制备工艺流程图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明所述的“份”如无特别说明，均按重量份计。
以下实施例中，所采用的水泥为P.O.42.5水泥；所采用的粉煤灰的吸水量范围为90～120％；所采用的石英砂的粒径范围：70-100μm；所采用的细砂的粒径范围为220～260μm；所采用的纳米SiO2的平均粒径为35nm；所采用的减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率≥22％，活性成分含量≥90％；所采用的硅丙乳液购自郑州鑫科化工产品有限公司；所采用的丁苯乳液购自佛山今佳新材料科技有限公司的丁苯乳液518；所采用的乙烯-丁烯共聚物为陶氏化学公司产ENR-7467；
以下实施例及对比例中所修复的受损路面位于同一路段，其车辆通行情况相同。
以下不再重复描述。
实施例1
旧水泥混凝土路面修复方法，包括以下步骤：
(1)首先对受损的旧水泥混凝土路面周围进行切割，切割深度为15cm，确定修复时的施工边界，对受损的路面进行挖掘，挖掘深度也为15cm，使用高压风枪对挖掘槽内部的杂质浮尘进行吹扫，使得挖掘槽内及切割边界的杂质被清理干净，并不得有浮灰；然后对槽壁充分润湿；
(2)在挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，界面改性剂的制备方法如下：
a、制备聚烯烃粘结树脂：按重量份计，向60份的乙烯-丁烯共聚物中加入15份马来酸酐，再加入1.5份过硫酸铵为热引发剂，加热至90℃得到聚烯烃粘接树脂；
b、制备醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液：将11份醋酸乙烯和5.5份乙烯混合并微波加热至75℃，保温3.5h；
c、将40份水泥和40份细砂混合，得到混合物A；将45份聚烯烃粘结树脂、15份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、15份硅丙乳液及7份离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到界面改性剂；
(3)完成后在剩余施工范围内铺设修补材料，完成对路面的修复，修补材料的制备方法如下：
将650份水泥、420份石英砂、330份粉煤灰和22份纳米SiO2混合，得到混合物a；将25份甲酸钙和25份丁苯乳液混合，得到混合物b；将混合物b加入混合物a中，之后加入45份玄武岩纤维并搅拌，然后加入350份水和4份减水剂，搅拌后得到修补材料。
本发明中对旧水泥混凝土路面进行修复的工艺流程图、所采用的界面改性剂的制备工艺流程图及修补材料的制备工艺流程图分别如图1～3所示。
实施例2
旧水泥混凝土路面修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)同实施例1；
(2)在挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，界面改性剂的制备方法如下：
a、制备聚烯烃粘结树脂：按重量份计，向50份的乙烯-丁烯共聚物中加入20份马来酸酐，再加入1份过硫酸铵为热引发剂，加热至80℃得到聚烯烃粘接树脂；
b、制备醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液：将7份醋酸乙烯和3份乙烯混合并微波加热至70℃，保温4h；
c、将30份水泥和50份细砂混合，得到混合物A；将40份聚烯烃粘结树脂、20份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、10份硅丙乳液及5份离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到界面改性剂；
(3)完成后在剩余施工范围内铺设修补材料，完成对路面的修复，修补材料的制备方法如下：
将600份水泥、450份石英砂、300份粉煤灰和15份纳米SiO2混合，得到混合物a；将20份甲酸钙和20份丁苯乳液混合，得到混合物b；将混合物b加入混合物a中，之后加入50份玄武岩纤维并搅拌，然后加入300份水和3份减水剂，搅拌后得到修补材料。
实施例3
旧水泥混凝土路面修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)同实施例1；
(2)在挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，界面改性剂的制备方法如下：
a、制备聚烯烃粘结树脂：按重量份计，向70份的乙烯-丁烯共聚物中加入10份马来酸酐，再加入2份过硫酸铵为热引发剂，加热至100℃得到聚烯烃粘接树脂；
b、制备醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液：将15份醋酸乙烯和8份乙烯混合并微波加热至80℃，保温3h；
c、将50份水泥和30份细砂混合，得到混合物A；将50份聚烯烃粘结树脂、10份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、20份硅丙乳液及8份离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到界面改性剂；
(3)完成后在剩余施工范围内铺设修补材料，完成对路面的修复，修补材料的制备方法如下：
将700份水泥、400份石英砂、350份粉煤灰和30份纳米SiO2混合，得到混合物a；将30份甲酸钙和30份丁苯乳液混合，得到混合物b；将混合物b加入混合物a中，之后加入40份玄武岩纤维并搅拌，然后加入400份水和5份减水剂，搅拌后得到修补材料。
对比例1
同实施例1，区别在于，步骤(2)为：在挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，界面改性剂的制备方法如下：
a、制备聚烯烃粘结树脂：按重量份计，向60份的乙烯-丁烯共聚物中加入15份马来酸酐，再加入1.5份过硫酸铵为热引发剂，加热至90℃得到聚烯烃粘接树脂；
b、制备醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液：将7.5份醋酸乙烯和3.5份乙烯混合并微波加热至75℃，保温3.5h；
c、将40份水泥和40份细砂混合，得到混合物A；将45份聚烯烃粘结树脂、15份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液及15份硅丙乳液混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到界面改性剂。
对比例2
同实施例1，区别在于，步骤(2)为：在挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，界面改性剂的制备方法如下：
a、制备聚烯烃粘结树脂：按重量份计，向60份的乙烯-丁烯共聚物中加入15份马来酸酐，再加入1.5份过硫酸铵为热引发剂，加热至90℃得到聚烯烃粘接树脂；
b、制备醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液：将7.5份醋酸乙烯和3.5份乙烯混合并微波加热至75℃，保温3.5h；
c、将40份水泥和40份细砂混合，得到混合物A；将45份聚烯烃粘结树脂、15份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液及7份离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到界面改性剂。
对比例3
同实施例1，区别在于，步骤(2)为：在挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，界面改性剂的制备方法如下：
a、制备聚烯烃粘结树脂：按重量份计，向60份的乙烯-丁烯共聚物中加入15份马来酸酐，再加入1.5份过硫酸铵为热引发剂，加热至90℃得到聚烯烃粘接树脂；
b、制备醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液：将7.5份醋酸乙烯和3.5份乙烯混合并加热至75℃，保温3.5h；
c、将40份水泥和40份细砂混合，得到混合物A；将45份聚烯烃粘结树脂、15份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、15份硅丙乳液及7份离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到界面改性剂。
对比例4
同实施例1，区别在于，步骤(3)为：完成后在剩余施工范围内铺设修补材料，完成对路面的修复，修补材料的制备方法如下：
将650份水泥、420份石英砂、330份粉煤灰和22份纳米SiO2混合，之后加入25份甲酸钙，混合后加入45份玄武岩纤维并搅拌，然后加入350份水和4份减水剂，搅拌后得到修补材料。
对实施例1～3及对比例1～4中修补后的路面的3天抗压强度进行检测，结果如表1所示；10天后，路面恢复正常通行，同时对路面的后期使用情况进行跟踪，记录修补路面的损坏情况，结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，采用本发明中的修复方法对受损的水泥混凝土路面进行修复后，在短时间内即可达到较高的强度，利于交通的快速恢复；且修补路面在长时间使用后，不会与原路面之间发生开裂等二次损坏的问题，使用寿命更长。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，包括以下步骤：首先对受损的旧水泥混凝土路面周围进行切割，确定修复时的施工边界，对受损的路面进行挖掘，之后在所得挖掘槽的内侧壁及底面涂抹界面改性剂，完成后在剩余施工范围内铺设修补材料。
2.根据权利要求1所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述切割深度与挖掘深度相同，均为10～20cm；所述对受损的路面进行挖掘后还包括去除挖掘槽内的杂质，将槽壁充分润湿的步骤。
3.根据权利要求1所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述界面改性剂按重量份计，包括以下组分：聚烯烃粘结树脂40～50份、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液10～20份、水泥30～50份、细砂30～50份、硅丙乳液10～20份及离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐5～8份。
4.根据权利要求3所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述聚烯烃粘结树脂的制备方法为：按重量份计，向50～70份的乙烯-丁烯共聚物中加入10～20份马来酸酐，再加入1～2份过硫酸铵为热引发剂，加热至80～100℃得到所述聚烯烃粘接树脂。
5.根据权利要求3所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液的制备方法为：将7～15份醋酸乙烯和3～8份乙烯混合并微波加热至70～80℃，保温3～4h。
6.根据权利要求3所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述界面改性剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取各原料，将水泥和细砂混合，得到混合物A；将聚烯烃粘结树脂、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、硅丙乳液及离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，得到混合物B；将混合物B加入混合物A中搅拌，得到所述界面改性剂。
7.根据权利要求1所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述修补材料按重量份计包括：水泥600～700份、水300～400份、石英砂400～450份、粉煤灰300～350份、玄武岩纤维40～50份、纳米SiO2 15～30份、甲酸钙20～30份、丁苯乳液20～30份及减水剂3～5份。
8.根据权利要求7所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述水泥为P.O.42.5水泥；所述石英砂的粒径为50～100μm。
9.根据权利要求7所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述纳米SiO2的平均粒径≤50nm；所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率≥20％。
10.根据权利要求7所述的旧水泥混凝土路面修复方法，其特征在于，所述修补材料的制备方法，包括以下步骤：将水泥、石英砂、粉煤灰和纳米SiO2混合，得到混合物a；将甲酸钙和丁苯乳液混合，得到混合物b；将混合物b加入混合物a中，之后加入玄武岩纤维并搅拌，然后加入水和减水剂，搅拌后得到所述修补材料。
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