CN115477517B - 一种高速公路病害修复材料及修复方法 - Google Patents

一种高速公路病害修复材料及修复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115477517B
CN115477517B CN202211183775.8A CN202211183775A CN115477517B CN 115477517 B CN115477517 B CN 115477517B CN 202211183775 A CN202211183775 A CN 202211183775A CN 115477517 B CN115477517 B CN 115477517B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
powder
asphalt
adhesive
pit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211183775.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115477517A (zh
Inventor
李宝英
蔡玉柱
王化禹
徐津津
史立强
宗旭旭
丛凯
张珺
张斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd
Original Assignee
Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd filed Critical Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd
Priority to CN202211183775.8A priority Critical patent/CN115477517B/zh
Publication of CN115477517A publication Critical patent/CN115477517A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115477517B publication Critical patent/CN115477517B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/042—Magnesium silicates, e.g. talc, sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/107—Acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/02—Elements
    • C04B22/04—Metals, e.g. aluminium used as blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2652—Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/187—Repairing bituminous covers, e.g. regeneration of the covering material in situ, application of a new bituminous topping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Road Repair (AREA)

Abstract

本申请涉及一种高速公路病害修复材料及修复方法，一种高速公路病害修复材料包括以下重量份的原料：SBS改性沥青5～15份；改性粗集料72～94份；细集料22～30份；粉料5～9份；木质素纤维0.1～0.3份；胶黏料6～16份；所述胶黏料包括二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸和稀土，所述二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸与稀土的重量比为（4～8）：（1～7）：1。一种高速公路病害修复方法包括以下步骤：S1、凿坑槽；S2、微波加热技术处理坑槽，除去多余旧料；S3、填补修复材料；S4、碾压，平整高速公路的路面。本申请具有提高修复材料与坑槽槽壁粘结强度的效果。

Description

一种高速公路病害修复材料及修复方法
技术领域
本申请涉及沥青修复材料的领域，尤其是涉及一种高速公路病害修复材料及修复方法。
背景技术
高速公路，简称高速路，是指专供汽车高速行驶的公路。根据路面材质的不同，高速公路路面分为水泥砼路面和沥青路面。
沥青路面是指用沥青混凝土浇灌而成的路面，路面表面平整、无接缝、施工期短。但沥青路面易因外部化学物质和车轮碾压力作用下产生坑槽，导致高速公路上高速行驶的汽车颠簸，影响行车安全性。
相关技术中，采用沥青冷补料填补坑槽，沥青冷补料包括沥青、碎石、人造砂和木质素纤维，通过沥青冷补料修复高速公路路面坑槽，提高了行车安全性，延长了高速公路的使用寿命。但沥青冷补料与坑槽槽壁的粘结强度较低，在雨水侵蚀作用下高速路面易再次产生坑槽。
发明内容
为了提高修复材料与坑槽槽壁的粘结强度，从而减小高速路面再次产生坑槽的概率，本申请提供一种高速公路病害修复材料及修复方法。
第一方面，本申请提供的一种高速公路病害修复材料采用如下的技术方案：
一种高速公路病害修复材料包括以下重量份的原料：SBS改性沥青5～15份；改性粗集料72～94份；细集料22～30份；粉料5～9份；木质素纤维0.1～0.3份；胶黏料6～16份；所述胶黏料的原料包括二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸和稀土，所述二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸与稀土的重量比为(4～8)：(1～7)：1。
通过采用上述技术方案，在修复材料制备过程中，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸与沥青接触，在沥青酸等酸性条件引发和搅拌力作用下二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸分子链纠缠，在库仑力和氢键力作用下聚集形成梯状复合物，提高了胶黏料的粘结强度和抗高温性能，从而提高了胶黏料与坑槽槽壁的粘结强度，使修复材料与坑槽壁之间不易被雨水侵蚀而剥离；此外二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸均为水溶性高聚物，下雨天气，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸在雨水作用下亲水性基团相互形成离子对，使碳氢主链暴露在外，从而形成亲水剂屏蔽效应，赋予了梯状复合物疏水性，修复材料不易因雨水侵蚀而再次产生坑槽。
随着二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物添加量的增加，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸复合物上阳离子度增加，复合物分子内和分子间双重排斥作用增加，主链的刚度增加，分子链缠结点减少，梯状复合物易解缠和滑移，稀土与胶黏料中产生的阳离子形成稀土化合物，阻碍了阳离子聚集，从而减小了复合物分子内和分子间的排斥作用，提高了梯状复合物的柔性，从而提高了修复材料的粘结强度和结构稳定性，减小了高速公路再次产生坑槽的概率。
可选的，所述胶黏剂的制备步骤为：向二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物中滴加聚丙烯酸并搅拌，添加稀土后用盐酸调节pH，之后静止、离心分离，沉淀物漂洗后于真空干燥箱干燥至恒重得到固体沉淀物，将固体沉淀物研磨得到粉状的胶黏剂。
通过采用上述技术方案，制备得到的胶黏剂性能稳定，相较于直接将二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸、稀土与SBS改性沥青直接混合，梯状复合物合成效率高，胶黏剂对改性粗集料等粘结强度高，从而减小了高速公路再次产生坑槽的概率。
可选的，所述改性粗集料为包裹有沥青粘结剂的碎石。
通过采用上述技术方案，沥青粘结剂提高了碎石与SBS改性沥青之间的粘结强度，从而提高了碎石与SBS改性沥青抗剥离性能，进而减小了高速公路再次产生坑槽的概率。
可选的，所述沥青粘结剂包括硅酸锂和聚二甲基硅氧烷，所述硅酸锂与聚二甲基硅氧烷的重量比为4：1。
通过采用上述技术方案，聚二甲基硅氧烷将硅酸锂沾附在碎石表面，使碎石表面形成弱碱性环境，便于吸附SBS改性沥青；SBS改性沥青中的沥青酸与硅酸锂反应，形成游离的凝胶，提高了SBS改性沥青与碎石的粘结强度，从而减小了高速公路再次产生坑槽的概率。
可选的，所述碎石为石灰岩轧制碎石。
通过采用上述技术方案，石灰岩便于轧制，且轧制得到的碎石表面尖锐、光滑性差，便于SBS改性沥青与其粘结，提高了SBS改性沥青与碎石的抗剥离性能。
可选的，所述粉料包括矿粉、水泥粉和滑石粉，所述矿粉、水泥粉和滑石粉的重量比为(3～5)：(1～3)：1。
通过采用上述技术方案，修复材料填充坑槽后，在下雨天气，水泥粉中的钙离子水化产生晶体和C-S-H凝胶，提高了坑槽内修复材料的自密性和粘结强度，使高速公路不易再次形成坑槽；滑石粉提高了修复材料中各材料搅拌分散的均匀性，且滑石粉中的硅酸镁吸附渗漏到高速路面上的柴油和汽油等化学物质，减小了SBS改性沥青在化学物质作用下与改性粗集料剥离的概率，从而减小了高速公路再次产生坑槽的概率；二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸形成的梯状复合物上沾附滑石粉，滑石粉起到骨架作用，提高了梯状复合物结构的稳定性。
第二方面，本申请提供的一种高速公路病害修复方法采用如下的技术方案：
一种高速公路病害修复方法包括以下步骤：
S1、机械凿除坑槽部分混合料；
S2、微波加热技术处理坑槽，翻松修复材料，除去多余旧料；
S3、填补高速公路病害修复材料；
S4、碾压，平整高速公路的路面。
通过采用上述技术方案，微波处理提高了坑槽清理的洁净度，便于修复材料与坑槽槽壁粘结；上述步骤提高了修复材料与坑槽槽壁的粘结强度，从而减小了高速路面再次产生坑槽的概率。
可选的，S4中碾压采用热蒸汽碾压，碾压处理后充分压实。
通过采用上述技术方案，热蒸汽碾压加快了二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸的反应，并提高水泥的水化速率，从而提高了修复材料的粘结性能，修复材料与坑槽槽壁的粘结强度增强，原有坑槽位置不易再次形成坑槽。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物在沥青酸引发和搅拌力作用下聚集形成梯状复合物，提高了胶黏料的粘结强度和抗高温性能；此外二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸均为水溶性高聚物，下雨天气，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸在雨水作用下亲水性基团相互形成离子对，使碳氢主链暴露在外，从而形成亲水剂屏蔽效应，赋予了梯状复合物疏水性，修复材料不易因雨水侵蚀而再次产生坑槽；
2.在修复材料填补到坑槽中后，在太阳光线、机械压实和车轮碾压等作用下，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸进一步聚合形成梯状复合物，进一步提高了复合物与改性粗集料以及复合物与坑槽壁的粘结强度，同时提高了修复材料的耐久性，减小了高速公路再次产生坑槽的概率；
3.稀土与阳离子形成稀土化合物，阻碍了阳离子聚集，从而提高了梯状复合物的柔性，从而提高了修复材料的粘结强度和结构稳定性，减小了高速公路再次产生坑槽的概率；
4.聚二甲基硅氧烷将硅酸锂沾附在碎石表面，使碎石表面形成弱碱性环境，SBS改性沥青中的沥青酸与硅酸锂反应，形成游离的凝胶，提高了SBS改性沥青与碎石的粘结强度，从而减小了高速公路再次产生坑槽的概率；
5.滑石粉提高了修复材料中个材料搅拌分散的均匀性，且滑石粉中的硅酸镁吸附渗漏到高速路面上的柴油和汽油等油剂，减小了SBS改性沥青在油剂作用下与改性粗集料剥离的概率，从而减小了高速公路再次产生坑槽的概率；二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸形成的复合物配合上沾附滑石粉，滑石粉起到骨架作用，提高了梯状复合物结构的稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
碎石为石灰岩轧制碎石，粒径为0.5～10cm，表观密度2900～3300kg/m2；细集料为石英砂，粒径为1～2mm，密度为3.5g/cm3；矿粉粒度为600目；水泥粉为硅酸盐水泥粉，粒度为325目；滑石粉粒度为325目，含硅量大于等于50％；稀土含量≥99％，REO≥40％；聚二甲基硅氧烷粘度为2600cps。
改性粗集料制备例
制备例1
S1、将1.6kg硅酸锂和0.4kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂；
S2、70kg碎石在烘箱中预热，烘箱设定温度15℃，烘燥时间20min，得到预热碎石；
S3、将沥青粘结剂通过雾化喷头喷洒在预热碎石表面，翻动碎石，使喷洒均匀，得到黏着碎石；
S4、将黏着碎石放入烘箱中干燥，烘箱温度17℃，烘燥时间1h，得到改性粗集料。
制备例2
本制备例与制备例1的区别在于：使用80kg碎石、2.4kg硅酸锂和0.6kg聚二甲基硅氧烷。
制备例3
本制备例与制备例1的区别在于：使用90kg碎石、3.2kg硅酸锂和0.8kg聚二甲基硅氧烷。
制备例4
本制备例与制备例2的区别在于：未添加硅酸锂。
制备例5
本制备例与制备例2的区别在于：未添加聚二甲基硅氧烷。
制备例6
本制备例与制备例1的区别在于：将2.4kg硅酸锂和0.6kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂。
制备例7
本制备例与制备例1的区别在于：将3.2kg硅酸锂和0.8kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂。
制备例8
本制备例与制备例2的区别在于：将1.6kg硅酸锂和0.46kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂。
制备例9
本制备例与制备例2的区别在于：将3.2kg硅酸锂和0.8kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂。
制备例10
本制备例与制备例2的区别在于：将1.6kg硅酸锂和0.4kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂。
制备例11
本制备例与制备例3的区别在于：将2.4kg硅酸锂和0.6kg聚二甲基硅氧烷混合均匀，作为沥青粘结剂。
制备例12
本制备例与制备例2的区别在于：未添加沥青胶黏剂，80kg碎石在烘箱中预热，烘箱设定温度15℃，烘燥时间20min，作为改性粗集料。
表1改性粗集料制备例的原料表(kg)
Figure BDA0003867765810000051
Figure BDA0003867765810000061
胶黏料制备例
制备例13
S1、向12kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物中滴加3kg聚丙烯酸，滴加速度为2mL/min，边滴加边搅拌，搅拌速度为100r/min；
S2、滴加结束后添加3kg稀土，用36％的盐酸调节pH至4，之后静止；
S3、设置速度为3000r/min离心分离，沉淀物漂洗后于真空干燥箱50℃干燥一天至恒重得到固体沉淀物；
S4、将固体沉淀物研磨至粒度为400目，得到粉状的胶黏剂。
制备例14
本制备例与制备例13的区别在于：添加18kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和12kg聚丙烯酸。
制备例15
本制备例与制备例13的区别在于：添加24kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和21kg聚丙烯酸。
制备例16
本制备例与制备例13的区别在于：添加12kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和12kg聚丙烯酸。
制备例17
本制备例与制备例13的区别在于：添加12kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和21kg聚丙烯酸。
制备例18
本制备例与制备例13的区别在于：添加18kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和3kg聚丙烯酸。
制备例19
本制备例与制备例13的区别在于：添加18kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和21kg聚丙烯酸。
制备例20
本制备例与制备例13的区别在于：添加24kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和3kg聚丙烯酸。
制备例21
本制备例与制备例13的区别在于：添加24kg二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和12kg聚丙烯酸。
制备例22
本制备例与制备例13的区别在于：未添加二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物。
制备例23
本制备例与制备例13的区别在于：未添加聚丙烯酸。
制备例24
本制备例与制备例13的区别在于：未添加稀土。
表2胶黏料制备例的原料表(kg)
二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物 聚丙烯酸 稀土
制备例13 12 3 3
制备例14 18 12 3
制备例15 24 21 3
制备例16 12 12 3
制备例17 12 21 3
制备例18 18 3 3
制备例19 18 21 3
制备例20 24 3 3
制备例21 24 12 3
制备例22 / 12 3
制备例23 18 / 3
制备例24 18 12 /
实施例
实施例1
S1、将3kg矿粉、1kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料；
S2、将5kg的SBS改性沥青、制备例1制备的改性粗集料、22kg细集料、S1制备的粉料和0.1kg木质素纤维搅拌均匀，得到初混料；
S3、将6kg制备例13制备的胶黏料加入初混料中，搅拌均匀得到高速公路病害修复材料。
实施例2
S1、将4kg矿粉、2kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料；
S2、将10kg的SBS改性沥青、制备例2制备的改性粗集料、26kg细集料、S1制备的粉料和0.2kg木质素纤维搅拌均匀，得到初混料；
S3、将11kg制备例14制备的胶黏料加入初混料中，搅拌均匀得到高速公路病害修复材料。
实施例3
S1、将5kg矿粉、3kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料；
S2、将15kg的SBS改性沥青、制备例3制备的改性粗集料、30kg细集料、S1制备的粉料和0.3kg木质素纤维搅拌均匀，得到初混料；
S3、将16kg制备例15制备的胶黏料加入初混料中，搅拌均匀得到高速公路病害修复材料。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：添加制备例1制备的改性粗集料。
实施例5～实施例13
与实施例2的区别在于：依次添加制备例3～制备例11制备的改性粗集料。
实施例14
本实施例与实施例2的区别在于：粉料中未添加矿粉。
实施例15
本实施例与实施例2的区别在于：粉料中未添加水泥粉。
实施例16
本实施例与实施例2的区别在于：粉料中未添加滑石粉。
实施例17
本实施例与实施例2的区别在于：将4kg矿粉、1kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料。
实施例18
本实施例与实施例2的区别在于：将4kg矿粉、3kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料。
实施例19
本实施例与实施例2的区别在于：将3kg矿粉、3kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料。
实施例20
本实施例与实施例2的区别在于：将5kg矿粉、1kg水泥粉和1kg滑石粉混合均匀作为粉料。
实施例21
本实施例与实施例2的区别在于：添加11kg制备例13制备的胶黏料。
实施例22～实施例28
与实施例2的区别在于：依次添加11kg制备例15～制备例21制备的胶黏料，以代替实施例2中的胶黏料。
实施例29
本实施例公开一种高速公路病害修复方法，包括以下步骤：
S1、机械凿除坑槽部分混合料；
S2、微波加热技术处理坑槽，翻松修复材料，除去多余旧料，得到填补坑槽，填补坑槽的直径不小于原坑槽的1.2倍；
S3、填补高速公路病害修复材料；
S4、蒸汽碾压，碾压处理后充分压实，平整高速公路的路面。
对比例
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于：采用制备例12制备的改性粗集料。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于：未添加胶黏料。
对比例3～对比例5
与实施例2的区别在于：依次添加11kg制备例22～制备例24制备的胶黏料。
表3实施例与对比例的原料表(kg)
Figure BDA0003867765810000091
Figure BDA0003867765810000101
Figure BDA0003867765810000111
性能检测试验
试验方法
1.采用《CECS03:2007钻芯法检测混凝土强度技术规程》中的方法对坑槽进行取样，取样直径大于坑槽直径的1.2倍。
2.采用《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的方法对钻芯样中坑槽壁与修复材料之间的拉伸粘结强度(MPa)进行测定，试验结果详见表4。
3.采用《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中“T0709-2011沥青混合料马歇尔稳定度试验，4浸水马歇尔试验方法”对钻芯样的残留稳定度(％)进行测定，试验结果详见表4。
4.采用《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中“T0616-1993沥青与粗集料的黏附性试验”对改性粗集料与SBS改性沥青的黏附性进行测定，试验结果详见表4。
5.采用《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中“T0709-2011沥青混合料马歇尔稳定度试验，4浸水马歇尔试验方法”对钻芯样的马歇尔稳定度进行测定，从而计算油蚀损失率(％)，试验结果详见表4。
具体步骤如下：
(1)准备两组钻芯样；
(2)一组钻芯样按照T0709-2011的方法测定马歇尔稳定度MS1；
(3)另一组钻芯样浸入60℃的恒温柴油中保温10h，之后按照T0709-2011的方法测定马歇尔稳定度MS2；
(4)计算油蚀损失率＝(MS1-MS2)/MS1。
表4各实施例与对比例的试验结果数据表
Figure BDA0003867765810000121
Figure BDA0003867765810000131
结合实施例1、实施例2和实施例3并结合表4，通过调节SBS改性沥青、改性粗集料、细集料、粉料、木质素纤维和胶黏料的添加量和类型，提高修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度，提高修复材料的黏附性等级，提高钻芯样的残留稳定度，降低钻芯样的油蚀损失率。
结合实施例2和对比例1并结合表4可以看出，沥青粘结剂的添加，提高了修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度，提高修复材料的黏附性等级，提高了钻芯样的残留稳定度，降低钻芯样的油蚀损失率。沥青粘结剂包括硅酸锂和聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷将硅酸锂沾附在碎石表面，SBS改性沥青中的沥青酸与硅酸锂反应，形成游离的凝胶，提高了SBS改性沥青与碎石的粘结强度，修复材料的黏附性等级提高，修复材料不易被水侵蚀，钻芯样的残留稳定度提高。修复材料内部粘结强度提高，在热蒸汽碾压作用下密度增加，从而降低了钻芯样的油蚀损失率。凝胶在热蒸汽作用下流动性提高，部分凝胶流动至修复材料与坑槽壁之间，提高了修复材料与坑槽壁之间的拉伸粘结强度。
结合实施例2以及实施例4～实施例13并结合表4，通过改性粗集料的添加量和类型，提高修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度和残留稳定度，提高修复材料的黏附性等级。
结合实施例2和实施例6并结合表4可以看出，沥青粘结剂中添加了硅酸锂，提高了修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度和钻芯样的残留稳定度，提高了修复材料的黏附性等级，降低钻芯样的油蚀损失率。
结合实施例2和实施例7并结合表4可以看出，沥青粘结剂中聚二甲基硅氧烷的添加，提高了钻芯样的残留稳定度和修复材料的黏附性等级，降低钻芯样的油蚀损失率。聚二甲基硅氧烷提高了硅酸锂与碎石的粘结强度，从而提高了沥青酸与硅酸锂形成的凝胶对碎石和沥青颗粒的粘结强度，进而提高了钻芯样的残留稳定度和修复材料的黏附性等级，降低钻芯样的油蚀损失率。
结合实施例2、实施例8和实施例13并结合表4可以看出，在沥青粘结剂添加量不变的情况下，增加碎石的添加量，钻芯样的残留稳定度先提高后降低，钻芯样的油蚀损失率先降低后提高。钻芯样残留稳定度降低，油蚀损失率提高的原因在于，随着碎石添加量的增加，沥青粘结剂不能完全包裹碎石，沥青粘结剂对SBS改性沥青与碎石的粘结效果减弱，碎石与SBS改性沥青之间易剥离。
结合实施例2、实施例10和实施例11并结合表4可以看出，在碎石添加量不变的情况下，增加沥青粘结剂的添加量，钻芯样的残留稳定度先提高后降低，钻芯样的油蚀损失率先降低后提高。钻芯样残留稳定度降低，油蚀损失率提高的原因在于随之沥青粘结剂的增加，修复材料中凝胶和粘性材料含量提高，骨料含量降低，从而导致钻芯样残留稳定度降低，油蚀损失率提高。
结合实施例2和实施例14～实施例16并结合表4可以看出，矿粉、水泥粉和滑石粉配合使用，提高修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度和残留稳定度，提高修复材料的黏附性等级，降低钻芯样的油蚀损失率。
结合实施例2和实施例16并结合表4可以看出，滑石粉的添加，提高了钻芯样的残留稳定度，降低了钻芯样的油蚀损失率。滑石粉中的硅酸镁吸附油性物质，减小了SBS改性沥青在油剂作用下与改性粗集料剥离的概率，从而降低了钻芯样的油蚀损失率；二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸形成的复合物配合上沾附滑石粉，滑石粉起到骨架作用，提高了梯状复合物结构的稳定性，从而提高了钻芯样的残留稳定度。
结合实施例2以及实施例17～实施例20并结合表4可以看出，通过调整矿粉、水泥粉和滑石粉的重量比，提高修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度，提高修复材料的黏附性等级，提高钻芯样的残留稳定度，降低钻芯样的油蚀损失率。
结合实施例2和对比例2并结合表4可以看出，胶黏料的添加，提高了修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度，提高了钻芯样的残留稳定度和黏附性等级，降低了钻芯样的油蚀损失率。胶黏料包括二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸和稀土，在酸性条件和搅拌力作用下二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸分子链纠缠，在库仑力和氢键力作用下聚集形成梯状复合物，提高了胶黏料的粘结强度，胶黏料粘结改性粗集料，从而提高了钻芯样的稳定度，钻芯样的黏附性等级和残留稳定度提高；稀土与阳离子形成稀土化合物，阻碍了阳离子聚集，提高了梯状复合物的柔性，进一步提高了修复材料的粘结强度和结构稳定性，进而使钻芯样的黏附性等级和残留稳定度提高。二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸均为水溶性高聚物，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸在水分作用下亲水性基团相互形成离子对，使碳氢主链暴露在外，从而形成亲水剂屏蔽效应，赋予了梯状复合物疏水亲油性，油剂分子进入钻芯样内部后向梯状复合物方向移动，SBS改性沥青不易在油剂作用下溶解，从而降低了钻芯样的油剂损失率。
结合实施例2、对比例3和对比例4并结合表4可以看出，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸配合使用，有效地提高了修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度，提高了修复材料的黏附性等级，提高了钻芯样的残留稳定度。二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酸共聚形成梯状聚合物，单独的二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物或聚丙烯酸对修复材料黏附性的提高影响不大。
结合实施例2和对比例5并结合表4可以看出，稀土的添加，提高了修复材料的黏附性等级，降低了钻芯样的油蚀损失率。稀土提高了梯状复合物的粘结强度，使胶黏料不易失效。
结合实施例2以及实施例21～实施例28并结合表4，通过调整二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸和稀土的添加量，提高修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度，提高修复材料的黏附性等级，提高钻芯样的残留稳定度，降低钻芯样的油蚀损失率。
结合实施例2、实施例25和实施例26并结合表4可以看出，在其它物质添加量不变的情况下，增加聚丙烯酸的添加量，修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度先提高后降低，钻芯样的残留稳定度先提高后降低。随着聚丙烯酸添加量的增加，二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物主链和聚丙烯聚合而成的梯状复合物增加，修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度提高，钻芯样的残留稳定度提高。但随着聚丙烯酸添加量不断增加，部分聚丙烯酸分子链争夺一个二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物主链，使得复合物的键没有足够的疏水碳氢主链保护，复合物键松动，胶黏料粘结性能降低，修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度降低，钻芯样的残留稳定度降低。
结合实施例2、实施例23和实施例27并结合表4可以看出，在其它物质添加量不变的情况下，增加二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物的添加量，修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度先提高后降低，钻芯样的残留稳定度先提高后降低。修复材料与坑槽壁的拉伸粘结强度以及钻芯样的残留稳定度降低的原因在于，随着二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物添加量的增加，阳离子度增加，复合物主链上正电荷密度增加，导致聚合物分子内以及分子间排斥作用增加，复合物主链刚性变强，从而导致复合物分子链缠结点减少，梯状复合物易解缠和滑移，胶黏剂的稳定性降低，粘结作用变差。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种高速公路病害修复材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：SBS改性沥青5～15份；改性粗集料72～94份；细集料22～30份；粉料5～9份；木质素纤维0.1～0.3份；胶黏料6～16份；所述胶黏料的原料包括二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸和稀土，所述二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸与稀土的重量比为（4～8）：（1～7）：1；
所述胶黏料的制备步骤为：向二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物中滴加聚丙烯酸并搅拌，添加稀土后用盐酸调节pH，之后静止、离心分离，沉淀物漂洗后于真空干燥箱干燥至恒重得到固体沉淀物，将固体沉淀物研磨得到粉状的胶黏剂；
所述改性粗集料为包裹有沥青粘结剂的碎石；
所述沥青粘结剂包括硅酸锂和聚二甲基硅氧烷，所述硅酸锂与聚二甲基硅氧烷的重量比为4：1；
所述粉料包括矿粉、水泥粉和滑石粉，所述矿粉、水泥粉和滑石粉的重量比为（3～5）：（1～3）：1。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路病害修复材料，其特征在于，所述碎石为石灰岩轧制碎石。
3.一种高速公路病害修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、机械凿除坑槽部分混合料；
S2、微波加热技术处理坑槽，翻松修复材料，除去多余旧料；
S3、填补权利要求1～2任意一项所述的高速公路病害修复材料；
S4、碾压，平整高速公路的路面。
4.根据权利要求3所述的一种高速公路病害修复方法，其特征在于，S4中碾压采用热蒸汽碾压，碾压处理后充分压实。
CN202211183775.8A 2022-09-27 2022-09-27 一种高速公路病害修复材料及修复方法 Active CN115477517B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211183775.8A CN115477517B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 一种高速公路病害修复材料及修复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211183775.8A CN115477517B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 一种高速公路病害修复材料及修复方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115477517A CN115477517A (zh) 2022-12-16
CN115477517B true CN115477517B (zh) 2023-05-09

Family

ID=84393428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211183775.8A Active CN115477517B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 一种高速公路病害修复材料及修复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115477517B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104313970A (zh) * 2014-10-30 2015-01-28 安徽省科普产品工程研究中心有限责任公司 一种微波处理修复路面的方法
CN105439636B (zh) * 2015-12-14 2017-11-21 武汉市科达云石护理材料有限公司 单组份石材晶面硬度剂及其制备方法
FR3046611B1 (fr) * 2016-01-12 2019-10-25 Inoventeam Utilisation de complexes de terres rares comme marqueurs de produits petroliers, de petroles bruts, de biocarburants ou de lubrifiants

Also Published As

Publication number Publication date
CN115477517A (zh) 2022-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102077053B1 (ko) 철도용 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN110156380B (zh) 一种使用改性钢渣制备的密集配沥青混合料及制备方法
KR102100413B1 (ko) 방수아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 소음저감 방수아스팔트 콘크리트 시공방법
US11072708B2 (en) Asphalt concrete composition having improved waterproof performance by comprising SIS, recycled asphalt aggregate, and fine powder aggregate with improved particle size, and construction method using the same
KR101961270B1 (ko) Sis를 이용한 칼라 구스 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN110981287A (zh) 一种高结合性再生沥青混凝土及其制备工艺
KR101954232B1 (ko) 재생아스팔트 순환골재, sis, sbs 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하여 방수성능을 향상시킨 포장식 다짐구스방수아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
JP2015013907A (ja) ポリマー結合アスファルト組成物、舗装用混合物、および舗装体
KR102052402B1 (ko) 수소가 첨가된 석유수지 및 sis를 이용한 아스팔트 콘크리트용 바인더 조성물 및 이의 시공방법
CN106633952A (zh) 一种新型沥青道路路面龟裂修补料及其制备方法
CN110683792A (zh) 一种改性沥青及其制备方法、沥青薄层路面材料及其制备方法
KR102077051B1 (ko) Sis를 이용한 중온 고분자 개질 쇄석 매스틱 아스팔트 콘크리트(psma) 조성물 및 이의 시공방법
KR20200042578A (ko) Sis 이용한 co2 발생저감 및 시공성을 개선한 고등급 폴리머 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN110590236B (zh) 一种橡胶改性沥青混合料及其制备方法和路面结构
CN108948752B (zh) 透水路面专用沥青、含有其的混合料及制备方法
CN111233371A (zh) 一种聚氨酯微表处封层混合料及其制备方法和应用
CN115477517B (zh) 一种高速公路病害修复材料及修复方法
JP2001072862A (ja) アスファルト組成物とその製造方法並びに用途
KR102077055B1 (ko) Sis 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 이용한 중온 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR102207012B1 (ko) 에폭시 수지를 포함하는 불투수성 방수아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN111704421B (zh) 一种水泥路面薄层修补材料及其使用方法
KR102100421B1 (ko) Sis, sbs, 폐타이어 분말 및 개선된 미분말 골재를 포함하는 포장침하 방지 및 지지력 확보용 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이 조성물과 믹싱 시스템 투입 장비를 이용한 하부층 안정처리 시공방법
KR102007726B1 (ko) Sis 및 sbs를 포함하는 불투수성 방수 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이 조성물과 믹싱 시스템 투입 장비를 이용한 일체형 불투수성 방수 아스팔트 콘크리트 시공방법
CN110903059A (zh) 一种超粘耐磨复合改性乳化沥青薄层罩面用材料及其制备方法
CN116789393A (zh) 一种乳化剂型冷拌冷铺沥青混合料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant