WO2021129409A1

WO2021129409A1 - 一种道路路面快速修复方法

Info

Publication number: WO2021129409A1
Application number: PCT/CN2020/135530
Authority: WO
Inventors: 薛晓东; 高伟; 牛文斌; 李鹏; 张凯; 崔晓康
Original assignee: 山西中涂交通科技股份有限公司
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-07-01
Also published as: CN111005287A; CN111005287B; US20230045473A1

Abstract

一种路面快速修复方法，是以低收缩不饱和聚酯树脂、稀释剂、膨胀剂和促进剂、阻聚剂组成基层补强材料，加入固化剂灌注到道路路面破坏处的基层中，直至不再渗入，铺设短切玄武岩纤维，以丙烯酸酯单体、丙烯酸树脂聚合物、硅烷偶联剂、双飞粉、滑石粉、石英砂、金属氢氧化物阻燃剂和促进剂、阻聚剂、短切玄武岩纤维组成面层修复材料，加入固化剂填平道路路面并固化。本修复方法既可对道路基底起到补强作用，又可对路面裂缝等破坏处进行面层修复，实现基底补强与面层修补的双重作用。

Description

一种道路路面快速修复方法

技术领域

本发明属于道路养护技术领域，涉及一种针对道路路面病害的快速修复方法。

背景技术

道路在使用过程中，往往会由于环境、地理位置以及气候、交通荷载等因素，以及所用材料种类、施工工艺，设计等的不同，而产生各种各样的病害。常见的病毒主要包括抗槽、车辙、裂缝、沉陷、松散、网裂、拥包等。如果这些道路病害不能进行及时修复，会在水、气候以及车轮碾压等作用下进一步恶化，直至道路路面丧失使用功能。

因此，需要在道路路面出现病害的初期对其进行修复，恢复其功能性，延长道路的服役时间。目前的道路路面修补材料主要包括水泥混凝土类、沥青类及树脂类材料。

技术问题

前两种修补材料中，水泥混凝土类材料在常温下使用，不适用于低温环境，且固化后养护时间长；而沥青类材料中，热沥青需要加热，冷沥青粘结强度低，乳化沥青不适合低温条件下施工，主要存在修补速度慢、低温施工难及能源消耗高等问题。

树脂类修复材料主要包括环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等，正在逐渐兴起。树脂类修复材料的出现，解决了传统修补材料需要加热、养护时间长等问题，但由于缺乏针对性，仅是将树脂与骨料或者粉料拌和后直接使用，会有诸如反应速度慢，强度低，易开裂等问题。

此外，目前的修补材料主要考虑的是面层修补，不会对破坏处的基底进行补强，这会造成基层破坏继续发展，起不到修补的作用。

技术解决方案

本发明的目的是提供一种道路路面快速修复方法，以将路面基层补强与面层修复有机结合起来，并能够实现道路路面的快速修复，不影响交通放行。

本发明所述的道路路面快速修复方法是使用基层补强材料与面层修复材料结合，按照以下步骤对道路路面的基层和面层同时进行快速修复。

1)、向基层补强材料中添加材料质量2～4%的固化剂混合均匀，灌注到道路路面破坏处，使基层补强材料渗透到道路路面破坏处的基层中，直至不再渗入为止。

其中，所述的基层补强材料是由以下重量份数的原料混合得到的：低收缩不饱和聚酯树脂50～100份，稀释剂5～10份，膨胀剂0.5～10份，促进剂1.5～3份，阻聚剂0.013～0.027份。

2)、在渗透有基层补强材料的道路路面破坏处表面铺设一层短切玄武岩纤维。

3)、将面层修复补强材料中添加材料质量2～4%的固化剂混合均匀，灌注在道路路面破坏处，填平道路路面并固化。

其中，所述的面层修复材料是由以下重量份数的原料混合得到的：丙烯酸酯单体400～600份，丙烯酸树脂聚合物50～100份，硅烷偶联剂10～20份，双飞粉200～400份，滑石粉100～200份，石英砂100～200份，金属氢氧化物阻燃剂100～200份，促进剂2～4份，阻聚剂0.018～0.035份，短切玄武岩纤维15～30份。

本发明上述道路路面快速修复方法中，所述向基层补强材料和面层修复材料中添加的固化剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。

进而，本发明在所述的基层补强材料和面层修复材料中均添加有常规的促进剂和阻聚剂。例如，所述的促进剂可以包括但不限于常用的N’N-二甲基对甲苯胺，或者是N’N-二甲基对甲苯胺与异辛酸钴以5:1的质量比混合得到的混合物。同样，所述的阻聚剂包括但不限于常用的对苯二酚或吩噻嗪。

本发明所述的基层补强材料中，所述的稀释剂为甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸丁酯。更优选地，本发明使用质量比为2:1的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯混合物作为稀释剂。

本发明所述的基层补强材料中，所述的膨胀剂为碳酸氢钠或乙酸乙酯。

本发明所述的面层修复材料中，所述的丙烯酸酯单体是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟丙酯、二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种，或者几种的任意比例混合物。

更进一步地，本发明所述的丙烯酸酯单体中，应至少包括有甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。

进而，本发明所述的面层修复材料中，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷。

优选地，所述硅烷偶联剂可以是乙烯基三甲氧基硅烷与乙烯基三氯硅烷的任意比例混合物，或者是乙烯基三乙氧基硅烷与乙烯基三氯硅烷的任意比例混合物。

本发明所述的面层修复材料中，所述的金属氢氧化物阻燃剂优选使用质量比为2:1的氢氧化铝与氢氧化镁的混合物。

进一步地，本发明所述的道路路面快速修复方法中，可以是先将道路路面破坏处的病害局部进行清除后，再灌注所述基层补强材料。

更具体地，本发明所述的基层补强材料是按照以下方法制备得到的：将稀释剂和阻聚剂加入到不饱和聚酯树脂中，搅拌至形成均一透明溶液，加入膨胀剂分散均匀，过滤，加入促进剂分散15～30min，得到基层补强材料。

更具体地，本发明所述的面层修复材料是按照以下方法制备得到的：将丙烯酸树脂聚合物、阻聚剂加入到丙烯酸酯单体中，搅拌至形成均一溶液，加入双飞粉、滑石粉、石英砂、金属氢氧化物阻燃剂，转入研磨机中分散均匀，加入硅烷偶联剂和促进剂，搅拌15～30min，最后加入短切玄武岩纤维分散均匀，得到面层修复材料。

有益效果

本发明所述道路路面快速修复方法中使用的路面修复材料，包括基层补强材料和面层修复材料，均属于树脂类材料。相较于传统的修补材料，这类材料不仅解决了低温反应性问题，具有不需要加热、反应速度快、耐候性好、收缩率低等特点，可以在低温条件下施工，而且比现有树脂类材料的力学性能优良，且粘结强度高。

采用本发明修复方法修复道路路面时，以基层补强材料灌注道路路面破坏处，使基层补强材料渗透至道路路面破坏处的基层中，无需等待基层补强材料固化完成，直接在其表面撒布短切玄武岩纤维，即可填充面层修复材料。本发明修复方法不仅能够对道路基底起到补强作用，又可以对路面裂缝等破坏处进行面层修复，从而实现基底补强与面层修补的双重作用。

本发明在基层补强材料中使用了不饱和聚酯树脂，并使面层修复材料在使用过程中由丙烯酸酯单体反应获得耐候性好的丙烯酸树脂。其中，丙烯酸酯单体的反应速度快，在共聚物的形成过程中既可以起到降低体系粘度、提高反应性的作用，又可以起到调整材料强度、韧性，增加交联程度等作用，更重要的是，由于丙烯酸树脂的耐候性良好，较传统树脂类修复材料具有更长的使用寿命，且更适合在户外使用。不饱和聚酯树脂具有优良的力学性能，反应性好，粘结强度高，容易与上述丙烯酸酯单体相容，不易出现分层问题。因此，本发明通过丙烯酸树脂与不饱和聚酯树脂间的匹配作用，使得基层补强材料与面层修复材料相互融合，杜绝了出现分层、影响彼此作用的问题。

在基层补强材料和面层修复材料中分别添加固化剂后，先将基层补强材料灌注到道路路面破坏处，由于基层补强材料粘度较低，可以快速渗透到破坏处的基底处，固化后强度高、力学性能优良，起到对基层的补强作用，防止破坏的进一步发展。一般基层补强材料需要在完全反应固化后才能进行下一步施工，而本发明不需要等到基层补强材料固化就可以使用面层修复材料，且由于面层修复材料的粘度和密度均大于基层补强材料，会快速发生扩散作用，同时由于不饱和聚酯树脂与丙烯酸树脂的相容性良好，不会影响彼此的固化反应，在固化过程中会逐渐在界面形成相互交联、彼此渗透的过渡层，一方面将二者稳定结合在一起，不会出现分层等缺陷，另一方面，所形成的过渡层可以起到均匀传递应力应变的作用，不会在界面处出现破坏，满足道路的承载要求，使道路破坏处得到了系统的修复。

因此，本发明修复方法中，基层补强材料与面层修复材料二者有机结合，起到了协同增效的作用，既可对路面破坏处的基底起到补强作用，又可对破坏处进行面层修复，且基层补强材料与面层修复材料界面形成的过渡层可以将两种材料有机结合起来，形成相互缠结、力学性能介于二者之间的界面，实现了1+1>2的效果。

与传统树脂类修补材料会在基底补强与面层修复之间形成宏观界面不同，本发明修复方法以形成的过渡层代替了明显的界面。通过进一步实验显示，单独固化两种组分，即待基层补强材料固化后再固化面层修复材料，拉拔试验中破坏会在二者的交界处发生；而采用本发明修复方法后，破坏形式主要是基层拉断以及胶黏剂破坏等形式，两者的结合强度得到显著提高。

经测试，采用本发明修复方法修复的道路路面抗压强度大于40MPa，耐候性优良。本发明使用的修复材料对路面粘结效果良好，固化时间10～30min，可在短时间内完成施工并放行交通，实现修复后快速通车，路面修复期间不影响路面交通的通行。

本发明的实施方式

下述实施例仅为本发明的优选技术方案，并不用于对本发明进行任何限制。对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1。

向50kg低收缩不饱和聚酯树脂中加入甲基丙烯酸甲酯5kg，对苯二酚13g，搅拌至形成均一透明的溶液，加入碳酸氢钠0.5kg分散均匀，加入N’N-二甲基对甲苯胺1.5kg分散15min，得到基层补强材料。

将丙烯酸树脂聚合物50kg、对苯二酚18g加入到400kg甲基丙烯酸甲酯单体中，充分搅拌至形成均一溶液，加入双飞粉200kg、滑石粉100kg、石英砂100kg、氢氧化铝67kg、氢氧化镁33.5kg，转入研磨机中分散均匀，加入乙烯基三甲氧基硅烷10kg，N’N-二甲基对甲苯胺2kg，搅拌15min，再加入15kg短切玄武岩纤维，得到面层修复材料。

路面修复施工时，先将待修复路面清理干净，在基层补强材料中添加材料总质量2%的过氧化二苯甲酰，均匀灌注到路面裂缝处，使其渗入到裂缝中。待裂缝处灌注材料不下渗时停止灌注，表面撒布一层短切玄武岩纤维。向面层修补材料中添加材料总质量2%的过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后，继续灌注到裂缝中，灌满即可。

实施例2。

向80kg低收缩不饱和聚酯树脂中加入甲基丙烯酸甲酯5kg，丙烯酸丁酯2.5kg，吩噻嗪20g，搅拌至形成均一透明的溶液，加入碳酸氢钠2kg分散均匀，加入N’N-二甲基对甲苯胺1.5kg分散20min，得到基层补强材料。

将丙烯酸树脂聚合物70kg、对苯二酚27g加入到由400kg甲基丙烯酸乙酯、200kg甲基丙烯酸正丁酯组成的单体中，充分搅拌至形成均一溶液，加入双飞粉300kg、滑石粉150kg、石英砂150kg、氢氧化铝100kg、氢氧化镁50kg，转入研磨机中分散均匀，加入乙烯基三甲氧基硅烷10kg，乙烯基三氯硅烷5kg，N’N-二甲基对甲苯胺3kg，异辛酸钴0.6kg，搅拌20min，再加入25kg短切玄武岩纤维，得到面层修复材料。

路面修复施工时，先将待修复路面清理干净，在基层补强材料中添加材料总质量3%的偶氮二异丁腈，均匀灌注到路面裂缝处，使其渗入到裂缝中。待裂缝处灌注材料不下渗时停止灌注，表面撒布一层短切玄武岩纤维。向面层修补材料中添加材料总质量2%的过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后，继续灌注到裂缝中，灌满即可。

实施例3。

向80kg低收缩不饱和聚酯树脂中加入甲基丙烯酸甲酯5kg，丙烯酸丁酯2.5kg，吩噻嗪20g，搅拌至形成均一透明的溶液，加入乙酸乙酯4.5kg分散均匀，加入N’N-二甲基对甲苯胺1.5kg分散20min，得到基层补强材料。

将丙烯酸树脂聚合物70kg、对苯二酚27g加入到由450kg甲基丙烯酸乙酯、100kg二乙二醇二丙烯酸酯组成的单体中，充分搅拌至形成均一溶液，加入双飞粉300kg、滑石粉150kg、石英砂150kg、氢氧化铝100kg、氢氧化镁50kg，转入研磨机中分散均匀，加入乙烯基三氯硅烷15kg，N’N-二甲基对甲苯胺3kg，异辛酸钴0.6kg，搅拌20min，再加入25kg短切玄武岩纤维，得到面层修复材料。

路面修复施工时，先将待修复路面清理干净，在基层补强材料中添加材料总质量3%的偶氮二异丁腈，均匀灌注到路面裂缝处，使其渗入到裂缝中。待裂缝处灌注材料不下渗时停止灌注，表面撒布一层短切玄武岩纤维。向面层修补材料中添加材料总质量3%的偶氮二异丁腈，搅拌均匀后，继续灌注到裂缝中，灌满即可。

实施例4。

向100kg低收缩不饱和聚酯树脂中加入丙烯酸丁酯10kg，对苯二酚27g，搅拌至形成均一透明的溶液，加入乙酸乙酯10kg分散均匀，加入N’N-二甲基对甲苯胺3kg分散30min，得到基层补强材料。

将丙烯酸树脂聚合物100kg、对苯二酚35g加入到由350kg甲基丙烯酸甲酯、150kg丙烯酸羟丙酯、100kg季戊四醇三丙烯酸酯组成的单体中，充分搅拌至形成均一溶液，加入双飞粉400kg、滑石粉200kg、石英砂200kg、氢氧化铝132kg、氢氧化镁66kg，转入研磨机中分散均匀，加入乙烯基三乙氧基硅烷15kg，乙烯基三氯硅烷5kg，N’N-二甲基对甲苯胺4kg，搅拌30min，再加入30kg短切玄武岩纤维，得到面层修复材料。

路面修复施工时，先将待修复路面清理干净，在基层补强材料中添加材料总质量4%的过氧化二苯甲酰，均匀灌注到路面裂缝处，使其渗入到裂缝中。待裂缝处灌注材料不下渗时停止灌注，表面撒布一层短切玄武岩纤维。向面层修补材料中添加材料总质量4%的过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后，继续灌注到裂缝中，灌满即可。

Claims

一种道路路面快速修复方法，是使用基层补强材料与面层修复材料结合，按照以下步骤对道路路面的基层和面层同时进行快速修复：

1)、向基层补强材料中添加材料质量2～4%的固化剂混合均匀，灌注到道路路面破坏处，使基层补强材料渗透到道路路面破坏处的基层中，直至不再渗入为止；

其中，所述的基层补强材料是由以下重量份数的原料混合得到的：低收缩不饱和聚酯树脂50～100份，稀释剂5～10份，膨胀剂0.5～10份，促进剂1.5～3份，阻聚剂0.013～0.027份；

2)、在渗透有基层补强材料的道路路面破坏处表面铺设一层短切玄武岩纤维；

3)、将面层修复补强材料中添加材料质量2～4%的固化剂混合均匀，灌注在道路路面破坏处，填平道路路面并固化；

其中，所述的面层修复材料是由以下重量份数的原料混合得到的：丙烯酸酯单体400～600份，丙烯酸树脂聚合物50～100份，硅烷偶联剂10～20份，双飞粉200～400份，滑石粉100～200份，石英砂100～200份，金属氢氧化物阻燃剂100～200份，促进剂2～4份，阻聚剂0.018～0.035份，短切玄武岩纤维15～30份。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述向基层补强材料和面层修复材料中添加的固化剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的促进剂是N’N-二甲基对甲苯胺，或者N’N-二甲基对甲苯胺与异辛酸钴以5:1的质量比的混合物。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的阻聚剂是对苯二酚或吩噻嗪。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的稀释剂为甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸丁酯。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的膨胀剂为碳酸氢钠或乙酸乙酯。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的丙烯酸酯单体是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟丙酯、二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种，或者几种的任意比例混合物。
根据权利要求7所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的丙烯酸酯单体中至少包括有甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷中的一种或几种。
根据权利要求1所述的道路路面快速修复方法，其特征是所述的金属氢氧化物阻燃剂是质量比2:1的氢氧化铝与氢氧化镁的混合物。