CN100554584C - 多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面及施工方法 - Google Patents

Abstract

多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面及施工方法涉及路面等铺面工程。本发明首先均匀拌和聚合物、碎石、填料，形成聚合物多孔混凝土材料，摊铺后形成聚合物多孔混凝土面层(1)，然后均匀拌和彩色表面材料，在多孔聚合物混凝土面层(1)的表面喷刷彩色表面材料，形成彩色表面层(2)，彩色表面层(2)和多孔聚合物混凝土面层(1)牢固地粘结在一起，从而形成彩色路面。本发明的路面强度高、变形性能好，行车舒适，耐磨性强、抗滑性好，透水、降噪，颜色可根据不同场合的需要设置并调整，标识性强；路面造价低，施工方便快捷。

Description

多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面及施工方法

一、所属领域

本发明涉及道路工程等铺面工程及其施工方法，尤其是一种多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面及施工方法。

二、背景技术

彩色路面能够起到行车警示和美化城市的作用，而且在一定程度上能够起到缓解司机的视觉疲劳，更好地提供安全行车保障的作用。

(一)目前国内外的彩色路面有以下几种：

1、彩色混凝土路面：

是在未干的水泥地面上加上一层彩色混凝土(装饰混凝土)，然后用专用的模具在水泥地面上压制而成。彩色混凝土能使水泥地面呈现各种色泽、图案、质感，能模拟自然的材质和纹理，勾划各类图案。

根据施工工艺，彩色混凝土路面又可分为以下几种：

压模系列(压印地坪)是指在铺设现浇混凝土的同时，采用彩色强化剂、脱模粉、保护剂来装饰混凝土表面，以混凝土表面的色彩和凹凸质感表现天然石材、青石板、花岗岩甚至木材的视觉效果。

纸模系列指选好纸模模板式样，排列在新灌的水泥面上，喷撒彩色强化剂到铺好模板的区域，并铲平，干燥成形后，拉掉模板，清洗表面，然后上保护剂。

涂刷系列是采用涂刷方法将涂刷材料均匀地涂布到水泥表面，把灰暗的水泥表面变成光洁的，彩色的，有特殊纹理或图案的效果。涂刷材料为环氧树脂或者其它高分子材料。

彩色混凝土可用于装饰室外、室内水泥基等多种材质的地面、墙面、景点：如广场、人行道、车道、停车场、建筑外墙等。

2、彩色防滑路面

这种路面首创于欧洲，在欧洲运用较多。

防滑路面：运用特殊的改性树脂材料，包括——特殊配方的树脂基黏合剂(环氧树脂或者其它高分子材料)和各种不同规格的骨料(这种树脂类石料俗称″陶瓷″石料，厚度2毫米左右。)，均匀涂敷于沥青、水泥混凝土路面。

当树脂和骨料添加颜料制成彩色时，此表面层即称为彩色路面。又由于此种路面的面层可通过技术措施使之耐磨耗且抗滑，因此称为“彩色防滑路面”。

3、彩色沥青路面

彩色沥青路面的粘结料其实不是沥青，而是树脂(内加颜料)，集料一般为彩色集料(如红色或绿色)，树脂加热变成塑态后和集料拌和均匀，运抵现场成型，树脂温度降低固化后，面层形成，习惯上称为彩色沥青路面。(其实由于沥青本色为黑色，用黑色的沥青做彩色路面的改性技术远远未能实现)

(二)各种路面的特点

根据前面的简单介绍，现有的彩色路面存在以下缺点：

①彩色混凝土路面：由于彩色混凝土路面是通过对水泥混凝土表面处理形成的，因此其防滑能力较差，不适于高速行车，制约了该种路面结构在高等级公路和城市道路中的应用；另一方面，表面处理材料与混凝土的粘结也常常存在一些问题，会使处理层脱落，从而影响外观；另外，表面材质的耐久性常常不能达到要求，使用寿命短。

②彩色防滑路面：由于是在沥青路面顶部加铺彩色防滑磨耗层形成的，因此它价格昂贵(沥青面层和特殊的防滑磨耗层价格均较高)，施工工艺复杂(首先施工沥青路面)，施工工艺要求高(防滑磨耗层较薄，一般只有几个毫米，为保证该层厚度均匀，对原面层和加铺层的工艺都会有较高的要求)。

③彩色沥青路面：树脂作为粘结料的彩色沥青路面价格高昂——因为树脂的价格一般情况下均为沥青的数倍，且其骨料为特殊颜色的天然骨料，因此骨料的价格也远远高于普通骨料；施工工艺复杂——热拌和，工艺流程和沥青路面相同，但要求更高，因为彩色路面在施工中需要更多保护，才能保证颜色不被污染。

从路面结构的受力角度看，彩色混凝土路面和彩色防滑路面都不改变原有路面的受力特征——混凝土路面结构和沥青路面结构仍是受力的主要结构，因此它们具有原路面结构受力方面的缺点。

特别需要指出的是：以上几种彩色路面均不具有透水功能、对噪音污染也无明显改善。

(三)聚合物混凝土路面

水泥混凝土路面虽然大范围应用，但水泥混凝土材料本身脆性大，抗裂性差。为了改善水泥混凝土的脆性，常将聚合物材料加入水泥混凝土，使水泥混凝土有机化，借以减小水泥混凝土的脆性增大其变形能力和变形协调能力。

然而，采用密实结构的聚合物混凝土常常存在着一些不可克服的弱点，聚合物材料用量大，经济新差；聚合物混凝土收缩大，温度变形显著，因此聚合物混凝土路面在实际工程中应用很少。

三、发明内容

本发明将提供一种造价低、施工方便的彩色路面结构，它除了具有抗滑、耐磨等优点外，还具有透水、噪音低的特点。本发明首先铺筑多孔聚合物混凝土面层(它具有透水、噪音低的特点)，然后在其上喷刷彩色表面层，多孔聚合物混凝土面层，采用聚合物或者聚合物水泥作为胶结材料粘结单一级配或者间断的碎石，形成富含孔隙的多孔聚合物混凝土，多孔聚合物混凝土属于骨架孔隙结构，骨架孔隙结构本身强度高、变形能力大、抗裂性好；孔隙结构的采用，聚合物用量大幅下降，经济性好，同时路面具有透水、噪音低。另外由于采用了聚合物作为胶结料，因此多孔聚合物混凝土的变形性能显著提高，骨架孔隙结构的多孔聚合物混凝土采用具有振实功能的摊铺机具摊铺，经摊铺机具自振动致密，可不用专门的压实机具进行碾压，便于大规模施工，施工速度快，一次成型厚度大。多孔聚合物混凝土路面结构路用性能优良，可降低路面面层的厚度，带来显著的经济性；多孔聚合物混凝土路面取材方便，施工简单、快捷。

多孔聚合物混凝土路面达到强度要求后，在多孔聚合物混凝土路面上均匀地喷洒添加了颜料和填料的聚合物材料——彩色表面材料，彩色表面材料除在面层顶面形成表面层外，还会流入多孔聚合物混凝土的孔隙，孔隙中存在彩色的聚合物混合料，会使整个路面的色彩呈现立体感、色彩更加饱满；另外彩色聚合物混合料填充多孔聚合物混凝土中的孔隙后，会使表面颗粒之间的粘结更强、更牢固。

本发明，其结构，在多孔聚合物混凝土面层上有彩色表面层，彩色表面层材料和多孔聚合物混凝土材料之间有良好的粘结能力，彩色表面层能够紧密地粘结在多孔聚合物混凝土的表面。多孔聚合物混凝土面层由多孔聚合物混凝土组成。多孔聚合物混凝土具有强度高、变形能力大，收缩小、抗裂性好的特点，同时由于多孔聚合物混凝土属于骨架孔隙结构，摊铺时，可通过摊铺机的自振实实现骨料的嵌挤无需专门机具碾压，施工方便、快捷。在路面中应用时，多孔聚合物混凝土的力学性能是其它材料所不具有的，它兼具水泥混凝土材料的高强度和沥青混凝土材料的高柔性。多孔聚合物混凝土面层的多孔聚合物混凝土由间断级配或者单一级配的碎石与聚合物、填料组成，每立方米混凝土重量配比为——聚合物∶碎石∶填料＝50～200kg∶1200～2200kg∶0～500kg。多孔聚合物混凝土除利用水泥的粘结力外，主要依靠骨架嵌挤作用形成强度，孔隙体积的大小可以在重量配比的范围内调整确定，以适应不同面层的受力要求。

本发明，喷刷的彩色表面层材料为聚合物、填料、颜料组成的混合物，按重量比配比为——聚合物∶填料∶颜料＝100∶0～500∶1～30，聚合物材料有良好的粘结力和强度，和颜料的适配性好，通过填料作用，用做表面材料时能够满足面层的受力等要求。

本发明，彩色表面层喷洒在路面表面后，能依靠重力作用流入多孔聚合物混凝土面层表面骨料间的孔隙，彩色表面层由一层或多层彩色聚合物喷层复合组成，彩色表面层可分层喷刷施工，各层之间良好粘结，最终达到设计厚度要求，彩色表层可将多孔聚合物混凝土表面的孔隙填满，也可以部分填充，彩色表面层材料的用量、稠度等技术参数确定时，应遵循能使多孔聚合物混凝土低凹处的骨料表面有彩色表面材料，以保证路面的彩色均匀，表面材料会流入孔隙中，对多孔聚合物混凝土的表面特性有加强作用。填充表面的孔隙数量，可以根据面层的具体要求通过表面材料的用量进行控制。

本发明，多孔聚合物混凝土与彩色表面层材料中所用的聚合物为聚合物树脂、聚合物粉末或聚合物乳液。能够满足彩色表面层受力、粘结等要求的聚合物树脂、聚合物粉末和聚合物乳液均可用来配制彩色表面层材料。

本发明，多孔聚合物混凝土与彩色表面层材料中所用的聚合物中加入稀释剂、助剂，聚合物与稀释剂、助剂的重量配比为——聚合物∶稀释剂∶助剂＝1∶0～10∶0～2，加入相应的适配的稀释剂用以调节稠度来满足施工要求，加入相应的助剂能够调整混合物的施工性、稳定性等。

本发明，填料可以为活性填料，包括水泥、粉煤灰，也可以为惰性填料，包括碳酸钙、滑石粉、石英砂；或者为不同的填料组成的混合物。对强度要求高的面层可采用活性填料，以增加彩色表面层材料的强度，强度要求低时，也可加入惰性填料，或者为不同的填料组成的混合物。

本发明的施工方法步骤如下：将聚合物、碎石、填料按照重量配比50～200∶1200～2200∶0～500拌和均匀，形成多孔聚合物混凝土，运至施工现场，铺筑多孔聚合物混凝土面层，养护待多孔聚合物混凝土面层的强度达到要求时，清扫多孔聚合物混凝土面层表面的杂物和浮灰，将聚合物、填料、颜料按重量比配比为——聚合物∶填料∶颜料＝100∶0～500∶1～30组成的混合物，采用机械或者人工均匀拌和彩色表面层材料，然后在多孔聚合物混凝土面层上喷刷配制的彩色表面层材料，形成彩色表面层，施工时，根据表面着色要求和使用要求，彩色表面层可分多次喷刷，彩色表面层的材料凝固后，和多孔聚合物混凝土面层牢固地粘结在一起。

本发明的优点：

1、多孔聚合物混凝土材料本身具有优良的力学性质：多孔聚合物混凝土的强度高，变形能力强，收缩小、抗裂性好，兼有水泥混凝土路面和沥青路面的优点。多孔聚合物混凝土面层抗滑性好、表面不积水，有利于高速行车，能够降低噪音。

2、多孔聚合物混凝土属于骨架孔隙结构，因此施工时可以利用摊铺机械的自振实功能达到颗粒的嵌挤，可以不用压实设备进行碾压，便于大规模、快速施工。

3、多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面后，彩色路面保留了多孔聚合物混凝土面层路面强度高，变形能力强，抗滑，透水、降噪的特点，另外由于彩色表面层对多孔聚合物混凝土面层表面的加强，使本发明的彩色路面的耐磨性能大幅度提高。因此路面不仅是彩色的，而且具有优良的力学性能。

4、本发明的彩色路面与其它彩色路面比，由于多孔混凝土面层的表面构造深度大，喷刷彩色表面层后，整个路面的色彩呈现立体感、色彩更加饱满。

5、本发明采用喷刷工艺制作彩色路面，施工简单、方便；彩色表面层采用喷刷工艺，因此路面的彩色表面层厚度较薄，用料少，彩色路面的综合单价低，经济性强。

四、附图说明

结合附图进一步说明本发明。

附图是本发明断面结构示意图。

图中：1——多孔聚合物混凝土面层2——彩色表面层

五、具体实施方式

下面一个实施例：

其结构为，多孔聚合物混凝土面层1和彩色表面层2，多孔聚合物混凝土面层1上有彩色表面层2。

首先按重量配比为(每立方米混凝土)——聚合物苯丙乳液(含水0.1、助剂消泡剂0.01)∶碎石(花岗石、粒径范围为5-10mm)的单一级配∶水泥(P.O 42.5普通硅酸盐水泥)＝160kg∶1700kg∶300kg，采用混凝土拌和机均匀搅拌，形成富含孔隙的聚合物混凝土。采用带有振动功能的沥青摊铺机铺筑多孔聚合物混凝土面层1，利用摊铺机的自振实功能保证多孔聚合物混凝土面层的压实度不小于设计值，不用压路机碾压。薄膜养护3天后，揭去薄膜，清扫多孔聚合物混凝土面层表面的杂物和浮灰，当多孔聚合物混凝土面层1处于干燥状态时，按重量配比——环氧树脂(T31固化剂0.2，促凝剂三乙醇氨0.01)∶水泥∶无机铁红颜料＝100∶100∶8，人工拌和均匀、配制出彩色表面层材料，采用机械喷壶枪喷涂的方法将上述彩色表面层材料喷涂到多孔聚合物混凝土面层1的表面上，依靠重力作用流入多孔水泥混凝土面层(1)表面骨料间的孔隙，实施中，彩色表面层2一次喷涂完毕，彩色表面层2材料凝固后，和多孔聚合物混凝土面层1牢固地粘结在一起，形成了一种多孔聚合物混凝土面层1上喷刷形成的彩色路面。

Claims (8)

1、一种多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征是：多孔聚合物混凝土面层(1)上有彩色表面层(2)；其中多孔聚合物混凝土面层(1)是由多孔聚合物混凝土组成，多孔聚合物混凝土由间断级配或者单一级配的碎石与聚合物、填料组成，每立方米混凝土重量配比为——聚合物∶碎石∶填料＝50～200kg∶1200～2200kg∶0～500kg，形成富含孔隙的聚合物混凝土。

2、根据权利要求1所述的多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征是：喷刷的彩色表面层(2)材料为聚合物、填料、颜料组成的混合物，按重量比配比为——聚合物∶填料∶颜料＝100∶0～500∶1～30。

3、根据权利要求1所述的多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征为：彩色表面层(2)喷洒在路面表面后，能依靠重力作用流入多孔聚合物混凝土面层(1)表面骨料间的孔隙。

4、根据权利要求1或2所述的多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征是：多孔聚合物混凝土与彩色表面层材料中的聚合物为聚合物树脂、聚合物粉末或聚合物乳液。

5、根据权利要求1或2所述的多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征是：多孔聚合物混凝土与彩色表面层材料中的聚合物中加入稀释剂、助剂，聚合物与稀释剂、助剂的重量配比为——聚合物∶稀释剂∶助齐＝1∶0～10∶0～2。

6、根据权利要求1或2所述的多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征是：填料为活性填料或者惰性填料，或者为不同的填料组成的混合物。

7、根据权利要求6所述的多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面，其特征是：活性填料包括水泥、粉煤灰；惰性填料包括碳酸钙、滑石粉、石英砂。

8、一种多孔聚合物混凝土面层上喷刷形成的彩色路面施工方法，其特征为步骤如下：将聚合物、碎石、填料按照重量配比50～200∶1200～2200∶0～500拌和均匀，形成多孔聚合物混凝土，运至施工现场，铺筑多孔聚合物混凝土面层(1)，养护待多孔聚合物混凝土面层(1)的强度达到要求时，清扫多孔聚合物混凝土面层(1)表面的杂物和浮灰，将聚合物、填料、颜料按重量比配比为——聚合物∶填料∶颜料＝100∶0～500∶1～30组成的混合物，采用机械或者人工均匀拌和成彩色表面层材料，然后在多孔聚合物混凝土面层(1)上喷刷配制的彩色表面层材料，形成彩色表面层(2)，彩色表面层(2)的材料凝固后，和多孔聚合物混凝土面层(1)牢固地粘结在一起。

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