CN104446140A - 一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料。由改性聚氨酯和碎石常温下拌和均匀组成，改性聚氨酯与碎石的质量比为20～30：100；所述改性聚氨酯为热固性聚合物材料，抗拉强度＞10MPa，70℃粘结拉拔强度＞3 MPa，断裂伸长率60%～200%，抗拉弹性模量30～100 MPa，粘度＜2000mPa·s。本发明除具备一般路用沥青混合料的基本性能外，抗疲劳性能明显改善，同时提高了铺装材料的高温稳定性，增大了层间粘结性，有助于铺装结构的整体稳定；本发明柔韧性更好，更能适应桥面板的弯曲变形，可防止或减缓裂缝的出现，密水性更好，可防止水损坏的产生，施工工艺更简单，养生周期更短。

Description

一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种桥面铺装材料。

背景技术

目前国内桥面铺装所用材料多为沥青混合料，其具有养护维修方便、柔性变形性好、行车舒适等一系列优点，这大大促进了它的推广应用和技术发展。然而，在沥青混合料使用过程中，一些桥面铺装早期病害始终得不到很好的解决，尤其对于钢桥面铺装，疲劳裂缝、坑槽、车辙等一直是钢桥面铺装长期难于解决的“疑难杂症”。通过对近几年桥面铺装破坏原因分析，认为沥青混合料抗疲劳性能不足是桥面铺装产生早期破坏的重要原因之一。行车长期作用导致疲劳裂缝，若不及时修补，往往会衍生松散、坑槽等病害，这些病害都会导致雨水的加速渗入，进而引发桥面板破坏，桥梁结构整体性能下降、寿命缩短。

为解决桥面铺装工程早期破坏问题，国内不少高校和科研机构都在积极寻求或开发性能更优良的桥面铺装新材料。例如，公开号为CN101497510的中国发明专利申请公布说明书所公开的一种改性环氧树脂混凝土材料制备及方法。和沥青相比，环氧树脂的耐高温性能、粘结性能以及防腐性能都比较好，用于桥面铺装后可有效解决车辙问题，并可大大减少桥面铺装脱层、坑槽等病害的发生。尽管如此，环氧树脂混凝土作为一种刚性材料，其追随变形性仍有限，用于桥面铺装时裂缝问题不可避免。而聚氨酯却可以解决这个问题，尤其是经环氧和聚硫改性后的聚氨酯，比环氧树脂的柔韧性要好，用于桥面铺装时的抗疲劳开裂性能得到改善，同时又保证了其他性能的优良和稳定。因此，改性聚氨酯混凝土材料可以解决桥面铺装遇到的几乎所有典型病害问题，是桥面铺装材料未来发展的重要方向。本发明改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料即是这一新思路的具体体现。

发明内容

为解决桥面铺装坑槽、车辙、裂缝等早期破坏问题，本发明提供了一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料，和传统沥青混合料相比，能有效改善桥面铺装材料的力学性能和高温稳定性。

一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料由改性聚氨酯和碎石常温下拌和均匀组成，改性聚氨酯与碎石的质量比为20～30：100；所述改性聚氨酯为热固性聚合物材料，抗拉强度＞10MPa，70℃粘结拉拔强度＞3 MPa，断裂伸长率60%～200%，抗拉弹性模量30～100 MPa，粘度＜2000mPa·s。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

（1）与传统沥青混合料相比，本发明抗疲劳性能明显改善，疲劳寿命可增加至少80%，不仅可以延长桥面铺装使用寿命，同时可以降低养护维修成本；

（2）与传统沥青混合料相比，本发明的高温动稳定度提高约80%，同时低温弯曲应变增加约60%。这种兼具高温和低温优势的材料对于温差和挠度变化均较大的桥面铺装更加突出；

（3）与环氧树脂混凝土相比，本发明柔韧性更好，更能适应桥面板的弯曲变形，可防止或减缓裂缝的出现，施工工艺更简单，养生周期更短。

桥面铺装材料所处环境和路面有很大不同，要经受更复杂的力学变形，同时气候环境也更恶劣，传统沥青混合料铺装材料经常出现疲劳开裂、坑槽、车辙等病害。本发明的改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料可以解决以上问题，从而改善行车条件，延长使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。

实施例1

每立方米本实施例的改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料中，改性聚氨酯与碎石的质量比为20：100。

实施例2

每立方米本实施例的改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料中，改性聚氨酯与碎石的质量比为25：100。

实施例3

每立方米本实施例的改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料中，改性聚氨酯与碎石的质量比为30：100。

对照实施例

本实施例为传统桥面铺装沥青混凝土，每立方米混凝土中沥青与石料的质量比为6.2:100。

对以上四个实施例，分别按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中劈裂试验、弯曲试验方法成型试件。试件养护21d后，分别测试试件的劈裂强度和弯曲应变，得到以下试验数据：

从上述试验结果可以看出：和沥青混凝土相比，改性聚氨酯混凝土的劈裂强度和弯曲应变均得到明显提高。上述三个实施例的劈裂强度分别较沥青混凝土提高了294%、322%、356%，弯曲应变分别较沥青混凝土提高了110%、130%、173%。

Claims (3)

1.一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料，其特征在于：由改性聚氨酯和碎石常温下拌和均匀组成，改性聚氨酯与碎石的质量比为20～30：100；所述改性聚氨酯为热固性聚合物材料，抗拉强度＞10MPa，70℃粘结拉拔强度＞3 MPa，断裂伸长率60%～200%，抗拉弹性模量30～100 MPa，粘度＜2000mPa·s。

2.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料，其特征在于：所述碎石最大粒径不大于10mm。

3.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯混凝土薄层铺装材料，其特征在于：所述改性聚氨酯和碎石拌和均匀后，应及时摊铺，从拌和到摊铺完成所需时间不应超过45min；施工环境温度不低于10℃，禁止在阴雨天和大风天施工。