CN107793071B - 一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料 - Google Patents

一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料 Download PDF

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Abstract

本案涉及一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其包括以下重量份的材料：集料100份；丁苯橡胶改性沥青6～12份；丙烯酸共聚乳液3～7份；脲醛树脂8～16份；胺类固化剂1～3份；复合稳定剂3～5份；邻苯二甲酸二丁酯1～5份；乙酸乙酯5～10份；水20～30份。本发明所属的超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料成本低廉，制备工艺简单，来源广泛，可广泛用于道路抗滑磨耗层的铺筑，有效提升桥面表面功能；具有优良的路用性能、力学性能及良好的耐久性，保证了其作为路面结构层使用的可能性。

Description

一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料
技术领域
本发明属于道路工程领域，涉及一种沥青混合料，尤其涉及一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料。
背景技术
近些年来，随着我国交通量及轴载的增大，以及气候条件变得越来越苛刻，我国的水泥混凝土桥面铺装层普遍出现了严重的早期损坏，极大地影响了桥面铺装层的使用寿命，造成了巨大的经济损失。桥梁作为悬空结构，其上桥面铺装层对自然因素的变化敏感，比路基路段的沥青路面更容易出现早期病害。有调查发现在炎热的夏季，钢桥面板的温度要比气温高25℃～35℃，车辙发生的可能性要高于普通路段；桥面对低温和温度的升降循环更为敏感，所以更容易出现各种形式的裂缝。
在严苛的工作环境下，桥面铺装层病害不断，如我国的武汉长江二桥建成通车时间不长，桥面铺装层就出现裂缝、混凝土剥落、钢筋外露、许多大小不等的坑洞；湖北省武黄高速公路上的桥面铺装层刚通车3年，开裂和破损的面积达到总铺装层面积的27.5％，且有的经维修后不到一年又再度破坏，几乎每年都要维修；汕头海湾大桥的钢纤维桥面铺装层使用两个月就出现了较多的裂缝，通车不到两年，需修补的面积己占行车道面积的3/4；广东省佛开高速公路，开通不到两年，全线17座桥梁竟有14座被迫返工维修。
虽然国内外在桥面铺装方面进行了不少研究，但始终未能很好的解决桥面铺装病害问题，若不能及时采用有效的预防性养护技术，将很快达到使用寿命，并面临昂贵的大、中修，因此桥面铺装养护市场急需一种桥面铺装技术及预防性养护技术，起到恢复铺装强度、延长使用寿命、提高抗滑性能的作用。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本案提供一种超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，经铺筑后，该超薄磨耗层不仅能解决预防性养护中抗滑、抗磨耗的问题，且具有良好地路用性能、力学性能及超长的耐久性。
为实现上述目的，本案通过以下技术方案实现：
一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其包括以下重量份的材料：
Figure GDA0002380241630000021
所述复合稳定剂选自氯化铵、硫酸铝、羟丙基纤维素、聚乙二醇200中的两种以上任意比例混合的混合物；
邻苯二甲酸二丁酯 1～5份；
乙酸乙酯 5～10份；
水 20～30份。
优选的是，所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其中，所述集料由如下质量份的组分组成：
特细砂 30～55wt％；
碎石集料 45～70wt％。
优选的是，所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其中，所述特细砂的粒径范围为1.18～2.36mm。
优选的是，所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其中，所述碎石集料选自玄武岩、辉绿岩、闪长岩中的一种或多种，所述碎石集料粒径范围为2.36mm～4.75mm。
优选的是，所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其中，所述脲醛树脂固含量为50％-55％。
优选的是，所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其中，所述胺类固化剂选自联苯胺、间苯二甲胺、甲基环己二胺、异佛尔酮二胺中的一种或多种。
本发明的有益效果是：
本发明所属的超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料成本低廉，制备工艺简单，来源广泛，可广泛用于水泥混凝土桥面抗滑磨耗层的铺筑，不增加桥梁自重，有效提升桥面表面功能；具有优良的路用性能、力学性能及良好的耐久性，保证了其作为路面结构层使用的可能性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例
在原水泥混凝土桥面上铺筑厚度为8～12mm的超细耐久性抗滑磨耗层，以100kg集料为例铺筑成超薄耐久性抗滑磨耗层所用的原料及其重量配比如下：
一种超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其包括以下重量份的材料：
Figure GDA0002380241630000031
集料由如下质量份的组分组成：
特细砂 30～55wt％；
矿质填料 45～80wt％。
其中，所述特细砂的粒径范围为1.18～2.36mm，所述碎石集料的粒径范围为2.36～4.75mm。本案将集料的级配做了较大改进，使其呈合理均匀分布，采用断续级配方法，使集料颗粒有规则有序排列，使内部组织均匀，产品性能稳定，综合强度高，具有良好的抗滑能力。矿质填料选自玄武岩、石灰岩、岩浆岩中的一种或多种，通过添加棱角丰富的矿质填料和与沥青结合料粘附性能良好的中性或碱性特细砂，能够保证在一定使用年限后路面仍有大料棱角外露，从而提供较为长久的抗滑磨能力。
丁苯橡胶改性沥青是现有技术，它由丁苯橡胶改性剂和水组成，基质沥青为70号重交沥青、90号重交沥青、100号普通道路沥青、10号建筑沥青或煤基沥青中的一种，优选70号重交沥青或90号重交沥青，丁苯橡胶改性剂具有高弹性、高温下不软化，低温下不发脆，可使沥青的高温和低温性能得到改善，且由于丁苯橡胶具有良好的高弹性，故使其变形后的自恢复及裂纹的自愈性得到极大的提高。丙烯酸共聚乳液能提高产品断裂延伸率以及拉伸强度与粘结强度，同时又能明显增加产品的粘稠度。
脲醛树脂是热固性树脂，脲醛树脂具有凝结快、强度高、耐化学腐蚀、耐磨性、耐久性等优点，其与胺类固化剂结合，使沥青混合料在室温环境下发生化学交联反应，形成高粘结性能的空间网状结构，从而大幅提高抗滑磨耗层的耐磨耗性能和抗滑性能，考虑到施工简便性，所述胺类固化剂选自胺类固化剂选自联苯胺、间苯二甲胺、甲基环己二胺、异佛尔酮二胺中的一种或多种，此固化剂与体系相容性好，可减小固化物的收缩体积，增加固化物的柔韧性。脲醛树脂固含量为50％-55％，可以满足丁苯橡胶改性沥青混合料的粘结力同时改变沥青混合料的粘度和流动性。邻苯二甲酸二丁酯的加入，可以使超细耐久性抗滑磨耗层的高温稳定性、黏结性和耐永久性能提高，原因在于邻苯二甲酸二丁酯促使沥青混合料由溶胶结构向凝胶结构转变，易于形成均相体系。
本案中复合稳定剂选自氯化铵、硫酸铝、羟丙基纤维素、聚乙二醇200中的两种以上任意比例混合的混合物。复合稳定剂选用无机稳定剂时，可以改善丁苯橡胶改性沥青与其他组分的相融性；选用有机稳定剂时，可以帮助调节整个体系的粘度。
下表列出一些具体的实施例和对比例：
Figure GDA0002380241630000051
下表是实施例和对比例的性能测试结果：
Figure GDA0002380241630000052
Figure GDA0002380241630000061
从上表可以看出该超细耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料具有较好的高温稳定性，同时相比其他抗滑磨耗层而言，高温性能有了很大提升，可有效提升道路高温稳定性；具有较好的低温抗裂性，远满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中水稳定性MS大于80％和TSR大于75％的耐久性的要求，相较其他抗滑磨耗层而言，低温性能提升明显；具有较好的抗滑性能，远满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中BPN系数大于55的要求，同时相较对比例中的普通路面而言，抗滑性能有了明显提升；较对比例中其他抗滑磨耗层而言，单位面积质量损失率有较明显降低，该耐久性抗滑磨耗层耐磨耗性能有明显提升。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (6)

1.一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其包括以下重量份的材料：
Figure FDA0002380241620000011
所述复合稳定剂选自氯化铵、硫酸铝、羟丙基纤维素、聚乙二醇200中的两种以上任意比例混合的混合物；
邻苯二甲酸二丁酯 1～5份；
乙酸乙酯 5～10份；
水 20～30份。
2.如权利要求1所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其特征在于，所述集料由如下质量份的组分组成：
特细砂 30～55wt％；
碎石集料 45～70wt％。
3.如权利要求2所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其特征在于，所述特细砂的粒径范围为1.18～2.36mm。
4.如权利要求2所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其特征在于，所述碎石集料选自玄武岩、辉绿岩、闪长岩中的一种或多种，所述碎石集料粒径范围为2.36mm～4.75mm。
5.如权利要求1所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其特征在于，所述脲醛树脂固含量为50％-55％。
6.如权利要求1所述的水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料，其特征在于，所述胺类固化剂选自联苯胺、间苯二甲胺、甲基环己二胺、异佛尔酮二胺中的一种或多种。
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