CN110804920A - 一种水泥路面薄层快速修复结构及施工方法 - Google Patents

一种水泥路面薄层快速修复结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水泥路面薄层快速修复结构及施工方法，本发明的微表处中的防水微表结构采用复合乳液作为高分子主体，主体材料结构与原混凝土结构具有超高的粘结强度，从而使微表处的强度上升较快，在修复过程中的施工速度快，交通封闭时间短，提高了施工效率，并且本发明的微表处具有耐磨防滑面，具有良好的抗滑性能，并可长效保持，提高路面的使用年限，减少施工返修次数。

Description

一种水泥路面薄层快速修复结构及施工方法
技术领域
本发明属于现代道路养护领域，具体涉及一种水泥路面薄层快速修复结构及施工方法。
背景技术
水泥混凝土路面结构具有强度高、硬度大、稳定性高及扩散载荷能力高等特点，在我国国民经济发展中发挥着重大作用，广泛应用于高速、国道、省道、农村公路、市政道路、厂区道路等。随着交通量的日益增长，车辆大型化、重型化，以及环境中的气温、雨水和日照等种种原因，水泥混凝土路面会不可避免的出现损坏，前期大多表现为轻微的表层破坏，如麻面、起皮、起砂、网裂、骨料外露等，若得不到及时、有效的修复，将导致范围进一步扩大、病害进一步加剧，最终导致路面彻底丧失通行能力。
目前，对水泥混凝土路面麻面、起皮、起砂、网裂、骨料外漏等表层病害，工程界主要采用的修补方法有整板拆除重建法、沥青基微表处及环氧基微表处。对于路面混凝土表层破坏，整板拆除重建法费工耗时，中断交通时间长，即不科学，也不经济；色差严重、易脱落，耐久性差；环氧微表处上下层变形不同步，且易老化而导致粘结失效、起壳剥落；而普通因粘结不牢会很快起壳剥落。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种水泥路面薄层快速修复结构及施工方法，能够提高路面修复速度、且施工简易、保质时间长、绿色环保。
为了达到上述目的，一种水泥路面薄层快速修复结构包括从下至上依次设置的路面封闭层、防水微表结构和耐磨防滑面三层结构；
防水微表结构通过水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合组成；水泥基粉料、级配石英砂、复合乳液的质量比为(0.35～0.42):(0.4～0.45):(0.13～0.25)。
水泥基粉料为P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂组成，P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂的质量份数比为(0.88～0.91):(0.005～0.01):(0.002～0.008):(0.02～0.06)，纤维素的纤维细度为1500～2000目；
级配石英砂级为连续级配，其中10～30目石英砂质量分数为30％～40％，40～70目质量分数为30％～50％，70～140目质量分数为10％～40％；
复合乳液是由VAE乳液、丁苯乳液和聚丙烯酸酯乳液中的一种或多种混合。
路面封闭层为渗透型乳液与云母混合料的混合料，渗透型乳液与云母混合料的质量比为1:(0.2～0.25)。
渗透型乳液为水性环氧、硅烷乳液或丙烯酸乳液中的一种或多种混合；
云母混合料为片状云母、滑石粉和石英粉中的一种或多种混合。
耐磨防滑面通过耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂组成，耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂的质量比为1:(0.1～0.2)。
耐候型高分子罩面乳液为聚氨酯树脂、聚脲树脂和有机硅树脂中的一种或多种混合；
粗石英砂的粒径为10～30目。
一种基于水泥路面薄层快速修复结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，对破损的混凝土路面进行表层修补，对修补后的表面进行凿毛处理；
步骤二，对凿毛后的表面喷涂路面封闭层；
步骤三，路面封闭层表干后，在路面封闭层表面刮涂防水微表结构，结构厚度为2～5mm；
步骤四，防水微表结构施工完成后进行耐磨防滑面处理，完成修复。
步骤二中，路面封闭层为渗透型乳液与云母混合料的混合料。
步骤三中，防水微表结构通过水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合组成。
步骤四中，耐磨防滑面通过耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂组成。
与现有技术相比，本发明的微表处中的防水微表结构采用复合乳液作为高分子主体，主体材料结构与原混凝土结构具有超高的粘结强度，从而使微表处的强度上升较快，在修复过程中的施工速度快，交通封闭时间短，提高了施工效率，并且本发明的微表处具有耐磨防滑面，具有良好的抗滑性能，并可长效保持，提高路面的使用年限，减少施工返修次数。
本发明的修复方法通过对破损混凝土路面进行表层清理，漏出表层坚实混凝土结构体，喷涂路面封闭层，在路面封闭层上刮涂防水微表结构，防水微表结构施工完成后进行耐磨防滑面处理，最终形成具有优异的耐久性和防滑性能的路面修复层。本方法具有施工简单、交通影响较小、材料绿色环保等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
根据质量比取1:0.21的渗透型乳液与云母混合料，将渗透型乳液与云母混合料混合得到路面封闭层，渗透型乳液为水性环氧，云母混合料为片状云母；
根据质量比取0.38:0.42:0.2的水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液，将水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合，得到防水微表结构；其中，水泥基粉料包括质量比为0.88:0.005:0.002:0.02的P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂，纤维素的纤维细度为1500目。级配石英砂级为连续级配，10～30目石英砂的质量分数为30％，40～70目石英砂的质量分数为40％，70～140目石英砂的质量分数为30％。复合乳液为VAE乳液。
根据质量比取1:0.1的耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂，将耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂混合，得到耐磨防滑面。其中，耐候型高分子罩面乳液为聚氨酯树脂；粗石英砂的粒径为30目。
实施例2：
根据质量比取1:0.25的渗透型乳液与云母混合料，将渗透型乳液与云母混合料混合得到路面封闭层，渗透型乳液为硅烷乳液和丙烯酸乳液的混合，云母混合料为滑石粉和石英粉的混合；
根据质量比取0.4:0.41:0.19的水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液，将水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合，得到防水微表结构；其中，水泥基粉料包括质量比为0.91:0.01:0.008:0.06的P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂，纤维素的纤维细度为2000目。级配石英砂级为连续级配，10～30目石英砂的质量分数为30％，40～70目石英砂的质量分数为50％，70～140目石英砂的质量分数为20％。复合乳液为丁苯乳液和聚丙烯酸酯乳液的混合液。
根据质量比取1:0.12的耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂，将耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂混合，得到耐磨防滑面。其中，耐候型高分子罩面乳液为聚脲树脂和有机硅树脂的混合液；粗石英砂的粒径为30目。
实施例3：
根据质量比取1:0.2的渗透型乳液与云母混合料，将渗透型乳液与云母混合料混合得到路面封闭层，渗透型乳液为硅烷乳液，云母混合料为滑石粉；
根据质量比取0.35:0.42:0.23的水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液，将水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合，得到防水微表结构；其中，水泥基粉料包括质量比为0.90:0.008:0.005:0.04的P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂，纤维素的纤维细度为1700目。级配石英砂级为连续级配，10～30目石英砂的质量分数为40％，40～70目石英砂的质量分数为30％，70～140目石英砂的质量分数为30％。复合乳液为丁苯乳液。
根据质量比取1:0.2的耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂，将耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂混合，得到耐磨防滑面。其中，耐候型高分子罩面乳液为聚脲树脂；粗石英砂的粒径为20目。
实施例4：
根据质量比取1:0.23的渗透型乳液与云母混合料，将渗透型乳液与云母混合料混合得到路面封闭层，渗透型乳液为丙烯酸乳液，云母混合料为石英粉；
根据质量比取0.42:0.4:0.18的水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液，将水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合，得到防水微表结构；其中，水泥基粉料包括质量比为0.89:0.008:0.006:0.04的P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂，纤维素的纤维细度为1800目。级配石英砂级为连续级配，10～30目石英砂的质量分数为30％，40～70目石英砂的质量分数为30％，70～140目石英砂的质量分数为40％。复合乳液为聚丙烯酸酯乳液。
根据质量比取1:0.15的耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂，将耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂混合，得到耐磨防滑面。其中，耐候型高分子罩面乳液为聚脲树脂和有机硅树脂；粗石英砂的粒径为20目。
实施例1至实施例4的材料结构的性能指标如表1所示。
表1不同原料配比下微表处修复结构的性能指标
Figure BDA0002283619410000061
A：封闭界面层中，乳液与片状云母复合料的质量比。
B1：10～30目石英砂为30％，40～70目石英砂为40％，70～140目石英砂为30％。
B2：10～30目石英砂为30％，40～70目石英砂为50％，70～140目石英砂为20％。
B3：10～30目石英砂为40％，40～70目石英砂为30％，70～140目石英砂为30％。
B4：10～30目石英砂为30％，40～70目石英砂为30％，70～140目石英砂为40％。
抽取实施例2为典型样品，根据表1中的性能指标可以看出，采用实施例2中的薄层快速修复技术中的多层结构，最终产品的抗压强度的28d强度为30Mpa，抗折强度为11Mpa，综合力学性能较高，并且具有较高的粘接强度，保证了技术主体与原混凝土基层的粘接强度。通过90d的摩擦系数值与初始摩擦系数值的对比可以看出，本技术涉及的材料主体经过90d的路用测试后，材料摩擦系数的保持值仍远高于普通混凝土路面。
实施例5：
根据质量比取1:0.2的渗透型乳液与云母混合料，将渗透型乳液与云母混合料混合得到路面封闭层，渗透型乳液为硅烷乳液，云母混合料为滑石粉；
根据质量比取0.35:0.45:0.13的水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液，将水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合，得到防水微表结构；其中，水泥基粉料包括质量比为0.90:0.008:0.005:0.04的P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂，纤维素的纤维细度为1700目。级配石英砂级为连续级配，10～30目石英砂的质量分数为40％，40～70目石英砂的质量分数为30％，70～140目石英砂的质量分数为30％。复合乳液为丁苯乳液。
根据质量比取1:0.2的耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂，将耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂混合，得到耐磨防滑面。其中，耐候型高分子罩面乳液为聚脲树脂；粗石英砂的粒径为20目。
实施例6：
根据质量比取1:0.21的渗透型乳液与云母混合料，将渗透型乳液与云母混合料混合得到路面封闭层，渗透型乳液为水性环氧，云母混合料为片状云母；
根据质量比取0.38:0.42:0.25的水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液，将水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合，得到防水微表结构；其中，水泥基粉料包括质量比为0.88:0.005:0.002:0.02的P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂，纤维素的纤维细度为1500目。级配石英砂级为连续级配，10～30目石英砂的质量分数为30％，40～70目石英砂的质量分数为40％，70～140目石英砂的质量分数为30％。复合乳液为VAE乳液。
根据质量比取1:0.1的耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂，将耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂混合，得到耐磨防滑面。其中，耐候型高分子罩面乳液为聚氨酯树脂；粗石英砂的粒径为30目。
本发明的施工方法包括以下步骤：
1)破损混凝土路面进行表层清理；
此处的清理要求首先对混凝土版面的缺损、裂缝进行修补，修补完成之后，对混凝土表面采用凿毛机凿毛处理，采用真空吸尘或高压水枪冲洗等方法进行表面清洁。
2)喷涂路面封闭层；
路面封闭层的喷涂采用高压喷枪喷洒，通过渗透作用，可解决老旧混凝土的高空隙问题，抑制了混凝土板下层水分因毛细孔作用，可解决上层砂浆表面的气泡问题。
3)防水微表结构刮涂；
防水微表结构为本技术的核心结构层，起到界面承载、防水等耐久性综合作用，因此，界面封闭层表干后(30min)，即可进行防水微表结构的刮涂处理，此时可根据目标区域的大小进行人工刮涂作业或机械薄层摊铺处理。微表结构层的刮涂厚度可根据路面交通状况而定，山路路面轻载交通下，可采用刮涂1～2层，结构厚度为2～3mm，高速桥梁、国道等重载交通较多的路面，可采用刮涂2～4层，结构厚度为3～5mm。
4)耐磨防滑面处理；
此处的耐磨防滑面包括石英砂和复合耐磨罩面层，石英砂采用面撒方式，即防水微表层最后层施工完成20～30min时进行面撒，石英砂粒径为10～30目，此时的粗石英砂会部分嵌入未表干的防水微表结构中，形成良好的表面粗糙微结构，提高整体的路面摩擦系数。待微表处结构表干后，表面喷涂复合罩面层，喷涂2次，间隔不小于20min。整体作业完成2h后，可对修复结构进行目标切割处理以及开放交通。

Claims (10)

1.一种水泥路面薄层快速修复结构，其特征在于，包括从下至上依次设置的路面封闭层、防水微表结构和耐磨防滑面三层结构；
防水微表结构通过水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合组成；水泥基粉料、级配石英砂、复合乳液的质量比为(0.35～0.42):(0.4～0.45):(0.13～0.25)。
2.根据权利要求1所述的一种水泥路面薄层快速修复结构，其特征在于，水泥基粉料为P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂组成，P.O42.5水泥、硫铝酸盐水泥、减水剂、纤维素纤维、SP超快活性促进剂的质量份数比为(0.88～0.91):(0.005～0.01):(0.002～0.008):(0.02～0.06)，纤维素的纤维细度为1500～2000目；
级配石英砂级为连续级配，其中10～30目石英砂质量分数为30％～40％，40～70目质量分数为30％～50％，70～140目质量分数为10％～40％；
复合乳液是由VAE乳液、丁苯乳液和聚丙烯酸酯乳液中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的一种水泥路面薄层快速修复结构，其特征在于，路面封闭层为渗透型乳液与云母混合料的混合料，渗透型乳液与云母混合料的质量比为1:(0.2～0.25)。
4.根据权利要求3所述的一种水泥路面薄层快速修复结构，其特征在于，渗透型乳液为水性环氧、硅烷乳液或丙烯酸乳液中的一种或多种混合；
云母混合料为片状云母、滑石粉和石英粉中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的一种水泥路面薄层快速修复结构，其特征在于，耐磨防滑面通过耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂组成，耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂的质量比为1:(0.1～0.2)。
6.根据权利要求5所述的一种水泥路面薄层快速修复结构，其特征在于，耐候型高分子罩面乳液为聚氨酯树脂、聚脲树脂和有机硅树脂中的一种或多种混合；
粗石英砂的粒径为10～30目。
7.基于权利要求1所述的水泥路面薄层快速修复结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，对破损的混凝土路面进行表层修补，对修补后的表面进行凿毛处理；
步骤二，对凿毛后的表面喷涂路面封闭层；
步骤三，路面封闭层表干后，在路面封闭层表面刮涂防水微表结构，结构厚度为2～5mm；
步骤四，防水微表结构施工完成后进行耐磨防滑面处理，完成修复。
8.根据权利要求7所述的一种基于水泥路面薄层快速修复结构的施工方法，其特征在于，步骤二中，路面封闭层为渗透型乳液与云母混合料的混合料。
9.根据权利要求7所述的一种基于水泥路面薄层快速修复结构的施工方法，其特征在于，步骤三中，防水微表结构通过水泥基粉料、级配石英砂和复合乳液混合组成。
10.根据权利要求7所述的一种基于水泥路面薄层快速修复结构的施工方法，其特征在于，耐磨防滑面通过耐候型高分子罩面乳液与粗石英砂组成。
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