專利名稱：基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路面材料的制備方法。
背景技術(shù)：
半柔性瀝青路面材料屬于密實(shí)_骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)，其高溫穩(wěn)定性能大大優(yōu)于普通 瀝青混凝土路面，又由于其以具有一定柔性的瀝青混凝土作為骨架結(jié)構(gòu)，其低溫抗裂性能 也優(yōu)于普通水泥混凝土，同時(shí)具備瀝青路面和水泥路面的優(yōu)點(diǎn)，且屏蔽了兩者的缺點(diǎn)。這 種新型的復(fù)合路面材料能夠解決瀝青混凝土路面的車轍、水損壞以及水泥混凝土路面的斷 板、脫空和唧泥等病害。 通常所說(shuō)的半柔性路面，根據(jù)其施工工藝和材料可以分為三種類型水泥灌漿瀝 青混凝土、水泥瀝青混凝土和乳化瀝青水泥混凝土。由于水泥灌漿瀝青混凝土工藝相對(duì)簡(jiǎn) 單，因此應(yīng)用廣泛。但是從目前應(yīng)用的情況來(lái)看，該種路面結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程應(yīng)用中存在路面 容易開(kāi)裂、抗疲勞能力差等問(wèn)題。出現(xiàn)這樣的問(wèn)題的主要原因在于半柔性路面材料是一種 有機(jī)和無(wú)機(jī)相結(jié)合的復(fù)合材料。根據(jù)表面能效應(yīng)理論可知瀝青和水泥的極性相差很遠(yuǎn)，因 此難以在兩者界面形成良好的粘接和過(guò)渡層，只是在粘接的界面形成物理交聯(lián)。根據(jù)浸潤(rùn) 理論可知液體粘度越低，浸潤(rùn)時(shí)間越短，浸潤(rùn)速度越快，普通的灌漿法制備的半柔性路面材 料在形成瀝青_水泥界面的時(shí)候，瀝青處于常溫狀態(tài)，粘度很大，浸潤(rùn)時(shí)間長(zhǎng)，難以達(dá)到好 的效果。目前來(lái)說(shuō)，由于普通瀝青制備的基體瀝青混合料結(jié)構(gòu)松散，內(nèi)聚力不夠，可以用高 粘度改性瀝青來(lái)改善，但是高粘度改性瀝青粘度大，更難浸潤(rùn)，可以一定程度上改善干縮開(kāi) 裂，但是對(duì)于抗疲勞能力差的問(wèn)題始終不能很好的解決。根據(jù)復(fù)合材料界面效應(yīng)，相互交接 的界面處能量高，并且是應(yīng)力集中的地方，因此，界面是疲勞破壞和開(kāi)裂的根本原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制 備方法，該方法制備的路面材料具有抗疲勞性能和抗裂性能好的特點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合 路面材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟
1)界面改性劑的制備 ①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑溶劑催化劑穩(wěn)定劑=ioo : 18 32 : io
40 : 2 8，選取硅烷偶聯(lián)劑、溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑，備用； 所述的溶劑為下述四種之一 a)按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇85% 95%、水5% 15%，選取乙醇和水，將乙醇與水 混合，得到溶劑； b)按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇85% 95%、水5% 15%，選取乙醇和水，將乙醇與水 混合，得到醇_水溶液；醇_水溶液中加入非離子表面活性劑，非離子表面活性劑的加入量 為醇_水溶液質(zhì)量的0. 1 % ，得到溶劑；
C)乙醇； d)異丙醇； 所述的催化劑為水楊酸鑭、硬脂酸鈰或三堿硫酸鉛催化劑； 所述的穩(wěn)定劑為乙烯基類穩(wěn)定劑、丙烯?；惙€(wěn)定劑或氨基類穩(wěn)定劑； ②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為5. 5 6. 5，得到乳液；然后將 調(diào)節(jié)好的乳液在_10°C l(TC恒溫箱中靜置6h 8h，再將靜置后的裝有乳液的容器放置 在-1(TC l(TC的恒溫水浴中，接著邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在加入穩(wěn)定劑，持續(xù)低 速攪拌5 15min (所述低速攪拌為攪拌轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘)，使其充分完成水解縮合 反應(yīng)，即得界面改性劑；(注配置好的界面改性劑應(yīng)置于棕色容器中常溫保存)
2)基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備 ①基體瀝青混合料的制備按質(zhì)量比為粗集料細(xì)集料填料瀝青= ioo : o 6 : 4 8 : 2 10，選取粗集料、細(xì)集料、填料和瀝青，備用；將粗集料和細(xì)集
料在攪拌鍋中攪拌30 60s，添加瀝青再攪拌60 90s，最后加入填料拌和60 90s，其 中粗集料、細(xì)集料與填料加熱至150 19(TC，瀝青加熱溫度150 17(TC，攪拌鍋設(shè)定溫
度160 18(TC，得基體瀝青混合料；(注基體瀝青混合料的空隙率指標(biāo)空隙率24%
35%，連通空隙率18% 28% ) ②界面改性水泥砂漿的制備按照質(zhì)量比為水泥粉煤灰水砂子外加劑
界面改性劑=100 : 6 15 : 40 60 : 20 40 : 5 13 : o. 4 o. 9，選取水泥、粉
煤灰、水、砂子、外加劑和界面改性劑，外加劑為膨脹劑和減水劑，膨脹劑與減水劑質(zhì)量比為
2 3.5 : l，備用；先將水泥、粉煤灰、砂子和膨脹劑在攪拌鍋里攪拌3min 5min，添加界 面改性劑繼續(xù)攪拌3min 5min，最后添加水和減水劑攪拌3min 5min，得到界面改性水 泥砂漿；(注界面改性水泥砂漿的指標(biāo)要求流動(dòng)度10 14s， 28d抗折強(qiáng)度大于6. OMPa， 28d抗壓強(qiáng)度15 50MPa) ③界面改性灌注式半柔性路面材料的制備首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，厚 度控制10cm，溫度控制為攤鋪溫度155°C 165t:，初壓溫度120°C 13(TC，等鋪裝好的 基體瀝青混合料溫度降為4(TC后，用橡膠軟管將步驟2)的②中制得的界面改性水泥砂漿 在鋪裝好的基體瀝青混合料的上表面進(jìn)行5 8次澆灌，每次灌澆灌量為57 61g/m2，并 且每次澆灌使用橡膠路靶拖拉5 8次使其自然浸透，在灌注不暢的地方用小型振動(dòng)壓路 機(jī)(2t)進(jìn)行輔助振動(dòng)，養(yǎng)護(hù)28d，得到基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
所述的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550 ( Y -氨丙基三乙氧基硅烷)、硅烷偶聯(lián)劑 KH-56(HY-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷M或乙烯基(氯甲基)二甲基硅烷。
所述的非離子表面活性劑為脂肪酸甘油酯或聚山梨酯。 所述的乙烯基類穩(wěn)定劑為乙烯基硅橡膠；所述的丙烯?；惙€(wěn)定劑為丙烯?；?br> 硫氰酸酯；所述的氨基類穩(wěn)定劑為氨基樹(shù)脂穩(wěn)定劑(脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂)。 所述的粗集料為玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r，最大公稱粒徑16mm。 所述的細(xì)集料為玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r，最大公稱粒徑4. 75mm。所述的填料為石灰石礦粉，粒度范圍是0. 15mm的通過(guò)率大于90%，0. 075mm通過(guò)
率大于75%。 所述的瀝青為高粘改性瀝青(如武漢理工大學(xué)與湖北國(guó)創(chuàng)高新材料股份有限公司共同開(kāi)發(fā)的高粘度改性瀝青)或SBS改性瀝青(SBS為苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段共 聚物);主要性能指標(biāo)60。C絕對(duì)粘度^ 20000Pa s，粘韌性》20N m。
所述的水泥為P. 042. 5或P. 032. 5普通硅酸鹽水泥。
所述的粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
所述的砂子細(xì)度要求1. 18mm通過(guò)率90%以上。 所述的減水劑為選用萘系減水劑(萘系減水劑FDN-1)或聚羧酸減水劑KH_2。 所述的膨脹劑為UEA低堿膨脹劑、UAEA膨脹劑或CEA膨脹劑。 由于與水泥膠漿膠結(jié)的瀝青材料界面的極性大，所以其表面張力大，這樣導(dǎo)致瀝
青與水泥膠漿的膠結(jié)只是物理"串聯(lián)"，界面連接力差。采用界面改性劑，一方面將會(huì)在瀝
青表面重新形成一層極性小的過(guò)渡層，從而更有利于瀝青與水泥砂漿的潤(rùn)濕，并加強(qiáng)表面
能效應(yīng) ；另一方面將會(huì)在瀝青表面形成的過(guò)渡層含有陽(yáng)離子基團(tuán)，有利于與水泥砂漿發(fā)生
化學(xué)膠結(jié)作用，并形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)化學(xué)鍵力理論，與硅相連的3個(gè)Si-X基水解成
Si-OH的低聚硅氧烷，Si-OH又會(huì)與水泥砂漿表面的OH形成氫鍵，同時(shí)還會(huì)與水泥砂漿表面
的Si-OH發(fā)生縮合反應(yīng)，形成共價(jià)鍵結(jié)合。根據(jù)變形層及拘束層理論，即從減輕界面應(yīng)力觀
點(diǎn)解釋硅烷偶聯(lián)劑的作用，認(rèn)為多數(shù)聚合物固化時(shí)要收縮，因而在界面上將產(chǎn)生附加應(yīng)力，
當(dāng)應(yīng)力集中到一定程度時(shí)即可引起黏接鍵斷裂，使膠黏件破壞。變形層理論認(rèn)為，硅烷偶聯(lián)
劑的作用在于拉緊界面上膠黏劑的結(jié)構(gòu)，形成模量遞減的拘束層，可均勻傳遞應(yīng)力。經(jīng)過(guò)
界面改性的水泥砂漿會(huì)由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，這樣可以明顯的提高基體瀝青混合料與水
泥砂漿之間的界面連接力，那么就可以充分發(fā)揮半柔性路面材料兼具柔性材料(瀝青混凝
土)和剛性材料(水泥混凝土)的高抗車轍和抗水損害的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明選用硅烷偶聯(lián)劑、
溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑配制成界面改性劑，從而解決了單純的硅烷偶聯(lián)劑的活性不高以及
瀝青的常溫改性難的問(wèn)題。 本發(fā)明的有益效果是采用界面改性劑，將一定程度上的改善灌注式半柔性路面 材料的路用性能和力學(xué)性能，尤其是對(duì)于半柔性路面的抗疲勞性能以及抗裂性能有很大的 改善。通過(guò)摻入界面改性劑，在15t:及0.25應(yīng)力比條件下，本發(fā)明的基于界面改性灌注式 有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的疲勞達(dá)到50000次以上(而普通半柔性路面材料疲勞為17000 次 22000次)，-l(TC的抗彎拉強(qiáng)度達(dá)到10. OMPa以上(而普通半柔性路面材料抗彎拉強(qiáng) 度是5. OMPa 7. OMPa)，即本發(fā)明的路面材料抗疲勞性能和抗裂性能好。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1 : 基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，它包括如下步驟
1)界面改性劑的制備 ①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑溶劑催化劑穩(wěn)定劑=ioo : 22 : 20 : 5，選取
硅烷偶聯(lián)劑、溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑，備用； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550 ( Y -氨丙基三乙氧基硅烷)； 所述的溶劑為按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇90%、水10% ，選取乙醇和水，將乙醇與水混合，得到醇_水溶液；醇_水溶液中加入非離子表面活性劑，非離子表面活性劑的加入量 為醇-水溶液質(zhì)量的0. 1%，得到溶劑；所述的非離子表面活性劑為脂肪酸甘油酯；
所述的催化劑為水楊酸鑭； 所述的穩(wěn)定劑為乙烯基類穩(wěn)定劑(如采用乙烯基硅橡膠)； ②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為6.0，得到乳液；然后將調(diào)節(jié)好
的乳液在5t:恒溫箱中靜置7h，再將靜置后的裝有乳液的容器放置在5t:的恒溫水浴中，接 著邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在緩慢加入穩(wěn)定劑，持續(xù)低速攪拌8min (所述低速攪拌 為攪拌轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘)，使其充分完成水解縮合反應(yīng)，即得界面改性劑；(注配置 好的界面改性劑應(yīng)置于棕色容器中常溫保存)；
2)基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備 ①基體瀝青混合料的制備按質(zhì)量比為粗集料細(xì)集料填料瀝青= ioo : 2 : 5 : 5，選取粗集料、細(xì)集料、填料和瀝青，備用；將粗集料和細(xì)集料在攪拌鍋中
攪拌40s，添加瀝青再攪拌70s，最后加入填料拌和70s，其中粗集料、細(xì)集料與填料加熱至 17(TC，瀝青加熱溫度16(TC，攪拌鍋設(shè)定溫度17(TC，得基體瀝青混合料； ②界面改性水泥砂漿的制備按照質(zhì)量比為水泥粉煤灰水砂子外加劑 界面改性劑=100 : 8 : 50 : 30 : 8 : o. 6，選取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加劑和界面改 性劑，外加劑為膨脹劑和減水劑，膨脹劑與減水劑質(zhì)量比為3 : i，備用；先將水泥、粉煤灰、
砂子和膨脹劑在攪拌鍋里攪拌4min，添加界面改性劑繼續(xù)攪拌4min，最后添加水和減水劑 攪拌4min，得到界面改性水泥砂槳； ③界面改性灌注式半柔性路面材料的制備首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，厚 度控制10cm，溫度控制為攤鋪溫度16(TC，初壓溫度125t:，等鋪裝好的基體瀝青混合料溫 度降為4(TC后，用橡膠軟管將步驟2)的②中制得的界面改性水泥砂漿在鋪裝好的基體瀝 青混合料的上表面進(jìn)行5次澆灌，每次灌澆灌量為57g/m2，并且每次澆灌使用橡膠路靶拖拉 5次使其自然浸透，在灌注不暢的地方用小型振動(dòng)壓路機(jī)(2t)進(jìn)行輔助振動(dòng)，養(yǎng)護(hù)28d，得 到基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
所述的粗集料為玄武巖，最大公稱粒徑16mm。
所述的細(xì)集料為玄武巖，最大公稱粒徑4. 75mm。所述的填料為石灰石礦粉，粒度范圍是0. 15mm的通過(guò)率大于90%，0. 075mm通過(guò)
率大于75%。 所述的瀝青為高粘改性瀝青(如武漢理工大學(xué)與湖北國(guó)創(chuàng)高新材料股份有限 公司共同開(kāi)發(fā)的高粘度改性瀝青)；主要性能指標(biāo)6(TC絕對(duì)粘度^ 20000Pa s，粘韌性 > 20N m。 所述的水泥為P. 042. 5普通硅酸鹽水泥。 所述的粉煤灰為一級(jí)粉煤灰。 所述的砂子細(xì)度要求1. 18mm通過(guò)率90%以上。 所述的減水劑為選用萘系減水劑(萘系減水劑FDN-1)。 所述的膨脹劑為UEA低堿膨脹劑。 界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料性能測(cè)試 ①粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)本試驗(yàn)采用GB 1742-1979膠液粘接強(qiáng)度測(cè)定法測(cè)試了瀝青和界面改性水泥砂漿的界面粘結(jié)強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度為1. 21MPa(未加界面改性劑的粘結(jié)強(qiáng)度為 0. 31MPa)。 ②疲勞試驗(yàn)本試驗(yàn)采用控制應(yīng)力的三分點(diǎn)加載小梁試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度15°C， 試件(即本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料)的尺寸為 50mmX 50mmX 250mm，荷載為半正矢波形，加載頻率為10Hz，控制0. 25應(yīng)力比，疲勞次數(shù)為 53570次。 ③低溫彎曲試驗(yàn)本試驗(yàn)采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T 0715-1993)測(cè)試了本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的-l(TC抗彎拉 強(qiáng)度，達(dá)到10. 68MPa。
劈裂試驗(yàn)本試驗(yàn)采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T 0716-1993) 測(cè)試了本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料(或稱界面改性半柔性路面 材料)的劈裂強(qiáng)度，達(dá)到9.75kN。 ⑤車轍試驗(yàn)本試驗(yàn)采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T 0719-1993) 測(cè)試了本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的動(dòng)穩(wěn)定度，達(dá)到31500次 實(shí)施例2 : 基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，它包括如下步驟 1)界面改性劑的制備 ①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑溶劑催化劑穩(wěn)定劑=ioo : 26 : 30 : e，選取
硅烷偶聯(lián)劑、溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑，備用； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-56(HY-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅 烷)}; 所述的溶劑為按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇85%、水15% ，選取乙醇和水，將乙醇與水 混合，得到醇-水溶液；醇-水溶液中加入非離子表面活性劑，非離子表面活性劑的加入量 為醇-水溶液質(zhì)量的O. 1%，得到溶劑；所述的非離子表面活性劑為聚山梨酯(各型號(hào)的都 適用本發(fā)明)； 所述的催化劑為硬脂酸鈰；
所述的穩(wěn)定劑為脲醛樹(shù)脂； ②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為6.0，得到乳液；然后將調(diào)節(jié)好 的乳液在『C恒溫箱中靜置7h，再將靜置后的裝有乳液的容器放置在『C的恒溫水浴中，接 著邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在緩慢加入穩(wěn)定劑，持續(xù)低速攪拌10min (所述低速攪拌 為攪拌轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘)，使其充分完成水解縮合反應(yīng)，即得界面改性劑；(注配置 好的界面改性劑應(yīng)置于棕色容器中常溫保存) 2)基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備 ①基體瀝青混合料的制備按質(zhì)量比為粗集料細(xì)集料填料瀝青= ioo : 5 : 7 : s，選取粗集料、細(xì)集料、填料和瀝青，備用；將粗集料和細(xì)集料在攪拌鍋中
攪拌50s，添加瀝青再攪拌80s，最后加入填料拌和80s，其中粗集料、細(xì)集料與填料加熱至 185t:，瀝青加熱溫度17(TC，攪拌鍋設(shè)定溫度17(TC，得基體瀝青混合料； ②界面改性水泥砂漿的制備按照質(zhì)量比為水泥粉煤灰水砂子外加劑界面改性劑=100 : io : 50 : 30 : io : o.6，選取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加劑和界面
改性劑，外加劑為膨脹劑和減水劑，膨脹劑與減水劑質(zhì)量比為2.5 : 1，備用；先將水泥、粉
煤灰、砂子和膨脹劑在攪拌鍋里攪拌4min，添加界面改性劑繼續(xù)攪拌4min，最后添加水和 減水劑攪拌4min，得到界面改性水泥砂漿； ③界面改性灌注式半柔性路面材料的制備首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，厚 度控制10cm，溫度控制為攤鋪溫度16(TC，初壓溫度125t:，等鋪裝好的基體瀝青混合料溫 度降為4(TC后，用橡膠軟管將步驟2)的②中制得的界面改性水泥砂漿在鋪裝好的基體瀝 青混合料的上表面進(jìn)行6次澆灌，每次灌澆灌量為57g/m2，并且每次澆灌使用橡膠路靶拖拉 6次使其自然浸透，在灌注不暢的地方用小型振動(dòng)壓路機(jī)(2t)進(jìn)行輔助振動(dòng)，養(yǎng)護(hù)28d，得 到基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
所述的粗集料為輝綠巖巖，最大公稱粒徑16mm。
所述的細(xì)集料為輝綠巖，最大公稱粒徑4. 75mm。所述的填料為石灰石礦粉，粒度范圍是O. 15mm的通過(guò)率大于90X，0.075mm通過(guò)
率大于75%。 所述的瀝青為SBS改性瀝青(SBS為苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物)；主要
性能指標(biāo)60。C絕對(duì)粘度^ 20000Pa s，粘韌性^ 20N m。 所述的水泥為P. 032. 5普通硅酸鹽水泥。 所述的粉煤灰為二級(jí)粉煤灰。 所述的砂子細(xì)度要求1. 18mm通過(guò)率90%以上。 所述的減水劑為選用聚羧酸減水劑KH-2。 所述的膨脹劑為UAEA膨脹劑。 界面改性灌注式半柔性路面材料性能測(cè)試 ①粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)本試驗(yàn)采用GB 1742-1979膠液粘接強(qiáng)度測(cè)定法測(cè)試了瀝青和 界面改性水泥砂漿的界面粘結(jié)強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度為1. 56MPa(未加界面改性劑的粘結(jié)強(qiáng)度為 0. 31MPa) ②疲勞試驗(yàn)本試驗(yàn)采用控制應(yīng)力的三分點(diǎn)加載小梁試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度15t:，試件 (本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料)尺寸為50mmX50mmX250mm，荷 載為半正矢波形，加載頻率為10Hz，控制0. 25應(yīng)力比，疲勞次數(shù)為68360次。
③低溫彎曲試驗(yàn)本試驗(yàn)采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T 0715-1993)測(cè)試了本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的-l(TC抗彎拉 強(qiáng)度，達(dá)到11. 58MPa。
劈裂試驗(yàn)本試驗(yàn)采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T 0716-1993) 測(cè)試了本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的劈裂強(qiáng)度，達(dá)到11.86kN。
⑤車轍試驗(yàn)本試驗(yàn)采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T 0719-1993) 測(cè)試了本發(fā)明的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的動(dòng)穩(wěn)定度，達(dá)到65000次 實(shí)施例3: 基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，它包括如下步驟
1)界面改性劑的制備
①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑溶劑催化劑穩(wěn)定劑=ioo : is : io : 2，選取 硅烷偶聯(lián)劑、溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑，備用； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550 ( Y -氨丙基三乙氧基硅烷)； 所述的溶劑為按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇95%、水5% ，選取乙醇和水，將乙醇與水混
合，得到溶劑(即醇-水溶液)； 所述的催化劑為水楊酸鑭； 所述的穩(wěn)定劑為乙烯基類穩(wěn)定劑(乙烯基硅橡膠)； ②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為5. 5，得到乳液；然后將調(diào)節(jié)好 的乳液在-l(TC恒溫箱中靜置6h，再將靜置后的裝有乳液的容器放置在-l(TC的恒溫水浴 中，接著邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在緩慢加入穩(wěn)定劑，持續(xù)低速攪拌5min (所述低速 攪拌為攪拌轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘)，使其充分完成水解縮合反應(yīng)，即得界面改性劑；(注 配置好的界面改性劑應(yīng)置于棕色容器中常溫保存)；
2)基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備 ①基體瀝青混合料的制備按質(zhì)量比為粗集料填料瀝青=ioo : 4 : 2，選
取粗集料、填料和瀝青，備用；將粗集料在攪拌鍋中攪拌30s，添加瀝青再攪拌60s，最后加 入填料拌和60s，其中粗集料與填料加熱至15(TC，瀝青加熱溫度15(TC，攪拌鍋設(shè)定溫度 16(TC，得基體瀝青混合料； ②界面改性水泥砂漿的制備按照質(zhì)量比為水泥粉煤灰水砂子外加劑 界面改性劑=100 : 6 : 40 : 20 : 5 : o. 4，選取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加劑和界面改 性劑，外加劑為膨脹劑和減水劑，膨脹劑與減水劑質(zhì)量比為2 : i，備用；先將水泥、粉煤灰、
砂子和膨脹劑在攪拌鍋里攪拌3min，添加界面改性劑繼續(xù)攪拌3min，最后添加水和減水劑 攪拌3min，得到界面改性水泥砂槳； ③界面改性灌注式半柔性路面材料的制備首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，厚 度控制10cm，溫度控制為攤鋪溫度155t:，初壓溫度12(TC，等鋪裝好的基體瀝青混合料溫 度降為4(TC后，用橡膠軟管將步驟2)的②中制得的界面改性水泥砂漿在鋪裝好的基體瀝 青混合料的上表面進(jìn)行5次澆灌，每次灌澆灌量為57g/m2，并且每次澆灌使用橡膠路靶拖拉 5次使其自然浸透，在灌注不暢的地方用小型振動(dòng)壓路機(jī)(2t)進(jìn)行輔助振動(dòng)，養(yǎng)護(hù)28d，得 到基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
所述的粗集料為玄武巖，最大公稱粒徑16mm。所述的填料為石灰石礦粉，粒度范圍是O. 15mm的通過(guò)率大于90X，0.075mm通過(guò)
率大于75%。 所述的瀝青為高粘改性瀝青(如武漢理工大學(xué)與湖北國(guó)創(chuàng)高新材料股份有限 公司共同開(kāi)發(fā)的高粘度改性瀝青)；主要性能指標(biāo)6(TC絕對(duì)粘度^ 20000Pa s，粘韌性 > 20N m。 所述的水泥為P. 042. 5普通硅酸鹽水泥。
所述的粉煤灰為一級(jí)粉煤灰。
所述的砂子細(xì)度要求1. 18mm通過(guò)率90%以上。
所述的減水劑為選用萘系減水劑FDN-1。
所述的膨脹劑為UEA低堿膨脹劑。
實(shí)施例4: 基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，它包括如下步驟 1)界面改性劑的制備 ①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑溶劑催化劑穩(wěn)定劑=ioo : 32 : 40 : s，選取
硅烷偶聯(lián)劑、溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑，備用； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基(氯甲基)二甲基硅烷。
所述的溶劑為乙醇； 所述的催化劑為三堿硫酸鉛催化劑； 所述的穩(wěn)定劑為三聚氰胺樹(shù)脂； ②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為6.5，得到乳液；然后將調(diào)節(jié)好 的乳液在l(TC恒溫箱中靜置8h，再將靜置后的裝有乳液的容器放置在l(TC的恒溫水浴中， 接著邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在緩慢加入穩(wěn)定劑，持續(xù)低速攪拌15min (所述低速攪 拌為攪拌轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘)，使其充分完成水解縮合反應(yīng)，即得界面改性劑；(注配 置好的界面改性劑應(yīng)置于棕色容器中常溫保存)；
2)基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備 ①基體瀝青混合料的制備按質(zhì)量比為粗集料細(xì)集料填料瀝青= ioo : 6 : 8 : 10，選取粗集料、細(xì)集料、填料和瀝青，備用；將粗集料和細(xì)集料在攪拌鍋中
攪拌60s，添加瀝青再攪拌90s，最后加入填料拌和90s，其中粗集料、細(xì)集料與填料加熱至 19(TC，瀝青加熱溫度17(TC，攪拌鍋設(shè)定溫度18(TC，得基體瀝青混合料； ②界面改性水泥砂漿的制備按照質(zhì)量比為水泥粉煤灰水砂子外加劑 界面改性劑=100 : 15 : 60 : 40 : 13 : o.9，選取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加劑和界面
改性劑，外加劑為膨脹劑和減水劑，膨脹劑與減水劑質(zhì)量比為3.5 : 1，備用；先將水泥、粉
煤灰、砂子和膨脹劑在攪拌鍋里攪拌5min，添加界面改性劑繼續(xù)攪拌5min，最后添加水和 減水劑攪拌5min，得到界面改性水泥砂漿； ③界面改性灌注式半柔性路面材料的制備首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，厚 度控制10cm，溫度控制為攤鋪溫度165t:，初壓溫度13(TC，等鋪裝好的基體瀝青混合料溫 度降為4(TC后，用橡膠軟管將步驟2)的②中制得的界面改性水泥砂漿在鋪裝好的基體瀝 青混合料的上表面進(jìn)行8次澆灌，每次灌澆灌量為61g/m2，并且每次澆灌使用橡膠路靶拖拉 8次使其自然浸透，在灌注不暢的地方用小型振動(dòng)壓路機(jī)(2t)進(jìn)行輔助振動(dòng)，養(yǎng)護(hù)28d，得 到基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
所述的粗集料為石灰?guī)r，最大公稱粒徑16mm。
所述的細(xì)集料為石灰?guī)r，最大公稱粒徑4. 75mm。所述的填料為石灰石礦粉，粒度范圍是O. 15mm的通過(guò)率大于90X，0.075mm通過(guò)
率大于75%。 所述的瀝青為SBS改性瀝青(SBS為苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物)；主要
性能指標(biāo)60。C絕對(duì)粘度^ 20000Pa s，粘韌性^ 20N m。 所述的水泥為P. 032. 5普通硅酸鹽水泥。 所述的粉煤灰為二級(jí)粉煤灰。 所述的砂子細(xì)度要求1. 18咖通過(guò)率90%以上。
所述的減水劑為聚羧酸減水劑KH-2。
所述的膨脹劑為CEA膨脹劑。 本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一列舉實(shí)施例；本發(fā)明各原 料的上下限取值以及區(qū)間都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)界面改性劑的制備①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑∶溶劑∶催化劑∶穩(wěn)定劑＝100∶18～32∶10～40∶2～8，選取硅烷偶聯(lián)劑、溶劑、催化劑和穩(wěn)定劑，備用；所述的溶劑為下述四種之一a)按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇85％～95％、水5％～15％，選取乙醇和水，將乙醇與水混合，得到溶劑；b)按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為乙醇85％～95％、水5％～15％，選取乙醇和水，將乙醇與水混合，得到醇-水溶液；醇-水溶液中加入非離子表面活性劑，非離子表面活性劑的加入量為醇-水溶液質(zhì)量的0.1％，得到溶劑；c)乙醇；d)異丙醇；所述的催化劑為水楊酸鑭、硬脂酸鈰或三堿硫酸鉛催化劑；所述的穩(wěn)定劑為乙烯基類穩(wěn)定劑、丙烯?；惙€(wěn)定劑或氨基類穩(wěn)定劑；②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為5.5～6.5，得到乳液；然后將調(diào)節(jié)好的乳液在-10℃～10℃恒溫箱中靜置6h～8h，再將靜置后的裝有乳液的容器放置在-10℃～10℃的恒溫水浴中，接著邊攪拌邊加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在加入穩(wěn)定劑，攪拌5～15min，即得界面改性劑；2)基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備①基體瀝青混合料的制備按質(zhì)量比為粗集料∶細(xì)集料∶填料∶瀝青＝100∶0～6∶4～8∶2～10，選取粗集料、細(xì)集料、填料和瀝青，備用；將粗集料和細(xì)集料在攪拌鍋中攪拌30～60s，添加瀝青再攪拌60～90s，最后加入填料拌和60～90s，其中粗集料、細(xì)集料與填料加熱至150～190℃，瀝青加熱溫度150～170℃，攪拌鍋設(shè)定溫度160～180℃，得基體瀝青混合料；②界面改性水泥砂漿的制備按照質(zhì)量比為水泥∶粉煤灰∶水∶砂子∶外加劑∶界面改性劑＝100∶6～15∶40～60∶20～40∶5～13∶0.4～0.9，選取水泥、粉煤灰、水、砂子、外加劑和界面改性劑，外加劑為膨脹劑和減水劑，膨脹劑與減水劑質(zhì)量比為2～3.5∶1，備用；先將水泥、粉煤灰、砂子和膨脹劑在攪拌鍋里攪拌3min～5min，添加界面改性劑繼續(xù)攪拌3min～5min，最后添加水和減水劑攪拌3min～5min，得到界面改性水泥砂漿；③界面改性灌注式半柔性路面材料的制備首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，厚度控制10cm，溫度控制為攤鋪溫度155℃～165℃，初壓溫度120℃～130℃，等鋪裝好的基體瀝青混合料溫度降為40℃后，用橡膠軟管將步驟2)的②中制得的界面改性水泥砂漿在鋪裝好的基體瀝青混合料的上表面進(jìn)行5～8次澆灌，每次界面改性水泥砂漿的灌澆灌量為57～61g/m2，并且每次澆灌使用橡膠路靶拖拉5～8次，養(yǎng)護(hù)28d，得到基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-560或乙烯基(氯甲基)二甲基硅烷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的非離子表面活性劑為脂肪酸甘油酯或聚山梨酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的乙烯基類穩(wěn)定劑為乙烯基硅橡膠；所述的丙烯?；惙€(wěn)定劑為丙烯酰 基異硫氰酸酯；所述的氨基類穩(wěn)定劑為氨基樹(shù)脂穩(wěn)定劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的粗集料為玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r，最大公稱粒徑16mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的細(xì)集料為玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r，最大公稱粒徑4. 75mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的填料為石灰石礦粉，粒度范圍是O. 15咖的通過(guò)率大于90%，0. 075mm通 過(guò)率大于75%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，其特征在于所述的瀝青為高粘改性瀝青或SBS改性瀝青；主要性能指標(biāo)6(TC絕對(duì)粘度> 20000Pa s，粘韌性^ 20N m。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于界面改性灌注式有機(jī)_無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的水泥為P. 042. 5或P. 032. 5普通硅酸鹽水泥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，其特征在于所述的粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的砂子細(xì)度要求1. 18mm通過(guò)率90%以上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的減水劑為選用萘系減水劑或聚羧酸減水劑KH-2。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法， 其特征在于所述的膨脹劑為UEA低堿膨脹劑、UAEA膨脹劑或CEA膨脹劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種路面材料的制備方法。基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)界面改性劑的制備①按質(zhì)量比為硅烷偶聯(lián)劑∶溶劑∶催化劑∶穩(wěn)定劑＝100∶18～32∶10～40∶2～8，選??；②裝有溶劑的容器中加入催化劑，用醋酸調(diào)節(jié)pH為5.5～6.5，得到乳液；靜置，加入硅烷偶聯(lián)劑，最后在加入穩(wěn)定劑，攪拌，即得界面改性劑；2)基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料的制備①基體瀝青混合料的制備；②界面改性水泥砂漿的制備；③首先進(jìn)行基體瀝青混合料的攤鋪，將界面改性水泥砂漿在基體瀝青混合料的上表面進(jìn)行5～8次澆灌，養(yǎng)護(hù)28d，得到基于界面改性灌注式有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合路面材料。
文檔編號(hào)C04B28/00GK101700968SQ20091027281
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者丁慶軍, 葉家軍, 孫政, 李潛, 沈凡, 胡曙光, 黃紹龍 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)