一種澆筑式冷拌鋪裝材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋面材料研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種澆筑式冷拌鋪裝材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國交通建設(shè)快速發(fā)展，橋梁作為交通樞紐中重要一環(huán)得到大規(guī)模建設(shè)，其 中正交異性鋼橋結(jié)構(gòu)因重量輕、承載能力強(qiáng)、跨徑長和施工工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)而在跨海、跨江 等大跨徑橋梁以及公路、鐵路等跨線橋梁中得到廣泛采用。鋼橋面板柔度大，加之采用橋面 直接鋪裝材料的結(jié)構(gòu)形式，在行車荷載和環(huán)境因素如溫差、風(fēng)載、洪水沖擊、地震等共同作 用下，鋪裝層受力特點(diǎn)和變形要遠(yuǎn)比公路路面、機(jī)場道面以及其他橋型結(jié)構(gòu)鋪裝層復(fù)雜多 變。特別是在我國重載、大流量交通特點(diǎn)日趨突顯，鋼橋面局部變形更大，且在各加勁肋與 鋼板焊接處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，局部應(yīng)變較大，導(dǎo)致鋪裝層材料長期受到彎拉破壞和 層間剪切破壞作用。另外，鋼橋面板溫差大、防水防銹及層間粘結(jié)強(qiáng)度要求高，這些均決定 了對橋面鋪裝材料性能要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般路面鋪筑材料。
[0003] 目前應(yīng)用于正交異性鋼橋面鋪裝材料主要有澆筑式瀝青混合料、瀝青瑪蹄脂混合 料和環(huán)氧樹脂瀝青混合料。受鋼橋面受力與變形特點(diǎn)影響，三種材料鋪裝的橋面層極易在 短期內(nèi)出現(xiàn)車轍、推移等病害，特別是在我國中南地區(qū)，由于夏季高溫多雨潮濕天氣持續(xù)時 間長，橋面更易出現(xiàn)病害，短期內(nèi)不得不進(jìn)行二次修復(fù)且修復(fù)難度極大。另外，澆筑式瀝青 混合料需要在高溫條件下施工，溫度達(dá)240°c以上，對橋梁結(jié)構(gòu)影響較大，施工需專用設(shè)備， 施工工藝繁雜，耐高溫性能差，易形成車轍、裂縫、推移等病害；瀝青瑪蹄脂混合料整體性和 抗裂性、防水性能不如澆筑式瀝青混合料且亦需高溫鋪裝；環(huán)氧樹脂瀝青混合料配制工藝 復(fù)雜，對施工環(huán)境、時間和溫度要求十分嚴(yán)格，施工難度大，養(yǎng)護(hù)時間長，可達(dá)30天以上，后 期修復(fù)難度大，環(huán)氧瀝青制備關(guān)鍵技術(shù)多被國處控制，價格高，鋪裝成本高。
[0004] 可見，目前鋪裝材料仍然無法有效突破層間粘結(jié)失效導(dǎo)致推移變形和面層反復(fù)疲 勞破壞導(dǎo)致開裂等技術(shù)瓶頸，不能適應(yīng)正交異性鋼橋面復(fù)雜的受力特點(diǎn)。因此，鑒于鋼橋梁 應(yīng)用廣泛性、受力復(fù)雜性及橋面鋪裝材料重要性，開發(fā)高溫穩(wěn)定性、隨同性、抗剪切破壞、抗 水損害等性能優(yōu)良的材料十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，提供一種澆筑式冷拌鋪裝材料，該材料能 夠有效避免橋面鋪裝層容易出現(xiàn)推移、開裂等問題，適應(yīng)正交異性鋼橋面復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力 特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種澆筑式冷拌鋪裝材料，該鋪裝材料包括乳化瀝青、偶聯(lián)劑、干料和水，所述的 干料包括粗集料、細(xì)集料、水泥、纖維、橡膠粉、減水劑、膨脹劑、破乳劑和速凝劑；
[0008] 所述的乳化瀝青與干料質(zhì)量比為15~25 :100,偶聯(lián)劑與干料質(zhì)量比為0. 05~ 0. 1 :100,水與干料的質(zhì)量比為6~10:100,所述干料中各組分的配比為：粗集料50~55 份，細(xì)集料30~45份，水泥14~25份，纖維0? 1~0? 5份，橡膠粉0? 5~1份，減水劑 0? 01~0? 05,膨脹劑0? 2~0? 6份，破乳劑0? 05~0? 2份，速凝劑0? 2~0? 4份。
[0009] 具體的，所述的偶聯(lián)劑為復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑，復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑包括Y_氨丙基三乙 氧基硅烷和y-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，y-氨丙基三乙氧基硅烷和y-氨乙基氨丙 基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為2 :1，所述的纖維為聚丙烯纖維。
[0010] 更具體的，所述的粗集料為石灰?guī)r碎石，所述的石灰?guī)r碎石的壓碎值為10%~ 20%，石灰?guī)r碎石的洛杉磯磨耗率為20 %~25%。
[0011] 還有，所述的細(xì)集料為細(xì)度模數(shù)范圍在2. 3~3. 0的河砂。
[0012] 另外，所述的乳化瀝青為陰離子乳化瀝青，所述的水泥為復(fù)合快硬硫鋁酸鹽水泥， 所述的橡膠粉為45~70目細(xì)度的以汽車廢輪胎胎面橡膠為原料生產(chǎn)的A級硫化橡膠粉， 所述的減水劑為萘系RY型減水劑，所述的膨脹劑為HEA膨脹劑，所述的破乳劑為AR型破乳 劑，所述的速凝劑為有機(jī)物類速凝劑。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] (1)通過偶聯(lián)劑在漿體外圍形成第一梯度結(jié)構(gòu)聯(lián)接層；纖維、偶聯(lián)劑把漿體內(nèi)碎 片化的空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聯(lián)接成一體形成第二梯度結(jié)構(gòu)聯(lián)接層，第一、二梯度結(jié)構(gòu)聯(lián)接層 使?jié){體以整體結(jié)構(gòu)與周圍集料牢固的粘結(jié)起來，形成直接承受外部荷載作用的第三梯度整 體結(jié)構(gòu)層，三梯度結(jié)構(gòu)層充分發(fā)揮原材料各自優(yōu)勢，最終使水泥乳化瀝青鋪裝材料整體上 表現(xiàn)出更為優(yōu)異的性能，同時解決由于水泥加入導(dǎo)致混合料極限變形能力差、乳化瀝青摻 入降低混合料強(qiáng)度兩個近乎不可調(diào)和的問題，獲得強(qiáng)度高、高溫穩(wěn)定性好和極限變形能力 強(qiáng)的新型鋪裝材料；
[0015] (2)本發(fā)明在材料中加入一定量的復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑和聚丙烯纖維。復(fù)合硅烷偶聯(lián) 劑可在材料中發(fā)揮"偶聯(lián)"作用，它可將漿體內(nèi)的水化產(chǎn)物和瀝青顆粒相聯(lián)接，提高聚丙烯 纖維與空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合力，解決漿體內(nèi)形成的空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)碎片化問題，并 能將集料與漿體相聯(lián)接；聚丙烯纖維則在碎片化的空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間發(fā)揮"橋接"作 用，通過聚丙烯纖維自身物理纏繞作用，將碎片化的空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互聯(lián)接，加之復(fù)合 硅烷偶聯(lián)劑的強(qiáng)化作用，使空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)接更為牢固；
[0016] (3)本發(fā)明的鋪裝材料采用單層結(jié)構(gòu)層一次澆筑成型，鋪裝材料與橋面的粘結(jié)性 好，變形隨同性優(yōu)異，抗剪切破壞能力、抗水損害能力強(qiáng)，厚度可控制在6~8cm，鋪裝層整 體受力，避免雙層結(jié)構(gòu)層與層之間發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等病害，耐久性良好；可在 常溫條件下采用一次澆筑成型方式鋪裝該材料，施工工藝簡單，工期短，2小時后即可開放 交通；成本低，受環(huán)境因素影響小，不污染環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明基于各種原材料優(yōu)點(diǎn)、材料間相容性、材料優(yōu)勢性能發(fā)揮最大化和對鋼橋 面結(jié)構(gòu)適應(yīng)性等因素的考慮，優(yōu)化原材料的種類和配比，創(chuàng)造性設(shè)計(jì)出具有梯度結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 的水泥乳化瀝青鋪裝材料，材料的整體性能得到大幅改善；水泥乳化瀝青鋪裝材料中乳化 瀝青提供水泥水化反應(yīng)所需水分，而水泥水化反應(yīng)又促進(jìn)乳化瀝青的破乳，水泥不斷水化 反應(yīng)生成水化產(chǎn)物，乳化瀝青逐漸破乳釋放出瀝青顆粒，同時瀝青顆粒裹挾著水化產(chǎn)物逐 漸聚攏成膜，最終形成空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并填充于集料空隙中，此種結(jié)構(gòu)能夠提高材料的 韌性，但也存在著空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)碎片化的問題，所形成的空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)零散分布 在材料中，不能完全聯(lián)接成一整體，無法形成整體受力結(jié)構(gòu)以大幅