本發(fā)明涉及道路材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：半剛性基層由于具有良好的板體性，能有效、良好地?cái)U(kuò)散荷載能力，又具有一定的抗拉、抗疲勞以及良好的水穩(wěn)定性，同時(shí)造價(jià)較低，因而在我國(guó)及世界其他地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。在水泥穩(wěn)定類(lèi)基層瀝青路面結(jié)構(gòu)中，由于基層材料是水硬性材料，在失水干燥的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生收縮，進(jìn)而產(chǎn)生收縮應(yīng)力。同時(shí)，在溫度變化過(guò)程中，會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在干縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的共同作用下，水泥砂礫基層中會(huì)產(chǎn)生裂縫。隨著溫度和濕度的變化，基層中的裂縫會(huì)擴(kuò)展或縮小。在交通荷載的作用下，會(huì)使裂縫豎向錯(cuò)動(dòng)。在溫度與交通荷載綜合作用下，會(huì)使裂縫逐漸向上層延伸，逐漸貫通整個(gè)瀝青面層，最終形成反射裂縫。有關(guān)研究表明：溫度和干燥收縮應(yīng)力引起反射裂縫的產(chǎn)生與最初的發(fā)展；荷載應(yīng)力則主要加速裂縫的發(fā)展。因此如何提升水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂性能，降低水穩(wěn)基層的干燥收縮，是道路領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。目前提升水穩(wěn)基層抗裂性能的方法有：①面層和基層加鋪抗裂土工格柵層，但其抗裂效果受中間層與面層、基層的粘結(jié)情況影響較大；②對(duì)基層進(jìn)行預(yù)制裂縫減緩反射裂縫的出現(xiàn)，但這種主動(dòng)機(jī)械式預(yù)制裂縫，難以控制裂縫大小及分布，施工受環(huán)境因素影響較大，控制不當(dāng)反而會(huì)加速后期裂縫的發(fā)生；③優(yōu)化水穩(wěn)基層混合料的組分，如降低水穩(wěn)基層的水泥用量，調(diào)整級(jí)配，加入一些抗裂性能較好的外加劑等，減少水泥用量對(duì)基層的強(qiáng)度有所影響，級(jí)配調(diào)整對(duì)抗裂性能提升效果不大，纖維增強(qiáng)抗裂技術(shù)主要用于熱拌瀝青混合料和水泥混凝土中，纖維具有強(qiáng)度高、吸附性好、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，常見(jiàn)有木質(zhì)素纖維、玄武巖礦物纖維、聚脂纖維及聚丙烯類(lèi)纖維等。將纖維應(yīng)用于脆性基體材料的改性己有很長(zhǎng)的歷史，但主要是用來(lái)解決脆性材料的抗拉性能不足的問(wèn)題，但不適用于水泥穩(wěn)定碎石混合料的因干燥或者溫度導(dǎo)致的收縮變形開(kāi)裂的情形。有鑒于上述現(xiàn)有的水泥穩(wěn)定碎石基層存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述水穩(wěn)基層干燥收縮的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料及其制備方法，從而改善水穩(wěn)基層的抗裂性能。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料，包括如下重量份的各組分：所述添加劑包括超吸水樹(shù)脂添加劑。進(jìn)一步的，所述超吸水樹(shù)脂為羧甲基纖維類(lèi)、羥乙基纖維素類(lèi)、聚丙烯酸類(lèi)、聚乙烯醇類(lèi)、聚氧乙烯類(lèi)、纖維素接枝丙烯酰胺類(lèi)、纖維素接枝丙烯酸類(lèi)、纖維素接枝丙烯腈類(lèi)中的任意一種。進(jìn)一步的，所述超吸水樹(shù)脂的粒徑大小為100～200目，吸水倍率為15～50。進(jìn)一步的，所述添加劑還包括分散劑，所述分散劑為乙烯－丙烯酸共聚物類(lèi)、硬脂酸鈣類(lèi)、脂肪族酰胺類(lèi)中的任意一種。進(jìn)一步的，所述碎石的級(jí)配為：基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料的制備方法，包括如下步驟：步驟1、按所述重量份稱(chēng)取各組分；步驟2、所述超吸水樹(shù)脂以與所述水泥預(yù)混均勻、加入所述碎石中、加入到由所述水泥與所述碎石形成的水穩(wěn)碎石混合料中的任意一種方式加入，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?；進(jìn)一步的，所述超吸水樹(shù)脂以60g/h～430g/h的速率加入所述碎石中。進(jìn)一步的，所述超吸水樹(shù)脂以70g/h～470g/h的速率加入所述水穩(wěn)碎石混合料中?；诔畼?shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料的施工方法，所述超吸水樹(shù)脂水泥穩(wěn)定碎石基層材料在施工過(guò)程中，攤鋪采用兩層連續(xù)攤鋪工藝或者分層攤鋪工藝中的任意一種，由于超吸水樹(shù)脂可釋放水分，可減少灑水養(yǎng)生次數(shù)，節(jié)約人力物力。采用上述技術(shù)方案，能夠達(dá)到以下技術(shù)效果：本發(fā)明通過(guò)加入超吸水樹(shù)脂材料，通過(guò)超吸水樹(shù)脂材料前期儲(chǔ)存水分，后期在濕度梯度、濃度滲透壓及毛細(xì)孔空隙負(fù)壓的作用下，逐漸釋放水分，供給水穩(wěn)碎石基層材料內(nèi)部水泥水化所需要的水分，促進(jìn)水穩(wěn)碎石的強(qiáng)度發(fā)展，提升力學(xué)性能。此外，水穩(wěn)碎石通過(guò)超吸水樹(shù)脂內(nèi)部補(bǔ)水解決水穩(wěn)碎石因養(yǎng)生不到位而產(chǎn)生的干燥收縮、開(kāi)裂等問(wèn)題，提升水穩(wěn)碎石的抗裂性能，從而延緩路面基層反射裂縫，提升道路耐久性。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的超吸水樹(shù)脂水穩(wěn)碎石在實(shí)際工程生產(chǎn)過(guò)程中，毋須將拌合樓改造，超吸水樹(shù)脂添加方式為提前與水泥預(yù)混均勻、加以一定的速率加入碎石傳送帶中、或者直接以一定的速率加入到水穩(wěn)碎石混合料拌缸中任意一種，制備方法簡(jiǎn)單可行，工程應(yīng)用具有可行性。另外，超吸水樹(shù)脂的加入使得水穩(wěn)碎石基層的強(qiáng)度及抗裂性能得到明顯的改善，從而進(jìn)一步提升路面耐久性，降低路面維養(yǎng)次數(shù)，降低路面因養(yǎng)護(hù)施工給公眾出行的干擾；且加入超吸水樹(shù)脂的水穩(wěn)碎石材料在實(shí)際施工過(guò)程中，可減少灑水養(yǎng)生次數(shù)，節(jié)約人力物力。總之，超吸水樹(shù)脂水穩(wěn)碎石混合料具有較好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料及其制備方法其具體實(shí)施方式、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明提供了一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料及其制備方法，包括如下重量份的各組分：添加劑包括超吸水樹(shù)脂添加劑。進(jìn)一步的，超吸水樹(shù)脂為羧甲基纖維類(lèi)、羥乙基纖維素類(lèi)、聚丙烯酸類(lèi)、聚乙烯醇類(lèi)、聚氧乙烯類(lèi)、纖維素接枝丙烯酰胺類(lèi)、纖維素接枝丙烯酸類(lèi)、纖維素接枝丙烯腈類(lèi)中的任意一種。超吸水樹(shù)脂的粒徑大小為100～200目，吸水倍率為15～50。另外為了提升超吸水樹(shù)脂在混合料內(nèi)部的分布均勻性，確保超吸水處治內(nèi)養(yǎng)生的效果，添加劑還包括分散劑，分散劑為乙烯－丙烯酸共聚物類(lèi)、硬脂酸鈣類(lèi)、脂肪族酰胺類(lèi)中的任意一種。分散劑的使用能夠使得超吸水樹(shù)脂在混合料中分布均勻，使得超吸水樹(shù)脂在后續(xù)釋放的供給水穩(wěn)碎石基層材料內(nèi)部水泥水化所需要的水分分散均勻，從而整個(gè)基層的強(qiáng)度發(fā)展均勻。進(jìn)一步的，碎石的級(jí)配為：基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料的制備方法，包括如下步驟：步驟1、按重量份稱(chēng)取各組分；步驟2、超吸水樹(shù)脂以與水泥預(yù)混均勻、加入碎石中、加入到由水泥與碎石形成的水穩(wěn)碎石混合料中的任意一種方式加入，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?，其中若采用超吸水?shù)脂加入碎石中的方式，則超吸水樹(shù)脂以60g/h～430g/h的速率加入碎石中。若采用超吸水樹(shù)脂加入到水穩(wěn)碎石混合料中，則超吸水樹(shù)脂以70g/h～470g/h的速率加入水穩(wěn)碎石混合料中，確保超吸水樹(shù)脂用量，并與混合料充分混合均勻?；诔畼?shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料的施工方法，超吸水樹(shù)脂水泥穩(wěn)定碎石基層材料在施工過(guò)程中，攤鋪采用兩層連續(xù)攤鋪工藝或者分層攤鋪工藝中的任意一種，另外由于超吸水樹(shù)脂可釋放水分，可減少灑水養(yǎng)生次數(shù)，節(jié)約人力物力。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料及其制備方法法進(jìn)行詳細(xì)的描述，但不能將它們作為本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。實(shí)施例1碎石100份、水泥4.5份，超吸水樹(shù)脂為聚丙烯酸類(lèi)，粒徑大小為200目，吸水倍率為30.5，摻量為水泥用量的1.3％，用水量為4.5份，另外碎石的級(jí)配如下表所示：表1實(shí)施例1碎石的級(jí)配表碎石粒徑/mm0～33～55～1010～1515～30用量/％2515103020按照以下步驟制備：首先按重量份稱(chēng)取以上各組分，將超吸水樹(shù)脂以與水泥預(yù)混均勻，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?。采用兩層連續(xù)攤鋪工藝進(jìn)行施工操作，由于超吸水樹(shù)脂可釋放水分，可減少灑水養(yǎng)生次數(shù)。實(shí)施例2碎石100份、水泥5.5份，超吸水樹(shù)脂為羧甲基纖維素類(lèi)，粒徑大小為150目，吸水倍率為22.1，摻量為水泥用量的0.8％，用水量為5.0份，硬脂酸鈣分散劑，摻量為水泥用量的0.05％，另外碎石的級(jí)配如下表所示：表2實(shí)施例2碎石的級(jí)配表碎石粒徑/mm0～33～55～1010～1515～30用量/％1015202530按照以下步驟制備：首先按重量份稱(chēng)取以上各組分，將超吸水樹(shù)脂以135g/h的速率加入碎石中并預(yù)混均勻，加入其它組分并充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?。采用兩層連續(xù)攤鋪工藝進(jìn)行施工操作，由于超吸水樹(shù)脂可釋放水分，可減少灑水養(yǎng)生次數(shù)。實(shí)施例3碎石100份、水泥5份，超吸水樹(shù)脂為聚乙烯類(lèi)，粒徑大小為150目，吸水倍率為19.4，摻量為水泥用量的0.5％，用水量為6份，另外碎石的級(jí)配如下表所示：表3實(shí)施例3碎石的級(jí)配表碎石粒徑/mm0～33～55～1010～1515～30用量/％235162828按照以下步驟制備：首先按重量份稱(chēng)取以上各組分，將超吸水樹(shù)脂以163g/h的速率加入水穩(wěn)碎石混合料中并預(yù)混均勻，加入其它組分并充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯伞２捎梅謱訑備伖に囘M(jìn)行施工操作，由于超吸水樹(shù)脂可釋放水分，可減少灑水養(yǎng)生次數(shù)。表4為本發(fā)明實(shí)施例1-3得到的一種基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料的對(duì)比試驗(yàn)的性能測(cè)試結(jié)果。表4基于超吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)生的水泥穩(wěn)定碎石基層材料性能通過(guò)表4對(duì)比可知，摻超吸水樹(shù)脂的水穩(wěn)碎石的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度均要高于普通水穩(wěn)碎石，平均干縮系數(shù)降低，說(shuō)明力學(xué)性能及抗裂性能性?xún)?yōu)于普通水穩(wěn)碎石混合料。本發(fā)明首次將超吸水樹(shù)脂(sap)應(yīng)用于水泥穩(wěn)定碎石基層中，擬通過(guò)超吸水樹(shù)脂前期儲(chǔ)水，后期可釋放水分供給混合料的養(yǎng)生，解決高溫季節(jié)外部灑水養(yǎng)生困難，還可通過(guò)內(nèi)部補(bǔ)水養(yǎng)生降低基層的干燥收縮，超吸水樹(shù)脂后期釋放水分后在水穩(wěn)基層內(nèi)部留下有益的微裂紋，從而提升水穩(wěn)基層的抗裂性能、力學(xué)性能。以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12