一種澆筑式冷拌鋪裝材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋面材料研發(fā)技術領域，具體涉及一種澆筑式冷拌鋪裝材料。
【背景技術】
[0002] 隨著我國交通建設快速發(fā)展，橋梁作為交通樞紐中重要一環(huán)得到大規(guī)模建設，其 中正交異性鋼橋結構因重量輕、承載能力強、跨徑長和施工工藝簡單等優(yōu)點而在跨海、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 直接鋪裝材料的結構形式，在行車荷載和環(huán)境因素如溫差、風載、洪水沖擊、地震等共同作 用下，鋪裝層受力特點和變形要遠比公路路面、機場道面以及其他橋型結構鋪裝層復雜多 變。特別是在我國重載、大流量交通特點日趨突顯，鋼橋面局部變形更大，且在各加勁肋與 鋼板焊接處容易產生應力集中現(xiàn)象，局部應變較大，導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強度要求高，這些均決定 了對橋面鋪裝材料性能要求遠遠高于一般路面鋪筑材料。
[0003] 目前應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影響，三種材料鋪裝的橋面層極易在 短期內出現(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，短期內不得不進行二次修復且修復難度極大。另外，澆筑式瀝青 混合料需要在高溫條件下施工，溫度達240°c以上，對橋梁結構影響較大，施工需專用設備， 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 復雜，對施工環(huán)境、時間和溫度要求十分嚴格，施工難度大，養(yǎng)護時間長，可達30天以上，后 期修復難度大，環(huán)氧瀝青制備關鍵技術多被國處控制，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失效導致推移變形和面層反復疲 勞破壞導致開裂等技術瓶頸，不能適應正交異性鋼橋面復雜的受力特點。因此，鑒于鋼橋梁 應用廣泛性、受力復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)明內容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術瓶頸，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，適應正交異性鋼橋面復雜的結構受力 特點。
[0006] 本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(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量比為15~25 :100,偶聯(lián)劑與干料質量比為0. 05~ 0. 1 :100,水與干料的質量比為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)劑為復合硅烷偶聯(lián)劑，復合硅烷偶聯(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，所述的細集料為細度模數(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，所述的水泥為復合快硬硫鋁酸鹽水泥， 所述的橡膠粉為45~70目細度的以汽車廢輪胎胎面橡膠為原料生產的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物類速凝劑。
[0013] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0014] (1)通過偶聯(lián)劑在漿體外圍形成第一梯度結構聯(lián)接層；纖維、偶聯(lián)劑把漿體內碎 片化的空間互穿網(wǎng)絡結構聯(lián)接成一體形成第二梯度結構聯(lián)接層，第一、二梯度結構聯(lián)接層 使?jié){體以整體結構與周圍集料牢固的粘結起來，形成直接承受外部荷載作用的第三梯度整 體結構層，三梯度結構層充分發(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致混合料極限變形能力差、乳化瀝青摻 入降低混合料強度兩個近乎不可調和的問題，獲得強度高、高溫穩(wěn)定性好和極限變形能力 強的新型鋪裝材料；
[0015] (2)本發(fā)明在材料中加入一定量的復合硅烷偶聯(lián)劑和聚丙烯纖維。復合硅烷偶聯(lián) 劑可在材料中發(fā)揮"偶聯(lián)"作用，它可將漿體內的水化產物和瀝青顆粒相聯(lián)接，提高聚丙烯 纖維與空間互穿網(wǎng)絡結構的結合力，解決漿體內形成的空間互穿網(wǎng)絡結構碎片化問題，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)絡結構之間發(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)絡結構相互聯(lián)接，加之復合 硅烷偶聯(lián)劑的強化作用，使空間互穿網(wǎng)絡結構之間的聯(lián)接更為牢固；
[0016] (3)本發(fā)明的鋪裝材料采用單層結構層一次澆筑成型，鋪裝材料與橋面的粘結性 好，變形隨同性優(yōu)異，抗剪切破壞能力、抗水損害能力強，厚度可控制在6~8cm，鋪裝層整 體受力，避免雙層結構層與層之間發(fā)生剪切破壞，產生推移、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。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明基于各種原材料優(yōu)點、材料間相容性、材料優(yōu)勢性能發(fā)揮最大化和對鋼橋 面結構適應性等因素的考慮，優(yōu)化原材料的種類和配比，創(chuàng)造性設計出具有梯度結構特點 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所需水分，而水泥水化反應又促進乳化瀝青的破乳，水泥不斷水化 反應生成水化產物，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物逐 漸聚攏成膜，最終形成空間互穿網(wǎng)絡結構并填充于集料空隙中，此種結構能夠提高材料的 韌性，但也存在著空間互穿網(wǎng)絡結構碎片化的問題，所形成的空間互穿網(wǎng)絡結構零散分布 在材料中，不能完全聯(lián)接成一整體，無法形成整體受力結構以大幅