澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計及施工方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法及施工方法，包括：對環(huán)氧樹脂、瀝青、橡膠粉以及環(huán)氧樹脂主劑與固化劑摻量進(jìn)行初選，進(jìn)行環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青組成優(yōu)化設(shè)計；對形成的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行彈性模量驗(yàn)證，初選不同級配，選擇油石比；判斷是否滿足要求，以貫入度最小級配作為初選級配，以預(yù)估油石比為中值，按照設(shè)定的變化，選取多種不同瀝青用量進(jìn)行試驗(yàn)；基于優(yōu)選依據(jù)，確定最佳瀝青用量；進(jìn)行低溫彎曲以及復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)，判斷是否滿足要求。本發(fā)明專利技術(shù)主要解決了鋼橋面鋪裝材料剛度和鋼橋面板整體剛度不協(xié)調(diào)、澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計以及施工工藝的技術(shù)問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計及施工方法
本專利技術(shù)涉及道路工程橋面鋪裝
，具體地，涉及一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計及施工方法。
技術(shù)介紹
鋼橋面鋪裝鋪設(shè)于橋梁鋼制面板之上，對鋼橋面起到保護(hù)作用，供車輛安全舒適行駛，主要由保護(hù)層和磨耗層以及界面功能層(防腐層、防水粘結(jié)層、粘層等)組成。其中，保護(hù)層的主要作用是與防水黏結(jié)層等一起組成防水體系，避免橋面鋪裝表面雨水滲入到鋼面板，腐蝕鋼面板，同時提供承載路面載荷的作用。這就要求保護(hù)層具有密實(shí)不透水和優(yōu)良的力學(xué)性能以及抗疲勞抗開裂等耐久性能。鋼橋面保護(hù)層一般采用澆注式瀝青混合料、環(huán)氧瀝青混合料或者改性瀝青混合料。其中，澆注式瀝青混合料常用改性瀝青分為三類：1.聚合物改性瀝青；2.聚合物改性瀝青與天然瀝青復(fù)合改性瀝青；3.道路石油瀝青與天然瀝青復(fù)合改性瀝青。為增加澆注式瀝青混合料的高溫性能，常在瀝青中摻入湖瀝青等天然瀝青。天然瀝青雖然有耐老化、高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但其常溫、低溫下的脆性限制了其在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用。與此同時，由于鋼橋面板的整體剛度和橋面鋪裝層的剛度存在差異性，在交通載荷的作用下發(fā)生的變形不協(xié)調(diào)，這就造成了鋼橋面板和鋪裝層之間的界面極易發(fā)生脫層、推移等病害。除了增加界面粘結(jié)強(qiáng)度之外，還可以通過調(diào)控鋪裝層剛度，減少其與鋼橋面板剛度的差異性來實(shí)現(xiàn)鋼橋面鋪裝材料的高耐久性。環(huán)氧樹脂是一種脆硬性的聚合物材料，其模量可達(dá)GPa水平，而普通瀝青混合料的彈性模量要低一個數(shù)量級，只有數(shù)千兆帕左右，為了使鋪裝層材料的剛度和正交異性鋼橋面板的剛度相匹配，可采用將環(huán)氧樹脂和瀝青進(jìn)行復(fù)合改性的方式來調(diào)控橋面鋪裝層的模量。另一方面，一般的環(huán)氧復(fù)合瀝青雖然具有很高的模量，優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，但是其柔韌性欠缺，在寒冷氣候條件下，極易發(fā)生脆裂破壞。而廢舊輪胎橡膠粉具有優(yōu)異的高低溫彈性性能，同時具有顯著增加瀝青粘度的作用，也就是說膠粉改性瀝青具有優(yōu)異的高黏高彈性能。鋼橋面鋪裝材料的極端服役最高溫度可達(dá)65℃～68℃,故膠粉改性瀝青可滿足鋼橋面服役性能的需求。與此同時，膠粉的摻入可以有效平衡環(huán)氧樹脂和瀝青材料之間的相分散狀態(tài)，通過組分調(diào)節(jié)和制備工藝的優(yōu)化可以形成均勻的環(huán)氧-膠粉-瀝青三元微觀相結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以顯著提升鋼橋面鋪裝材料的力學(xué)性能及耐久性。結(jié)合環(huán)氧樹脂彈性模量可調(diào)可控特性以及橡膠改性瀝青的高黏高彈特性，可以制備出模量可調(diào)可控，高低溫性能優(yōu)良，同時具有優(yōu)異疲勞性能的高耐久性鋼橋面鋪裝材料。不同于一般的澆筑式瀝青混合料和熱拌環(huán)氧瀝青混合料，本申請?zhí)岢龅沫h(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青混合料采用一種新型瀝青混合料的設(shè)計和施工工藝。在混合料設(shè)計方法方面，以澆筑式環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青混合料的目標(biāo)彈性模量為出發(fā)點(diǎn)，首先對環(huán)氧樹脂、瀝青、橡膠粉以及環(huán)氧樹脂主劑與固化劑摻量進(jìn)行初選，進(jìn)行環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青組成優(yōu)化設(shè)計，然后對其混合料的彈性模量進(jìn)行驗(yàn)證，已達(dá)到所設(shè)計澆筑式環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青混凝土的剛度和鋼橋面板的整體剛度相協(xié)調(diào)。然后對瀝青混合料馬歇爾設(shè)計方法和澆筑式瀝青混合料設(shè)計方法進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)貫入度指標(biāo)和劉埃爾流動性指標(biāo)進(jìn)行初選級配的確定，然后以70℃動穩(wěn)定度指標(biāo)和劉埃爾流動性指標(biāo)作為最佳瀝青用量的優(yōu)選依據(jù)。然后驗(yàn)證環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料的低溫彎曲以及復(fù)合梁疲勞指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求。最后選定級配和最佳瀝青用量。在施工工藝方面，根據(jù)環(huán)氧瀝青和橡膠粉改性瀝青及其混合料的物理性質(zhì)以及施工質(zhì)量要求，著重對澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料的拌和、運(yùn)輸、攤鋪及養(yǎng)生工藝進(jìn)行優(yōu)化。專利文獻(xiàn)為CN111170678A的分專利技術(shù)專利公開了一種聚氨酯為結(jié)合料的澆筑式混凝土及其制備方法。其膠結(jié)料為單一的聚氨酯材料，通過對礦料進(jìn)行篩分，對澆注式混凝土進(jìn)行級配設(shè)計；根據(jù)改進(jìn)的馬歇爾設(shè)計方法確定其膠石比；取集料碎石以及聚氨酯膠按照配合比拌和,進(jìn)行劉埃爾流動度試驗(yàn)；根據(jù)劈裂強(qiáng)度確定溫度及養(yǎng)生周期；到達(dá)步驟四確定的養(yǎng)生時間后,對試件進(jìn)行高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性測試。該技術(shù)文件的優(yōu)勢在于施工方便、冷拌冷鋪無污染，但是缺點(diǎn)在于施工過程中極易產(chǎn)生氣泡，不僅可以降低澆注式混凝土的強(qiáng)度，同時相互連通的微小孔隙增加了雨水直接接觸鋼橋面板的風(fēng)險。其次申請并未解決鋼橋面鋪裝材料剛度和鋼橋面板整體剛度不協(xié)調(diào)的問題，其混合料的耐久性未知。專利文獻(xiàn)為CN110028266A的專利技術(shù)專利提供了一種澆筑式瀝青混凝土改性劑，能夠有效的降低制備澆注式瀝青混凝土?xí)r的混合澆筑溫度和攤鋪溫度，并提高澆注式瀝青混凝土的流動性，從而降低澆注式瀝青混凝土的施工難度，該申請還提供了上述澆注式瀝青混凝土改性劑的制備方法及包含其的澆筑式瀝青混凝土。對于該申請，其主要解決一種降低澆注式瀝青混凝土的施工溫度的改性劑和制備方法及其在澆筑式瀝青混凝土中的摻量。該申請也并未解決鋼橋面鋪裝材料剛度和鋼橋面板整體剛度不協(xié)調(diào)的問題，對澆注式混凝土的設(shè)計方法和施工方法也未提及。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法及施工方法。根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，包括如下步驟：步驟S1：對環(huán)氧樹脂、瀝青、橡膠粉以及環(huán)氧樹脂主劑與固化劑摻量進(jìn)行初選，進(jìn)行環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青組成優(yōu)化設(shè)計；步驟S2：對形成的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行彈性模量驗(yàn)證，若達(dá)到驗(yàn)證條件，則進(jìn)入步驟S3，若未達(dá)到驗(yàn)證條件，則返回步驟S1；步驟S3：初選不同級配，選擇油石比；步驟S4：判斷是否滿足要求，若判斷結(jié)果為是，則進(jìn)入步驟S5，若判斷結(jié)果為否，則返回步驟S3；步驟S5：以貫入度最小級配作為初選級配，以預(yù)估油石比為中值，按照設(shè)定的變化，選取多種不同瀝青用量進(jìn)行試驗(yàn)；步驟S6：基于優(yōu)選依據(jù)，確定最佳瀝青用量；步驟S7：進(jìn)行低溫彎曲以及復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)，判斷是否滿足要求，若判斷結(jié)果為是，則選定級配及最佳瀝青用量；若判斷結(jié)果為否，則返回步驟S3。優(yōu)選地，所述步驟S2中的驗(yàn)證條件為：是否滿足目標(biāo)彈性模量的設(shè)定范圍值。優(yōu)選地，步驟S3中，選擇的級配包括粗、中、細(xì)三種級配。優(yōu)選地，步驟S4中，通過貫入度指標(biāo)和劉埃爾流動性指標(biāo)判斷是否滿足要求。優(yōu)選地，以70℃動穩(wěn)定度指標(biāo)和劉埃爾流動性指標(biāo)作為最佳瀝青用量的優(yōu)選依據(jù)。根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料施工方法，采用基于上述的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法的得到的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料，包括如下步驟：拌和步驟：礦粉加熱溫度為90-130℃，礦粉加熱的情況下，集料加熱溫度為250-280℃；礦粉不加熱的情況下，集料加熱溫度宜為280-320℃；集料經(jīng)過加熱之后過篩進(jìn)行熱料篩分，分別儲存在熱料倉，把按照生產(chǎn)配合比計量的熱料加入到拌和鍋內(nèi)拌和，拌和溫度280-320℃，干拌時間10-20s；運(yùn)輸步驟：采用具有加熱、攪拌功能的專用運(yùn)輸設(shè)備，攪拌運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)提前加熱到145℃-165℃，待混合料裝入后應(yīng)連續(xù)攪拌并升溫，保持在210℃-2本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟：/n步驟S1：對環(huán)氧樹脂、瀝青、橡膠粉以及環(huán)氧樹脂主劑與固化劑摻量進(jìn)行初選，進(jìn)行環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青組成優(yōu)化設(shè)計；/n步驟S2：對形成的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行彈性模量驗(yàn)證，若達(dá)到驗(yàn)證條件，則進(jìn)入步驟S3，若未達(dá)到驗(yàn)證條件，則返回步驟S1；/n步驟S3：初選不同級配，選擇油石比；/n步驟S4：判斷是否滿足要求，若判斷結(jié)果為是，則進(jìn)入步驟S5，若判斷結(jié)果為否，則返回步驟S3；/n步驟S5：以貫入度最小級配作為初選級配，以預(yù)估油石比為中值，按照設(shè)定的變化，選取多種不同瀝青用量進(jìn)行試驗(yàn)；/n步驟S6：基于優(yōu)選依據(jù)，確定最佳瀝青用量；/n步驟S7：進(jìn)行低溫彎曲以及復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)，判斷是否滿足要求，若判斷結(jié)果為是，則選定級配及最佳瀝青用量；若判斷結(jié)果為否，則返回步驟S3。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟S1：對環(huán)氧樹脂、瀝青、橡膠粉以及環(huán)氧樹脂主劑與固化劑摻量進(jìn)行初選，進(jìn)行環(huán)氧橡膠復(fù)合改性瀝青組成優(yōu)化設(shè)計；
步驟S2：對形成的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行彈性模量驗(yàn)證，若達(dá)到驗(yàn)證條件，則進(jìn)入步驟S3，若未達(dá)到驗(yàn)證條件，則返回步驟S1；
步驟S3：初選不同級配，選擇油石比；
步驟S4：判斷是否滿足要求，若判斷結(jié)果為是，則進(jìn)入步驟S5，若判斷結(jié)果為否，則返回步驟S3；
步驟S5：以貫入度最小級配作為初選級配，以預(yù)估油石比為中值，按照設(shè)定的變化，選取多種不同瀝青用量進(jìn)行試驗(yàn)；
步驟S6：基于優(yōu)選依據(jù)，確定最佳瀝青用量；
步驟S7：進(jìn)行低溫彎曲以及復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)，判斷是否滿足要求，若判斷結(jié)果為是，則選定級配及最佳瀝青用量；若判斷結(jié)果為否，則返回步驟S3。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟S2中的驗(yàn)證條件為：是否滿足目標(biāo)彈性模量的設(shè)定范圍值。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，其特征在于，步驟S3中，選擇的級配包括粗、中、細(xì)三種級配。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，其特征在于，步驟S4中，通過貫入度指標(biāo)和劉埃爾流動性指標(biāo)判斷是否滿足要求。


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法，其特征在于，以70℃動穩(wěn)定度指標(biāo)和劉埃爾流動性指標(biāo)作為最佳瀝青用量的優(yōu)選依據(jù)。


6.一種澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料施工方法，其特征在于，采用基于權(quán)利要求1-5所述的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料設(shè)計方法的得到的澆注式環(huán)氧橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料，包括如下步驟：
拌和步驟：礦粉加熱溫度為90-130℃，礦粉加熱的情況下，集料加熱溫度為250-280℃；礦粉不加熱的情況下，集料加熱溫度宜為280-320℃；集料經(jīng)過加熱之后過篩進(jìn)行熱料篩分，分別儲存在熱料倉，把按照生產(chǎn)配合比計量的熱料加入到拌和鍋內(nèi)拌和，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏咸明，丁愛民，顧軍華，蔣傳華，呂以偉，
申請(專利權(quán))人：江陰泰富瀝青有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32