CN102219437B - 水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法。所述的修补材料包括用于填补缺损路面的塑刚土修补料，它包括下述重量配比的组分：石油树脂6～10、添加剂A 1.5～3.5、石料160～240、立德粉2.5～5、填充料20～30；所述的添加剂A由下述重量配比的组分组成：不饱和酯类溶剂油2～10、橡胶弹性体0.5～2.5、柴油2～10、紫外线吸收剂0～0.2。上述修补材料进一步还包括基液，基液按重量份计，包括5～11份的石油树脂和1.5～3.5份的添加剂A。本发明所述修补材料与坑洞的结合更加紧密、螯合更加完善，且色泽与原有路面相近，施工更为简单。

Description

水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路养护材料，具体涉及一种水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法。

背景技术

混凝土道路路面因各种因素造成经常出现坑洞、崩（啃）边、坑槽等破损性缺陷，若不及时修补，它将危及行车和营运安全。现有较常用的道路修补材料有快凝水泥(如公开号为CN1970491的发明专利)、改性沥青(如公开号为CN10193549的发明专利)、环氧树脂胶泥(如公开号为CN101121812和CN101230244的发明专利)等。其中，快凝水泥材料在雨天的条件下不便施工或不能施工，施工后还需要一寂时间的养护，不能及时通车；改性沥青需现场熬制或拌合，不仅污染环境且施工时间较长，此外，还存在因粘结性不强、高温条件下易流淌使周边路面遭受污染、颜色差别大的不足，修补薄层(3cm以内)更是无法进行；环氧树脂基修补材料也存在养护时间的问题，且因水泥混凝土与环氧树脂土之间在气温和受力的状态不一，随着使用时间的增长，容易脱落或者产生新的裂缝和裂隙；而且环氧树脂基修补材料多为双组份或两种组份以上配比混合后再进行施工，配比后的剩余材料，不能回收使用，造成浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种刚度适宜且对混凝土及砂石粘结力极强，又能适应道路交通应力变化与温度变化的水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

水泥混凝土道路快速修补材料，包括用于填补缺损路面的塑刚土修补料，所述塑刚土修补料包括下述重量配比的组分：

石油树脂6～10、添加剂A1.5～3.5、石料160～240、立德粉2.5～5、填充料20～30；

其中，所述的添加剂A由下述重量配比的组分组成：不饱和酯类溶剂油2～10、橡胶弹性体0.5～2.5、柴油2～10、紫外线吸收剂0～0.2；所述的橡胶弹性体为聚丁二烯、SBS热塑性丁苯橡胶、SIS热塑弹性体（苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物）或SEBS热塑性弹性体。

本发明所述修补材料中，石油树脂和高聚物橡胶体系提供的粘结，岩石提供承载、耐磨、抗滑的骨架，因而形成高聚物橡胶体系包裹岩石的体系；将其填入到一定空间的坑洞中，塑刚土修补料在外力及大气作用下，它由散状的粘性体逐渐形成为“密实体”，因而能承载、耐磨、抗滑；同时，这个“密实体”高聚物橡胶体系是不定型的胶体，可随坑洞的位移变化而变化，这样即满足了承载、耐磨、抗滑的功能要求，又满足了水泥混凝土位移、温差的变化，提高了路面的使用寿命。

上述技术方案中，

所述的填充料由下述重量配比的原料组成：玄武岩或辉绿岩或花岗岩粉(20～120目)4～6、硅酸盐水泥4～6、氯化钙(600～1000目)4～6、石英砂(20～60目)8～12。

所述的不饱和酯类溶剂油为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯。

所述的石料为玄武岩或辉绿岩或花岗岩，粒径为0.2～35mm，最好采用粗细石料连级配。

所述的石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂或C5～C9共聚型石油树脂。

所述的硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥，具体可以是325#或以上均可。

本发明所述水泥混凝土道路快速修补材料中，所述的塑刚土修补料优选包括下述重量配比的组分：

石油树脂8～10、添加剂A 2～3.5、石料180～200、立德粉2.5～4、填充料25～30；所述的添加剂A由下述重量配比的组分组成：不饱和酯类溶剂油4～8、高聚物橡胶1～2、柴油4～10、紫外线吸收剂0.05～0.2。

为进一步增强本发明所述水泥混凝土道路快速修补材料的抗裂性能，可在塑刚土修补料中加入0.2～0.6重量份的合成纤维；所述的合成纤维可以是聚酯纤维或聚丙烯腈纤维，长度以6～9mm为宜。

为了进一步提高本发明所述水泥混凝土道路快速修补材料的抗老化性能，还可在塑刚土修补料中加入0.05～0.2重量份的紫外线吸收剂；具体可以是紫外线吸收剂PG、紫外线吸收剂UV-9或紫外线吸收剂UV-531或它们中两种以上的任意组合。

本发明所述水泥混凝土道路快速修补材料的施工过程如下：

A、清理缺损路面；

B、往缺损路面填入本发明所述的塑刚土修补料，填入形状最好呈“龟壳”状，中间高四周低，之后夯实，夯实后的塑钢土中间部位仍高出路面0.5～2.5厘米，周边略高于路面或与路面持平，无需养护即可通车(由于施工时难以做到百分之百夯实，因此填入塑刚土修补料时应高出路面一定的高度，以防止车辆碾压后出现浅坑洞。)

为了提高塑刚土修补料与缺损路面之间的粘接力，本发明水泥混凝土道路快速修补材料还包括在填入塑刚土修补料之前涂刷于缺损路面上的基液，所述的基液按重量份计，包括5～11份的石油树脂和1.5～3.5份的添加剂A；

其中，所述的添加剂A由下述重量配比的组分组成：不饱和酯类溶剂油2～10、橡胶弹性体0.5～2.5、柴油2～10、紫外线吸收剂0～0.2；所述的橡胶弹性体为聚丁二烯、SBS热塑性丁苯橡胶、SIS热塑弹性体（苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物）或SEBS热塑性弹性体。

配制得到的基液直接涂刷于清理后的缺损路面上，可增强早期粘结力，刷涂时不宜过厚，一般在1mm以下，以0.2～0.5mm为宜。若配制的基液粘度较高，不易涂刷，可加入适量的不饱和酯类溶剂油稀释后再涂刷，一般不饱和酯类溶剂油的加入量为5～20重量份，其种类与同上。从基液的抗老化性能考虑，最好还包括0.05～0.2重量份的紫外线吸收剂。

本发明还提供上述水泥混凝土道路快速修补材料的制备方法，它包括以下制备塑刚土修补料的步骤：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料混合均匀，制得添加剂A；

2)按塑刚土配方称取原料，将其中的石料和填充料进行预热，备用；预热的同时取石油树脂置于反应釜中加热至110～120℃，在搅拌条件下加入添加剂A，搅拌，升温至180～200℃，加入立德粉，搅拌，继续升温至220～240℃，得物料A，备用；

3)取预热好的石料置于拌合槽中，控制槽温在210～240℃，搅拌条件下加入物料A，搅拌均匀后加入填充料，混匀，得到塑刚土修补料。

本发明所述的塑刚土修补料可以先制作好再送至施工现场，之后无需加热或搅拌，可根据需要随意取用，剩余材料可在下次修补中继续使用，不会造成材料浪费。

与现有技术相比，本发明所述水泥混凝土道路快速修补材料的塑刚土修补料在石油树脂和聚丁二烯的作用下形成粘稠的内聚力极强的石料混合体，在填入缺损路面(坑洞等)后，塑刚土修补料因受反复不断地车辆的动载冲击，进而产生一定形变，使其与坑洞的结合更加紧密、螯合更加完善，从而形使坑洞周围的混凝土与塑刚土修补料互为一体，且色泽与原有路面相近。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

(一)配方：

本实施例中的水泥混凝土道路快速修补材料只含有用于填补缺损路面的塑刚土修补料，所述塑刚土修补料的配方如下：

C5石油树脂10Kg；

添加剂A 2Kg，按重量份计由甲基丙烯酸甲酯5份、SIS热塑弹性体1.3份、柴油2份和紫外线吸收剂PG 0.2份组成；

花岗岩级配石料200Kg，按重量份计由粒径为5～10mm的花岗岩石料100份、粒径为10～20mm的花岗岩石料50份和粒径为25～35mm的花岗岩石料50份组成；

立德粉2.5Kg；

填充料20Kg，按重量份计由辉绿岩粉(80～120目)5份、普通硅酸盐水泥325#6份、氯化钙4份和石英砂12份组成。

(二)制备方法：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据填充料的配方称取原料置于搅拌机中混合均匀，即制得填充料；

3)取花岗岩级配石料和步骤2)制得的填充料分别预热至180℃，备用；在进行预热的同时取C5石油树脂置于反应釜中加热至120℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，搅拌，升温至180℃，加入立德粉，搅拌，继续升温至220℃，得物料A，备用；

3)取预热好的花岗岩级配石料置于拌合槽中，控制槽温在220℃，搅拌条件下加入物料A，搅拌均匀后加入预热好的填充料，混匀，出料，得到塑刚土修补料即为本发明所述的水泥混凝土道路快速修补材料。

(三)应用：

广西钦州至南宁高速公路是水泥混凝土路面，车辆通行量是多、重为主，道路经常出现坑洞、崩（啃）边、坑槽等破损性缺陷。沿线养护部门虽积极进行修补，但受修补材料的限制，保养时间长，人力、物力消耗大。所补材料在6个月内均出现不同程度破碎或脱落；沥青材料高温下流淌，车辆碾压后，临近50～100米路面遭到污染。

2008年4月用本实施例制得的塑刚土修补料进行修补，施工过程如下：

A、清理缺损路面并清除周边的松动层；

B、往缺损路面填入本实施例制得的塑刚土修补料，按中间高四周低(中间高出路面约2～4厘米，周边高出路面约1～2厘米)形状填入，可在填入的塑刚土修补料上再撒上一层白水泥，之后夯实，夯实后的塑钢土中间部位仍高出路面1厘米，周边与路面持平，清理周边，随即开放交通。

施工效果：经过两年多的使用，修补路面表面光滑，与原混凝土仍保持良好的粘接性，未出现起皮、剥落、开裂等现象。现已在广西大规模应用。

实施例2

(一)配方：

本实施例中的水泥混凝土道路快速修补材料包括用于填补缺损路面的塑刚土修补料和涂刷于缺损路面上的基液。

所述塑刚土修补料的配方如下：

C9石油树脂8Kg；

添加剂A 2.7Kg，按重量份计由甲基丙烯酸乙酯8份、SEBS热塑性弹性体0.5份、柴油10份和紫外线吸收剂UV-90.1份组成；

玄武岩级配石料180Kg，按重量份计由粒径为0.2～5mm的玄武岩石料40份、粒径为5～10mm的玄武岩石料60份和粒径为10～15mm的玄武岩石料80份组成；

立德粉3.5Kg；

填充料25Kg，按重量份计由辉绿岩粉(20～100目)5份、普通硅酸盐水泥325#5份、氯化钙5份和石英砂10份组成；

长度6～9mm的聚酯纤维0.4Kg；

紫外线吸收剂UV-9 0.1Kg。

所述基液的配方如下：

C9石油树脂8Kg；

添加剂A 2.7Kg，其组成与塑刚土修补料中添加剂A的组成相同；

甲基丙烯酸乙酯10Kg；

紫外线吸收剂UV-9 0.1Kg。

(二)制备方法：

1、制备塑刚土修补料：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据填充料的配方称取原料，置于搅拌机中混合均匀，即制得填充料；

3)取玄武岩级配石料和步骤2)制得的填充料分别预热至200℃，备用；在进行预热的同时取C9石油树脂置于反应釜中加热至110℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，搅拌，升温至200℃，加入立德粉，搅拌，继续升温至240℃，得物料A，备用；

3)取预热好的玄武岩级配石料置于拌合槽中，控制槽温在210℃，搅拌条件下加入物料A，搅拌均匀后加入预热好的填充料，混匀，出料，得到塑刚土修补料。

2、制备基液：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据基液配方称取C9石油树脂置于反应釜中加热至120℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，以及紫外线吸收剂，搅拌均匀，冷却至室温，再加入配比量的甲基丙烯酸乙酯，即制得基液。

(三)应用：

325国道广东省阳江市地段路窄车多、重，且气温高、雨水多。路面、桥面常坑洞、崩（啃）边、坑槽等破损性缺陷，养护处常用热拌沥青料修补，在温高、雨水多的季节里，这些修补材料大多在一月内即破损。

2006年9月用本实施例制得的塑刚土修补料进行修补，施工过程如下：

A、清理缺损路面并清除周边的松动层；

B、取本实施例制得的基液涂刷于缺损路面之上，涂刷厚度为0.5mm；

C、往缺损路面填入本实施例制得的塑刚土修补料，按中间高四周低(中间高出路面约2～4厘米，周边高出路面约1～2厘米)形状填入，之后夯实，夯实后的塑钢土中间部位仍高出路面0.5厘米，周边与路面持平，清理周边，随即开放交通。

施工效果：经过三年多的使用，修补路面表面光滑，与原混凝土仍保持良好的粘接性，未出现起皮、剥落、开裂等现象。

实施例3

(一)配方：

本实施例中的水泥混凝土道路快速修补材料包括用于填补缺损路面的塑刚土修补料和涂刷于缺损路面上的基液。

所述塑刚土修补料的配方如下：

C5石油树脂6Kg；

添加剂A 1.5Kg，按重量份计由甲基丙烯酸丁酯2份、聚丁二烯2份和柴油5份组成；

粒径为10～20mm辉绿岩石料160Kg；

立德粉4Kg；

填充料30Kg，按重量份计由辉绿岩粉(20～120目)6份、普通硅酸盐水泥325#4份、氯化钙5份和石英砂8份组成；

长度6～9mm的聚丙烯腈纤维0.6Kg；

紫外线吸收剂UV-531 0.2Kg。

所述基液的配方如下：

C9石油树脂11Kg；

添加剂A 2.5Kg，其组成与塑刚土修补料中添加剂A的组成相同。

(二)制备方法：

1、制备塑刚土修补料：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据填充料的配方称取原料，置于搅拌机中混合均匀，即制得填充料；

3)取辉绿岩石料和步骤2)制得的填充料分别预热至190℃，备用；在进行预热的同时取C5石油树脂置于反应釜中加热至115℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，搅拌，升温至190℃，加入立德粉，搅拌，继续升温至230℃，得物料A，备用；

3)取预热好的辉绿岩石料置于拌合槽中，控制槽温在240℃，搅拌条件下加入物料A，搅拌均匀后加入预热好的填充料，混匀，出料，得到塑刚土修补料。

2、制备基液：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据基液配方称取C9石油树脂置于反应釜中加热至110℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，搅拌均匀，冷却至室温，即制得基液。

实施例4

(一)配方：

本实施例中的水泥混凝土道路快速修补材料包括用于填补缺损路面的塑刚土修补料和涂刷于缺损路面上的基液。

所述塑刚土修补料的配方如下：

C5石油树脂4Kg，C9石油树脂4Kg；

添加剂A 3.5Kg，按重量份计由甲基丙烯酸甲酯8份、聚丁二烯2份和柴油10份组成；

石料240Kg，按重量份计，由粒径为2～5mm花岗岩100份和粒径为5～10mm玄武岩140份组成；

立德粉5Kg；

填充料25Kg，按重量份计由辉绿岩粉(20～120目)4份、普通硅酸盐水泥325#4份、氯化钙4份和石英砂8份组成。

所述基液的配方如下：

C5石油树脂5Kg；

添加剂A 3Kg，其组成与塑刚土修补料中添加剂A的组成相同。

(二)制备方法：

1、制备塑刚土修补料：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据填充料的配方称取原料，置于搅拌机中混合均匀，即制得填充料；

3)取辉绿岩粉和步骤2)制得的填充料分别预热至200℃，备用；在进行预热的同时取C5石油树脂置于反应釜中加热至115℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，搅拌，升温至180℃，加入立德粉，搅拌，继续升温至220℃，得物料A，备用；

3)取预热好的石料置于拌合槽中，控制槽温在240℃，搅拌条件下加入物料A，搅拌均匀后加入预热好的填充料，混匀，出料，得到塑刚土修补料。

2、制备基液：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料置于搅拌机中混合均匀，即制得添加剂A；

2)根据基液配方称取C9石油树脂置于反应釜中加热至110℃，在搅拌条件下加入步骤1)制得的添加剂A，搅拌均匀，冷却至室温，即制得基液。

Claims (10)

1.水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：它包括用于填补缺损路面的塑刚土修补料，所述塑刚土修补料包括下述重量配比的组分：

石油树脂6～10、添加剂A 1.5～3.5、石料160～240、立德粉2.5～5、填充料20～30；

所述的添加剂A由下述重量配比的组分组成：不饱和酯类溶剂油2～10、橡胶弹性体0.5～2.5、柴油2～10、紫外线吸收剂0～0.2；所述的橡胶弹性体为聚丁二烯、SBS热塑性丁苯橡胶、SIS热塑弹性体或SEBS热塑性弹性体。

2.根据权利要求1所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述的填充料由下述重量配比的原料组成：玄武岩或辉绿岩或花岗岩粉4～6、硅酸盐水泥4～6、氯化钙4～6、石英砂8～12。

3.根据权利要求1所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述的不饱和酯类溶剂油为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯。

4.根据权利要求1所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述的石料为玄武岩或辉绿岩或花岗岩，粒径为0.2～35mm。

5.根据权利要求1所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述塑刚土修补料还包括0.2～0.6重量份的合成纤维。

6.根据权利要求5所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述的合成纤维为聚酯纤维或聚丙烯腈纤维。

7.根据权利要求5所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述塑刚土修补料还包括0.05～0.2重量份的紫外线吸收剂。

8.根据权利要求1～7中任何一项所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：该水泥混凝土道路快速修补材料还包括在填入塑刚土修补料之前涂刷于缺损路面上的基液，所述的基液按重量份计，包括5～11份的石油树脂和1.5～3.5份的添加剂A。

9.根据权利要求8所述的水泥混凝土道路快速修补材料，其特征在于：所述的基液还包括5～20重量份的不饱和酯类溶剂油和/或0.05～0.2重量份的紫外线吸收剂。

10.权利要求1所述水泥混凝土道路快速修补材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备塑刚土修补料的步骤：

1)按添加剂A配方称取原料，将所称取的各原料混合均匀，制得添加剂A；

2)按塑刚土配方称取原料，将其中的石料和填充料进行预热，备用；预热的同时取石油树脂置于反应釜中加热至110～120℃，在搅拌条件下加入添加剂A，搅拌，升温至180～200℃，加入立德粉，搅拌，继续升温至220～240℃，得物料A，备用；

3)取预热好的石料置于拌合槽中，控制槽温在210～240℃，搅拌条件下加入物料A，搅拌均匀后加入填充料，混匀，得到塑刚土修补料。