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CN105672102A - 一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料及其使用方法 - Google Patents

一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料及其使用方法 Download PDF

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CN105672102A CN201610060195.8A CN201610060195A CN105672102A CN 105672102 A CN105672102 A CN 105672102A CN 201610060195 A CN201610060195 A CN 201610060195A CN 105672102 A CN105672102 A CN 105672102A
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ultra
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熊锐
王璐
陈华鑫
关博文
杨发
杨晓凯
刘子铭
王小雯
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Changan University
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Abstract

本发明属于功能性路面技术领域，公开了一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料及其使用方法。该旧路用超薄抗滑磨耗层材料包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂0.8～2.5L/m2，高耐磨石料5.0～16.0k其/m2。用于旧路面的修复的使用方法如下：首先对旧路基面进行清理，再在旧路基面依次均匀地涂布环氧树脂粘结剂、撒布高耐磨石料，从而构筑磨耗层，最后待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的石屑。使用本发明的技术不仅可以快速恢复旧路路表功能，显著提高路面的抗滑耐磨性能，大大减少道路交通事故，保证行车安全，并且有助于延长路面使用寿命，提高交通运输效益，具有显著的社会经济效益。

Description

一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料及其使用方法
技术领域
本发明属于功能性路面技术领域，特别涉及一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料及其使用方法。
背景技术
现阶段，道路行车安全问题已被社会各界广为关注。增强路面抗滑性能，降低交通事故发生率，提高行车安全性，已成为道路路面铺装亟需解决的问题。尤其是对于某些交通事故多发地段，如隧道(包括隧道出入口)、道路交叉口、桥面、长大纵坡、陡坡、弯道和匝道、停车场、红绿灯及收费站等路面，则必须要求路面具有良好的抗滑性能，确保行车安全。在这些路段的道路表面铺筑一层超薄抗滑磨耗层无疑能显著提高行车安全系数。
为此，国内外许多科技工作者对此开展大量研究工作。目前常见的磨耗层主要分为路表拉槽刻痕、各类减速带和普通环氧抗滑磨耗层三大类。
对于拉槽刻痕，随着时间的推移，其抗滑能力下降很快，且恢复其抗滑能力比较困难。对于各类减速带，尽管有效预防了交通事故的发生，却给驾乘人员带来不舒适的感觉。对于普通环氧抗滑磨耗层，虽在一定程度上弥补了常用减速带造成的行车颠簸感，很大程度上提高了行车舒适性，亦提高了行车安全系数，但所选耐磨石料多采用花岗岩或玄武岩，这两种石材的莫氏硬度和磨光值变化范围较大，抗磨耐久性较差。
发明内容
针对现有技术中存在的常用减速带造成行车舒适性差，而普通抗滑磨耗层碎石材料抗磨耐久性不佳的问题，本发明的目的在于提供一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料及其制备方法。使用本发明的超薄抗滑磨耗层材料可以显著提高路面的抗滑耐磨性能，大大减少道路交通事故，保证行车安全；亦有助于延长路面使用寿命，提高交通运输效益。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂0.8～2.5L/m2，高耐磨石料5.0～16.0kg/m2。
优选地，所述环氧树脂粘结剂由A组份和B组份组成；其中，A组份包括以下重量份的原料组分：环氧树脂60～70份、增韧剂30～40份，B组份包括以下重量份的原料组分：环氧固化剂90～100份、促进剂6～8份、硅烷偶联剂0.2～1份、无机离子交换剂0.5～3份、触变剂1～4份、消泡剂0.1～0.4份。
优选地，所述环氧树脂为液体双酚A型环氧树脂。
优选地，所述增韧剂为端羟基聚丁二烯液体橡胶增韧剂。
优选地，所述固化剂为混合胺环氧固化剂。
进一步优选地，所述固化剂为T-31A或T-31B。
优选地，所述促进剂为叔胺类促进剂。
进一步优选地，所述促进剂为K-54或DMP-30。
优选地，所述无机离子交换剂为IXE-600。
优选地，所述触变剂为有机膨润土触变剂。
优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷消泡剂。
优选地，所述环氧树脂粘结剂的性能指标为：拉伸强度(7d)是20.5-45.5MPa(测试方法ASTMD638)、延伸率(7d)是35～55％(测试方法ASTMD638)、粘度是1.0～2.5Pa·s(测试方法ASTMD2393)、凝胶时间＞15min(测试方法ASTMC881)、固化时间＜3.5h(测试方法ASTMC881)、粘结强度≥1.7MPa(测试方法ASTMC638)、压缩强度(3h)≥6.9MPa(测试方法ASTMC1583)、压缩强度(24h)≥34.5MPa(测试方法ASTMC579)。
优选地，所述高耐磨石料为干燥洁净的煅烧燧石屑，其化学成分为SiO2，莫氏硬度≥8.0。
优选地，所述煅烧燧石屑的级配为：控制4.75mm筛孔的通过率为100％，控制2.36mm筛孔的通过率为50～70％，控制1.18mm筛孔的通过率为0～15％，控制0.6mm筛孔的通过率为0～3％。
优选地，所述高耐磨石料的物理力学指标为：毛体积密度≥2.6g/cm3(测试方法AASHTOT84)、含水量≤0.3％(测试方法AASHTOT255)、吸水率≤1.5％(测试方法AASHTOT84)、坚固性≤15％(测试方法AASHTOT104)、细集料棱角性≥46％(测试方法AASHTOT304)、洛杉矶磨耗损失≤14％(测试方法AASHTOT96)、磨光值PSV(9.5-12.5mm)≥45(测试方法AASHTOT279)、磨光值PSV(6.3-9.5mm)≥55(测试方法AASHTOT279)。
(二)一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，清理旧路基面：除去旧路基面的浮浆、油污和松散物，保持旧路基面坚实、洁净和干燥；
步骤(2)，拌和环氧树脂粘结剂：将A组分和B组分按照体积比1∶2～2∶1进行混合，搅拌速率为30r/min，直至搅拌均匀；
步骤(3)，构筑磨耗层：首先在步骤(1)中已清理的旧路基面上直接均匀地涂布环氧树脂粘结剂；然后在环氧树脂粘结剂表面均匀地撒布高耐磨石料，构筑成磨耗层，磨耗层的厚度为4～10mm；
步骤(4)，固化及回收石料：待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的煅烧燧石屑。
优选地，步骤(2)中，所述A组份与所述B组分的体积比为1∶1。
优选地，步骤(3)中，所述高耐磨石料的撒布通过人工撒布或输料管喷撒的方式进行。
优选地，步骤(3)中，所述磨耗层是单层时，环氧树脂粘结剂的用量为1.0～1.6L/m2，高耐磨石料的用量为6.0～10.0kg/m2。
优选地，步骤(3)中，所述磨耗层是双层时，第一层磨耗层，即下层磨耗层的环氧树脂粘结剂的用量为0.8～1.5L/m2，高耐磨石料的用量为5.0～7.0kg/m2，第二层磨耗层，即上层磨耗层的环氧树脂粘结剂的用量为1.4～1.8L/m2，高耐磨石料的用量为7.0～10.0kg/m2。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
大量研究表明路面纹理的主要构成者为集料，其抗磨耐滑性能对路面的抗滑性能有着直接影响，本发明采用具有优质耐磨抗滑性能的煅烧燧石屑作为集料，煅烧燧石屑的莫氏硬度和磨光值均高于常规的耐磨石料花岗岩或玄武岩。另外，本发明的环氧树脂粘结剂具有低温柔韧性和耐久性。因此，使用本发明的技术不仅可以快速恢复旧路路表功能，显著提高路面的抗滑耐磨性能，大大减少道路交通事故，保证行车安全；并且有助于延长路面使用寿命，提高交通运输效益，具有显著的社会经济效益。
具体实施方式
本实施例是提供申请人定型和进一步推广的最佳实施例，用于对本发明做进一步详细说明，但是并不作为限制本发明的保护范围。
实施例1
旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂1.0L/m2，煅烧燧石屑10.0kg/m2。其中，环氧树脂粘结剂由A组份和B组份组成，A组份包括液体双酚A型环氧树脂60份、端羟基聚丁二烯液体橡胶增韧剂40份，B组份包括混合胺环氧固化剂T-31A90份、叔胺类促进剂K-546份、硅烷偶联剂KH5701份、无机离子交换剂IXE-6000.8份、有机膨润土触变剂2份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.2份，环氧树脂粘结剂的技术性能如表1所示；煅烧燧石屑的化学成分为SiO2，莫氏硬度≥8.0，其物理力学性能指标如表2所示，级配如表3所示。
表1环氧树脂粘结剂的技术性能
表2煅烧燧石物理力学指标要求
表3煅烧燧石级配
将上述超薄抗滑磨耗层材料用于旧路面的修复，其使用方法包括以下步骤：
步骤(1)，清理旧路面：除去旧路表面的浮浆、油污和松散物，保持旧路基面坚实、洁净和干燥；
步骤(2)，拌和环氧树脂粘结剂：将环氧树脂粘合剂的A组分与B组分按照体积比1∶1进行混合，搅拌速率为30r/min，直至搅拌均匀；
步骤(3)，构筑单层磨耗层：首先在步骤(1)中已清理的旧路基面上直接涂布上述环氧树脂粘结剂，确保涂布均匀；然后在环氧树脂粘结剂的上面通过输料管喷撒的方式均匀撒布高耐磨石料；其中，环氧树脂粘结剂的用量为1.0L/m2，高耐磨石料的用量为10.0kg/m2；由此构筑的磨耗层厚度为6mm；
步骤(4)，固化及回收石料：待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的石屑。
与原路面相比，本实施例修复后路面的抗滑摆值提高了11BPN。
实施例2
旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂1.8L/m2，煅烧燧石屑8.0kg/m2。其中，环氧树脂粘结剂由A组份和B组份组成，A组份包括液体双酚A型环氧树脂70份、端羟基聚丁二烯液体橡胶增韧剂30份，B组份包括混合胺环氧固化剂T-31B90份、叔胺类促进剂K-546份、硅烷偶联剂KH5601份、无机离子交换剂IXE-6000.8份、有机膨润土触变剂2份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.2份，其技术性能如表4所示；煅烧燧石屑的化学成分为SiO2，莫氏硬度≥8.0，其物理力学性能指标如表5所示，级配如表6所示。
表4环氧树脂粘结剂的技术性能
表5煅烧燧石物理力学指标要求
表6煅烧燧石级配
筛孔尺寸/mm 通过筛孔百分率/％
4.75 100
2.36 50～70
1.18 0～15
0.6 0～3
将上述超薄抗滑磨耗层材料用于旧路面的修复，其使用方法包括以下步骤：
步骤(1)，清理旧路面：除去旧路表面的浮浆、油污和松散物，保持旧路基面坚实、洁净和干燥；
步骤(2)，拌和环氧树脂粘结剂：将环氧树脂粘合剂的A组分与B组分按照体积比1∶1进行混合，搅拌速率为30r/min，直至搅拌均匀；
步骤(3)，构筑单层磨耗层：首先在已清理的旧路基面上直接涂布上述环氧树脂粘结剂，确保涂布均匀；然后在环氧树脂粘结剂的上面通过人工撒布的方式均匀撒布高耐磨石料；其中，环氧树脂粘结剂的用量为1.8L/m2，高耐磨石料的用量为8.0kg/m2；由此构筑的磨耗层厚度为5mm；
步骤(4)，固化及回收石料：待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的石屑。
与原路面相比，本实施例修复后路面的抗滑摆值提高了10BPN。
实施例3
旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂2.6L/m2，煅烧燧石屑17.0kg/m2。其中，环氧树脂粘结剂由A组份和B组份组成，A组份包括液体双酚A型环氧树脂60份、端羟基聚丁二烯液体橡胶增韧剂40份，B组份包括混合胺环氧固化剂T-31B90份、叔胺类促进剂K-548份、硅烷偶联剂KH5700.3份、无机离子交换剂IXE-6000.5份、有机膨润土触变剂1份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.2份，其技术性能如表7所示；煅烧燧石屑的化学成分为SiO2，莫氏硬度≥8.0，其物理力学性能指标如表8所示，级配如表9所示。
表7环氧树脂粘结剂的技术性能
表8煅烧燧石物理力学指标要求
表9煅烧燧石级配
筛孔尺寸/mm 通过筛孔百分率/％
4.75 100
2.36 50～70
1.18 0～15
0.6 0～3
将上述超薄抗滑磨耗层材料用于旧路面的修复，其使用方法包括以下步骤：
步骤(1)，清理旧路面：除去旧路表面的浮浆、油污和松散物，保持旧路基面坚实、洁净和干燥；
步骤(2)，拌和环氧树脂粘结剂：将环氧树脂粘合剂的A组分与B组分按照体积比1∶1进行混合，搅拌速率为30r/min，直至搅拌均匀；
步骤(3)，双层磨耗层的构筑：首先在已清理的旧路基面上直接涂布上述环氧树脂粘结剂，确保涂布均匀；然后在环氧树脂粘结剂的上面通过输料管喷撒的方式均匀撒布高耐磨石料，构成第一层磨耗层，即下层磨耗层；再在下层磨耗层上面按照上述方法依次进行环氧树脂粘结剂的涂布及高耐磨石料的撒布，由此构成第二层磨耗层，即上层磨耗层；
其中，下层磨耗层的环氧树脂粘结剂用量为0.8L/m2；高耐磨石料用量为7.0kg/m2，上层磨耗层的环氧树脂粘结剂用量为1.8L/m2；高耐磨石料用量为10.0kg/m2；由此构筑的磨耗层厚度为8mm；
步骤(4)，固化及回收石料：待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的石屑。
与原路面相比，本实施例修复后路面的抗滑摆值提高了12BPN。
实施例4
旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂2.6L/m2，煅烧燧石屑13.0kg/m2。其中，环氧树脂粘结剂由A组份和B组份组成，A组份包括液体双酚A型环氧树脂60份、端羟基聚丁二烯液体橡胶增韧剂40份，B组份包括混合胺环氧固化剂T-31A90份、叔胺类促进剂DMP-306份、硅烷偶联剂KH5601份、无机离子交换剂IXE-6000.8份、有机膨润土触变剂2份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.2份，其技术性能如表10所示。煅烧燧石屑的化学成分为SiO2，莫氏硬度≥8.0，其物理力学性能指标如表11所示，级配如表12所示。
表10环氧树脂粘结剂的技术性能
表11煅烧燧石物理力学指标要求
表12煅烧燧石级配
筛孔尺寸/mm 通过筛孔百分率/％
4.75 100
2.36 50～70
1.18 0～15
0.6 0～3
将上述超薄抗滑磨耗层材料用于旧路面的修复，其使用方法包括以下步骤：
步骤(1)，清理旧路面：除去旧路表面的浮浆、油污和松散物，保持旧路基面坚实、洁净和干燥；
步骤(2)，拌和环氧树脂粘结剂：将环氧树脂粘合剂的A组分与B组分按照体积比1∶1进行混合，搅拌速率为30r/min，直至搅拌均匀；
步骤(3)，构筑双层磨耗层：首先在已清理的旧路基面上直接涂布上述环氧树脂粘结剂，确保涂布均匀；然后在环氧树脂粘结剂的上面通过输料管喷撒的方式均匀撒布高耐磨石料，构成第一层磨耗层，即下层磨耗层；再在下层磨耗层上面按照上述方法依次进行环氧树脂粘结剂的涂布及高耐磨石料的撒布，由此构成第二层磨耗层，即上层磨耗层；
其中，下层磨耗层的环氧树脂粘结剂用量为1.2L/m2；高耐磨石料用量为6.0kg/m2，上层磨耗层的环氧树脂粘结剂用量为1.4L/m2；高耐磨石料用量为7.0kg/m2；由此构筑的磨耗层厚度为7mm；
步骤(4)，固化及回收石料：待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的石屑。
与原路面相比，本实施例修复后路面的抗滑摆值提高了12BPN。
实施例1～4的超薄抗滑磨耗层材料用于旧路面的修复，与原路面相比，修复后路面的抗滑摆值均提高至少10BPN。这表明使用本发明方法可以快速恢复路表功能，显著提升路面的抗滑耐磨性能，减少道路交通事故，同时有助于延长路面的使用寿命，提高交通运输效益。由此可见，本发明的技术具有显著的社会经济效益。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：环氧树脂粘结剂0.8～2.5L/m2，高耐磨石料5.0～16.0kg/m2。
2.根据权利要求1所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，其特征在于，所述环氧树脂粘结剂由A组份和B组份组成；其中，A组份包括以下重量份的原料组分：环氧树脂60～70份、增韧剂30～40份，B组份包括以下重量份的原料组分：固化剂90～100份、促进剂6～8份、硅烷偶联剂0.2～1份、无机离子交换剂0.5～3份、触变剂1～4份、消泡剂0.1～0.4份。
3.根据权利要求2所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，其特征在于，所述环氧树脂为液体双酚A型环氧树脂，所述增韧剂为端羟基聚丁二烯液体橡胶增韧剂，所述固化剂为混合胺环氧固化剂，所述促进剂为叔胺类促进剂，所述触变剂为有机膨润土触变剂，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷消泡剂。
4.根据权利要求1所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，其特征在于，所述高耐磨石料为干燥洁净的煅烧燧石屑，化学成分为SiO2，莫氏硬度≥8.0。
5.根据权利要求4所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料，其特征在于，所述煅烧燧石屑的级配为：控制4.75mm筛孔的通过率为100％，控制2.36mm筛孔的通过率为50～70％，控制1.18mm筛孔的通过率为0～15％，控制0.6mm筛孔的通过率为0～3％。
6.一种旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，清理旧路基面：除去旧路基面的浮浆、油污和松散物，保持旧路基面坚实、洁净和干燥；
步骤(2)，拌和环氧树脂粘结剂：将A组分和B组分按照体积比1∶2～2∶1进行混合，搅拌速率为30r/min，直至搅拌均匀；
步骤(3)，构筑磨耗层：首先在步骤(1)中已清理的旧路基面上直接均匀地涂布环氧树脂粘结剂；然后在环氧树脂粘结剂表面均匀地撒布高耐磨石料，构筑成磨耗层，磨耗层的厚度为4～10mm；
步骤(4)，固化及回收石料：待环氧树脂粘结剂固化后，扫去磨耗层表面多余的煅烧燧石屑。
7.根据权利要求6所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料的使用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，A组分与B组分的体积比为1∶1。
8.根据权利要求6所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料的使用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，高耐磨石料的撒布通过人工撒布或输料管喷撒的方式进行。
9.根据权利要求6所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料的使用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述磨耗层是单层时，环氧树脂粘结剂的用量为1.0～1.6L/m2，高耐磨石料的用量为6.0～10.0kg/m2。
10.根据权利要求6所述的旧路修复用超薄抗滑磨耗层材料的使用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述磨耗层是双层时，第一层磨耗层，即下层磨耗层的环氧树脂粘结剂的用量为0.8～1.5L/m2，高耐磨石料的用量为5.0～7.0kg/m2，第二层磨耗层，即上层磨耗层的环氧树脂粘结剂的用量为1.4～1.8L/m2，高耐磨石料的用量为7.0～10.0kg/m2。
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