一种路面修复材料及其制备方法、一种路面修复方法

摘要

本发明提供了一种路面修复材料及其制备方法、一种路面修复方法，涉及路面修复材料技术领域。本发明提供的路面修复材料包括环氧树脂、酚醛改性脂肪胺固化剂、添加剂和再生骨料；再生骨料为废旧沥青路面铣刨料。本发明以废旧沥青路面铣刨料为再生骨料，再生骨料上残留的沥青在环氧树脂固化放热过程中软化并产生交联作用，改良了路面修复材料的粘结柔韧性，使得路面修复材料与原路面粘结强度高。本发明提供的路面修复方法养护时间短，能够快速开放交通。实施例数据表明：本发明的路面修复材料对钢面粘结强度达到19MPa，对混凝土路面的粘结强度大于4MPa；3天抗折强度达9MPa，抗压强度大于40MPa，且抗压弹性模量低于路面砼。

说明书

技术领域

本发明涉及路面修复材料技术领域，尤其涉及一种路面修复材料及其制备方法、一种路面修复方法。

背景技术

目前国内外混凝土修复材料主要有：钢纤维混凝土、聚合物砂浆、自流平砂浆和环氧砂浆。钢纤维混凝土为在水泥混凝土中掺入钢纤维作为增强组分，按比例配制并均匀搅拌，使其分散在水泥混凝土中，浇筑成型。钢纤维混凝土可将荷载作用均匀释放，减少应力集中，预防裂缝扩散，提高抗压强度、抗弯强度、抗疲劳性能等。但是，钢纤维混凝土作为修补材料而言，不利于包装使用，如果现场搅拌又不符合行业预拌趋势和环保要求，且配合比易受人为影响，质量无法保障。另外，大面积修补时不易找平，从而导致修补后混凝土路面外观不理想。

聚合物砂浆是由水泥砂浆掺入高分子乳液或胶粉均匀拌制。其中高分子乳液可用醋酸乙烯酯类、丙烯酸类、丁苯类等，相比于普通砂浆，具优异的抗渗性能和力学性能。但，对于水泥混凝土路面修补砂浆而言，普通预拌砂浆抗压抗折强度较低，聚合物砂浆只适用于立面非承重结构修补，不适用于交通荷载较大的水泥混凝土路面修补，应用面比较小，局限性大。

自流平砂浆是由水泥、石英砂、聚合物胶粉及外加剂拌和而成，具有成型快、早期强度高、快速开放交通、施工简便、流动度好和外观质量好等优点。但是，自流平砂浆存在防滑性能不佳、材料受环境影响大和易产生裂缝等缺陷，限制了自流平砂浆的应用。

环氧砂浆具有强度发展快，固化时间可调和粘结性能好的优点，但是其延伸率低，脆性大，与旧路面粘结面因应力集中易开裂，不耐疲劳。

因此，寻求一种应用范围广、与原路面粘结性好且不易发生二次损坏的路面修复材料成为公路研究人员的一大研究热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种路面修复材料及其制备方法、一种路面修复方法。本发明提供的路面修复材料适用于水泥、沥青及各类路面的破损修补，与原路面粘结性好，且不易发生二次损害。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种路面修复材料，包括环氧树脂、酚醛改性脂肪胺固化剂、添加剂和再生骨料；所述再生骨料为废旧沥青路面铣刨料。

优选地，所述环氧树脂与酚醛改性脂肪胺固化剂的质量比为1：0.75～1。

优选地，所述添加剂为石灰粉、普通硅酸盐水泥粉或粉煤灰。

优选地，所述添加剂的质量为所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的60～80％。

优选地，所述再生骨料包括粗再生骨料和细再生骨料；所述粗再生骨料的最大公称粒径为10～20mm；所述细再生骨料的最大公称粒径为5～10mm。

优选地，所述细再生骨料质量为再生骨料质量的35～55％；所述粗再生骨料质量为再生骨料质量的45～65％。

优选地，所述再生骨料质量与所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的比例为10～15：1。

本发明还提供了上述技术方案所述的路面修复材料的制备方法，包括以下步骤：

将环氧树脂与添加剂混合，得到第一混合料；

将所述第一混合料与酚醛改性脂肪胺固化剂混合，得到第二混合料；

将所述第二混合料与再生骨料混合，得到所述混凝土路面修复材料。

本发明还提供了一种路面修复方法，包括以下步骤：

原路面坑洞处理：将原路面的坑洞切割成矩形，清除坑洞内杂物，并进行干燥处理；

坑洞涂胶液：在坑洞内部涂抹胶液；

砂浆填补：将上述技术方案所述的修复材料倒入坑洞内，经插捣和压实，保持与原路面一致的平整；

养护：将修补后的路面进行养护。

优选地，所述胶液为环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂的混合物，所述环氧树脂与酚醛改性脂肪胺固化剂的质量比为1：0.75～1。

本发明提供了一种路面修复材料，包括环氧树脂、酚醛改性脂肪胺固化剂、添加剂和再生骨料；所述再生骨料为废旧沥青路面铣刨料。本发明以废旧沥青路面铣刨料为再生骨料，再生骨料上残留的沥青在环氧树脂固化放热过程中软化并产生交联作用，改良了路面修复材料的粘结柔韧性，使得路面修复材料与原路面(不论是水泥路面、沥青路面还是其他路面)粘结强度高，另一方面也达到颜色黑化效果，降低了成本。另外，本发明同时采用环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂，改善传统修复材料易老化、开裂、与原路面黏结强度不高、施工困难的缺点。实施例的数据表明：本发明的路面修复材料对钢面粘结强度达到19MPa，对混凝土路面的粘结强度大于4MPa；3天抗折强度达9MPa，抗压强度大于40MPa，且抗压弹性模量低于路面砼。

本发明还提供了上述技术方案所述的路面修复材料的制备方法，本发明提供的制备方法简单、易操作。

本发明还提供了一种路面修复方法，该修复方法施工简便，能够快速开放交通。

具体实施方式

本发明提供了一种路面修复材料，包括环氧树脂、酚醛改性脂肪胺固化剂、添加剂和再生骨料；所述再生骨料为废旧沥青路面铣刨料。

本发明提供的路面修复材料包括环氧树脂；所述环氧树脂在25℃时的粘度优选为2000～3600mPa·s。本发明对所述环氧树脂的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可，具体的如，环氧树脂E-44。

本发明提供的路面修复材料包括酚醛改性脂肪胺固化剂，所述酚醛改性脂肪胺固化剂在25℃时得粘度优选为700～1000mPa·s。本发明对所述酚醛改性脂肪胺固化剂的种类和来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。

在本发明中，所述环氧树脂与酚醛改性脂肪胺固化剂的质量比优选为1:0.75～1。在本发明中，所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂形成的胶凝材料在105℃时固含量优选≥97％。

在本发明中，当所述环氧树脂与酚醛改性脂肪胺固化剂的质量比为1:0.75～1时，所得胶凝材料(环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂混合物)具有较佳的固化速度和强度、韧性性能；固化剂较多，会加快反应速度，搅拌、施工时间不足，混合料变脆；固化剂较少，反应不充分，反应速度慢，强度低。另外，环氧树脂与酚醛改性脂肪固化剂反应后，能够使路面修复材料具有抗老化及耐介质(酸、碱、油及水)性。

本发明提供的路面修复材料包括添加剂，所述添加剂优选包括石灰粉、普通硅酸盐水泥粉或粉煤灰。在本发明中，所述石灰粉的细度以筛余表示，所述石灰粉45μm筛余优选≤2.2％；所述普通硅酸盐水泥粉的细度以筛余表示，所述普通硅酸盐水泥粉80μm筛余优选≤2.0％；所述粉煤灰的细度以筛余表示，所述粉煤灰45μm筛余优选≤12.0％。

在本发明中，所述添加剂的质量优选为所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的60～80％，进一步优选为65～75％，更优选为70％。在本发明中，所述添加剂能够提高路面修复材料的粘结强度、稳定性，增强混合料抗裂性、耐磨性能，改善流动性，改善施工和易性，减小空隙，降低成本；同时，将添加剂的用量控制为环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的60～80％，能够使路面修复材料流动性最佳，易于施工和压实成型；添加剂量较少时，路面修复材料流动性过强，在路面修复材料中易下渗导致离析，难以拌和均匀，难以压实平整且成本较高；添加剂量较多时，路面修复材料流动性不足，施工困难，难以压实，降低路面修复材料的强度。

本发明提供的路面修复材料包括再生骨料，所述再生骨料为废旧沥青路面铣刨料。在本发明中，所述再生骨料优选包括粗再生骨料和细再生骨料；所述粗再生骨料的最大公称粒径优选为10～20mm；所述细再生骨料的最大公称粒径优选为5～10mm。在本发明中，所述细再生骨料质量优选为再生骨料质量的35～55％；所述粗再生骨料质量优选为再生骨料质量的45～65％。

在本发明中，所述再生骨料在使用前优选经干燥处理，本发明对所述干燥处理的温度和时间不做具体限定，只要能够使所述再生骨料的残余含水率≤1％即可。在本发明中，当修补小坑槽(面积≤0.5m²)时，优选将所述细再生骨料的用量取到最大值即55％，所述粗再生骨料的用量取最小值，即45％；当修补大坑槽(面积＞0.5m²)时，应参照原路面最大粒径，增加所述粗再生骨料的用量，避免出现较大差异，影响美观。

在本发明中，所述再生骨料总质量与所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的比优选为10～15：1。在本发明中，优选采用人工搅拌时，所述再生骨料质量取下限，即所述再生骨料总质量与所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的比为10：1；当优选采用机械搅拌时，所述再生骨料质量取上限，即所述再生骨料总质量与所述环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂总质量的比为15：1。

在本发明中，实际施工中，应通过试拌确定所述再生骨料的准确用量，所述再生骨料的用量与所述路面修复材料的抗压强度关系呈抛物线关系。在最佳再生骨料用量前，所述路面修复材料的强度随再生骨料用量增加而增加，主要是因为再生骨料的增加，路面修复材料密实度增加，提高了固化产物的强度、刚度；但当所述再生骨料用量过大时，由于环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂无法完全浸润包裹再生骨料，使路面修复材料表现为抗压强度降低，继续增加再生骨料则这种趋势更加明显。实际施工应将强度与施工和易性统一起来考虑。

在本发明中，所述再生骨料为废旧沥青路面铣刨料，废旧沥青路面铣刨料上残留的沥青在环氧树脂固化放热过程中软化并与其产生交联作用，从而赋予了路面修复材料的高柔性，改善其粘结性能，提高整体性；另一方面也使路面修复材料具有沥青路面外观，确保修复后与原路面颜色具有较高的相似性，使道路更美观。同时，采用废旧沥青路面铣刨料为再生骨料有利于推动废弃混合料的回收再利用，环保节能。另外，再生骨料还可以降低路面修复材料的收缩率和热膨胀系数，增加导热率和机械强度，提高路面修复材料的耐磨性，改善路面修复材料的老化性能，增长其使用寿命，还可降低环氧树脂用量，从而降低成本。

本发明提供的路面修复材料具有界面粘结强度高、不含挥发性溶剂、抗老化及耐介质(酸、碱、油及水)性好及抗压强度高、耐磨的优点；同时，再生骨料合理的级配及胶凝材料(环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂)也赋予路面修复材料良好的抗压强度及耐磨性能。由于路面修复材料具有优异的耐水、抗水损害能力，所以能够应用于湿热气候地区的路面的破损修复，施工方法简便，能快速开放交通，与原路面粘结及耐水损害性能好。

本发明还提供了上述技术方案所述的路面修复材料的制备方法，包括以下步骤：

将环氧树脂与添加剂混合，得到第一混合料；

将所述第一混合料与酚醛改性脂肪胺固化剂混合，得到第二混合料；

将所述第二混合料与再生骨料混合，得到所述混凝土路面修复材料。

本发明将环氧树脂与添加剂混合，得到第一混合料。

在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的时间优选为2～3min。

得到第一混合料后，本发明将所述第一混合料与酚醛改性脂肪胺固化剂混合，得到第二混合料。

在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的时间优选为2～3min。

得到第二混合料后，本发明将所述第二混合料与再生骨料混合，得到所述混凝土路面修复材料。

在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的时间优选为3～5min。

在本发明中，由于所采用的环氧树脂、酚醛改性脂肪胺固化剂反应较快，因而先将添加剂与环氧树脂混合均匀，再与酚醛改性脂肪胺固化剂混合，避免环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂接触时间过长，过快反应导致施工时间不足。

本发明还提供了一种路面修复方法，包括以下步骤：

原路面坑洞处理：将原路面的坑洞切割成矩形，清除坑洞内杂物，并进行干燥处理；

坑洞涂胶液：在坑洞内部涂抹胶液；

砂浆填补：将上述技术方案所述的修复材料倒入坑洞内，经插捣和压实，保持与原路面一致的平整；

养护：将修补后的路面进行养护。

本发明进行原路面坑洞处理：将原路面的坑洞切割成矩形，清除坑洞内杂物，并进行干燥处理。

在本发明中，所述切割用工具优选为切割机。在本发明中，所述坑洞切割成矩形时，要保证切割位置优选在原坑洞边缘外10cm，保证切割后连接部位的路面混凝土无破损松散；切割时应尽量切割到基底，当表面破损或裂缝深度较浅时，应切割到无破损或无裂缝深度。

在本发明中，清除坑洞内杂物，并进行干燥处理时优选采用煤气喷枪烘干、高压气流风干或自然风干，以保证坑洞干燥无水、无杂物，比如：松散石子。

原路面坑洞处理完后，本发明进行坑洞涂胶液：在坑洞内部涂抹胶液。

在本发明中，所述胶液优选为环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂的混合物，所述环氧树脂与酚醛改性脂肪胺固化剂的质量比优选为1：0.75～1。在本发明中，所述胶液配方与所述修复材料中的环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂比例一致。

坑洞涂胶液后，本发明进行砂浆填补：将上述技术方案所述的修复材料倒入坑洞内，经插捣和压实，保持与原路面平整。

本发明对所述插捣和压实的方式不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的插捣和压实手段就可。在本发明中，当坑洞的深度大于10cm时，所述修复材料应分层填筑和插捣，每层的厚度优选≤10cm，且均需振动压实，特别是边缘部位要插捣密实，最终成型的路面修复材料应整平密实，使所得路面修复材料的空隙率不大于3％。

砂浆填补完成后，本发明进行养护：将修补后的路面进行养护。

在本发明中，所述养护的时间，优选根据施工环境温度的差异进行选择；施工环境温度越高，所需养护时间越短；当施工环境温度较低或想提前开放时，可适当采用加温、保温养护措施。在本发明中，所述路面修复材料在不同温度下所需养护时间见表1。

表1路面修复材料在不同温度下所需养护时间

温度25℃30℃35℃养护时间(h)543

本发明提供的路面修复方法操作简单，且养护时间短，能够快速开放交通。

下面结合实施例对本发明提供的路面修复材料及其制备方法、路面修复方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

所述路面修复材料：环氧树脂100份，酚醛改性脂肪胺固化剂100份，石灰粉140份，再生骨料2400份：粒径5～10mm的细再生粗骨料1080份，粒径10～20mm的粗再生骨料1320份。

制备过程包括以下步骤：将石灰粉添加到环氧树脂中，混合均匀，搅拌3min，得到第一混合料；将所述第一混合料与酚醛改性脂肪胺固化剂混合均匀，搅拌3min，得到第二混合料；将所述第二混合料与再生骨料混合均匀，搅拌5min，得到路面修复材料。

本实施例所得路面修复材料的性能如表2所示。

表2实施例1所得路面修复材料的性能测试结果

一种路面修复方法，包括以下步骤：

原路面坑洞处理：对混凝土路面坑洞进行矩形切割，切割深度为5cm，清理破碎水泥块，清理坑洞中灰尘、浮石等保证坑洞干净、干燥；

坑洞涂胶液：在坑洞内部涂抹胶液；所述胶液为环氧树脂和酚醛改性脂肪胺固化剂按照质量比1：1混合而成；

砂浆填补：将所述路面修复材料倒入坑洞中，进行插捣和压实，保持与原路面一致的平整。

养护：在30℃环境下4h开放交通。

实施例2

所述路面修复材料：环氧树脂100份，酚醛改性脂肪胺固化剂80份，普通硅酸盐水泥粉126份，再生骨料1800份：粒径5～10mm的细再生粗骨料630份，粒径10～20mm的粗再生骨料1170份。

所述路面修复材料的制备方法与实施例1相同。

本实施例所得路面修复材料的性能如表3所示。

表3实施例2所得路面修复材料的性能测试结果

利用本实施例所得路面修复材料进行路面修复的方法与实施例1相同。

实施例3

所述路面修复材料：环氧树脂100份，酚醛改性脂肪胺固化剂90份，石灰粉152份，再生骨料2090份：粒径5～10mm的细再生粗骨料836份，粒径10～20mm的粗再生骨料1254份。

所述路面修复材料的制备方法与实施例1相同。

本实施例所得路面修复材料的性能如表4所示。

表4实施例3所得路面修复材料的性能测试结果

利用本实施例所得路面修复材料进行路面修复的方法与实施例1相同。

实施例4

所述路面修复材料：环氧树脂100份，酚醛改性脂肪胺固化剂90份，粉煤灰152份，再生骨料2660份：粒径5～10mm的细再生粗骨料1330份，粒径10～20mm的粗再生骨料1330份。

所述路面修复材料的制备方法与实施例1相同。

本实施例所得路面修复材料的性能如表5所示。

表5实施例4所得路面修复材料的性能测试结果

利用本实施例所得路面修复材料进行路面修复的方法与实施例1相同。

实施例5

所述路面修复材料：环氧树脂100份，酚醛改性脂肪胺固化剂100份，石灰粉120份，再生骨料3000份：粒径5～10mm的细再生粗骨料1650份，粒径10-20mm的粗再生骨料1350份。

所述路面修复材料的制备方法与实施例1相同。

本实施例所得路面修复材料的性能如表6所示。

表6实施例5所得路面修复材料的性能测试结果

利用本实施例所得路面修复材料进行路面修复的方法与实施例1相同。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。