专利名称：一种抗疲劳型水泥稳定碎石的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥稳定碎石，特别涉及一种新型的抗疲劳型水泥稳定碎石。
背景技术：
在我国公路，尤其是高等级公路建设中，半刚性材料常被应用于公路路面的基层，在路面结构中发挥着重要作用。半刚性材料中，水泥稳定碎石具有较高的抗压强度、承载能力和弹性模量，并且具有较高的抗弯拉强度。随着龄期的增长，以上指标还会逐渐增长。除此之外，水泥稳定碎石还具有良好的稳定性，因此这种材料经常作为基层或底基层在路面结构中使用。尽管水泥稳定碎石被用作路面基层或底基层时具有很多优点，但随着这种材料的大量使用，逐渐也显露出一定的问题。比如，它对湿度和温度变化比较敏感，在施工和使用过程中易产生裂缝。另外，材料具有一定的脆性。一般水泥稳定碎石作为基层的路面，通常通车两年以内表层均会有裂缝产生，这个裂缝即为水泥稳定基层产生的反射裂缝。在雨雪侵入以及行车荷载的反复作用下，裂缝逐渐加宽，路面结构破坏，使用性能受到很大影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种抗疲劳高性能的水泥稳定碎石材料，既具有强度、刚度高的优点，又不易产生早期裂缝。本发明采用如下技术方案: 一种抗疲劳型水泥稳定碎石，由乳化橡胶浙青、水泥、碎石和水制成，其特征在于所述水泥采用符合国家标准的325#或425#水泥，所述乳化橡胶浙青为25°C时的针入度为70或90的乳化橡胶浙青,所述碎石采用连续级配的碎石，要求最大粒径不超过31.5mm,19mm-31.5mm的碎石用量与9.5mm-19mm的碎石用量之比为1: 1，其中粒径小于4.5mm的碎石不超过30%,粒径小于0.075mm的细料不超过7%,所述水采用饮用水。所述水泥和碎石的比例为:水泥:碎石=1: 25，乳化橡胶浙青的含量为水泥质量的50%-60%，水的含量为水泥质量的50%-80%。进一步地，所述抗疲劳型水泥稳定碎石采用如下方法制备:
步骤一:制备乳化橡胶浙青，在基质浙青中添加20%左右的橡胶粉,经过1000r/min的高速剪切制备出橡胶浙青，将橡胶浙青和乳化剂水溶液按60:40加入高速剪切仪，在400r/min的转速下制备乳化橡胶浙青；
步骤二:将粒径> 4.75mm的碎石粗料加入拌和机干拌5s,加入乳化橡胶浙青拌合20-30s，再加入粒径< 4.75mm的碎石细料继续拌合5_10s，同时加入水泥和水拌合70-90s ；
步骤三:在3小时内将该水泥稳定碎石材料摊铺于路基上，在水泥初凝之前完成。进一步地，当铺设所述抗疲劳型水泥稳定碎石后需将其人工整平，用6_8t的两轮压路机碾压1-2遍，使其表面平整。
本发明的复合材料是一种新型的抗疲劳型水泥稳定碎石，其中碎石由乳化橡胶粉浙青包裹，这种复合材料具有水泥稳定碎石和浙青材料的双重优点。其中，乳化橡胶粉浙青可以在常温下使用，有利于改善施工环境，橡胶粉的加入可以改善浙青的高低温性能。本发明与普通的水泥稳定碎石具有相近的弹性模量，但又具有更高的抗压缩变形能力，并可承受较大的弯拉变形，具有更好的抗疲劳性能。
具体实施例方式本发明采用乳化橡胶浙青、水泥、碎石、水作为原材料，每种材料都会影响水泥稳定碎石的使用性能。水泥对材料的强度、刚度和抗疲劳等路用性能均有较大影响。本发明中，水泥采用符合国家标准的325#或425#水泥。乳化橡胶浙青的存在是该材料有别于常用水泥稳定材料的关键，选用合适的浙青材料具有重要意义。本发明采用乳化橡胶浙青，比普通浙青具有以下优势:(I)可以采用冷拌工艺，施工方便，保护环境；(2 )乳化浙青破乳后水的存在可以省去碎石摊铺后洒水的步骤并可以避免洒水不均的现象；也可供水泥凝结硬化所用。橡胶粉的加入改善了乳化浙青的高温、低温性能。本发明选用乳化速度慢，25°C时的针入度为70或90的乳化橡胶浙青。在该水泥稳定碎石材料中，碎石的含量最高，对材料的强度、刚度、稳定性等都具有重要的影响。为了使混合材料具有较高的密实度，要求集料既有一定数量的粗骨料形成骨架，又有适量的细料填补残余空隙。本发明中的碎石采用连续级配的集料，要求最大粒径不超过31.5mm, 19-31.5mm的碎石用量与9.5-19mm的碎石用量之比为1:1，其中粒径小于4.5mm的碎石不超过30%，粒径小于0.075mm的细料不超过7%。水应为饮用水。本发明水泥和碎石的比例为:水泥:碎石=1: 25，乳化橡胶浙青的含量为水泥质量的50%-60%，水的含量为水泥质量的50%-80%。本发明的复合材料是一种新型的抗疲劳型水泥稳定碎石，采用上述比例使得碎石由乳化橡胶粉浙青包裹，这种复合材料具有水泥稳定碎石和浙青材料的双重优点，与普通的水泥稳定碎石具有相近的弹性模量，但又具有更高的抗压缩变形能力，并可承受较大的弯拉变形。本发明的水泥稳定碎石采用如下方法制备:首先制备乳化橡胶浙青，在基质浙青中添加20%左右的橡胶粉，经过1000r/min的高速剪切制备出橡胶浙青，将橡胶浙青和乳化剂水溶液按60:40加入高速剪切仪，在400r/min的转速下制备乳化橡胶浙青。将粗料(粒径> 4.75mm的碎石)加入拌和机干拌5s,加入乳化橡胶浙青拌合20-30s，加入细料(粒径< 4.75mm的碎石)继续拌合10_15s，同时加入水泥和水拌合70-90S。3小时内将该水泥稳定碎石材料摊铺于路基上，在水泥初凝之前完成以保证施工质量。将摊铺的混合料人工整平，用6-8t的两轮压路机碾压1-2遍，使其表面平整，并有一定的压实度。
权利要求
1.一种抗疲劳型水泥稳定碎石，由乳化橡胶浙青、水泥、碎石和水制成，其特征在于所述水泥采用符合国家标准的325#或425#水泥，所述乳化橡胶浙青为25°C时的针入度为70或90的乳化橡胶浙青,所述碎石采用连续级配的碎石，要求最大粒径不超过31.5mm,19mm-31.5mm的碎石用量与9.5mm-19mm的碎石用量之比为1: 1，其中粒径小于4.5mm的碎石不超过30%,粒径小于0.075mm的细料不超过7%,所述水采用饮用水,所述水泥和碎石的比例为:水泥:碎石=1: 25，乳化橡胶浙青的含量为水泥质量的50%-60%，水的含量为水泥质量的50%-80%。
2.如权利要求1所述的抗疲劳型水泥稳定碎石，其特征在于所述抗疲劳型水泥稳定碎石采用如下方法制备: 步骤一:制备乳化橡胶浙青，在基质浙青中添加20%左右的橡胶粉,经过1000r/min的高速剪切制备出橡胶浙青，将橡胶浙青和乳化剂水溶液按60:40加入高速剪切仪，在400r/min的转速下制备乳化橡胶浙青； 步骤二:将粒径> 4.75mm的碎石粗料加入拌和机干拌5s,加入乳化橡胶浙青拌合20-30s，再加入粒径< 4.75mm的碎石细料继续拌合10_15s，同时加入水泥和水拌合70-90s ； 步骤三:在3小时内将该水泥稳定碎石材料摊铺于路基上，在水泥初凝之前完成摊铺工作。
3.如权利要求1所述的抗疲劳型水泥稳定碎石，其特征在于当铺设所述抗疲劳型水泥稳定碎石后需将其人工 整平，用6-8t的两轮压路机碾压1-2遍，使其表面平整。
全文摘要
本发明提供了一种抗疲劳型水泥稳定碎石，由乳化橡胶沥青、水泥、碎石和水制成，其特征在于所述水泥采用符合国家标准的325#或425#水泥，所述乳化橡胶沥青为25℃时的针入度为70或90的乳化橡胶沥青，所述碎石采用连续级配的碎石，所述水采用饮用水。
文档编号C04B28/00GK103224351SQ201310174189
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月13日 优先权日2013年5月13日
发明者李昶, 赵洁雯, 黄晓明 申请人:东南大学