一种半柔性复合路面结构及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种道路工程路面结构，具体涉及一种半柔性复合路面结构及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 我国现有公路路面主要分为沥青路面和水泥混凝土路面两大类。
[0003] 沥青路面早期破损大都与水腐蚀有关，从而影响到沥青路面的稳定性、耐久性等， 高温季节对现有的沥青混凝土路面容易导致严重的车辙现象。
[0004] 水泥混凝土路面存在着行车舒适性差、接缝多、养护维修困难等缺点。
【发明内容】
[0005] 针对【背景技术】所述面临的种种问题，本发明的目的在于提供一种兼具沥青路面柔 性与水泥混凝土路面刚性的优点，其具备有抗水腐蚀性能、抗车辙、接缝少等特点，且便于 养护、维修的半柔性复合路面结构及其制备方法。
[0006]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0007] -种半柔性复合路面结构，所述半柔性复合路面结构包括如下各组分及组分的重 量百分比：大孔隙沥青混合料基体70~80%、橡胶粉水泥砂浆20~30%。
[0008] 进一步地，所述大孔隙沥青混合料基体由粗集料、细集料、活性矿粉和沥青混合搅 拌而成，其中粗集料和细集料为辉绿岩或石灰岩，沥青为SBS(I-D)改性沥青。
[0009] 更进一步地，所述大孔隙沥青混合料基体的混合料空隙率为22 %~28%，油石比 为 2.4% ~3.2%〇
[0010] 更进一步地，所述活性矿粉为锰渣矿粉，是以高炉水淬猛铁矿渣为原料，在乙醇胺 助磨剂下经过20rain粉磨后形成的矿粉，锰渣矿粉中主要成分为SiO和CaO,具有火山灰活 性，掺量为2 %~3 %。
[0011] 更进一步地，所述粗集料的粒径为5~16mm，细集料的粒径为0~5mm，活性矿粉的 粒径为0~0.15mm;所述粗集料、细集料和活性矿粉的合成配合比对应于筛孔尺寸分别为： 16mm、13 · 2mm、9 · 5mm、4 · 75mm、2 · 36mm、1 · 18mm、0 · 6mm、0 · 3mm、0 · 15mm、0 · 075mm，通过率依次 为：100%、90% ~100%、50%~65%、8%~15%、5%~12%、4%~10%、3%~8%、2%~ 6%、1% ~5%、0% ~4%〇
[0012] 进一步地，所述橡胶粉水泥砂浆包括如下各组分及组分的重量百分比：水泥36~ 40%、细砂26~30%、轮胎橡胶粉3~5%、保水剂0.2~0.4%、粘结剂0.2~0.3%、膨胀剂2 ~5%、减水剂0· 16~0· 21 %、水25~30%。
[0013] 更进一步地，所述水泥为P. 042.5水泥;所述细砂为细度模数0.7-1.3的河砂或机 制砂;所述轮胎橡胶粉选用粒径为20~70目，其纤维含量不小于3 % ;所述保水剂为工业型 淀粉醚;所述粘结剂为硅烷偶联剂;所述膨胀剂为铝酸钙膨胀剂;所述减水剂为聚羧酸高性 能缓凝减水剂。
[0014] -种半柔性复合路面结构的制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)大孔隙沥青混合料基体的制备:按上述的级配范围对粗集料、细集料和活性矿 粉进行筛分，合成级配，将粗集料、细集料、掺量为2%~3%的活性矿粉，以及按2.4%~ 3.2%的油石比加入SBS(Ι-D)改性沥青混合搅拌而成大孔隙沥青混合料，将大孔隙沥混合 料进行摊铺、摊铺成6~9cm厚、压实，控制大孔隙沥青混合料空隙率在22%~28%，制成大 孔隙沥青混合料基体；
[0016] (2)橡胶粉水泥砂浆的制备:按橡胶粉水泥砂浆各物料的配比，将水泥、细砂、轮胎 橡胶粉、淀粉醚、偶联剂、铝酸钙膨胀剂、聚羧酸高性能缓凝减水剂、水经浆式搅拌机搅拌， 制成橡胶粉水泥砂浆备用；
[0017] (3)半柔性复合路面结构的制备:待大孔隙沥青混合料基体温度达到35°C以下时， 将制备好的橡胶粉水泥砂浆洒在大孔隙沥青混合料基体表面，让橡胶粉水泥砂浆自流入大 孔隙沥青混合料基体的混合料空隙内，之后使用橡胶刮板将大孔隙沥青混合料基体表面多 余的橡胶粉水泥砂浆刮除至大孔隙沥青混合料基体表面出现露石结构，最后对灌浆后的大 孔隙沥青混合料基体进行养护，3天后即可开放交通。
[0018] 本发明具有以下有益效果:本发明以大孔隙沥青混合料为基体，结合水泥混凝土 路面特点，将橡胶粉水泥砂浆灌入大孔隙沥青混合料基体的混合料空隙内，从而形成的半 柔性抗腐性能复合路面结构，其不仅可以克服目前我国沥青类路面水稳定性差、高温车辙 严重、早期破损多、耐久性差等不足，而且也可以克服水泥混凝土路面行车舒适性差、接缝 多、养护维修困难等缺点，兼具有水泥混凝土路面的刚性和沥青混凝土路面的柔性，能够充 分发挥刚、柔性路面结构各自优点，克服刚、柔性路面结构各自不足，是一种路用性能较好、 性价比较高新型路面结构。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明半柔性复合路面结构及其制备方法作进一步说明。
[0020] 一、本发明的应用
[0021] 实施例1
[0022] 本发明半柔性复合路面结构包括以下各组分:大孔隙沥青混合料基体70%、橡胶 粉水泥砂浆30 % ;
[0023] 所述大孔隙沥青混合料基体由粗集料、细集料、活性矿粉和沥青混合搅拌而成，其 中粗集料和细集料为辉绿岩或石灰岩，混合料空隙率为22% ;沥青为SBS(I-D)改性沥青，油 石比为3.2%;所述活性矿粉为锰渣矿粉，是以高炉水淬猛铁矿渣为原料，在乙醇胺助磨剂 下经过20rain粉磨后形成的矿粉，锰渣矿粉中主要成分为SiO和CaO,具有火山灰活性，掺量 为3 % ;所述粗集料的粒径为5~16mm，细集料的粒径为0~5mm，活性矿粉的粒径为0~ 0.15mm;所述粗集料、细集料和活性矿粉的合成配合比对应于筛孔尺寸分别为：16mm、 13 · 2mm、9 · 5mm、4 · 75mm、2 · 36mm、1.18mm、0 · 6mm、0 · 3mm、0 · 15mm、0 · 075mm，通过率依次为： 100%、90%~100%、50%~65%、8%~15%、5%~12%、4%~10%、3%~8%、2%~6%、 1% ~5%、0% ~4%〇
[0024] 所述橡胶粉水泥砂浆包括如下各组分及组分的重量百分比：水泥36%、细砂26%、 轮胎橡胶粉3%、保水剂0.2%、粘结剂0.2%、膨胀剂2%、减水剂0.16%、水26%。其中，所述 水泥为P. 042.5水泥;所述细砂为细度模数0.7-1.3的河砂或机制砂;所述轮胎橡胶粉选用 粒径为40目，其纤维含量不小于3 % ;所述保水剂为工业型淀粉醚;所述粘结剂为硅烷偶联 剂;所述膨胀剂为铝酸钙膨胀剂;所述减水剂为聚羧酸高性能缓凝减水剂。
[0025] 上述半柔性复合路面结构的制备方法，包括以下步骤：
[0026] 步骤1:集料级配的确定:对粗集料、细集料和活性矿粉进行筛分，得下表1集料配 合比的合成级配；
[0028] 步骤2:大孔隙沥青混合料基体的制备:按表1集料的合成级配，将粗集料、细集料、 掺量为3%的活性矿粉，以及按3.2%的油石比加入SBS(I-D)改性沥青混合搅拌而成大孔隙 沥青混合料，将大孔隙沥青混合料进行摊铺、摊铺成7 cm厚、压实，控制大孔隙沥青混合料空 隙率在22%，制成大孔隙沥青混合料基体；
[0029] 步骤3:橡胶粉水泥砂浆的制备:橡胶粉水泥砂浆的各原材料按上述配比后，经浆 式搅拌机搅拌制成橡胶粉水泥砂浆备用；
[0030] 步骤4:半柔性复合路面结构的制备:待大孔隙沥青混合料基体温度达到35°C以下 时，将制备好的橡胶粉水泥砂浆洒在大孔隙沥青混合料基体表面，让橡胶粉水泥砂浆自流 入大孔隙沥青混合料基体的混合料空隙内，之后使用橡胶刮板将大孔隙沥青混合料基体表 面多余的橡胶粉水泥砂浆刮除至大孔隙沥青混合料基体表面出现露石结构，最后对灌浆后 的大孔隙沥青混合料基体进行养护，3天后即可开放交通。
[0031] 实施例2
[0032]本发明半柔性复合路面结构包括以下各组分:大孔隙沥青混合料基体75%、橡胶 粉水泥砂浆25 % ;
[0033] 所述大孔隙沥青混合料基体由粗集料、细集料、活性矿粉和沥青混合搅拌而成，其 中粗集料和细集料为辉绿岩或石灰岩，混合料空隙率为25% ;沥青为SBS(I-D)改性沥青，油 石比为2.8%;所述活性矿粉为锰渣矿粉，是以高炉水淬猛铁矿渣为原料，在乙醇胺助磨剂 下经过20rain粉磨后形成的矿粉，锰渣矿粉中主要成分为SiO和CaO,具有火山灰活性，掺量 为2 · 5 % ;所述粗集料的粒径为5~16 mm，细集料的粒径为0~5 mm，活性矿粉的粒径为0~ 0.15mm;所述粗集料、细集料和活性矿粉的合成配合比对应于筛孔尺寸分别为：16mm、 13 · 2mm、9 · 5mm、4 · 75mm、2 · 36mm、1.18mm、0 · 6mm、0 · 3mm、0 · 15mm、0 · 075mm，通过率依次为： 100%、90%~100%、50%~65%、8%~15%、5%~12%、4%~10%、3%~8%、2%~6%、 1% ~5%、0% ~4%〇
[0034] 所述橡胶粉水泥砂浆包括如下各组分及组分的重量百分比：水泥38%、细砂28%、 轮胎橡胶粉4%、保水剂0.3%、粘结剂0.2%、膨胀剂3%、减水剂0.19%、水28%。其中，所述 水泥为P. 042.5水