一種抗疲勞型水泥穩定碎石的製作方法
2023-10-17 17:12:29
專利名稱:一種抗疲勞型水泥穩定碎石的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種水泥穩定碎石,特別涉及一種新型的抗疲勞型水泥穩定碎石。
背景技術:
在我國公路,尤其是高等級公路建設中,半剛性材料常被應用於公路路面的基層,在路面結構中發揮著重要作用。半剛性材料中,水泥穩定碎石具有較高的抗壓強度、承載能力和彈性模量,並且具有較高的抗彎拉強度。隨著齡期的增長,以上指標還會逐漸增長。除此之外,水泥穩定碎石還具有良好的穩定性,因此這種材料經常作為基層或底基層在路面結構中使用。儘管水泥穩定碎石被用作路面基層或底基層時具有很多優點,但隨著這種材料的大量使用,逐漸也顯露出一定的問題。比如,它對溼度和溫度變化比較敏感,在施工和使用過程中易產生裂縫。另外,材料具有一定的脆性。一般水泥穩定碎石作為基層的路面,通常通車兩年以內表層均會有裂縫產生,這個裂縫即為水泥穩定基層產生的反射裂縫。在雨雪侵入以及行車荷載的反覆作用下,裂縫逐漸加寬,路面結構破壞,使用性能受到很大影響。
發明內容
針對上述問題,本發明提供一種抗疲勞高性能的水泥穩定碎石材料,既具有強度、剛度高的優點,又不易產生早期裂縫。本發明採用如下技術方案: 一種抗疲勞型水泥穩定碎石,由乳化橡膠浙青、水泥、碎石和水製成,其特徵在於所述水泥採用符合國家標準的325#或425#水泥,所述乳化橡膠浙青為25°C時的針入度為70或90的乳化橡膠浙青,所述碎石採用連續級配的碎石,要求最大粒徑不超過31.5mm,19mm-31.5mm的碎石用量與9.5mm-19mm的碎石用量之比為1: 1,其中粒徑小於4.5mm的碎石不超過30%,粒徑小於0.075mm的細料不超過7%,所述水採用飲用水。所述水泥和碎石的比例為:水泥:碎石=1: 25,乳化橡膠浙青的含量為水泥質量的50%-60%,水的含量為水泥質量的50%-80%。進一步地,所述抗疲勞型水泥穩定碎石採用如下方法製備:
步驟一:製備乳化橡膠浙青,在基質浙青中添加20%左右的橡膠粉,經過1000r/min的高速剪切製備出橡膠浙青,將橡膠浙青和乳化劑水溶液按60:40加入高速剪切儀,在400r/min的轉速下製備乳化橡膠浙青;
步驟二:將粒徑> 4.75mm的碎石粗料加入拌和機幹拌5s,加入乳化橡膠浙青拌合20-30s,再加入粒徑< 4.75mm的碎石細料繼續拌合5_10s,同時加入水泥和水拌合70-90s ;
步驟三:在3小時內將該水泥穩定碎石材料攤鋪於路基上,在水泥初凝之前完成。進一步地,當鋪設所述抗疲勞型水泥穩定碎石後需將其人工整平,用6_8t的兩輪壓路機碾壓1-2遍,使其表面平整。
本發明的複合材料是一種新型的抗疲勞型水泥穩定碎石,其中碎石由乳化橡膠粉浙青包裹,這種複合材料具有水泥穩定碎石和浙青材料的雙重優點。其中,乳化橡膠粉浙青可以在常溫下使用,有利於改善施工環境,橡膠粉的加入可以改善浙青的高低溫性能。本發明與普通的水泥穩定碎石具有相近的彈性模量,但又具有更高的抗壓縮變形能力,並可承受較大的彎拉變形,具有更好的抗疲勞性能。
具體實施例方式本發明採用乳化橡膠浙青、水泥、碎石、水作為原材料,每種材料都會影響水泥穩定碎石的使用性能。水泥對材料的強度、剛度和抗疲勞等路用性能均有較大影響。本發明中,水泥採用符合國家標準的325#或425#水泥。乳化橡膠浙青的存在是該材料有別於常用水泥穩定材料的關鍵,選用合適的浙青材料具有重要意義。本發明採用乳化橡膠浙青,比普通浙青具有以下優勢:(I)可以採用冷拌工藝,施工方便,保護環境;(2 )乳化浙青破乳後水的存在可以省去碎石攤鋪後灑水的步驟並可以避免灑水不均的現象;也可供水泥凝結硬化所用。橡膠粉的加入改善了乳化浙青的高溫、低溫性能。本發明選用乳化速度慢,25°C時的針入度為70或90的乳化橡膠浙青。在該水泥穩定碎石材料中,碎石的含量最高,對材料的強度、剛度、穩定性等都具有重要的影響。為了使混合材料具有較高的密實度,要求集料既有一定數量的粗骨料形成骨架,又有適量的細料填補殘餘空隙。本發明中的碎石採用連續級配的集料,要求最大粒徑不超過31.5mm, 19-31.5mm的碎石用量與9.5-19mm的碎石用量之比為1:1,其中粒徑小於4.5mm的碎石不超過30%,粒徑小於0.075mm的細料不超過7%。水應為飲用水。本發明水泥和碎石的比例為:水泥:碎石=1: 25,乳化橡膠浙青的含量為水泥質量的50%-60%,水的含量為水泥質量的50%-80%。本發明的複合材料是一種新型的抗疲勞型水泥穩定碎石,採用上述比例使得碎石由乳化橡膠粉浙青包裹,這種複合材料具有水泥穩定碎石和浙青材料的雙重優點,與普通的水泥穩定碎石具有相近的彈性模量,但又具有更高的抗壓縮變形能力,並可承受較大的彎拉變形。本發明的水泥穩定碎石採用如下方法製備:首先製備乳化橡膠浙青,在基質浙青中添加20%左右的橡膠粉,經過1000r/min的高速剪切製備出橡膠浙青,將橡膠浙青和乳化劑水溶液按60:40加入高速剪切儀,在400r/min的轉速下製備乳化橡膠浙青。將粗料(粒徑> 4.75mm的碎石)加入拌和機幹拌5s,加入乳化橡膠浙青拌合20-30s,加入細料(粒徑< 4.75mm的碎石)繼續拌合10_15s,同時加入水泥和水拌合70-90S。3小時內將該水泥穩定碎石材料攤鋪於路基上,在水泥初凝之前完成以保證施工質量。將攤鋪的混合料人工整平,用6-8t的兩輪壓路機碾壓1-2遍,使其表面平整,並有一定的壓實度。
權利要求
1.一種抗疲勞型水泥穩定碎石,由乳化橡膠浙青、水泥、碎石和水製成,其特徵在於所述水泥採用符合國家標準的325#或425#水泥,所述乳化橡膠浙青為25°C時的針入度為70或90的乳化橡膠浙青,所述碎石採用連續級配的碎石,要求最大粒徑不超過31.5mm,19mm-31.5mm的碎石用量與9.5mm-19mm的碎石用量之比為1: 1,其中粒徑小於4.5mm的碎石不超過30%,粒徑小於0.075mm的細料不超過7%,所述水採用飲用水,所述水泥和碎石的比例為:水泥:碎石=1: 25,乳化橡膠浙青的含量為水泥質量的50%-60%,水的含量為水泥質量的50%-80%。
2.如權利要求1所述的抗疲勞型水泥穩定碎石,其特徵在於所述抗疲勞型水泥穩定碎石採用如下方法製備: 步驟一:製備乳化橡膠浙青,在基質浙青中添加20%左右的橡膠粉,經過1000r/min的高速剪切製備出橡膠浙青,將橡膠浙青和乳化劑水溶液按60:40加入高速剪切儀,在400r/min的轉速下製備乳化橡膠浙青; 步驟二:將粒徑> 4.75mm的碎石粗料加入拌和機幹拌5s,加入乳化橡膠浙青拌合20-30s,再加入粒徑< 4.75mm的碎石細料繼續拌合10_15s,同時加入水泥和水拌合70-90s ; 步驟三:在3小時內將該水泥穩定碎石材料攤鋪於路基上,在水泥初凝之前完成攤鋪工作。
3.如權利要求1所述的抗疲勞型水泥穩定碎石,其特徵在於當鋪設所述抗疲勞型水泥穩定碎石後需將其人工 整平,用6-8t的兩輪壓路機碾壓1-2遍,使其表面平整。
全文摘要
本發明提供了一種抗疲勞型水泥穩定碎石,由乳化橡膠瀝青、水泥、碎石和水製成,其特徵在於所述水泥採用符合國家標準的325#或425#水泥,所述乳化橡膠瀝青為25℃時的針入度為70或90的乳化橡膠瀝青,所述碎石採用連續級配的碎石,所述水採用飲用水。
文檔編號C04B28/00GK103224351SQ201310174189
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月13日 優先權日2013年5月13日
發明者李昶, 趙潔雯, 黃曉明 申請人:東南大學