一种公路超低模量水泥砼路面及其施工工艺制造技术

本发明专利技术提供一种公路超低模量水泥砼路面及其施工工艺，属于公路建设领域，采用的技术方案一是一种公路超低模量水泥砼路面，所述水泥砼路面的混合料中包括以下质量份数的组分：石料60‑80、水泥12‑20、废旧橡胶粉5‑10，改性沥青乳液2‑6。通过采用石料和水泥为主要材料，配合废旧橡胶粉及改性沥青乳液，有效降低水泥路面的抗压弹性模量，实现了水泥砼路面刚柔并济，不留缩、胀缝，极端高温环境下不软化、不变形、负温下不脆不裂，耐水性强，不推移，行车舒适感高；废物利用，生态环保，又大大降低了工程成本，经济效益高；施工工艺简单、工程造价低，进程快，适宜大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种公路超低模量水泥砼路面及其施工工艺
本专利技术涉及公路建设领域，具体涉及一种公路超低模量水泥砼路面及其施工工艺。
技术介绍
随着社会经济的迅速发展，作为基础设施之一的公路也在迅猛发展，随着人们对高品质、高服务性能的公路要求日益提高，行车的安全、舒适要求也日渐提高，目前，我国高等级公路路面的主要结构类型多采用沥青路面，然而，该类路面工程造价昂贵，由于其硬度较差限制了车速提升，且在高温阳光下易会发难闻气体，造成施工成本高且体验感较差。作为较经典的水泥砼路面在我国曾一度被广泛使用，部分省市的高速公路路面也采用水泥砼路面，由于其刚性大、硬度高、行车噪音大、行车舒适性较差、断板严重、维护维修困难、维修费用高等缺陷，逐步在高等级公路建设中被淘汰，然而其抵抗水泡性能好，高温下稳定，高温太阳直射下有害物质挥发量小，对空气污染相对较小，且建造成本低，材料本身的耐久性好等，深受专业人员的喜爱，这些优良的本质属性及社会需求更是促进了进一步研究开发高质量的水泥砼路面，对建设经济、环保的高级公路具有重大意义。
技术实现思路
为解决水泥砼路面刚性大、易断板和水损坏、硬度高、行车噪音大、行车舒适性较差的技术问题，本专利技术提供一种公路超低模量水泥砼路面及其施工工艺，通过采用石料和水泥为主要材料，配合废旧橡胶粉及改性沥青乳液，有效降低水泥路面的抗压弹性模量，从而使得水泥砼路面刚柔并济，不留缩胀缝，极端高温环境下不软化、不变形、负温下不脆不裂，不漏水，行车舒适感大大提升，施工进度快，路面综合质量远远高于沥青路面而施工成本大大降低，经济效益和社会效益显著。本专利技术采用的技术方案一：一种公路超低模量水泥砼路面，所述水泥砼路面的混合料中包括以下质量份数的组分：石料60-80、水泥12-20、废旧橡胶粉5-10，改性沥青乳液2-6。优选的，所述水泥砼路面的混合料中还包括0.3-6质量份的废旧塑料乳液或丙烯酸和0.1-0.3质量份的无机纤维，所述废旧塑料乳液中固含量不低于45wt.%。优选的，所述废旧橡胶粉为依次经过表面活化、软化、乳化的可再分散性水基橡胶粉。优选的，所述改性沥青乳液中固含量不低于45wt.%。优选的，所述无机纤维为短切钢纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维，所述玻璃纤维或玄武岩纤维具有碱性界面。所述水泥砼路面抗压弹性模量为1000Mpa—2500Mpa。本专利技术还提供一种公路超低模量水泥砼路面的施工工艺，所述工艺包括以下步骤：（1）按照以下质量份数备料：石料60-80、水泥12-20、废旧橡胶粉5-10，改性沥青乳液2-6；（2）施工：将步骤（1）中备料拌合均匀后，摊铺机摊铺，压路机压实，并养生7天以上。优选的，所述备料时还包括0.3-6质量份的废旧塑料乳液或丙烯酸和0.1-0.3质量份的无机纤维，所述废旧塑料乳液、改性沥青乳液中固含量不低于45wt.%。优选的，所述备料时各组分质量比例按照以下原则控制：首先根据路基变形量确定欲施工水泥砼路面的控制抗压弹性模量，设计路基弯沉值＜100（0.01mm）时，其水泥砼路面的抗压弹性模量控制在1500-2500MPa；路基弯沉值在100-200（0.01mm）时，水泥砼路面的抗压弹性模量控制在1000-1800MPa；然后进行实验室配合比试配，配合比试配方法是将所备料混匀后采用重型击实仪成型，养生七天，测其实际抗压弹性模量，根据实际抗压弹性模量比控制抗压弹性模量的高低，调高或调低废旧橡胶粉量5%-15%，重新进行配合比试配，直至实际抗压弹性模量处于控制抗压弹性模量的范围之内，此备料比例即为施工时的备料比例。优选的，所述步骤（1）中备料时对废旧橡胶粉依次经过表面活化、软化、乳化处理为可再分散性水基橡胶粉。上述技术方案中，首次提出以降低路面材料的抗压弹性模量来降低路面脆性、硬度、刚性的措施和途径。路面材料中，石料是路面的骨架材料，是密实性结构中的主要受力材料，在结构中起支撑作用；废旧橡胶粉代替了目前普通水泥砼中的砂，填充碎石之间的空隙，其表面粘性能与石料及固化后的水泥石粘在一起，使结构中的碎石颗粒之间形成了柔性、弹性接触，从而降低水泥砼的抗压弹性模量，提高了路面的弹性；改性沥青乳液是水性的水乳液，乳液中固含量一般应不低于45wt.%，由于上述混合料为水性材质，拌合时很容易拌合均匀。利用改性沥青乳液中的水，水化水泥，水泥将混合料中乳液破乳后的水分吸收掉，沥青、橡胶粉颗粒还原成油性状态，成型后的路面具有了油性，不吸水；同时利用沥青的粘合作用对材料颗粒形成粘连强度，与结构中的水泥胶体形成两种粘合材料协调配合，从而调节路面的强度，同时进一步降低混合料模量。通过调节上述组分共混并以科学的比例协同配合，降低了路面的刚度、脆性、硬度，降低水泥路面的抗压弹性模量，形成既不硬脆、又不柔软的刚柔并济新型韧性路面，是一种具有显著的社会和经济价值及效益的新产品。施工工艺中，除具有上述原料配合科学的优势外，更是首次提出以沥青路面工艺中的摊铺机摊铺水泥砼从而形成无切缝路面。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术所提供的公路超低模量水泥砼路面抗压弹性模量大大低于目前的普通水泥砼路面，同时大大高于沥青路面，刚性上比普通水泥砼路面低，比沥青路面硬，是既不硬脆，又不柔软的刚柔并济的新型韧性路面；（2）路面不留缩、胀缝，极端高温环境下不软化、不变形、负温下不脆不裂，耐水性强，不推移，行车舒适感高；（3）原料中大量利用废旧橡胶、塑料等材料，废物利用，生态环保，又大大降低了工程成本，经济效益高；（4）改进的技术方案中，添加废旧塑料乳液或丙烯酸，进一步降低水泥砼路面的模量，提高水泥砼路面的韧性，添加短切纤维，与石料及水泥配合能增强水泥砼路面的抗裂性能；（5）本专利技术提供的施工工艺简单、工程造价低，进程快，适宜大规模推广应用，经济效益和社会效益显著。具体实施方式以下通过具体实施例详细说明本专利技术公路超低模量水泥砼路面及其施工工艺以便于理解，但不以任何形式限制本专利技术，实施例中所涉及的原料及施工设备，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。实施例1本实施例以建设一段高速公路为例，说明本超低模量水泥砼路面混合料的配合比及其施工方法。首先，进行现场勘察。施工段高速公路的路基处理比较好，整体强度较好，弯沉值控制比较均匀且值较小，路基的设计弯沉值小于100（0.01mm），确定欲施工的水泥砼路面的控制抗压弹性模量控制在1500—2500MPa之间。第二，备料：根据施工量采购质量标准符合国家标准或规范要求的水泥、碎石、废旧橡胶粉、改性沥青乳液、废旧塑料乳液或丙烯酸及无机纤维。其中，碎石粒径控制在10-20mm，该粒径的碎石作为骨架材料，支撑效果好，硬度性质更优良；废旧橡胶粉优先选择粒度60-150目的，对其性能要求上，优先有用经过表面活化、软化后又乳化的橡胶粉乳液或膏状，可通过购买获得，也可厂家定制，借助常用的环保活化剂、软化剂及乳化剂处理，所用的橡胶粉乳液为水性，能使废旧橡胶粉混溶于水中，从而与其它水性材料很好的结合，如与改性乳化的沥青和水泥砼的结合。乳化改性沥青的选择遵循以下两点：首先是依据施工项目地50年中出现的极端高、低气温值所确定，选用脆点低于项目地最低温度的改性沥青，控制乳化改性沥青在负温下的技术指标，保证了在负温下时路面板体内的沥青仍为软膜，从而保证了结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述水泥砼路面的混合料中包括以下质量份数的组分：石料60‑80、水泥12‑20、废旧橡胶粉5‑10，改性沥青乳液2‑6。

【技术特征摘要】
1.一种公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述水泥砼路面的混合料中包括以下质量份数的组分：石料60-80、水泥12-20、废旧橡胶粉5-10，改性沥青乳液2-6。2.根据权利要求1所述的公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述水泥砼路面的混合料中还包括0.3-6质量份的废旧塑料乳液或丙烯酸和0.1-0.3质量份的无机纤维，所述废旧塑料乳液中固含量不低于45wt.%。3.根据权利要求1或2所述的公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述废旧橡胶粉为依次经过表面活化、软化和乳化的可再分散性水基橡胶粉。4.根据权利要求1或2所述的公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述改性沥青乳液中固含量不低于45wt.%。5.根据权利要求2所述的公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述无机纤维为短切钢纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维，所述玻璃纤维或玄武岩纤维具有碱性界面。6.根据权利要求1或2所述的公路超低模量水泥砼路面，其特征在于，所述水泥砼路面抗压弹性模量为1000Mpa—2500Mpa。7.一种公路超低模量水泥砼路面的施工工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：按照以下质量份数备料：石料60-80、水泥12-20、废旧橡胶粉5-10，改性沥青乳液2-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李来宾，
申请(专利权)人：李来宾，
类型：发明
国别省市：河北,13