[发明专利]水泥胶浆及其用于制备快速开放交通的半柔性路面的方法

说明书

技术领域

本发明属于新型道路桥梁工程材料领域及公路工程应用领域，尤其是涉及一种应用于快速开放交通的半柔性路面的灌浆材料领域。

背景技术

半柔性路面是一种大孔隙沥青混合料与特殊性能的水泥基材料复合组成的一种新型路面材料。半柔性路面已经被证明能够解决沥青路面的车辙、水损害问题，可用于加油站、停车场、公交车站、港口码头、军事基地、飞机跑道、路口转弯、爬坡路段等。

目前国外对半柔性路面的应用十分活跃，国内一些科研单位也取得了一定的成果并铺设了部分试验路段。市政道路交叉口处与公交车站台的车辙现象最为突出，年年翻修年年失效的维修方式，不仅浪费人力、物力、财力，而且修路所造成的交通拥堵现象更为突出。半柔性路面是解决路面车辙现象最有效的技术手段，但是半柔性路面施工通常分为两个阶段，且水泥胶浆灌注必须要等到路面施工完全冷却时再进行灌浆工艺，但在未进行灌浆时，路面不得开放交通，另外水泥胶浆灌注后的养生时间一般是28天，即28天才能开放交通。如此长的施工与养护周期，会增加交通封闭时间，这势必会影响半柔性路面材料在市政道路上的工程应用。因此，实现半柔性路面材料的超快开放交通显得尤为重要。

专利申请公布号为101857401A（申请公布日为2010年10月13日）的中国专利描述了一种自流入式半柔性复合路面及其施工方法用，其中灌浆施工结束后需要进行路障封路养生24小时，由此可见封闭交通时间长，开放交通时间长，不利于城市道路施工，究其原因是水泥砂浆强度发展慢所致。

目前关于半柔性路面材料的超快开放交通方面的研究较少，鲜有相关研究报道。

发明内容

本发明第一个目是提供一种水泥胶浆。为实现本发明第一个目的，本发明提供一种水泥胶浆，它包括以下重量组分的原料：

水泥 95-105份；

无机填料 20-100份；

沙 0-100份；

减水剂 0.5-10份；

促凝剂 0.02-10份；

高温触变剂 0.05-10份；

水 60-140份；

所述高温触变剂由钠基膨润土、十六烷基三甲基溴化铵、十八胺组成；所述促凝剂为锂化合物；所述水泥为硫铝酸盐水泥。本发明的水泥胶浆具有超早强耐高温特性，特别适用于制备半柔性路面制备，该特性可以使其制备的半柔性路面的开放时间大大缩短；此外，本发明制备的水泥胶浆除水外均为固体粉料，可以包装成灌浆干料，运至现场加水搅拌即可进行工程应用，能够满足长距离运输的需求。

研究者发现，热拌的沥青混凝土摊铺结束后温度高达140℃，沥青混凝土温度降低至100℃大约需要0.5h，降低至60℃需要2.5h，降低至25℃大约需要8h。在夏季高温季节施工时，降温时间会更长。本发明人经过长期研究发现，为了实现半柔性路面材料的超快开放交通就要从水泥胶浆的多种性能的改性进行突破；而且本发明人通过研究发现仅仅改性水泥胶浆的早期强度或者耐高温都不能实现本发明所述半柔性路面材料的快速开放；后来，经过长期研究发现如果使水泥胶浆在沥青混合料温度在60℃时就能进行灌浆，就可以大大缩短半柔性路面的施工时间；但是，水泥胶浆在30℃以上时，流变性能大受影响，水分蒸发散失严重，水泥水化不完全，后期强度降低，胶浆表面呈粉末状，胶浆内部空隙增多，耐久性大大降低。因此，要实现本发明所述半柔性路面材料的超快开放交通要求，不仅要实现水泥胶浆的超早强，更要实现水泥胶浆的耐高温性能。

本发明中水泥胶浆的超早强功能是通过促凝剂来实现的。本发明采用锂化合物作为促凝剂，锂化合物在高碱度的水泥水化环境中会产生Li⁺，与OH^-形成四配位结果，该四配位结构可促进[Al(OH)₆]^3-八面体的聚合，从而加速硫铝酸盐水泥的凝结。

本发明水泥胶浆的耐高温性能是通过高温触变剂来实现的。高温触变剂由钠基膨润土、十六烷基三甲基溴化铵、十八胺组成。高温触变剂在水泥胶浆中起着保塑、保水、提高与沥青粘结性能的作用。纳基膨润土具有保水和耐高温特性，其经过十六烷基三甲基溴化铵、十八胺改性后，晶面层间距增大。十六烷基三甲基溴化铵、十八胺插入纳基膨润土的蒙脱石晶面层中，并与层间的Na⁺按下式实现离子交换反应，使亲水性纳基膨润土从亲水性转变为亲油性，钠离子游离覆盖在最外层，同时又保持了本身的亲水性能；另一方面，十六烷基三甲基溴化铵、十八胺自身聚合后形成酰胺聚合物，此类物质在60℃时具有良好的温度保持性，增加了高温触变剂在水泥胶浆中的耐温效果。