[发明专利]一种负膨胀改性沥青填缝材料

说明书

技术领域

本发明涉及路面材料工程技术领域，具体涉及一种负膨胀改性沥青填缝材料及其应用方法。

背景技术

水泥混凝土路面具有承载能力强、使用寿命长等优点，而一直被广泛采用。现阶段全国水泥、钢筋价格持续走低，而水泥混凝土路面却难以扩大应用范围，引起了众多学者的注意。水泥混凝土路面作为最常见的路面之一，其面临的最大问题就是初期裂缝发生与后期的裂缝扩展。为维持水泥混凝土路面的耐久性和行车舒适性，通常采用填缝材料进行填缝处理，甚至加铺沥青层，这些处理措施并不能有效地缓减旧水泥混凝土的裂缝反射问题。分析其原因是，水泥混凝土的热胀冷缩较为明显，而填缝材料亦为热胀冷缩材料，在降温过程中，两者之间很容易由于粘结力不足而形成裂缝进而相互脱离，雨水顺着裂缝渗入路基内部，引起道路整体承载能力下降。为解决此类问题，一些学者提出环氧树脂贴缝技术、应力吸收带技术，以及高渗透性乳化沥青技术，这也带来了新的技术问题：环氧树脂粘结性能强，施工困难，对机械损伤严重；应力吸收带施工面积大，经济效益不高；高渗透乳化沥青对环境污染大，应用性能不佳。

为把握水泥与钢筋廉价的大好时机，推广应用水泥混凝土路面，故必须解决裂缝处治问题。发明人从改善路面热胀冷缩现象出发，提出采用负膨胀材料填充水泥混凝土间的固有裂缝，当水泥混凝土收缩的同时填缝材料膨胀；当水泥混凝土膨胀的同时填缝材料收缩，确保水泥混凝土和填缝材料相互紧密接触，有效防止水分下渗，增强行车舒适性。从根本上解决水泥混凝土路面裂缝修补问题，在其他水泥混凝土构造物上也可以推广应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明将要解决的技术问题为：开发一种负膨胀改性沥青填缝材料，能够有效地弥补水泥混凝土热胀冷缩产生的体积变化，确保水泥混凝土路面无间隙，实现无裂缝水泥混凝土路面的建设与推广。

本发明所采取的技术方案为：采用亲油表面改性剂对负膨胀材料进行处理，使其与膨胀协调剂粘结，并增加与沥青的裹覆性能，将改性过的负膨胀材料添加到沥青材料中得到改性沥青，采用钙粉作为补充改性沥青的体积，对改性沥青的温度伸缩性进行系统分析，为负膨胀改性沥青填缝材料的应用性能奠定基础。

更具体的，一种负膨胀改性沥青填缝材料，由下述质量百分比的原料制成：

所述各原料的质量百分比之和为100％。

所述基础沥青为SBS改性沥青，其软化点大于60℃，低温延度(5℃)大于20cm；

所述负膨胀材料为氰化锌(Z_n(CN)₂)和/或氰化镉(C_d(CN)₂)，细度均为400～1000目；

所述膨胀协调剂为磷酸锆钠(N_aZ_r2P₃O₁₂)，细度为30～80目；

所述填料为钙粉，细度400目，钙含量96％；

所述助剂为聚丙烯酸钠或聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物。

优选的，一种负膨胀改性沥青填缝材料，由下述质量百分比的原料制成：

最优选的，一种负膨胀改性沥青填缝材料，由下述质量百分比的原料制成：

上述各原料配方的负膨胀改性沥青填缝材料的制备方法如下：

向助剂中加入负膨胀剂和膨胀协调剂，然后倒入适量的酒精淹没所有材料，加热混合物并维持温度在60℃，采用小型水泥拌和锅搅拌15min，待酒精完全挥发后，经过水泥小磨，将其研磨10min，研磨后的粉体存贮待用；

加热基础沥青到熔融态，然后加入研磨后的粉体，采用高速剪切仪进行剪切(2000转/分钟)10～15min；

最后加入填料，手工搅拌15min，直至完全混合均匀，静置待用。

本发明的负膨胀改性沥青填缝材料可用于旧水泥混凝土路面和沥青路面裂缝填补，以及相关建筑物的裂缝填补，对热胀冷缩性结构物的体积变化起到良好的补充作用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)可有效地调节沥青的温度敏感性，实现一定的负膨胀性；同时，磷酸锆钠的网格空间结构，其晶体键长的膨胀有效地控制了材料由于结团、分散不均匀造成的局部膨胀、收缩不协调等现象。

(2)通过调节原料配比实现了与水泥混凝土相协调的负膨胀性，保证水泥混凝土路面无裂缝。

(3)可用于旧水泥混凝土路面裂缝填补，新建水泥混凝土路面及其他水泥混凝土构件施工裂缝填补。

具体实施方式