[发明专利]沥青混凝土路面裂缝修补材料

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种沥青混凝土路面裂缝修补材料，用于修补沥青混凝土路面的裂缝。

背景技术

由于沥青混凝土材料的固有特性，在路面施工过程中受各种因素的影响，产生裂缝是不可避免的。裂缝一旦产生，就应当及时进行修补，否则在车辆荷载的往复作用下，加上环境因素的影响，裂缝将随时间扩展贯穿，在裂缝处发生应力集中，沥青混凝土发生沿缝碎落、在裂缝处断裂、混凝土板产生滑移，破坏混凝土路面的整体性。当破损发展到一定程度，裂缝处开始唧泥，板面出现交叉裂缝，并且导致其他板裂缝，最终使混凝土板丧失应有的承载力，整个板发生破坏，严重影响车辆的行车安全、舒适，甚而造成严重的经济损失。

对于早期微裂缝，公路养护部门多采用改性沥青及环氧树脂等材料进行修补，这类材料虽有粘合和封闭作用，但存在着易老化、使用寿命短、不利于环保等缺陷。

目前，常用的沥青混凝土路面裂缝材料有无机类材料、有机类材料以及有机和无机复合材料。该类修补材料的特点是材料本身强度较高，施工简便，成本低，与旧混凝土有相同的特性（特别是相同的弹性模量和膨胀系数），但不宜多次修补，且只能裂缝宽度大于1mm以上的裂缝，对于微细裂缝的修补就无能为力了；有机与无机复合材料主要是聚合物改性砂浆及混凝土等，虽然性能较好，但是价格昂贵，具有一定的毒性，耐高温性能差，使用受到限制；普通的有机材料中，高模量的环氧树脂和酚醛类修补材料韧性不足、粘结强度不高，而且对修补条件要求苛刻，而低模量的聚氨酯等修补材料提供不了足够的强度，不能满足路面抗冲击性能。另外，将传统的有机修补材料用于路面修补，当裂缝宽度较小时，有机物的稠度较大，不能灌彻到底，而且在使用过程中，车辆轮胎往往会把有机修补材料带走，使之失效。

有机类修补材料是指以高分子聚合物为主要原料，加入一定量的稀释剂、固化剂、促进剂、引发剂、增韧剂及填料等助剂配制而成的，具有高抗压强度、高粘结强度、良好的化学稳定性、较好的抗漏、防潮和耐腐蚀性能等优点。有机类修补材料包括环氧树脂类、聚氨酯类、烯类、有机硅类、复合树脂类及改性沥青类等多种类型，由于有机类修补材料的可灌性最好，目前多采用其进行微细裂缝的修补。

随着化学工业的发展和工程上的需要，再加上水泥、粘土型灌浆材料在使用上的限制，化学灌浆材料以其优异的性能决定了其在现代工业上不可替代的位置。19世纪50年代以来，国内外出现了水玻璃（硅酸钠）类，丙烯酰胺类，丙烯酸盐，木质素类，脲醛树脂类，甲基丙烯酸甲酯类，环氧树脂类，聚氨酯类，不饱和聚酯树脂类等一系列化学灌浆材料，均能够有效地堵水，且价格适中。

水玻璃（硅酸钠）类化学灌浆材料，其力学性能远不及其他的有机高分子灌浆材料，在涌水情况下，易流失，被水冲走。丙烯酰胺类化学灌浆材料，其固结胶体在失水后收缩率大、凝胶体抗压强度不高（0.2-0.8MPa）、耐久性较差、具有腐蚀性（浆材与铁质易起化学作用）且丙烯酰胺单体毒性大，在施工中若操作不当容易引起环境污染等原因，丙烯酰胺系列化学灌浆材料的使用受到了限制。丙烯酸盐类化学灌浆材料，其固结体抗压强度低（固砂体抗压强度0.3-1MPa）且无弹性，不能用于柔性补强，不适用于沥青混凝土的裂缝修补。木质素、纸浆类堵水浆材，由于堵水强度不高，而逐渐被高分子化学浆材取代。脲醛树脂类化学灌浆材料，其固结体抗压强度较高，但脲醛树脂浆材中所含的游离甲醛具有毒性且有强烈刺激性气味，抗渗性差、固结体硬而脆，且浆材在酸性条件下固化，对设备有腐蚀且对人体不安全。甲基丙烯酸甲酯（甲凝）类化学灌浆材料，其粘度低，适用于微细裂缝的修补，不足之处就是固结体收缩率大，这将造成固结体与修补裂缝缝面局部脱空，降低平均强度。环氧树脂类化学灌浆，以其优异的粘结强度、固结强度高、收缩性小、固化配方设计灵活多样（不同体系分别可在低温、中温、高温下固化，能快速固化亦能缓慢固化）等优点，应用于水利电力、海港码头、隧道涵洞、矿井、地铁等，但大部分环氧浆材具有粘度大、憎水性强、脆性大及与潮湿裂缝粘结力差等缺点，将其水性化，可以获得综合性能更优的灌浆材料。聚氨酯类（氰凝）化学灌浆材料，其活性大，固结体具有良好的弹性和强度，但是浆材本身的粘度较大，原料存储期短。

现阶段我国使用的沥青混凝土路面修补材料多为环氧树脂及聚氨酯类有机修补材料，这种材料的颜色一般与沥青路面颜色有差异，修补固结时间长，开放交通后容易污染路面；树脂固化后收缩较大，与沥青混凝土的热膨胀系数差别较大。