[发明专利]一种混凝土桥面铺装用聚氨酯橡胶多孔混合料及其制备

说明书

本发明涉及一种混凝土桥面铺装用聚氨酯橡胶多孔混合料及其制备，混合料包括以下重量份数的组分：矿质集料100份，矿粉0～3份，聚氨酯胶结剂4～15份，橡胶颗粒3～15份。与现有技术相比，本发明内部开口孔隙较多，具有优良的排水性能，避免桥面产生水损害或水漂现象，提高桥面抗滑性和行车安全性。同时聚氨酯橡胶多孔混合料强度高、密度较小，能够减轻桥梁恒载。此外，本发明施工过程为室温下施工，采用废旧橡胶颗粒作为骨料，加快废旧橡胶的有效利用，满足目前建设绿色道路新理念。

技术领域

本发明属于桥面铺装材料技术领域，涉及一种混凝土桥面铺装用聚氨酯橡胶多孔混合料及其制备。

背景技术

水损害作为混凝土桥梁病害的主要因素之一，雨水下渗到桥梁内部或桥面铺装层与桥梁结构之间，容易形成积水，长久的积水会进一步渗入到混凝土中锈蚀钢筋，给桥梁结构造成危害。同时，桥面积水过多容易产生水漂现象，影响交通安全。因此如何快速将桥面水排走成为桥面铺装中的研究热点。排水降噪混凝土桥面铺装层具有迅速降低桥面铺装表面的水膜厚度，提高雨天行车的安全性；以及多孔隙吸收行驶汽车轮胎气流，显著降低噪音的优良性能。由于排水的功能性需求，多孔混合料设计时需要通过增加粗集料用量、避免或减少细集料用量，形成骨架型嵌挤结构的方式达到大空隙的目的。但这种结构内摩阻力较大，黏聚力较小，如要获得较大强度和抗外界破坏能力，胶结料的粘结性能就尤为重要。

聚氨酯由于其配方灵活，产品性能优良且形式多样，具有良好的机械强度、抗氧化性、耐化学稳定性和高弹性等优点，有望作为新型铺装材料应用于桥面铺装中。同时，废旧橡胶颗粒具有高弹性和高韧性等优点，在桥面铺装工程中利用废橡胶颗粒，不仅能够提高路面性能、降低混合料密度、减少桥梁恒定荷载作用，而且可以变废为宝，符合国家提倡的绿色环保公路建设的新理念。利用聚氨酯作为胶结剂，将橡胶颗粒掺入到混合料中制备多孔桥面铺装材料的研究较少。

中国专利CN105777179A公开了一种大孔隙聚氨酯碎石混合料及其制作方法。该混合料空隙较大，透水性能较好，能够避免车辆行驶在路面上产生滑移和雨水飞溅等现象，改变路面结构的声阻抗，吸收车辆噪声，减小噪声污染。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种混凝土桥面铺装用聚氨酯橡胶多孔混合料及其制备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种混凝土桥面铺装用聚氨酯橡胶多孔混合料，包括以下重量份数的组分：矿质集料100份，矿粉0～3份，聚氨酯胶结剂4～15份，橡胶颗粒3～15份。

进一步的，所述矿质集料包括粒径10-15mm的玄武岩碎石集料、粒径5-10mm的玄武岩碎石集料、粒径3-5mm的石灰岩碎石集料和粒径小于3mm的石灰岩碎石集料。四种集料的质量比为为(10～30)：(40～70)：(0～15)：(5～15)。

进一步的，所述聚氨酯胶结剂为双组分固化体系，其由作为A组分的固化剂与作为B组分的改性MDI预聚体在室温下拌和而成。

更进一步的，所述固化剂为包括交联剂、催化剂与增塑剂在内的混合物；

所述改性MDI预聚体满足以下条件：室温黏度<2000mPa·s，固化后材料拉伸强度>15MPa，拉伸断裂伸长率>60％。

进一步的，所述橡胶颗粒的粒径为3-5mm。

进一步的，所述橡胶颗粒为废旧轮胎橡胶。

进一步的，其为开级配混合料，空隙率为15～25％。

一种混凝土桥面铺装用聚氨酯橡胶多孔混合料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取聚氨酯胶结剂掺入矿质集料中，拌和，得到聚氨酯混合料；