用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料、土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于水泥混凝土路收 縮縫的橡膠微粒水泥基材料填縫料。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥混凝土路面具有承載能力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長、日常養(yǎng)護費用低等優(yōu) 點，同時我國水泥產(chǎn)量大、分布廣，各地都可以就近供應。因此自上世紀80年代初開始，水 泥混凝土路面就被廣泛用于公路和城市道路的主次干道上，近幾年來更得到迅速發(fā)展。水 泥混凝土路必須設置收縮縫，在使用過程中常出現(xiàn)裂縫、唧泥、錯臺等病害，這些病害嚴重 影響混凝土路面的承載能力，行駛舒適度和使用壽命。產(chǎn)生這些病害的原因很多，但在很大 程度上與接縫所采用的填縫料有關(guān)。
[0003] 水泥混凝土路面填縫料有三個主要功能。（1)防止路面水滲入路基，路面水一旦 沿縫滲入路基，將使路基強度降低，混凝土面板就會在交通荷載作用下發(fā)生開裂；（2)防 止接縫中落入雜物。砂、石子等硬物落入接縫會使接縫失去脹縮功能，當路面板塊隨溫度 的升高而膨脹時，接縫處混凝土往往被擠壞。所以填縫料的好壞很大程度上影響了水泥混 凝土路面的質(zhì)量和使用壽命；（3)提高行駛舒適度。
[0004] 常規(guī)的填縫料有瀝青材料、聚氯乙烯膠泥及TS膠泥，這些材料都是有機材料。主 要有三方面的弊端：（1)這些有機材料與水泥路面接縫壁粘結(jié)不夠好；（2)施工過程中通常 需要在相鄰的水泥基路面板之間設有傳力桿，施工工藝較為復雜；（3)有機材料容易老化。 因此，使用一段時間后常常會出現(xiàn)填縫料剝落、擠出、老化碎裂現(xiàn)象。填縫料的失效、損壞， 接縫內(nèi)逐漸被砂、石、土等填塞，阻礙了板的膨脹，從而引起板的壓曲、破碎和接縫剝落等損 壞。路面表面水流入基礎(chǔ)，導致基礎(chǔ)軟化唧泥或凍脹，進而誘發(fā)其它病害。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材 料填縫料，具有韌性高、變形大的特點，可以滿足水泥路面填縫料的要求；該填縫料不易老 化、失效；可以延長道路的使用壽命。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料 填縫料，包括橡膠微粒、水泥、砂子和水，其中，水：水泥：砂子的質(zhì)量比為I :1. 5?3. 5 :4? 7,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :12?25,所述橡膠微粒的粒徑為1?2_，密度為1000? 1300Kg/m3,所述水泥采用P. 042. 5普通硅酸鹽水泥，所述砂子的細度模數(shù)是3. 0?2. 3。
[0007] 本發(fā)明用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，其中，有以下幾種各組分的 優(yōu)選比例：
[0008] 水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :25。
[0009] 水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :20。
[0010] 水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :16。
[0011] 水：水泥：砂子的質(zhì)量比為I :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量為1 :12。
[0012] 用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料填充水泥路面伸縮縫的施工方法，步 驟是：在水泥路面施工的過程中，每5?6米水泥路面預留出一條8?15cm的縫隙，在水泥 路面澆筑后2h?4h，向所述縫隙中灌注所述填縫料，充分插搗后按照《公路水泥混凝土路 面施工技術(shù)細則》JTG/TF30-2014的規(guī)定進行路面養(yǎng)護。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 本發(fā)明提出采用橡膠微粒水泥基材料作為填縫料。
[0015] (1)傳統(tǒng)伸縮縫材料是有機材料容易老化，本發(fā)明填縫料是一種橡膠微粒彈性水 泥基材料，具有韌性高、變形大的特點。且橡膠微粒水泥基材料是一種無機材料，不易老化， 與水泥路面的粘結(jié)性能好。
[0016] (2)在鋪設的過程中，傳統(tǒng)伸縮縫施工復雜，需要設置傳力桿來保證路面和填縫料 協(xié)同工作，而使用本發(fā)明橡膠微粒水泥基材料可以與路面同時澆筑，不需設置傳力桿，降低 了施工的難度。
[0017] ⑶在使用的過程中，傳統(tǒng)伸縮縫與水泥路面的粘結(jié)性能不好，導致接縫內(nèi)逐漸被 砂、石、土等填塞，使用本發(fā)明填縫料后，由于路面不存在縫隙，垃圾、塵埃以及含鹽分的水 不易滲透到道路內(nèi)部，可以延長水泥路面的使用壽命、降低后期維護的費用。
【附圖說明】
[0018] 圖1是對本發(fā)明填縫料材料極限拉應變試驗示意圖；
[0019] 圖2是填縫料和水泥路面粘結(jié)抗折試件示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細描述。
[0021] 本發(fā)明中提出一種用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料的配比設計及通 過試驗驗證了本發(fā)明橡膠微粒水泥基材料填縫料可以和路面水泥基材料協(xié)同工作。
[0022] 一、本發(fā)明用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料的配比設計
[0023] 本發(fā)明提出的一種用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，包括橡膠微粒、 水泥、砂子和水，其中，水：水泥：砂子的質(zhì)量比為I :1. 5?3. 5 :4?7,橡膠微粒與砂子的質(zhì) 量比為1 :12?25,所述橡膠微粒的粒徑為1?2mm，密度為1000?1300Kg/m3,所述水泥采 用P. 042. 5普通硅酸鹽水泥，所述砂子的細度模數(shù)是3. 0?2. 3。
[0024] 本發(fā)明填縫料中有下列幾組橡膠微粒、水泥、砂子和水的優(yōu)選比例：
[0025] 橡膠微粒：水：水泥：砂子的質(zhì)量比為4 :25 :50 :100 ;
[0026] 橡膠微粒：水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1 :5 :10 :20 ;
[0027] 橡膠微粒：水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1 :4 :8 :16 ;
[0028] 橡膠微粒：水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1 :3 :6 :12。
[0029] 研宄表明橡膠微粒的摻入可以增大水泥基材料的極限拉應變，但是會降低水泥基 材料的強度。因此，配置橡膠微粒水泥基材料作為填縫料，要滿足以下條件：
[0030] (1)橡膠微粒水泥基材料的抗壓強度不小于水泥基路面材料的抗壓強度；
[0031] (2)橡膠微粒水泥基材料的極限拉壓變大于水泥基路面材料的極限拉應變。
[0032] 本發(fā)明研宄中，采用圓弧I型截面試件測量砂漿直接抗拉性能，試件的加載方法 和應變片的布置如圖1所示，在試件中部粘貼應變片Y，連接應變儀和計算機測量試件的極 限拉伸應變，F(xiàn)為加載的方向。
[0033] 配置水泥基路面材料，其抗壓強度為20MPa，最大拉應變?yōu)?5 X l(T3mm，抗折強度 為3. 78MPa。配置A、B兩組填縫料，其中，水：水泥：砂的質(zhì)量比為1 :2 :4,為了方便試驗，對 于所添加的橡膠微粒采用每立方米填縫料中分別摻入不同質(zhì)量的橡膠微粒取代其中的一 部分砂子。
[0034] A組：每立方米填縫料中橡膠微粒50Kg ;水泥760Kg ;砂子1394Kg ;水380Kg。
[0035] B組：每立方填縫料中橡膠微粒lOOKg，水泥760Kg，砂子1268Kg，水380Kg。
[0036] 表I A、B組材料及水泥基材料力學性能
[0037]
【主權(quán)項】
1. 一種用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，其特征在于，包括橡膠微粒、水 泥、砂子和水，其中，水：水泥：砂子的質(zhì)量比為I :1. 5?3. 5 :4?7,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量 比為1 :12?25,所述橡膠微粒的粒徑為1?2mm，密度為1000?1300Kg/m3,所述水泥采用 P. 042. 5普通硅酸鹽水泥，所述砂子的細度模數(shù)是3. 0?2. 3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，其中，水：水泥： 砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :25。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，其中，水：水泥： 砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :20。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，其中，水：水泥： 砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1 :16。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，其中，水：水泥： 砂子的質(zhì)量比為1 :2 :4,橡膠微粒與砂子的質(zhì)量為1 :12。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料填充 水泥路面伸縮縫的施工方法，其特征在于，步驟是：在水泥路面施工的過程中，每5?6米水 泥路面預留出一條8?15cm的縫隙，在水泥路面澆筑后2h?4h，向所述縫隙中灌注所述 填縫料，充分插搗后按照《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細則》JTG/TF30-2014的規(guī)定進行 路面養(yǎng)護。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料，包括橡膠微粒、水泥、砂子和水，其中，水：水泥：砂子的質(zhì)量比為1：1.5～3.5：4～7，橡膠微粒與砂子的質(zhì)量比為1：12～25，所述橡膠微粒的粒徑為1～2mm，密度為1000～1300Kg/m3，所述水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，所述砂子的細度模數(shù)是3.0～2.3。本發(fā)明填縫料具有韌性高、變形大的特點，可以滿足水泥路面填縫料的要求；該填縫料不易老化、失效；可以延長道路的使用壽命。利用本發(fā)明提出的用于水泥路面的橡膠微粒水泥基材料填縫料填充水泥基路面伸縮縫的過程中無需在相鄰的兩塊水泥基路面板之間設置傳力桿，簡化了施工工藝。
【IPC分類】C04B18-22, C04B111-72, C04B14-06, C04B28-04
【公開號】CN104609803
【申請?zhí)枴緾N201510046625
【發(fā)明人】朱涵, 于泳, 閔巧玲
【申請人】天津大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月29日