注漿材料、注漿方法及道路養護維修方法
【專利摘要】本發明公開了一種注漿材料、注漿方法及道路養護維修方法。所述注漿材料采用下述原料制得：所述原料包括硬質瀝青、沙索必德、SBS改性劑和瀝青母粒；所述注漿材料的控制指標為：瀝青針入度小于10，瀝青軟化點為85℃～93.5℃，在三氯乙烯中的溶解度大于99.3％。本發明所提供的注漿材料流動性好，經濟成本低，凝固速度快；應用于道路養護維修時，不需要養護，可以馬上開放交通。本發明提供的道路養護維修方法能對注漿前、注漿過程中以及注漿后的效果進行有效的評價，克服了完全依賴于施工人員的經驗判斷的缺陷。
【專利說明】注漿材料、注漿方法及道路養護維修方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑材料領域，特別涉及一種注漿材料、注漿方法及道路養護維修方法。
【背景技術】
[0002]我國建設高速公路一直遵循“強基薄面”的設計理念，該結構極易在基層形成干縮和溫縮裂縫，加上道路是帶狀構造物更容易造成基層產生橫向裂縫。在車車輛荷載作用下，導致浙青層出現嚴重的“反射裂縫”，造成路面破壞。目前應對反射裂縫采用的方法主要有加鋪應力吸收層，注漿修補(水泥注漿)等，但結果都不太理想。
[0003]注漿是指利用氣壓、液壓或電化學原理，將漿液注入結構內部。漿液以填充、滲透和擠密等方式，占據結構內部的裂縫以及脫空位置，將原本開裂，脫空的結構連接成一個整體，提高結構的整體穩定性和強度。目前工程中注漿施工一般都指水泥注漿施工，常用的注漿方法主要有滲透注漿法、壓密注漿法、劈裂注漿法、填充注漿法等。
[0004]我國注漿加固修補技術大多采用水泥基注漿材料，其具有抗折強度低、滲透性差、狹小空隙難以進行施工的缺點，且施工后不能快速開放交通，需要養護2~3天。另外注漿配套專業施工設備及工藝不成熟，其注漿壓力、注漿速度、注漿深度等參數常憑經驗確定，缺乏科學的注漿前評估、注漿過程的調整和注漿后的效果評價。總的來說，水泥注漿普遍存在施工養護周期長，且在浙青混凝土路面修補中使用受限等缺陷。而且，施工過程中技術參考及技術指數憑經驗確定，缺乏理論依據與數據支撐。因此亟需針對上述問題，研究滲透性和抗變形能力強的浙青注漿材料，研究配套的注漿施工工藝，以解決注漿材料性能不足、配套注漿工藝不專業等技術問題，從而實現無開挖道路修補注漿技術的升級。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在于克服了現有技術的水泥砂漿注漿工藝主要針對防水堵漏工程、所使用的注漿材料和注漿工藝全憑經驗確定，缺乏理論依據與數據支撐的缺陷，而提供了一種注漿材料、注漿方法以及道路養護維修方法。本發明提供的道路養護維修方法能對注漿前、注漿過程中以及注漿后的效果進行有效的評價，克服了完全依賴于施工人員的經驗判斷的缺陷，養護維修后，不需要養護，可以馬上開放交通。
[0006]本發明提供了一種注漿材料，其采用下述原料制得:所述原料包括硬質浙青、沙索必德、SBS改性劑和浙青母粒；所述注衆材料的控制指標為:浙青針入度小于10,浙青軟化點為85°C~93.5°C，在三氯乙烯中的溶解度大于99.3%。
[0007]本發明中，所述原料較佳地包括:2 %~3 %的沙索必德、I %~3 %的SBS改性劑、15%~20%的浙青母粒和74%~82%的硬質浙青,所述百分比為質量百分比。
[0008]本發明中，所述原料較佳地為2 0Z0~3%的沙索必德、I %~2%的SBS改性劑和15%~20%的浙青母粒，其余為硬質浙青，所述百分比為質量百分比。
[0009]本發明中，所述的硬質浙青為本領域常規的硬質浙青，較佳地為:浙青針入度為13~17、浙青軟化點大于63°C、在三氯乙烯中的溶解度大于99.8%的硬質浙青，更佳地為中國石油化工集團公司生產的10#硬質浙青。
[0010]本發明中，所述的沙索必德是一種浙青改性劑,其英文名是sasobit,—般由沙索公司生產。
[0011]本發明中，所述的SBS改性劑為本領域常規的SBS改性劑，較佳地為線型SBS改性劑。所述的線型SBS改性劑較佳地為LG501型SBS改性劑或YH-791型SBS改性劑。所述的LG501型SBS改性劑一般由韓國LG化學公司生產。所述的YH-791型SBS改性劑一般由中石化巴陵石化公司生產。
[0012]本發明中，所述的浙青母粒為本領域常規的浙青母粒，較佳地為浙青針入度為I~2，浙青軟化點大于105°C，在三氯乙烯中的溶解度大于99.7%的浙青母粒，更佳地為中國石油化工集團公司生產的浙青母粒。浙青母粒一般是通過蒸餾工藝、氧化工藝、溶劑脫浙青工藝以及調合工藝等復合提煉浙青得到的。
[0013]本發明中，所述的注漿材料的制備方法為本領域常規的制備改性浙青的方法，較佳地包括如下步驟:將硬質浙青、沙索必德、SBS改性劑和浙青母粒按照上述配比混合均勻，在170~190°C下研磨30~50分鐘，再攪拌50~70分鐘，即可。
[0014]其中，所述研磨的設備為本領域常規，較佳地為膠體磨。所述研磨的條件為本領域常規，較佳地為在180°C下研磨40分鐘。所述的攪拌的時間較佳地為60分鐘。
[0015]本發明中，按照上述原料和制備方法制得的注漿材料屬于一種改性浙青材料。
[0016]本發明中，所述的浙青針入度具有本領域常規含義，是指根據《T0604-2011浙青針入度試驗》的方法，在25°C下，測定的5s時間內載重為10g的標準尖針垂直穿入試樣的深度，由于浙青針入度的單位為0.1mm，那么，本發明中的浙青針入度是在該深度的基礎上乘以10得到的數值。
[0017]本發明中，所述的浙青軟化點具有本領域常規含義，即將試樣注于規定的尺寸的銅環內，保持規定溫度5°C至少15分鐘后，在銅環正上方放鋼球，開動攪拌器，開始加熱，使水溫在3分鐘內調節至每分鐘上升5°C ±0.5°C，記錄每分鐘上升的溫度值；當試樣受熱軟化逐漸下墜，至與下層底板表面接觸時，讀取溫度值，記為軟化點值，其測試方法具體參見《T 0606-2011浙青軟化點試驗(環球法)》。
[0018]本發明中，三氯乙烯中的溶解度采用本領域常規的測量浙青溶解度的方法測定，一般按照《T 0607-1993浙青溶解度試驗》測得。
[0019]本發明還提供了一種注漿方法；其包括如下步驟:將上述注漿材料加熱至180°C~230°C，輸送至注漿噴嘴處，進行注漿，即可；所述注漿時注漿泵的壓力為0.3~0.5MPa。
[0020]本發明中，所述加熱的方法為本領域常規，較佳地為燃燒法。所述加熱的溫度較佳地為220°C~230°C。所述的加熱較佳地在帶有自加熱功能的浙青罐中進行。所述的加熱較佳地在所述注衆前一小時內完成。
[0021]本發明中，所述注漿噴嘴處的壓力較佳地為0.2~0.4MPa。
[0022]本發明中，所述注漿時注漿泵的壓力較佳地為0.4MPa。
[0023]本發明中，所述的輸送的設備為本領域常規，較佳地為浙青泵。
[0024]本發明還提供了一種道路養護維修方法，其包括如下步驟:在道路上開注漿孔，采用所述注漿材料向所述注漿孔注漿；注漿結束后30分鐘內，在所述注漿材料的溫度降至40°C之前，將水泥砂漿填入所述注漿孔并刮平，即可。
[0025]本發明中，在開注漿孔之前，較佳地，還對道路的斷裂混凝土板的裂縫處進行貝克曼變形量測試，然后根據貝克曼變形量制定維修方案:當貝克曼變形量小于0.8mm時，進行注漿；當貝克曼變形量大于等于0.8mm時，較佳地，先在裂縫處重新澆筑混凝土，待所述貝克曼變形量小于0.Sm后再進行注漿。
[0026]其中，當貝克曼變形量小于等于0.3mm時，如果考慮到經濟成本也可以不進行注漿，但是為了達到更好的維修效果，較佳地還是進行注漿。
[0027]其中，所述的貝克曼變形量是通過貝克曼梁法彎沉檢測測定的。
[0028]本發明中，所述注漿孔的直徑較佳地為5cm。所述注漿孔的開設密度較佳地為每2~4m2設一個，更佳地為每4m2設一個。所述注漿孔的排列方式較佳地為Z字型排列。所述注漿孔的開孔位置與所述裂縫處的距離較佳地為0.8~1.0m。
[0029]本發明中，開注漿孔之后，較佳地還對注漿孔周圍進行清掃和灑水。所述的清掃為本領域常規的清除進入所述注漿孔的垃圾、清除開注漿孔留下的殘渣的操作，較佳地為利用空氣壓縮機壓榨空氣進行清掃。所述灑水的目的是使注漿孔周邊濕潤，防止注漿材料灑落附著在路面上難以清除。
[0030]本發明中，按照本領域常規，還需要根據注漿材料的流出情況判斷何時結束注漿，如果注漿孔處的接縫、裂縫或附近的排水溝等其它地方流出注漿材料，應結束注漿。同時，如果出現下列幾種情況，還需要及時中止注漿:①注漿開始時注漿泵的壓力小于0.4MPa，并出現注漿困難的現象時，中止注漿注漿噴嘴處的壓力在0.4MPa以上，并使得注漿孔附近的混凝土板出現上抬現象時，中止注漿；③注漿噴嘴處的壓力低于0.2MPa時，在注漿過程持續進行20~30秒之后，如果注漿材料已流淌至注漿孔之外的區域，應中止注漿。如果注漿孔周圍的孔中流出注漿材料，但不屬于上述情況①~③，可以用木栓將此孔封住，繼續注漿。
[0031]本發明中，所述注漿之后，較佳地，還將所述注漿孔周圍以及縫隙、裂縫、排水溝等處溢出的注漿材料進行清除。
[0032]本發明中，在進行所述刮平之后，再對斷裂混凝土板的裂縫處進行貝克曼變形量測試，如果貝克曼變形量大于0.3mm，則重復所述道路養護維修方法的所有操作對裂縫處進行再次維修，直至貝克曼變形量小于等于0.3mm為止。
[0033]本發明中，所述的道路是指水泥混凝土道路，或者浙青混凝土道路。
[0034]在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
[0035]本發明所用試劑和原料均市售可得。
[0036]本發明的積極進步效果在于:
[0037](I)本發明提供的注漿材料沒有顆粒雜質，不會堵塞注漿設備；且漿液流動度較好，具有很好的流動滲透作用，能夠填充路面狹窄空隙，在應對路面反射裂縫方面具有較好的效果；注漿材料的針入度小于10、硬度較硬；且軟化點為85°C~93.5°C，軟化點高于路面的使用溫度，能為路面提供穩定的支撐作用，從而在整體上提高道路的使用壽命。
[0038](2)本發明提供的注漿材料的凝固速度快，在填充了路基路面的原有空隙時，并不會對周邊水文環境造成影響；且注漿完成后基本不需要養護(僅需30分鐘左右)，可以馬上開放交通。
[0039](3)本發明提供的道路養護維修方法能對注漿前、注漿過程中以及注漿后的效果進行有效的評價，克服了完全依賴于施工人員的經驗判斷的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]圖1為本發明的實施例8中注漿與不注漿時裂縫發生率的對比圖。
【具體實施方式】
[0041]下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。
[0042]下述實施例中，實施例1~3、5~7采用的硬質浙青為中國石油化工集團公司生產的10#硬質浙青，采用的浙青母粒為中國石油化工集團公司生產的浙青母粒；所有實施例中，采用的沙索必德均購自沙索公司。采用的LG501型SBS改性劑購自韓國LG化學公司。采用的YH-791型SBS改性劑購自中石化巴陵石化公司。下述實施例中，如無特殊說明，所述百分比均為質量百分比。
[0043]實施例1
[0044]將硬質浙青、沙索必德、LG501型SBS改性劑和浙青母粒按照82:2:1:15的質量比稱取，置于膠體磨中，在180°C下研磨40分鐘，再攪拌60分鐘，即可。
[0045]按照上述方法制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為5.6 ;浙青軟化點為85.2V ;在三氯乙烯中的溶解度為99.6%。
[0046]實施例2
[0047]本實施例中注漿材料的原料、制備工藝和步驟均同實施例1，不同之處在于:將LG501型SBS改性劑替換為YH-791型SBS改性劑，所制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為5.5 ;浙青軟化點為85.30C ;在三氯乙烯中的溶解度為99.5%。
[0048]實施例3
[0049]本實施例中注漿材料的原料、制備工藝和步驟均同實施例1，不同之處在于:硬質浙青:沙索必德:LG501型SBS改性劑:浙青母粒=77:2:1:20。所制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為4.5 ;浙青軟化點為87.8V ;在三氯乙烯中的溶解度為99.6%。
[0050]實施例4
[0051]本實施例中注漿材料的原料、制備工藝和步驟均同實施例3，不同之處在于:將中國石油化工集團公司生產的10#硬質浙青替換為中國海洋石油總公司生產的10#硬質浙青，將浙青母粒也替換為中國海洋石油總公司生產的浙青母粒，所制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為5.3 ;浙青軟化點為85.rc ;在三氯乙烯中的溶解度為99.6%。
[0052]實施例5
[0053]本實施例中注漿材料的原料、制備工藝和步驟均同實施例1，不同之處在于:硬質浙青、沙索必德、LG501型SBS改性劑和浙青母粒的質量比為81:2:2:15。按照上述方法制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為5.3 ;浙青軟化點為88.3°C ;在三氯乙烯中的溶解度為99.5%。
[0054]實施例6
[0055]本實施例中注漿材料的原料、制備工藝和步驟均同實施例1，不同之處在于:硬質浙青、沙索必德、LG501型SBS改性劑和浙青母粒的質量比為80:2:3:15。按照上述方法制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為4.9 ;軟化點為90.3°C ;在三氯乙烯中的溶解度為99.6%。
[0056]實施例7
[0057]本實施例中注漿材料的原料、制備工藝和步驟均同實施例1，不同之處在于:硬質浙青、沙索必德、LG501型SBS改性劑和浙青母粒的質量比為74:3:3:20。按照上述方法制備的注漿材料的性能指標如下所示:浙青針入度為3.6 ;浙青軟化點為93.3°C ;在三氯乙烯中的溶解度為99.5%。
[0058]實施例8
[0059]本實施例為一個道路養護維修的工程實例，施工區域路面結構為:23cm水泥混凝土基層，基層上加鋪浙青混凝土面層，加鋪結構為上面層5cmAM-13 ;中面層5cm粗粒式浙青混凝土 ；下面層5cm開級配浙青混凝土。
[0060]注漿區域共分為兩個工區:一工區和二工區，本實施例采用所述注漿材料在貝克曼彎沉試驗中變形量為0.3mm以上的區域實施注漿；采用注漿材料注漿后，在貝克曼彎沉試驗中變形量為0.3mm以上的區域，再次注漿；有裂縫且貝克曼彎沉試驗中變形量在0.81mm以上的區域更換水泥混凝土板，再進行注漿。
[0061]在道路上開孔時，注漿孔的直徑為5cm，注漿孔的開設密度均為每4m2設I個，按Z字型交叉排列，注漿孔的開孔位置與裂縫處的距離為0.8~1.0m。裂縫集中的區域另行追加注漿孔。所使用的注漿材料為實施例1提供的注漿材料，注漿方法包括如下步驟:將所述注漿材料加熱至200°C，輸送至注漿噴嘴處，進行注漿，即可；所述注漿時注漿泵的壓力為
0.4MPa。所述注漿噴嘴處的壓力為0.3MPa。注漿結束后30分鐘內，在所述注漿材料的溫度降至40°C之前，將水泥砂漿填入注漿孔并刮平，即可。
[0062]注漿后追蹤調查主要采用目視觀察法統計裂縫的產生情況。通過觀察發現I年后雖然有裂縫產生，但只存在于混凝土板的構縫或裂縫上的反射縫，注漿施工結束后2年內裂縫發生率情況通過如下公式計算:
[0063]
【權利要求】
1.一種注漿材料，其特征在于，其采用下述原料制得:所述原料包括硬質浙青、沙索必德、SBS改性劑和浙青母粒；所述注漿材料的控制指標為:浙青針入度小于10，浙青軟化點為85°C~93.5°C，在三氯乙烯中的溶解度大于99.3%。
2.如權利要求1所述的注漿材料，其特征在于，所述原料包括:2%~3%的沙索必德、1%~3 %的SBS改性劑、15 %~20 %的浙青母粒和74 %~82 %的硬質浙青；較佳地為:2%~3 %的沙索必德、I %~2 %的SBS改性劑和15 %~20 %的浙青母粒，其余為硬質浙青，所述百分比為質量百分比。
3.如權利要求1所述的注漿材料，其特征在于，所述的硬質浙青為浙青針入度為13~17、浙青軟化點大于63°C、在三氯乙烯中的溶解度大于99.8%的硬質浙青；和/或，所述的SBS改性劑為線型SBS改性劑；和/或，所述的浙青母粒為浙青針入度為I~2，浙青軟化點大于105°C，在三氯乙烯中的溶解度大于99.7%的浙青母粒。
4.如權利要求3所述的注漿材料，其特征在于，所述的硬質浙青為中國石油化工集團公司生產的10#硬質浙青；和/或，所述的線型SBS改性劑為LG501型SBS改性劑或YH-791型SBS改性劑。
5.如權利要求1~4任一項所述的注漿材料，其特征在于，所述的注漿材料的制備方法包括如下步驟:將硬質浙青、沙索必德、SBS改性劑和浙青母粒混合均勻，在170~190°C下研磨30~50分鐘，再攪拌50~70分鐘，即可；其中，所述研磨的設備較佳地為膠體磨；和/或，所述研磨的條件較佳地為在180°C下研磨40分鐘；和/或，所述攪拌的時間較佳地為60分鐘。
6.一種注漿方法，其特征在于，其包括如下步驟:將如權利要求1~5任一項所述的注漿材料加熱至180°C~230°C，輸送至注漿噴嘴處，進行注漿，即可；所述注漿時注漿泵的壓力為 0.3 ~0.5MPa。
7.如權利要求6所述的注漿方法，其特征在于，所述加熱的方法為燃燒法；所述加熱的溫度為220°C~230°C;和/或，所述注漿噴嘴處的壓力為0.2~0.4MPa ;和/或，所述注漿時注漿泵的壓力為0.4MPa ;和/或，所述輸送的設備為浙青泵。
8.—種道路養護維修方法，其特征在于，其包括如下步驟:在道路上開注漿孔，采用如權利要求1~5任一項所述的注漿材料向所述注漿孔注漿；注漿結束后30分鐘內，在所述注漿材料的溫度降至40°C之前，將水泥砂漿填入所述注漿孔并刮平，即可。
9.如權利要求8所述的道路養護維修方法，其特征在于，在開注漿孔之前，還對道路的斷裂混凝土板的裂縫處進行貝克曼變形量測試，然后根據貝克曼變形量制定維修方案:當貝克曼變形量小于0.8mm時,進行注衆；當貝克曼變形量大于等于0.8mm時,先在裂縫處重新澆筑混凝土，待所述貝克曼變形量小于0.8mm時再進行注漿； 和/或，所述注漿孔的直徑為5cm ;所述注漿孔的開設密度為每2~4m2設一個；所述注漿孔的排列方式為Z字型排列；和/或，所述注漿孔的開孔位置與所述裂縫處的距離為0.8 ~1.0m0
10.如權利要求8所述的道路養護維修方法，其特征在于，在進行所述刮平之后，對斷裂混凝土板的裂縫處進行貝克曼變形量測試，如果貝克曼變形量大于0.3_，則重復所述道路養護維修方法的所有操作對裂縫處進行再次維修，直至貝克曼變形量小于等于0.3mm為止。
【文檔編號】C08L53/02GK104177846SQ201410374998
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】曹亞東, 蔡明 , 嚴軍, 陸青清, 柴沖沖 申請人:上海城建新路橋建設工程有限公司, 上海建設機場道路工程有限公司, 上海城建日瀝特種瀝青有限公司