【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于灌注式半柔性路面设计，具体涉及到一种增强灌注式半柔性路面及其施工方法。
技术介绍
1、灌注式半柔性路面(sfp)材料是在多孔沥青混合料(pam)中灌注特殊性能水泥基灌浆材料而形成的一种组成、结构和界面极其复杂的复合材料。sfp具有较高的承载能力，抗车辙特性突出，工程上作为一种修补沥青路面车辙的手段已大量运用在道路交叉口、公交站台等重载交通路段。然而，在实际工程应用中，半柔性路面由于其较高的刚度，在行车荷载的作用下容易出现开裂问题，且开裂形式多为沥青与水泥材料之间的界面裂缝，影响了道路的使用寿命，制约了其大规模的推广和使用。因此，如何增强沥青与水泥材料之间的界面性能，减少界面裂缝，是灌注式半柔性路面材料亟需解决的工程难题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种增强灌注式半柔性路面及其施工方法。
2、本专利技术拟借鉴磁流体理念，向水泥基灌浆材料中掺加适宜改性可磁化颗粒(fe3o4)，并掺入抗分散剂，制备一种水泥基磁性灌浆材料。同时，往多孔沥青混合料中掺入钕铁硼废料(以相同级配替换部分集料)作为磁性材料以提供磁场，当水泥基可磁化灌浆材料注入多孔沥青混合料时，借助磁力吸附效应，可显著提升沥青与水泥材料界面的粘结性能，从而有效减少界面裂缝的产生。
3、为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：
4、一种增强灌注式半柔性路面，其包括可磁化灌浆液和多孔沥青混合料；
5、多孔沥青混合料提供磁场效应，在灌浆时，
6、其中，所述可磁化灌浆液包括以下质量份数的组成：
7、80-100份fe3o4@sio2介孔微球、380-400份水泥、90-100份水、0.6-2份抗分散剂；
8、所述多孔沥青混合料包括以下质量份数的组成：
9、2-2.50份高黏改性沥青、55.38-59.35份粗集料、10.65-14.62份细集料、23.74-25.44份粗磁性骨料、4.56-6.26份细磁性骨料、2.40-3份填料。
10、进一步地，多孔沥青混合料的总孔隙率为25％，配合比设计参数见表3。
11、进一步地，fe3o4@sio2介孔微球为核壳结构，介孔微球粒径为6-12μm，核为微米级fe3o4磁性颗粒，核平均粒径为5-10μm；壳为sio2，壳平均厚度为0.5-1μm。
12、进一步地，fe3o4@sio2介孔微球以微米级fe3o4磁性颗粒作为内核，以四乙氧基硅烷(teos)为硅源，利用溶胶-凝胶法结合模板法、煅烧法，在其表面包覆介孔sio2，合成核壳结构的微米fe3o4@sio2介孔微球。
13、具体制备方法为：
14、(1)sio2壳层的包覆：
15、1)分散磁性核：将微米级fe3o4颗粒分散于乙醇和去离子水中，超声处理以获得均匀分散的悬浮液；
16、2)引入硅源：加入teos和25％摩尔浓度的氨水，在室温下搅拌反应；
17、3)收集与清洗：用磁力分离收集产物，使用乙醇和去离子水交替洗涤三次，干燥备用；
18、(2)介孔结构的形成：
19、1)加入模板剂：在去离子水和乙醇的混合溶液中，溶解十六烷基三甲基溴化铵或聚环氧乙烷作为模板剂，加入被sio2包覆的fe3o4颗粒，并超声分散；
20、2)介孔壳层形成：在搅拌条件下，逐滴加入teos，并继续搅拌反应；
21、3)清洗与干燥：用磁力分离收集样品，依次用乙醇和去离子水洗涤；
22、(3)模板剂的去除：
23、1)将样品置于陶瓷坩埚中，程序升温至500-600℃，升温速率为5℃/min；
24、2)保持恒温煅烧以去除十六烷基三甲基溴化铵或聚环氧乙烷。
25、进一步地，水泥采用高性能半柔性路面水泥，型号为优砾科g30b，颜色为黑褐色，由浙江魏华新型建材有限公司生产，其主要成分为硅灰、减水剂和玄武岩细粉等。
26、进一步地，抗分散剂采用水泥砂浆悬浮抗分散剂，由广东中科鸿泰新材料有限公司生产。抗分散剂具备良好的抗分散性、流动性，可减少水泥的流失，同时不泌水，凝结时间可控，以及抗渗可达s20以上，抗蚀系数不小于0.85。本专利技术的抗分散剂作用是分散核壳结构fe3o4@sio2介孔微球，让其在灌浆液中均匀分布，减少沉淀。
27、进一步地，高黏改性沥青由70#基质沥青添加高黏改性剂制备而成，高黏改性剂采用上海浦东路桥建设有限公司生产的rst-p型高黏颗粒，70#基质沥青由中国石化炼油销售有限公司生产。
28、进一步地，粗集料和细集料采用间断级配，所述粗集料为江苏亚邦矿业有限公司生产的玄武岩，尺寸大于2.36mm，所述细集料为赤壁市源达矿业有限公司生产的石灰岩，尺寸小于2.36mm。
29、具体地，相较于连续级配，间断级配能够减少颗粒间的干涉，具有更少的孤立空隙、更大且均匀的3d孔隙结构、更大的喉道尺寸、更优的孔隙连通性和渗透系数，更有利于灌浆材料在多孔沥青混合料空隙中的渗透。
30、进一步地，粗磁性骨料和细磁性骨料均采用钕铁硼废料，由衡水北锐金属贸易有限公司生产。
31、本专利技术采用钕铁硼废料来作为磁性骨料提供磁场条件，磁性骨料带有一定磁性，其磁力不足以让颗粒间吸附聚集，但可以吸附磁性灌浆液。所述磁性骨料为多孔沥青混合料简单巧妙地设计了磁场，目的是配合后期磁性灌浆液灌注。实现了固废利用，也降低了材料成本，为实际工程应用奠定了基础。
32、具体地，磁性骨料的级配与集料保持一致，筛选符合粗集料(尺寸大于2.36mm)和细集料(尺寸小于2.36mm)的钕铁硼废料，磁性骨料与集料的质量比为3:7，相当于替换原有集料的30％。所述磁性骨料为多孔沥青混合料简单巧妙地设计了磁场，目的是配合后期磁性灌浆液灌注；磁性灌浆液与磁性骨料的吸附力优化了界面性能，提供了一种灌注式半柔性路面抗裂新思路。
33、进一步地，填料采用石灰石矿粉，由上海沪长建材有限公司生产。
34、一种上述的增强灌注式半柔性路面的施工方法，其包括如下步骤：
35、step1：制备高黏改性沥青，制作工艺如下：
36、(1)首先，将70#基质沥青在150℃下加热至液态，同时在100℃下预热rst-p型高黏颗粒；
37、(2)其次，将规定质量的高黏颗粒加入70#基质沥青中，并在180℃下以250r/min的转速搅拌30分钟，使颗粒充分溶胀；
38、(3)然后，以4000r/min的转速高速剪切60分钟，确保高黏颗粒与70#基质沥青均匀混合；
39、(4)最后，以300r/m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种增强灌注式半柔性路面，其特征在于，其包括可磁化灌浆液和多孔沥青混合料；
2.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述Fe3O4@SiO2介孔微球为核壳结构，介孔微球粒径为6-12μm；核为微米级Fe3O4磁性颗粒，核平均粒径为5-10μm；壳为SiO2，壳平均厚度为0.5-1μm。
3.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述Fe3O4@SiO2介孔微球的制备方法为：
4.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述水泥采用高性能半柔性路面水泥，型号为优砾科G30B，颜色为黑褐色，由浙江魏华新型建材有限公司生产。
5.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述抗分散剂采用水泥砂浆悬浮抗分散剂，由广东中科鸿泰新材料有限公司生产。
6.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述高黏改性沥青由70#基质沥青添加高黏改性剂制备而成，高黏改性剂采用上海浦东路桥建设有限公司生产的RST-P型高黏颗粒，70#基质沥青由中国石化炼油销售有限公司生产。
...【技术特征摘要】
1.一种增强灌注式半柔性路面，其特征在于，其包括可磁化灌浆液和多孔沥青混合料；
2.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述fe3o4@sio2介孔微球为核壳结构，介孔微球粒径为6-12μm；核为微米级fe3o4磁性颗粒，核平均粒径为5-10μm；壳为sio2，壳平均厚度为0.5-1μm。
3.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述fe3o4@sio2介孔微球的制备方法为：
4.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述水泥采用高性能半柔性路面水泥，型号为优砾科g30b，颜色为黑褐色，由浙江魏华新型建材有限公司生产。
5.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面，其特征在于，所述抗分散剂采用水泥砂浆悬浮抗分散剂，由广东中科鸿泰新材料有限公司生产。
6.如权利要求1所述的增强灌注式半柔性路面...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙大权，郭建祥，凌森林，陈忠波，田于锋，倪航天，徐磊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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