一种UTAC超薄沥青混凝土及其施工工艺的制作方法

本发明涉及建筑施工，尤其是涉及一种utac超薄沥青混凝土及其施工工艺。

背景技术：

1、utac(超薄沥青混凝土)常常采用超薄耐磨面层来改善路面的表面功能和使用性能，随着车辆交通量的不断增加和路面使用强度的提高，传统的沥青混凝土耐磨性能往往难以满足耐久性和安全性的要求。常见的问题包括路面起拱、龟裂、剥离、潮湿滑滑等。

2、传统的沥青混凝土路面在耐磨性方面存在一些限制，曾经采取的一种解决方法是增加沥青混凝土的厚度，以提高其抗磨损性能。然而，这种方法增加了施工成本和材料消耗，并且对现有路面的改造困难重重，因此，需要发展新型的沥青混凝土材料，以提高其耐磨性能。这包括研究新的沥青材料、添加剂和改性技术，以改善沥青混凝土的耐久性、抗磨损性和安全性能。一些研究领域包括添加聚合物改性剂、纳米材料、多孔结构等，以增强沥青混凝土的力学性能和抗磨损性能。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有utac超薄混凝土耐磨性能不能满足需求，且耐久性较低的技术问题，提供一种高耐磨性能，耐久度高的utac超薄沥青混凝土。

2、本发明的第二个目的是提供一种简便的utac超薄沥青混凝土的施工工艺。

3、为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：

4、一种utac超薄沥青混凝土，由下列重量份物质组成：80～120份sbs改性沥青、18～30份改性碳纳米管、20～30份细砂、50～73份粗料以及10～12份玄武岩纤维；

5、所述改性碳纳米管为金属负载改性单壁碳纳米管，通过添加金属负载改性单壁碳纳米管，可促进水泥基材料的水化反应，形成更完善的水化产物，进而改善混凝土的耐磨性和耐久性，添加到混凝土中还可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和弯曲强度，最后，可以配合sbs改性沥青提高混凝土的自愈合能力，当混凝土发生微裂缝时，碳纳米管能够填充裂缝并形成自愈合效应，防止进一步扩大裂缝，从而提高混凝土的耐久性和使用寿命。

6、优选的，所述金属负载改性单壁碳纳米管中的金属为铜，铜的负载可以强化单壁碳纳米管的力学性能，提高其刚性和强度，这有助于提高材料的耐久性和结构稳定性，在复杂的工程环境下具有更好的应用性能，且材料易得，造价便宜。

7、优选的，所述铜负载单壁碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

8、1)将单壁碳纳米管置于体积分数25％的硝酸中酸化，在70℃的条件下搅拌1-2h，离心后干燥5h，并加入至含有改性剂的甲苯溶液中，于50℃的水浴锅中搅拌3h，使用25％的乙醇洗涤2-3次，并将洗涤物在65℃下干燥5h；

9、2)取二乙烯基硫醚与硫酸铜的络合物置于正庚烷中搅拌溶解，投入的步骤1)制备的单壁碳纳米管，静置12-15h，过滤后置于90℃烘箱中烘烤2-3h，即得。

10、优选的，步骤1)中，所述改性剂为乙烯基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷中的任意一种。

11、优选的，步骤1)中，所述单壁碳纳米管与所述硝酸的质量比为1:6-7。

12、优选的，步骤1)中，所述甲苯溶液含有16-20％的改性剂。

13、优选的，步骤1)中，所述单壁碳纳米管的粒径为5-6μm。

14、优选的，所述sbs改性沥青的制备方法，包括以下步骤：取沥青置于烘箱中，保温加热处理，再添加sbs橡胶颗粒剪切处理，收集混合剪切料并置于180～185℃下溶胀25min，收集得sbs改性沥青，由于分散在基质沥青中的sbs橡胶分子在沥青的油分的作用下产生溶胀和部分溶解反应，然后以细小微粒或丝状结构分散在沥青基体之中，橡胶和沥青都形成了各自的网终结构并相与贾穿，从而使sbs橡胶材料形成为良好的骨架结构，搭配改性碳纳米管可达到很好的耐磨性能。

15、优选的，所述剪切处理的速率为6000-8000r/min。

16、为了实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：

17、一种如上任一项所述的utac超薄沥青混凝土的施工工艺，包括以下步骤：

18、s1、按配方称量sbs改性沥青、细砂、粗料、玄武岩纤维和改性碳纳米管搅拌混合，收集得混合组分；

19、s2、将混合组分置于145～155℃下预热处理并收集得预热混合料，将预热混合料趁热摊铺至路面；

20、s3、待预热混合料摊铺完成后，在预热混合料冷却至90℃之前，采用8～12t的压路机碾压处理，采用压路机碾压处理，即可制备得沥青混凝土超薄耐磨面层，通过采用上述技术方案，本申请优化了碾压处理的温度，防止温度过低后，沥青混凝土不能有效形成所需要的密实结构，从而改善了制备的混凝土面层的结构性能，提高了后期混凝土面层的耐磨强度。

21、本发明相对于现有技术，有以下优点：

22、1、本申请提供的一种utac超薄沥青混凝土，通过添加金属负载改性单壁碳纳米管，可促进水泥基材料的水化反应，形成更完善的水化产物，进而改善混凝土的耐磨性和耐久性，添加到混凝土中还可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和弯曲强度，最后，可以配合sbs改性沥青提高混凝土的自愈合能力，当混凝土发生微裂缝时，碳纳米管能够填充裂缝并形成自愈合效应，防止进一步扩大裂缝，从而提高混凝土的耐久性和使用寿命，另一方面，玄武岩纤维可配合改性碳纳米管，缠绕呈骨伞状结构，有效密实和增加耐磨强度。

23、2、本申请提供的一种utac超薄沥青混凝土的施工工艺，通过采用上述技术方案，本申请优化了碾压处理的温度，防止温度过低后，沥青混凝土不能有效形成所需要的密实结构，从而改善了制备的混凝土面层的结构性能，提高了后期混凝土面层的耐磨强度。

技术特征：

1.一种utac超薄沥青混凝土，其特征在于：由下列重量份物质组成：80～120份sbs改性沥青、18～30份改性碳纳米管、20～30份细砂、50～73份粗料以及10～12份玄武岩纤维；

2.根据权利要求1所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：所述金属负载改性单壁碳纳米管为铜负载改性单壁碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：所述铜负载单壁碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：步骤1)中，所述改性剂为乙烯基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷中的任意一种。

5.根据权利要求3所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：步骤1)中，所述单壁碳纳米管与所述硝酸的质量比为1:6-7。

6.根据权利要求3所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：步骤1)中，所述甲苯溶液含有16-20％的改性剂。

7.根据权利要求3所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：步骤1)中，所述单壁碳纳米管的粒径为5-6μm。

8.根据权利要求1所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：所述sbs改性沥青的制备方法，包括以下步骤：取沥青置于烘箱中，保温加热处理，再添加sbs橡胶颗粒剪切处理，收集混合剪切料并置于180～185℃下溶胀25min，收集得sbs改性沥青。

9.根据权利要求8所述的utac超薄沥青混凝土，其特征在于：所述剪切处理的速率为6000-8000r/min。

10.根据权利要求1-9任一项所述的utac超薄沥青混凝土的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本申请提供的一种UTAC超薄沥青混凝土及其制备方法，由下列重量份物质组成：80～120份SBS改性沥青、18～30份改性碳纳米管、20～30份细砂、50～73份粗料以及10～12份玄武岩纤维，通过添加金属负载改性单壁碳纳米管，可促进水泥基材料的水化反应，形成更完善的水化产物，进而改善混凝土的耐磨性和耐久性，添加到混凝土中还可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和弯曲强度，最后，可以配合SBS改性沥青提高混凝土的自愈合能力，当混凝土发生微裂缝时，碳纳米管能够填充裂缝并形成自愈合效应，防止进一步扩大裂缝，从而提高混凝土的耐久性和使用寿命，另一方面，玄武岩纤维可配合改性碳纳米管，缠绕呈骨伞状结构，有效密实和增加耐磨强度。

技术研发人员：吴存全,陈俊涛,曹昌玉,陈冠军,曾令宽,朱冬梅,张晓莹,陈大新,刘明宇,黄荣粤,刘成林
受保护的技术使用者：广东长大道路养护有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16