一种玻璃基质路面快速修补材料及路面快速修补办法的制作方法

1.本发明涉及一种一种玻璃基质路面快速修补材料及路面快速修补办法，属于公路施工技术领域。

背景技术：

2.目前的公路均采用各种水泥或沥青进行铺设，道路在使用过程中，由于受日晒、雨淋、气温变化等环境因素影响，并且受到重载车辆长期不断的碾压，路面上经常会出现各种坑槽、破损等病害，当这些坑槽破损出现后需要及时进行修补和养护。传统的坑槽修补一般采用路面废料，添加一些新的骨料，再和沥青粘合剂混合，这种修补方式需要有专用的加热设备，将加热搅拌好的沥青骨料输送到双卧轴连续搅拌机上，搅拌后排到机组的摊铺器上，摊铺、捣实、熨平，再用压路机碾压，而大部分坑槽都属于小面积和散发性破损，热补坑槽修补具有极大的限制性。采用这种方法由于需要特殊的加热及搅拌设备，要求的操作条件复杂，并且施工时需要大量工人和专用的加热、搅拌及铺设机械，对于路面上产生的少量坑洼，仍需熔解大量沥青骨料，造成能源浪费，增加施工成本，不适用于工程量小的零碎修补工程，并且在低温的雨雪天气也不适合采用这种方法进行施工。
3.并且采用传统的骨料沥青修补材料需要大量的优质沥青，沥青在我国是短缺的优质资源，使用新的石料也会在石料源头的开采环节造成森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏。
4.另一方面，每年国内有上千万吨的玻璃被废弃，其中部份被玻璃厂回收利用，但大量的有玻璃因为度不符合要求无法应用于普通玻璃制造，特别是保有量巨大的crt电视机废弃后，crt屏玻璃中由于含有着剂使得玻璃呈灰黑，无法应用于其它玻璃制造，大部份只能进行填埋处理，造成了大量的人工及资源浪费。
5.将碎玻璃应用于沥青混合料作为骨料在国内外均已有成功使用的范例，碎玻璃在沥青混合料中作为辅助性的骨料使用，使用时还需要添加大量沥青及其它石料作为主料使用，并且这种混合料仅用于路面铺设，没有用于路面修补，其施工方法与普通沥青混合料并无二致，仍需大量的加热、搅拌以及铺设设备，操作工期长，具有其不便之处。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于：提供一种以碎玻璃为主料的路面快速修补材料及路面快速修补办法，其施工简便、修补迅速，结构强度高，能满足能在各种环境工况下进行修补工作。
7.为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种玻璃基质路面快速修补材料，所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃40-60份，低熔点玻璃粉20-30份，玻璃纤维5-15份，碳化硅微粉2-3份；所述低熔点玻璃粉的组份包括：p2o5: 50%-70%；zno：10%-30%；r2o：5%-20%，b2o3：5%-15%，fe2o3：2%-8%，其中r2o为li2o、na2o、k2o中的一种组份或多种组份含量之和，本发明中，玻璃纤维及碳化硅微粉均可使用市场销售的成品材料；
进一步的，所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃40-60份，低熔点玻璃粉20-30份，玻璃纤维5-15份，碳化硅微粉2-3份，萤石2-5份，将萤石应用于本发明，遇水产生的氟离子与玻璃熔体及坑槽壁体之间产生的固相反应可以增加熔体与坑槽之间的结合强度，防止熔体从坑槽内部脱落。附图1为本发明未添加萤石的修补材料与普通路面材料混合粉碎后的显微图像，附图2为添加萤石的修补材料与普通路面材料混合粉碎后的显微图像，并且两张附图均为经过水浸72小时后的状态图像，从图像中可以看出，图1中水浸对混合材料基本没有影响，添加萤石后，材料颗粒之间相互浸润侵蚀，增加了接触界面，这一点对于自然状态下的玻璃熔体与炕槽壁结合具有很重要的意义，可以大大增强两者的结合强度；进一步的，所述碎玻璃的粒度范围在710um-2000um之间，所述低熔点玻璃粉的粒度在63um-500um之间，所述萤石的粒度在50um以下；进一步的，所述玻璃纤维长度在4-10mm之间，玻璃纤维加入修补材料中，由于玻璃纤维的熔点高于低熔点玻璃，因此低熔点玻璃熔化后玻璃纤维在玻璃体内基本保持原状态，并且玻璃纤维与低熔点玻璃本体结合良好，玻璃纤维在玻璃体中构成了一个网格系统，提高了整体的结构性能，在劈裂抗拉时，玻璃纤维也承受一部份拉应力，因此其抗劈裂抗拉强度也大大增加强；进一步的，所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃50份，低熔点玻璃粉25份，玻璃纤维10份，萤石4份，碳化硅微粉2份，所述低熔点玻璃粉的组份包括：p2o5: 59%；zno：20%；k2o：5%，na2o：3%，li2o：1%，b2o3：6%，fe2o3：6%；进一步的，所述碎玻璃为废弃的crt屏玻璃，本发明中，尽管不影响车辆通行，但修补后的玻璃熔体的颜与路面反差较大时，会影响道路的整体美观度，因此，采用颜与沥青路面相接近的灰黑可以增加修补后的视觉效果，crt屏玻璃作为废弃后的电子玻璃，因其泽为灰黑，无法用于普通玻璃回炉使用，在回收利用方面一直是个很大的难题，而其泽与沥青路面颜接近，恰恰可用于本发明中作为碎玻璃基质使用，将crt废弃屏玻璃应用于本发明，具有一举两得的技术效果。
8.本发明还提供了一种使用上述玻璃基质路面快速修补材料的路面快速修补方法，包括以下步骤：步骤1：确定路面上所需修补的坑槽位置；步骤2：按照“圆洞方补”原则，在坑槽四周划出方形轮廓线，并沿轮廓线开凿至坑底稳定部份；步骤3：使用清扫装置对开凿的槽内部进行清扫，去除粉尘等杂物；步骤4：将权利要求1中所述的玻璃基质路面快速修补材料填至所开凿的方槽，如坑槽过深，可采用层铺的方法逐层修复，即每次铺设厚度不超过20cm，使用氧乙炔火焰喷的火头喷射槽内的修补材料至材料熔化凝结为一体，随后再铺设20cm修补材料，直至熔结体填满整个方槽，该熔结体在本发明中统称为玻璃熔体；步骤5：检视玻璃熔体突出路面的情况，一般玻璃熔体具有自流平效应，可不做特殊处理，如突出路面过多，可采用研磨机打磨至玻璃熔体与路面平齐。
9.本发明的积极有益技术效果在于：1. 本发明提供的路面快速修补材料采用碎玻璃+低熔点玻璃为主要材料，采用高
温熔解固化的方法填补路面坑槽，无需传统的沥青加热、搅拌、铺设以及夯平等设备，大大减少了现场设备及操作难度，修补作业时仅需携带修补材料、开槽设备、吹风机及氧、乙炔钢瓶及喷头，所需设备大大减少，平均半个小时可填补好一个坑槽，提高了工作效率，降低了原材料消耗及人工成本；2. 碎玻璃中加入的玻璃纤维极大程度上增强了玻璃熔体的抗劈裂、抗拉及抗折强度，使其达到路面修补的强度要求；3. 本发明中加入的萤石，遇水产生的氟离子与玻璃熔体及坑槽壁体之间产生的固相反应可以增加熔体与坑槽之间的结合强度，防止熔体从坑槽内部脱落；4. 碳化硅微粉的加入可以使玻璃熔体整体度趋暗，使填补后的坑槽与周围沥青表面颜趋向一致，并抑制反光的发生，同时增加玻璃熔体的耐磨性；5. 本发明中采用p2o5-zno-b2o3低熔点玻璃（pzb低熔点玻璃），其熔点可达到400摄氏度以下，可以满足快速施工要求，并且较普通pzb玻璃加入了fe2o3以增加低熔点玻璃的机械强度，结合玻璃纤维加强后，可以达到沥青路面修补的技术要求；fe2o3的着作用使得玻璃呈现深绿，也可以降低玻璃熔体的反光。
附图说明
10.附图1为本发明未添加萤石的修补材料与普通路面材料混合粉碎后的显微图像。
11.附图2为添加萤石的修补材料与普通路面材料混合粉碎后的显微图像。
具体实施方式
12.为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
13.实施例1：1）玻璃基质路面快速修补材料材料配方：碎玻璃50份，低熔点玻璃粉21份，玻璃纤维5份，碳化硅微粉2份。
14.本实施例中碎玻璃源自回收的平板废玻璃，将回收的平板废玻璃使用球磨粉碎机粉碎后过筛，取2000um的筛下物过710um筛，所得710um筛上物即得所需碎玻璃粉；本实施例中低熔点玻璃粉使用如下原材料熔制：磷酸二氢铵（nh4h2po4），氧化锌（zno），碳酸钾（k2co3），纯碱（na2co3），碳酸锂（li2co3），硼酸（h3bo3），氧化铁（fe2o3），硝酸钾（kno3）；低熔点玻璃粉成份见下表：表1：实施例1低熔点玻璃组份表组份p2o5znok2ona2oli2ob2o3fe2o3含量（%）50202103105每吨玻璃所需原材料料方如表2：表2：低熔点玻璃吨玻璃料方：
原材料名称碳酸钠碳酸钾碳酸锂硼酸硝酸钾磷酸二氢铵氧化锌氧化铁重量（kg）171.619.674.12177.514.4810.2220250.33
按表2中料方在800-1000度熔炉中熔制并澄清4-6小时，随后注入200-300度不锈钢模具中成型，成型后送入退火炉以1℃/分钟速率降温至室温，制得所需成品低熔点玻璃。
15.将制得的低熔点玻璃使用颚式破碎机破碎至3mm左右的大颗粒玻璃，随后使用球磨机磨为细粉，过500um及63um筛后，取63um筛上物即得所需低熔点玻璃粉。
16.本实施例中玻璃纤维采用市售低碱玻璃纤维，技术标准要求如表3。
17.表3：玻璃纤维技术标准：
直径（um)密度（g/cm3）断裂伸长率（%）弹性模量（gpa）抗拉强度（mpa）长度（mm）4-102.35-2.653.5-6.550-901800-45004-10 本实施例中碳化硅微粉采用市售黑碳化硅微粉，标准见表4。
18.表4：碳化硅微粉标准d3(um）d50（um）d94（um）sic《238.7-10.3》5.5》98%取以上材料碎玻璃50份，低熔点玻璃粉21份，玻璃纤维5份，碳化硅微粉2份混合均匀即得玻璃基质路面快速修补材料。
19.2）采用以上玻璃基质路面快速修补材料修补路面实施方法：选定待修补路面基坑，基坑为不规则基坑，长径40cm，短径30cm，最深处31cm；沿基坑边缘划出50*50的矩形开槽轮廓线，沿此轮廓线切割出矩形修补坑；切割完成后，沿轮廓线边缘向中心破碎，清理破碎后的废料，并且使用吹风机将坑槽附近的灰尘和杂物吹干净；向开好的坑槽内部铺设约20cm厚修补材料，使用氧乙炔喷烧熔至表面基本平齐，再铺设剩余修补材料至与路面平齐，继续使用氧乙炔喷将修补材料烧熔至与路面平齐。
20.实施例2： 1）玻璃基质路面快速修补材料材料配方：碎玻璃58份，低熔点玻璃粉18份，玻璃纤维14份，碳化硅微粉3份，萤石4份。
21.本实施例中碎玻璃源自回收的crt屏废玻璃，将回收的crt屏废玻璃去掉销钉等金属附着物，使用球磨粉碎机粉碎后过筛，取2000um的筛下物过710um筛，所得710um筛上物即得所需碎玻璃粉；本实施例中低熔点玻璃粉使用如下原材料熔制：磷酸二氢铵（nh4h2po4），氧化锌（zno），碳酸钾（k2co3），纯碱（na2co3），碳酸锂（li2co3），硼酸（h3bo3），氧化铁（fe2o3），硝酸钾（kno3）；低熔点玻璃粉成份见下表：表5：实施例2低熔点玻璃组份表组份p2o5znok2ona2oli2ob2o3fe2o3含量（%）681013558每吨玻璃所需原材料料方如表6：表6：低熔点玻璃吨玻璃料方：
原材料名称碳酸钠碳酸钾碳酸锂硼酸硝酸钾磷酸二氢铵氧化锌氧化铁重量（kg）51.64.8123.5688.7414.41101.76100.880.53
按表6中料方在800-1000度熔炉中熔制并澄清4-6小时，随后注入200-300度不锈钢模具中成型，成型后送入退火炉以1℃/分钟速率降温至室温，制得所需成品低熔点玻璃。
22.将制得的低熔点玻璃使用颚式破碎机破碎至3mm左右的大颗粒玻璃，随后使用球磨机磨为细粉，过500um及63um筛后，取63um筛上物即得所需低熔点玻璃粉。
23.本实施例中萤石标准见下表：表7：萤石粒度标准单位（
µ
m）重量百分比（%）《45um20-95》50um0萤石中主成份caf2含量要求在97%以上。
24.本实施例中玻璃纤维及碳化硅微粉材料标准与实施例1相同。
25.本实施例中路面修补实施方法同实施例1。
26.实施例3：修补材料组份：碎玻璃50份，低熔点玻璃粉25份，玻璃纤维10份，萤石4份，碳化硅微粉2份。
27.本实施例中碎玻璃源自回收的crt屏废玻璃，将回收的crt屏废玻璃去掉销钉等金属附着物，使用球磨粉碎机粉碎后过筛，取2000um的筛下物过710um筛，所得710um筛上物即得所需碎玻璃粉；本实施例中低熔点玻璃粉使用如下原材料熔制：磷酸二氢铵（nh4h2po4），氧化锌（zno），碳酸钾（k2co3），纯碱（na2co3），碳酸锂（li2co3），硼酸（h3bo3），氧化铁（fe2o3），硝酸钾（kno3）；低熔点玻璃粉成份见下表：表8：实施例3低熔点玻璃组份表组份p2o5znok2ona2oli2ob2o3fe2o3含量（%）592053166每吨玻璃所需原材料料方如表9：表9：低熔点玻璃吨玻璃料方：
原材料名称碳酸钠碳酸钾碳酸锂硼酸硝酸钾磷酸二氢铵氧化锌氧化铁重量（kg）51.215924.72106.514.4956.0220260.41
按表8中料方在800-1000度熔炉中熔制并澄清4-6小时，随后注入200-300度不锈钢模具中成型，成型后送入退火炉以1℃/分钟速率降温至室温，制得所需成品低熔点玻璃。
28.将制得的低熔点玻璃使用颚式破碎机破碎至3mm左右的大颗粒玻璃，随后使用球磨机磨为细粉，过500um及63um筛后，取63um筛上物即得所需低熔点玻璃粉。
29.本实施例中玻璃纤维、萤石及碳化硅微粉材料标准与实施例2相同。
30.本实施例中路面修补实施方法同实施例1。
31.下表为以上三个实施例及对比样品的马歇尔稳定度试验结果：表10：稳定度试验结果
表中对比样品采用的是普通基质沥青混合料。
32.在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

技术特征：

1.一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃40-60份，低熔点玻璃粉20-30份，玻璃纤维5-15份，碳化硅微粉2-3份；所述低熔点玻璃粉的组份包括：p2o5: 50%-70%；zno：10%-30%；r2o：5%-20%，b2o3：5%-15%，fe2o3：2%-8%，其中r2o为li2o、na2o、k2o中的一种组份或多种组份含量之和。2.根据权利要求1所述的一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃40-60份，低熔点玻璃粉20-30份，玻璃纤维5-15份，碳化硅微粉2-3份，萤石2-5份。3.根据权利要求2所述的一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：所述碎玻璃的粒度范围在710um-2000um之间，所述低熔点玻璃粉的粒度在63um-500um之间，所述萤石的粒度在50um以下，所述碳化硅微粉的粒度在2um以下。4.根据权利要求2所述的一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：所述玻璃纤维长度在4-10mm之间。5.根据权利要求2所述的一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃50份，低熔点玻璃粉25份，玻璃纤维10份，萤石4份，碳化硅微粉2份，所述低熔点玻璃粉的组份包括：p2o5: 59%；zno：20%；k2o：5%，na2o：3%，lio2：1%，b2o3：6%，fe2o3：6%。6.根据权利要求1至4所述的任意一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：所述碎玻璃为废弃的crt屏玻璃。7.一种路面快速修补方法，使用权利要求1所述的一种玻璃基质路面快速修补材料，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定路面上所需修补的坑槽位置；步骤2：按照“圆洞方补”原则，在坑槽四周划出方形轮廓线，并沿轮廓线开凿至坑底稳定部份；步骤3：使用清扫装置对开凿的槽内部进行清扫，去除粉尘等杂物；步骤4：将权利要求1中所述的玻璃基质路面快速修补材料填至所开凿的方槽，使用氧乙炔火焰喷的火头喷射槽内的修补材料至材料熔化凝结为一体，槽内修补材料表面与路面平齐。

技术总结

一种玻璃基质路面快速修补材料及路面快速修补办法，所述玻璃基质路面快速修补材料包括以下组份：碎玻璃40-60份，低熔点玻璃粉20-30份，玻璃纤维5-15份，碳化硅微粉2-3份。本发明提供了一种以碎玻璃为主料的路面快速修补材料及路面快速修补办法，其施工简便、修补迅速，结构强度高，能满足能在各种环境工况下进行修补工作。行修补工作。行修补工作。