[发明专利]基于沥青材料的混凝土修复与防护方法和结构

说明书

本发明提供了一种基于沥青材料的混凝土修复与防护方法与结构。所述方法包括以下步骤：(1)打磨混凝土表面受损或粉化部位，直至未破坏混凝土；(2)将改性乳化沥青乳液按照0.2～0.6kg/m²的用量均匀喷洒或涂抹在混凝土表面，形成混凝土表面渗透固化防水层；(3)将初始扩展度达到260mm的乳化沥青砂浆均匀涂抹在所述混凝土表面渗透固化防水层表面，厚度控制在2～5mm，形成乳化沥青砂浆防护防水调平层；(4)在尚未固化的乳化沥青砂浆防护防水调平层表面形成厚度为2～6cm的沥青混凝土保温防护层；(5)将沥青胶结料按照0.2～0.6kg/m²的用量均匀撒布于所述沥青混凝土保温防护层表面，形成沥青胶结料防水抗老化层。

技术领域

本发明涉及一种基于沥青材料的混凝土修复与防护方法和结构，特别是高速铁路桥梁或路基保护层混凝土的修复与防护方法和结构，属于高速铁路工程材料领域。

背景技术

2016年9月10号，中国大陆郑州至徐州高速铁路开通营运，至此，中国高速铁路营运里程已超过2万公里，占世界高速铁路运营总里程的60％以上，稳居世界首位。在我国中长期铁路网规划的引导下，高速铁路建设正在稳步推进，到2020年规模将达到3万公里。

从2002年底秦皇岛至沈阳高速铁路通车，到2013年天津至秦皇岛高速铁路投入营运，我国高速铁路营运里程突破1万公里，历时11年，但从1万公里到2万公里，历时3年。中国高速铁路建设处于大规模、大跨步进行之中。由于中国幅员辽阔，环境条件差异较大，很多地区存在严寒、燥热等极端气候条件，部分高速铁路支座相关结构出现过早病害损伤，严重影响运营安全及寿命。

一些高速铁路线路在极端条件下，运营过程中桥面及路基保护层混凝土出现不同程度病害。现有桥面保护层设计为6cm现浇C30纤维混凝土，路基段保护层设计为10cm现浇C30纤维混凝土，由于抗冻融性能不足，在极寒天气和较大风雪的共同作用下，出现了大范围的不同程度的冻融病害，病害的表现形式主要有：粉化、开裂、剥离和强度下降等。

现有的保护层混凝土修复防护方案主要以在其表层涂覆聚合物涂层、聚合物砂浆、或相互结合方式的修复防护材料为主。高速铁路保护层混凝土防冻防护效果的优劣及寿命在很大程度上由修复防护材料决定。一般认为修复防护材料须具备以下特点：1)具备良好的防水性，可阻止外部水分渗透侵入保护层混凝土以避免冻融破坏进一步加剧；2)具备较强的温差变形能力，温差变形能力强的柔性材料经历冻融循环作用时能保持与混凝土保护层同步变形，从而不易因发生翘曲和脱粘；3)耐老化能力强，在日照、风吹及氧化等耦合老化环境下具备高耐老化能力的修复防护材料是提升防护寿命的关键。根据实际工程经验，上述聚合物体系防护方案由于存在造价高、抗老化能力和抗冻性能不足以及整体结构薄，经过短时间的使用后出现开裂、剥落、鼓包、渗水等病害的问题，不能满足严酷条件下的高速铁路保护层混凝土修复与防护。且高速铁路防护施工时间段一般只有1-3小时，聚合物体系防护方案基体打磨要求高，要求打磨平整，以利于聚合物涂刷，施工精细，费时费力。

石油沥青、沥青砂浆、沥青混合料属于柔性材料，具有防水、耐老化、粘结性好、低温性能优异、吸热保温等性能特点，且沥青混凝土造价低，施工速度快，在高速铁路保护层混凝土修复与防护上具有很好的应用前景。但上述每种材料功能单一、综合性能不佳，因此不适合单独用作高速铁路保护层混凝土的修复防护。如乳化沥青具有施工方便，破乳形成的沥青膜具有一定的变形能力和防水能力，但防老化性能一般；沥青砂浆容易涂抹，也具备一定的防水能力，但与基层混凝土的粘结力不足，且温差变形能力较弱；沥青混合料温差变形能力较好，但同样与基层混凝土的粘结力不足。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种基于沥青材料的混凝土修复与防护方法，具有造价低、防水、耐老化、粘结性好、低温性能优异、吸热保温、施工速度快等优势，既能修复混凝土表面病害层，又能混凝土进行全方位长久性的防护，大大延长高速铁路的运营寿命。