用于磁沥青的磁粉活化、磁沥青制备、沥青板浇筑及防水粘结层铺装方法与流程

1.本发明涉及道路与桥梁工程钢桥面铺装领域，特别涉及一种用于磁沥青的磁粉活化、磁沥青制备、沥青板浇筑及防水粘结层铺装方法。


背景技术：

2.正交异性钢桥面沥青铺装结构不同于一般公路沥青混凝土路面，其直接铺设于正交异性钢桥面板上，由于正交异性钢桥面板结构偏柔，以及在行车荷载与温度变化、风载、地震等自然因素共同作用下，特别是其还受到桥梁结构变形的影响，其受力和变形较公路路面或机场道面要复杂得多，工作环境也更为严苛，从而导致钢桥面沥青铺装层的推移、车辙、脱层和疲劳开裂等早期损坏现象非常普遍。因此，正交异性板钢桥面沥青铺装至今仍是世界公认的尚未很好解决的一个技术难题，其中钢桥面沥青铺装层与钢桥面板之间的粘结性及刚度差异是影响二者之间变形追从性的关键。
3.微纳米级磁粉具有较好的磁性、较高的饱和磁化强度与表面活性，用作沥青改性可通过外界加磁等手段，使微纳米级磁粉与钢桥面板间产生物理磁力吸引作用，增加其与沥青改性粘结层与钢桥面板的粘结作用，提升防水粘结层粘结性能，因此微纳米级磁粉作为一种材料添加与沥青中，用于钢桥面沥青铺装具有较大潜力。但微纳米级材料具有较大比表面能，粒子之间具有较大范德华力，在沥青中容易发生团聚现象，分散的不均匀将影响预期改性结果以及其他功能的体现，且磁粉为亲水性物质，沥青为憎水性物质，要使二者相容更好地发挥微纳米磁粉材料的尺寸优势及磁性能，除需进行微米纳米材料表面处理，还需利用物理剪切工艺加速磁粉与沥青的相容。
4.钢桥面防水粘结层的设计、施工质量控制及工艺是保障其耐久性的关键，防水粘结层的粘结和防水效果差将导致铺装层与桥面板之间出现滑动，进而在车辆荷载反复作用下对铺装层和桥面板造成破坏，容易引起钢桥面板的腐蚀。目前国内外的防水粘结层材料普遍存在保持性差、有效性短和成本较高等缺陷，大量工程实践也显示，防水粘结层破坏已成为钢桥面沥青铺装病害的主要类型之一。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明旨在提供一种制备磁沥青所需的磁粉活化方法，及磁沥青制备工艺及方法，钢桥面磁纤维沥青防水粘结层及其制备方法与铺筑工艺。
6.为实现上述发明目的，本发明的技术方案是，
7.一种用于磁沥青的磁粉活化方法，包括以下步骤：
8.步骤一，将去离子水与乙醇混合得到基液，其中去离子水与乙醇的体积比为3:7～1：9，优选3:7；
9.步骤二，使用乙酸调节基液的ph值至4～5；
10.步骤三，在基液中加入硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂、高级脂肪酸、醇及脂偶联剂中
一种或几种，并在水浴条件下进行第一次超声处理；其中基液与偶联剂的体积比为100:(2～3)，水浴温度为60～90℃，超声频率为20～40khz，超声处理时间为20～40min；优选水浴温度为80℃，超声频率为40khz，超声处理时间为30min；
11.步骤四，根据磁粉质量(g)：基液体积(ml)比为1:8
‑
1:12(优选1:10)，将磁粉加入基液中并搅拌，再在水浴条件下进行第二次超声处理；其中搅拌时间为5
‑
10min，超声处理水浴温度为60～90℃，超声频率为20～40khz，超声处理时间为60～90min；优选水浴温度为80℃，超声频率为40khz，超声处理时间为60min；
12.步骤五，分离磁粉与基液，并清理磁粉上残余的基液；
13.步骤六，将磁粉进行干燥处理，获得可用于沥青改性用的磁粉。
14.进一步地，所述的步骤五中，分离磁粉与基液，是使用磁性物质在装有磁粉与基液的容器外吸附住磁粉，然后从容器中倾倒出基液来实现的；清理磁粉上残余的基液，是使用去离子水反复冲洗磁粉，直至上清液无明显浑浊。
15.一种磁沥青的制备方法，基于上述的方法得到的磁粉，包括以下步骤：
16.步骤(1)，将沥青加热至熔融状态；
17.步骤(2)，控制沥青温度为155℃～165℃，优选155℃，逐步加入相当于沥青质量的200％～500％的磁粉；优选200％～300％，剪切机500～1000r/min，优选1000r/min下搅拌10～15min，优选10min；
18.步骤(3)，温度控制为155℃～165℃，优选165℃，剪切机6000～8000r/min，优选8000r/min下剪切30～60min，优选60min；
19.步骤(4)，逐步降低转速为500～1000r/min，优选1000r/min，温度控制为155℃～165℃，优选155℃，继续搅拌10～15min，优选10min，制得磁沥青。
20.一种磁纤维沥青板浇筑方法，采用上述的方法得到的磁沥青，包括以下步骤：
21.步骤1)将磁沥青加热至流动状态，在内空厚度为4～5mm(边长为1.5～2.0m)的方形试模中浇筑厚为1～2mm的磁沥青；优选2mm。
22.步骤2)，待试模中磁沥青冷却至110～120℃，铺放一层厚度不超过1mm的聚合物纤维层(如：聚酯纤维pes、聚丙烯腈纤维pan、聚丙烯纤维pp或芳族酰胺纤维ppta等)；
23.步骤3)，在试模中继续浇筑磁沥青至满，待冷却室温脱模。
24.进一步地，在步骤1)之前，还包括对磁沥青充磁的步骤：
25.将磁沥青注入磁化桶中，待沥青冷却成固体；采用高压脉冲充磁机或直流充磁机对磁化桶内磁沥青进行充磁，将磁化桶放置在充磁极头n极与s极之间，缓慢降低n极极头直至接触磁化桶上端，桶身通过充磁线圈与充磁机相连，打开充磁开关进行充磁至试样达到最大磁能积。
26.进一步地，所述的磁化桶由不导电、不通磁、且能耐受150～180℃高温的材料制成，磁化桶径高比为2:1～5:1。
27.一种磁纤维沥青防水粘结层铺装方法，采用上述的方法得到的磁纤维沥青板，包括以下步骤：
28.步骤
①
，清理钢桥面板；
29.步骤
②
，对钢桥面进行除湿加热，使钢桥面温度达到50～80℃。
30.步骤
③
，依次在钢桥面上铺放一层磁纤维沥青板；
31.步骤
④
，待磁纤维沥青板铺设完成后，在接缝处浇筑熔融状态的充磁磁沥青；
32.步骤
⑤
，接缝浇筑完成后，在磁纤维沥青板上方铺设一层0.5～1mm，优选1mm的改性高粘沥青。
33.进一步地，所述的步骤
①
中，在清理钢桥面板后，还包括刷涂防腐层的步骤。
34.进一步地，所述的步骤
⑤
中，所述的改性高粘沥青为sbs改性沥青、环氧树脂改性沥青或改性乳化沥青；优选改性乳化沥青。
35.本发明的技术效果在于，本发明利用超声仪高强度超声波的分散作用，促使超声波传入液体中时，在液体介质中不断产生高压及低压，引起高速液体射流，使得液体中的固体颗粒彼此分开，与基液中硅烷偶联剂充分反应，实现对基液中磁粉表面的有效修饰，改变纳米粒子表面结构和状态，减少沥青改性过程中磁粉颗粒的团聚，尤其是两次超声处理的效果明显优于一次超声处理的结果。同时，磁粉经表面修饰后，有利于其在沥青中的相容。
36.本发明还利用磁铁对磁粉的吸附作用，快速有效将基液与磁粉分离，方法简单易操作，提高了洗涤效率，最终获得分散性好，可用于沥青改性用的磁粉。
37.本发明制得磁沥青具有较高的剩磁和矫顽力，可提高防水粘结层与钢板间粘结作用与变形追从性。
38.首次发现，磁沥青制备时合理的剪切速率和时间的组合，以及增加磁粉的掺入量可有效增加剩磁和矫顽力，本发明的磁粉掺量达到200％
‑
300％。
39.本发明还发现将纤维嵌入磁沥青中，可提高其抗拉强度，减少因桥面剪切力等其他因素造成的防水粘结层拉断，延长使用寿命。磁沥青中磁粉的比例，以及上、下磁沥青层和纤维层厚度比例也是影响抗拉强度和抗剪强度的重要因素，200％的磁粉掺量优于300％，上、下磁沥青层和纤维层厚度比例最优为2：1：2。
40.本发明浇筑制备所得磁纤维沥青板具有运输简单、成本低、施工工艺简捷等特点，也可有效避免充磁过后磁性沥青传统高温喷洒时与喷洒器具相吸，造成堵塞等施工问题。
41.本发明磁纤维沥青板与改性高粘沥青组合利用改性高粘沥青使下方磁纤维沥青板和上部其他结构功能层统一为一整体，以解决高掺量磁沥青与上部其他结构功能层粘结强度不足的问题。
42.本发明采用两次超声、合理的剪切速率和时间的组合、不同于以往的磁粉添加量，以及增加纤维层和改性沥青层、调整上、下磁沥青层和纤维层厚度比例、改性沥青层厚度等技术手段的综合，获得了突出的技术效果。进一步更好的解决了现有技术中钢桥面沥青铺装层与钢桥面板之间的粘结性及刚度差异影响二者之间变形追从性的问题，同时还很好的克服了钢桥面防水粘结层保持性差、有效性短和成本较高等缺陷。
43.下面结合附图对本发明作出进一步说明。
附图说明
44.图1为kh
‑
550偶联剂红外光谱图。
45.图2为两次超声处理纳米fe3o4和纳米kh
‑
fe3o4红外光谱图。
46.图3为一次超声处理纳米fe3o4和纳米kh
‑
fe3o4红外光谱图。
47.图4为本发明一种钢桥面用磁沥青防水粘结层示意图。
48.图5为本发明磁沥青板桥面铺设示意图。
49.其中1、铺装结构其他结构功能层；2、磁纤维沥青防水粘结层；3、钢桥面板；4、改性高粘沥青；5、磁纤维沥青板；6、接缝。
具体实施方式
50.下面结合实施例对本发明进行进一步说明，实施例仅是本发明地优选实施方式，不是对本发明地限定。
51.一、磁粉表面修饰
52.实施例1
53.配制30ml去离子水和70ml无水乙醇基液，使用乙酸调节其ph值为4.5，加入2ml的kh
‑
550，超声处理30min(水浴温度80℃，频率40khz)，称取10g纳米fe3o4(30nm)加入基液中，手动搅拌5
‑
10min，然后超声处理60min(水浴温度80℃，频率40khz)，利用磁铁对纳米fe3o4吸附作用，使用去离子水反复洗涤，最后120℃下烘干、干燥，干燥所得黑色固体颗粒。红外光谱图见图2。
54.实施例2
55.配制30ml去离子水和70ml无水乙醇基液，使用乙酸调节其ph值为4.5，加入3ml的kh
‑
550，超声处理30min(水浴温度80℃，频率40khz)，称取10g钕铁硼(100μm)加入基液中，手动搅拌5
‑
10min，然后超声处理90min(水浴温度80℃，频率40khz)，利用磁铁对钕铁硼吸附作用，使用去离子水反复洗涤，最后120℃下烘干、干燥，干燥所得黑色固体颗粒。
56.对比例1(仅仅进行一次超声处理)
57.配制30ml去离子水和70ml无水乙醇基液，使用乙酸调节其ph值为4.5，加入2ml的kh
‑
550，称取10g纳米fe3o4(30nm)加入基液中，手动搅拌5
‑
10min，然后超声处理60min(水浴温度80℃，频率40khz)，利用磁铁对纳米fe3o4吸附作用，使用去离子水反复洗涤，最后120℃下烘干、干燥，干燥所得黑色固体颗粒。红外光谱图见图3。
58.由图2和图3可知，相较于图3中3429cm
‑1处存在o
‑
h伸缩振动、1631cm
‑1o
‑
h弯曲振动、587cm
‑1fe
‑
o伸缩振动，图2中的磁粉修饰后在3421cm
‑1处存在o
‑
h伸缩振动、1622cm
‑1o
‑
h弯曲振动、1552cm
‑1和1441cm
‑1n
‑
h弯曲振动、1220cm
‑1si
‑
c振动、1114cm
‑1si
‑
o伸缩振动、557cm
‑1fe
‑
o伸缩振动，即相较于一次超声处理，两次超声处理能使更多的偶联剂与磁粉产生化学键链接，修饰效果更好。
59.二、磁沥青制备
60.实施例3
61.称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量200％经实施例1表面修饰所得磁粉，先1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，然后8000r/min搅拌60min，温度控制为165℃，最后1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
62.实施例4
63.仅加入沥青质量300％经实施例1表面修饰所得磁粉与实施例3不同，其余步骤均与实施例3相同。
64.实施例5
65.仅加入沥青质量500％经实施例1表面修饰所得磁粉与实施例3不同，其余步骤均与实施例3相同。
66.对比例2(相较于实施例3磁粉添加比例较少)
67.称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量6％经实施例1表面修饰所得磁粉，先1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，然后8000r/min搅拌60min，温度控制为165℃，最后1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
68.对比例3(相较于实施例3磁粉添加比例较少)
69.称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量8％经实施例1表面修饰所得磁粉，先1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，然后8000r/min搅拌60min，温度控制为165℃，最后1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
70.对比例4(相较于实施例3磁粉添加比例较少)
71.称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量10％经实施例1表面修饰所得磁粉，先1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，然后8000r/min搅拌60min，温度控制为165℃，最后1000r/min搅拌10min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
72.磁沥青磁性能如下表所示：
[0073][0074]
上表中的试验温度为试验时试样磁性测试时所处环境温度。
[0075]
由上表可知，当磁粉掺量相同时，随着温度的升高，磁粉的剩磁、内禀矫顽力及最大磁能积均随之降低；当温度相同时，随着磁粉掺量增加，剩磁和最大磁能积增大。当温度为25℃时，200～500％磁粉掺量的剩磁和内禀矫顽力分别约为6～10％磁粉掺量的20和40倍，而6～10％磁粉掺量的磁能积可忽略不计。因此，考虑其磁性性能，磁粉掺量为200％、300％时较佳。
[0076]
实施例6
[0077]
称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量300％经实施例1表面修饰所得磁粉，先500r/min搅拌15min，温度控制为155℃，然后6000r/min搅拌40min，温度控制为160℃，最后500r/min搅拌15min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
[0078]
对比例5(相较于实施例6剪切速率和时间不同)
[0079]
称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量300％经实施例1表面修饰所得磁粉，先6000r/min搅拌30min，温度控制为155℃，然后3000r/min
搅拌20min，温度控制为160℃，最后2000r/min搅拌5min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
[0080]
实施例7
[0081]
称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量500％经实施例1表面修饰所得磁粉，先1000r/min搅拌15min，温度控制为155℃，然后6000r/min搅拌60min，温度控制为160℃，最后1000r/min搅拌15min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
[0082]
对比例6(相较于实施例7剪切速率和时间不同)
[0083]
称取中石化产东海牌70号基质沥青，将沥青加热至熔融状态；加入沥青质量500％经实施例1表面修饰所得磁粉，先2000r/min搅拌5min，温度控制为155℃，然后3000r/min搅拌20min，温度控制为160℃，最后6000r/min搅拌30min，温度控制为155℃，制得磁沥青。
[0084]
25℃下，每组设立3个平行试样，其磁沥青磁性能如下表所示：
[0085][0086]
上述结果可知，没在本发明权利要求所述范围内的剪切条件下制备磁沥青，磁粉性能变化忽大忽小且无规律，这是因为磁粉在沥青中分散不均导致所取试样磁粉含量存在较大差异所致，这使得磁沥青整体磁性效果大打折扣。
[0087]
三、磁纤维沥青板浇筑与充磁
[0088]
实施例8
[0089]
采用不导电、不通磁、且可经受150～180℃高温的材料(铝、玻璃钢等)制成磁化桶，磁化桶径高比为3:1(可根据充磁机尺寸要求自行选择)，然后将实施例3制备所得磁沥青倒至磁化桶中，待沥青冷却成固体，采用高压脉冲充磁机或直流充磁机对磁化桶内磁沥青进行充磁至试样达到最大磁能积，将充磁完成的磁沥青加热至流动状态，在边长为1.5m、厚为5mm的方形试模中浇筑厚为2mm的磁沥青，待试模中磁沥青冷却至110℃，铺放一层厚度1mm的聚丙烯腈纤维pan层，纤维嵌入完成后，在试模中继续浇筑充磁完成的磁沥青(下层磁沥青层：聚丙烯腈纤维pan层：上层磁沥青层厚度＝2:1:2)，待冷却室温脱模。
[0090]
实施例9
[0091]
采用不导电、不通磁、且可经受150～180℃高温的材料(铝、玻璃钢等)制成磁化桶，磁化桶径高比为3:1，然后将实施例4制备所得磁沥青倒至磁化桶中，待沥青冷却成固体，采用高压脉冲充磁机或直流充磁机对磁化桶内磁沥青进行充磁至试样达到最大磁能积，将充磁完成的磁沥青加热至流动状态，在边长为1.5m、厚为5mm的方形试模中浇筑厚为2mm的磁沥青，待试模中磁沥青冷却至110℃，铺放一层厚度1mm的聚丙烯腈纤维pan层，纤维嵌入完成后，在试模中继续浇筑充磁完成的磁沥青(下层磁沥青层：聚丙烯腈纤维pan层：上层磁沥青层厚度＝2:1:2)，待冷却室温脱模。
[0092]
实施例10
[0093]
采用不导电、不通磁、且可经受150～180℃高温的材料(铝、玻璃钢等)制成磁化桶，磁化桶径高比为3:1，然后将实施例5制备所得磁沥青倒至磁化桶中，待沥青冷却成固体，采用高压脉冲充磁机或直流充磁机对磁化桶内磁沥青进行充磁至试样达到最大磁能
积，将充磁完成的磁沥青加热至流动状态，在边长为1.5m、厚为5mm的方形试模中浇筑厚为2mm的磁沥青，待试模中磁沥青冷却至110℃，铺放一层厚度1mm的聚丙烯腈纤维pan层，纤维嵌入完成后，在试模中继续浇筑充磁完成的磁沥青(下层磁沥青层：聚丙烯腈纤维pan层：上层磁沥青层厚度＝2:1:2)，待冷却室温脱模。
[0094]
对比例7
[0095]
本对比例相较于实施例8，取消聚合物纤维层的铺放，除此之外的方法步骤均相同。
[0096]
对比例8
[0097]
本对比例相较于实施例8，取消对沥青的充磁，除此之外的方法步骤均相同。
[0098]
参照《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(jtg/t3364
‑
02—2019)，对磁纤维沥青抗拉、抗剪强度进行拉拔剪切试验，结果如下表所示：
[0099][0100][0101]
由上表可知，试验温度为25℃时，充磁后(实施例8和对比例8)沥青抗拉强度和抗剪强度提升约123％、128％，添加纤维后(实施例8和对比例7)沥青抗拉强度和抗剪强度提升约12％、14％；试验温度为25、60℃时，充磁且添加纤维的沥青试样(实施例8)抗拉和抗剪强度均大幅度提升。但随着磁粉掺量的增加(实施例9、10)，其抗拉强度和抗剪强度有所下降。因此，考虑其力学性能，磁粉掺量为200％时性能最佳。
[0102]
实施例11
[0103]
与实施例8相比，下层磁沥青层：聚合物纤维层：上层磁沥青层厚度＝1:1:3，不同外，其余均相同。
[0104]
实施例12
[0105]
与实施例8相比，下层磁沥青层：聚合物纤维层：上层磁沥青层厚度＝3:1:1，不同外，其余均相同。
[0106]
参照《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(jtg/t3364
‑
02—2019)，对磁纤维沥青抗拉、抗剪强度进行拉拔剪切试验，结果如下表所示：
[0107][0108]
由上表可知，相较于实施例8，实施例11、12的抗拉强度和抗剪强度均较小，故当层磁沥青层：聚合物纤维层：上层磁沥青层厚度＝2:1:2时，磁纤维沥青具有最佳力学性能。
[0109]
四、磁纤维沥青防水粘结层铺装
[0110]
实施例13
[0111]
结合图4与图5，首先清理钢桥面板3(如需设防腐层，待钢桥面板喷砂除锈后，刷涂防腐层)，采用具有加热烘干功能的装置对钢桥面进行初步除湿加热处理，使钢桥面温度达到80℃，然后有序铺放一层实施例8制备的磁纤维沥青板5，待磁纤维沥青板5铺设完成后，在接缝6处浇筑熔融状态的充磁磁沥青，接缝浇筑完成后，在磁纤维沥青板在上方铺设一层0.5～1mm的改性乳化沥青，待改性乳化沥青4施工完成，即可进行铺装其他结构功能层1施工。
[0112]
参照《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(jtg/t3364
‑
02—2019)，对磁纤维沥青、改性高粘沥青组合与沥青混合料粘结强度进行拉拔剪切试验，试验采用沥青混合料作为铺装结构其他结构功能层1，结果如下表所示：
[0113][0114]
由上表可知，改性乳化沥青能有效改善磁纤维沥青与沥青混合料粘结强度不足的问题，且当改性乳化沥青厚度为1mm时，粘结性能最佳。

技术特征：
1.一种用于磁沥青的磁粉活化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将去离子水与乙醇混合得到基液，其中去离子水与乙醇的体积比为3:7～1：9；步骤二，使用乙酸调节基液的ph值至4～5；步骤三，在基液中加入硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂、高级脂肪酸、醇及脂偶联剂中一种或几种，并在水浴条件下进行第一次超声处理；其中基液与偶联剂的体积比为100:(2～3)，水浴温度为60～90℃，超声频率为20～40khz，超声处理时间为20～40min；步骤四，根据磁粉质量(g)：基液体积(ml)比为1:8
‑
1:12，将磁粉加入基液中并搅拌，再在水浴条件下进行第二次超声处理；其中搅拌时间为5
‑
10min，超声处理水浴温度为60～90℃，超声频率为20～40khz，超声处理时间为60～90min；步骤五，分离磁粉与基液，并清理磁粉上残余的基液；步骤六，将磁粉进行干燥处理，获得可用于沥青改性用的磁粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤五中，分离磁粉与基液，是使用磁性物质在装有磁粉与基液的容器外吸附住磁粉，然后从容器中倾倒出基液来实现的；清理磁粉上残余的基液，是使用去离子水反复冲洗磁粉，直至上清液无明显浑浊。3.一种磁沥青的制备方法，其特征在于，基于如权利要求1
‑
2任一所述的方法得到的磁粉，包括以下步骤：步骤(1)，将沥青加热至熔融状态；步骤(2)，控制沥青温度为155℃～165℃，逐步加入相当于沥青质量的200％～500％的磁粉，剪切机500～1000r/min下搅拌10～15min；步骤(3)，温度控制为155℃～165℃，剪切机6000～8000r/min下剪切30～60min；步骤(4)，逐步降低转速为500～1000r/min，温度控制为155℃～165℃，继续搅拌10～15min，制得磁沥青。4.一种磁纤维沥青板浇筑方法，其特征在于，基于如权利要求3所述的方法得到的磁沥青，包括以下步骤：步骤1)将磁沥青加热至流动状态，在厚为4～5mm的试模中浇筑厚为1～2mm的磁沥青；步骤2)，待试模中磁沥青冷却至110～120℃，铺放一层厚度不超过1mm的聚合物纤维层；步骤3)，在试模中继续浇筑磁沥青至满，待冷却室温脱模。5.根据权利要求4所述的磁纤维沥青板浇筑方法，其特征在于，在步骤1)之前，还包括对磁沥青充磁的步骤：将磁沥青注入磁化桶中，待沥青冷却成固体；采用高压脉冲充磁机或直流充磁机对磁化桶内磁沥青进行充磁，将磁化桶放置在充磁极头n极与s极之间，缓慢降低n极极头直至接触磁化桶上端，桶身通过充磁线圈与充磁机相连，打开充磁开关进行充磁至试样达到最大磁能积。6.权利要求5所述的磁纤维沥青板浇筑方法，其特征在于，所述的磁化桶由不导电、不通磁、且能耐受150～180℃高温的材料制成，磁化桶径高比为2:1～5:1。7.一种磁纤维沥青防水粘结层铺装方法，其特征在于，基于如权利要求4
‑
6任一所述的方法得到的磁纤维沥青板，包括以下步骤：步骤
①
，清理钢桥面板；
步骤
②
，对钢桥面进行除湿加热，使钢桥面温度达到50～80℃；步骤
③
，依次在钢桥面上铺放一层磁纤维沥青板；步骤
④
，待磁纤维沥青板铺设完成后，在接缝处浇筑熔融状态的充磁磁沥青；步骤
⑤
，接缝浇筑完成后，在磁纤维沥青板上方铺设一层0.5～1mm的改性高粘沥青。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步骤
①
中，在清理钢桥面板后，还包括刷涂防腐层的步骤。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步骤
⑤
中，所述的改性高粘沥青为sbs改性沥青、环氧树脂改性沥青或改性乳化沥青。
技术总结
本发明公开了一种用于磁沥青的磁粉活化、磁沥青制备、沥青板浇筑及防水粘结层铺装方法。首先采用超声装置实现基液中硅烷偶联剂对磁粉表面的有效修饰，以减少磁沥青制备过程中磁粉颗粒的团聚，获得分散性好的磁粉，然后采用不同剪切速率与剪切时间将磁粉与沥青混合，对制备所得磁沥青进行充磁，最后在模板中嵌入纤维进行浇筑，制得可用于钢桥面防水粘结层铺装的磁纤维沥青板。本发明制备所得磁沥青中磁粉分散均一，无团聚现象，磁沥青具有较高的剩磁和矫顽力，可提高防水粘结层与钢板间粘结作用与变形追从性，纤维的嵌入可提高磁沥青抗拉强度，延长使用寿命，且该磁纤维性沥青板制备方法简单，运输成本低，铺装工艺简捷，具有重要施工推广意义。施工推广意义。施工推广意义。


技术研发人员：谭华 周育名 陈杰 李平 禤炜安 熊剑平 魏建国 刘平 王锦余 李金明
受保护的技术使用者：长沙理工大学 广西交科新材料科技有限责任公司
技术研发日：2021.03.22
技术公布日：2021/6/29