一种液体沥青及其制备方法、修补材料及其应用 |
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| 申请号 | CN202210657715.9 | 申请日 | 2022-06-10 | 公开(公告)号 | CN114920487B | 公开(公告)日 | 2022-12-13 |
| 申请人 | 广州市市维新材料科技有限公司; 广州市市政工程维修处有限公司; | 发明人 | 盛飞; 胡成生; 彭馨彦; 许龙; 洪晶; 蔡祥; 林勇文; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种液体 沥青 及其制备方法、修补材料及其应用，属于路面材料技术领域。本发明提供的液体沥青包括沥青和稀释剂；所述沥青和稀释剂的 质量 比为(30～70)：(50～100)；所述稀释剂包括酯类 聚合物 和 脂肪酸 酰胺；所述酯类聚合物和脂肪酸酰胺的质量比为(90～100)：(5～10)；所述酯类聚合物包括聚 丙烯酸 酯、聚异戊二烯丙烯酸酯、聚异戊二烯 马 来酸酯、聚乙二烯丙二醇酯和聚苯乙烯马来酸酯中的一种或多种。用本发明的液体沥青制备的修补材料，能够实现对薄层沥青路面的快速修复。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种修补材料，其特征在于，以质量份数计，包括液体沥青10 25份、集料60 80份、固~ ~ |
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| 说明书全文 | 一种液体沥青及其制备方法、修补材料及其应用技术领域[0001] 本发明涉及路面材料技术领域，尤其涉及一种液体沥青及其制备方法、修补材料及其应用。 背景技术[0002] 薄层路面作为一种先进的养护形式，具有施工简便，工期短，行驶性能好等优点。近年来，在沥青路面养护中应用越来越广泛。但是，实际使用过程中，薄层路面由于厚度2cm左右易发生坑槽、脱皮、推移等破坏。为了保证道路行车的舒适性和道路行车的安全性，对于薄层路面的快速修复很有必要。 [0003] 针对这些薄层路面小范围脱皮和坑槽病害，目前没有较好的修补方式，常采用热拌沥青砂(料温160～180℃)进行修补，既不环保，耐久性也得不到保证。申请号为CN202110532139.0的发明专利公开了一种常温沥青混合料，虽然可以在常温下进行修补，但仍然无法保证小于2cm厚坑槽的修补。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种液体沥青及其制备方法、修补材料及其应用，用本发明的液体沥青制备的修补材料，能够实现对薄层沥青路面的快速修复。 [0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： [0006] 本发明提供了一种液体沥青，包括沥青和稀释剂；所述沥青和稀释剂的质量比为(30～70)：(50～100)； [0007] 所述稀释剂包括酯类聚合物和脂肪酸酰胺；所述酯类聚合物和脂肪酸酰胺的质量比为(90～100)：(5～10)；所述酯类聚合物包括聚丙烯酸酯、聚异戊二烯丙烯酸酯、聚异戊二烯马来酸酯、聚乙二烯丙二醇酯和聚苯乙烯马来酸酯中的一种或多种。 [0008] 优选的，所述脂肪酸酰胺包括硬脂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺和油酸酰胺中的一种或多种。 [0009] 优选的，所述沥青包括道路石油沥青、SBS改性沥青和乳化沥青中的一种或多种。 [0010] 本发明提供了上述方案所述液体沥青的制备方法，包括以下步骤： [0011] 将酯类聚合物和脂肪酸酰胺在60～80℃下进行第一剪切，得到稀释剂； [0012] 将沥青加热至140～180℃，加入所述稀释剂，进行第二剪切，将剪切后的混合物进行发育，得到液体沥青；所述发育的温度为30～60℃。 [0013] 本发明提供了一种修补材料，以质量份数计，包括液体沥青10～25份、集料60～80份、固化剂5～20份和延迟剂1～5份；所述液体沥青为上述方案所述的液体沥青或上述方案所述制备方法制备得到的液体沥青。 [0014] 优选的，所述集料包括石屑和/或机制砂、矿粉和抗剥落剂；所述石屑和/或机制砂、矿粉和抗剥落剂的质量比为(70～90)：(15～30)：(2～5)。 [0015] 优选的，所述延迟剂包括乙炔环己醇。 [0016] 优选的，所述固化剂包括恶唑烷或聚乙二胺。 [0017] 本发明提供了上述方案所述修补材料在修复沥青路面中的应用。 [0018] 优选的，所述沥青路面中沥青层的厚度为0.8～2cm。 [0019] 本发明提供了一种液体沥青，包括沥青和稀释剂；所述沥青和稀释剂的质量比为(30～70)：(50～100)；所述稀释剂包括酯类聚合物和脂肪酸酰胺；所述酯类聚合物和脂肪酸酰胺的质量比为(90～100)：(5～10)。 [0020] 本发明所使用的稀释剂为酯类聚合物，其分子链上的羟基官能团活性度较高，能将沥青基团中的大分子沥青质和胶质稀释溶解，使得稀释沥青具备良好的分散流动性，进而能够在常温下使用。 [0021] 本发明提供的液体沥青在常温下可与集料中的钙、镁等固化物质反应生成离子聚合物，即金属阳离子充当“桥梁”，桥接高分子聚合物的组成形式，离子聚物的键能较强，所以修补材料能迅速的获得早期强度，在固化反应之后，沥青分子从稀释沥青中释放出来，重新发挥其胶结料的性能，覆盖在集料表面并重新粘结，当用于薄沥青路面的修复时，由于待修补路面较薄，集料的骨架强度无法发挥，只能依靠沥青与集料之间的胶结发挥强度作用，本发明的修补材料中液体沥青和集料之间具有较强的胶结能力，能够适用于薄沥青路面的快速修复，同时具备良好的高低温性能、抗水稳定性和耐久性。 [0022] 进一步的，本发明的固化剂选用恶唑烷或聚乙二胺，释放沥青胶结料黏结的同时，能够增加修补材料与接触面的粘结力，同时集料中添加了抗剥离剂，进一步增加了修补材料与接触面的粘结力。 [0024] 图1为本发明修补材料的一种适用场景图； [0025] 图2为本发明修补材料的另一适用场景图； [0026] 图3为本发明修补材料的再一适用场景图； [0027] 图4为实施例1的应用场景图； [0028] 图5为实施例2的应用场景图； [0029] 图6为实施例3的应用场景图。 具体实施方式[0030] 本发明提供了一种液体沥青，包括沥青和稀释剂；所述沥青和稀释剂的质量比为(30～70)：(50～100)； [0031] 所述稀释剂包括酯类聚合物和脂肪酸酰胺；所述酯类聚合物和脂肪酸酰胺的质量比为(90～100)：(5～10)；所述酯类聚合物包括聚丙烯酸酯、聚异戊二烯丙烯酸酯、聚异戊二烯马来酸酯、聚乙二烯丙二醇酯和聚苯乙烯马来酸酯中的一种或多种。 [0032] 在本发明中，所述沥青优选包括道路石油沥青、SBS改性沥青和乳化沥青中的一种或多种，当所述沥青包括上述中的多种时，本发明对各沥青的配比没有特殊要求，任意配比均可。在本发明中，所述道路石油沥青优选为70#沥青，所述SBS改性沥青优选为I‑D型SBS改性沥青。 [0033] 在本发明中，所述沥青和稀释剂的质量比为(30～70)：(50～100)，优选为(40～60)：(60～80)。 [0034] 在本发明中，所述稀释剂包括酯类聚合物和脂肪酸酰胺；所述酯类聚合物和脂肪酸酰胺的质量比为(90～100)：(5～10)，优选为(95～98)：(5～8)。 [0035] 在本发明中，所述脂肪酸酰胺优选包括硬脂酸酯单酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺和油酸酰胺中的一种或多种。在本发明中，所述脂肪酸酰胺的作用是作为表面活性剂提高酯类聚合物的分散效果。 [0036] 本发明所使用的稀释剂为酯类聚合物，其分子链上的羟基官能团活性度较高，能将沥青基团中的大分子沥青质和胶质稀释溶解，使得稀释沥青具备良好的分散流动性，进而能够在常温下使用。 [0037] 本发明提供了上述方案所述液体沥青的制备方法，包括以下步骤： [0038] 将酯类聚合物和脂肪酸酰胺在60～80℃下进行第一剪切，得到稀释剂； [0039] 将沥青加热至流动状态，加入所述稀释剂，进行第二剪切，将剪切后的混合物进行发育，得到液体沥青；所述发育的温度为30～60℃。 [0040] 将酯类聚合物和脂肪酸酰胺在60～80℃下进行第一剪切，得到稀释剂。 [0041] 在本发明中，所述第一剪切的转速优选为500～5000r/min，更优选为1000～4000r/min，进一步优选为2000～3000r/min；所述第一剪切的时间优选为10～30min，更优选为15～25min。本发明利用第一剪切保证稀释剂混合均匀。 [0042] 得到稀释剂后，本发明将沥青加热至流动状态，加入所述稀释剂，进行第二剪切，将剪切后的混合物进行发育，得到液体沥青；所述发育的温度为30～60℃。 [0043] 在本发明中，所述沥青的加热温度优选根据沥青的种类确定，当所述沥青为70#沥青时，加热的温度优选为130～160℃，更优选为140～155℃；当沥青为I‑D型SBS改性沥青时，加热的温度优选为150～190℃，更优选为160～180℃；当沥青为乳化沥青时，加热温度控制在常温即可，即无需加热。 [0044] 在本发明中，所述第二剪切的转速优选为1000～5000r/min，更优选为2000～4000r/min；所述第二剪切的时间优选为10～30min，更优选为15～25min。在本发明中，所述第二剪切是为了保证各物质混合均匀。在本发明中，所述发育优选在烘箱中进行，所述发育的时间优选为2～4h，本发明利用发育提高液体沥青的稳定性。 [0045] 本发明提供了一种修补材料，以质量份数计，包括液体沥青10～25份、集料60～80份、固化剂5～20份和延迟剂1～5份；所述液体沥青为上述方案所述的液体沥青或上述方案所述制备方法制备得到的液体沥青。 [0046] 以质量份数计，本发明提供的修补材料包括液体沥青10～25份，优选为15～20份。 [0047] 以所述液体沥青的质量份为基准，本发明提供的修补材料包括集料60～80份，优选为65～75份。在本发明中，所述集料优选包括石屑和/或机制砂、矿粉和抗剥落剂；所述石屑的粒径优选为5mm以下；所述机制砂的粒径优选为3mm以下。在本发明中，所述矿粉优选满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中4.10.1的要求即可。在本发明中，所述抗剥落剂优选为水泥，更优选为P.Ⅱ水泥。本发明向集料中添加了抗剥离剂，增加了修补材料与接触面的粘结力。 [0048] 以所述液体沥青的质量份为基准，本发明提供的修补材料包括固化剂5～20份，优选为8～17份，更优选为10～15份。在本发明中，所述固化剂优选包括括恶唑烷或聚乙二胺。本发明的固化剂选用恶唑烷或聚乙二胺，释放沥青胶结料黏结的同时，能够增加修补材料与接触面的粘结力。 [0049] 以所述液体沥青的质量份为基准，本发明提供的修补材料包括延迟剂1～5份，优选为2～4份。在本发明中，所述延迟剂优选包括乙炔环己醇。在本发明中，所述延迟剂的作用是延缓化学反应。 [0050] 本发明对所述修补材料的制备方法没有特殊要求，直接将各组分混合均匀即可。在本发明中，所述混合优选在搅拌桶中进行，搅拌的温度优选为‑10℃～120℃，搅拌的时间优选为30～90s，搅拌的速度优选为30～60r/min。 [0051] 本发明在所述混合的过程中，液体沥青可与集料中的钙、镁等固化物质反应生成离子聚合物，即金属阳离子充当“桥梁”，桥接高分子聚合物的组成形式，离子聚物的键能较强，所以修补材料能迅速的获得早期强度，在固化反应之后，沥青分子从稀释沥青中剥离出来，重新发挥其胶结料的性能，覆盖在集料表面并重新粘结，当用于薄沥青路面的修复时，由于待修补路面较薄，集料的骨架强度无法发挥，只能依靠沥青与集料之间的胶结发挥强度作用，本发明的修补材料中液体沥青和集料之间具有较强的胶结能力，能够适用于薄沥青路面的快速修复，同时具备良好的高低温性能、抗水稳定性和耐久性。 [0052] 本发明提供了上述方案所述修补材料在修复沥青路面中的应用。在本发明中，所述沥青路面中沥青层的厚度优选为0.8～2cm。 [0053] 本发明提供的修补材料适用于修复原沥青路面平整度较差(如图1所示)、发生轻微或中等程度的松散、有少量轻微非活动性裂缝，局部坑槽或脱皮的修复(如图2所示)；也适合于沥青路面与其他构造物衔接位置的修复，例如伸缩缝附近的沥青路面(如图3所示)。 [0054] 本发明对所述应用的方法没有特殊要求，直接将修补材料简单抹在待修复处，养生15～20min，即可开放交通。 [0055] 下面结合实施例对本发明提供的一种液体沥青及其制备方法、修补材料及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。 [0056] 实施例1 [0057] (1)取6.3kg聚丙烯酸酯，与0.7kg硬脂酸酯单酰胺在60℃下，进行剪切，剪切转速为1000r/min，剪切时间为15min，制得7kg稀释剂。 [0058] (2)取6kg I‑D型SBS改性沥青放入烘箱，充分加热至流动状态，温度在160℃，加入7kg稀释剂，1500r/min，剪切时间为10min，剪切后将其放置烘箱发育2h，烘箱温度40℃，得到液体沥青； [0059] (3)取65kg机制砂，10kg矿粉，5kg水泥，搅拌均匀，搅拌速度30r/min，搅拌温度20℃，搅拌时间45s，之后加入6kg固化剂和2kg延迟剂搅拌均匀，搅拌速度30r/min，搅拌温度20℃，搅拌时间60s，之后加入制好的13kg液体沥青，搅拌均匀，搅拌温度20℃，搅拌速度 30r/min，搅拌时间45s，得到修补材料。简单抹在薄层路面坑槽处(如图4所示)，养生15min即可开放交通。 [0060] 实施例2 [0061] (1)取7.2kg聚丙烯酸酯，与0.8油酸酰胺在60℃下，进行剪切，剪切转速为1500r/min，剪切时间为15min，制得8kg稀释剂。 [0062] (2)取8kg70#A级沥青放入烘箱，充分加热至流动状态，温度在150℃，加入8kg稀释剂，1200r/min，剪切时间为15min，剪切后将其放置烘箱发育2.5h，烘箱温度35℃，得到液体沥青； [0063] (3)取62kg机制砂，8kg矿粉，5kg水泥，搅拌均匀，搅拌速度45r/min，搅拌温度60℃，搅拌时间45s，之后加入7kg固化剂和1kg延迟剂搅拌均匀，搅拌速度35r/min，搅拌温度25℃，搅拌时间60s，之后加入制好的16kg液体沥青，搅拌均匀，搅拌温度25℃，搅拌速度 30r/min，搅拌时间45s，得到修补材料。简单抹在沥青路面不平整处(如图5所示)，养生 15min即可开放交通。 [0064] 实施例3 [0065] (1)取11kg聚丙烯酸酯，与1kg硬脂酸酯单酰胺在60℃下，进行剪切，剪切转速为1000r/min，剪切时间为15min，制得12kg稀释剂。 [0066] (2)取10kgI‑D型SBS改性沥青放入烘箱，充分加热至流动状态，温度在160℃，加入12kg稀释剂，2000r/min，剪切时间为20min，剪切后将其放置烘箱发育1h，烘箱温度60℃，得到液体沥青； [0067] (3)取60kg机制砂，7kg矿粉，3kg水泥，搅拌均匀，搅拌速度30r/min，搅拌温度20℃，搅拌时间45s，之后加入6kg固化剂和2kg延迟剂搅拌均匀，搅拌速度30r/min，搅拌温度10℃，搅拌时间60s，之后加入制好的13kg液体沥青，搅拌均匀，搅拌温度10℃，搅拌速度 30r/min，搅拌时间45s，得到修补材料。简单抹在伸缩缝周边沥青路面破损处(如图6所示)，养生20min即可开放交通。 [0068] 对比例1 [0069] 与实施例1的区别仅在于液体沥青的质量为8kg，制备得到修补材料。 [0070] 对比例2 [0071] 与实施例1的区别仅在于液体沥青的质量为28kg，制备得到修补材料。 [0072] 对比例3 [0073] 采用市售PCR改性乳化沥青，固含量为55％，按照(JTG‑F40‑2004)公路沥青路面施工技术规范要求制得微表处材料。 [0074] 参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20‑2011，将实施例1～3和对比例1～3的修补材料制备得到成型相关试件，并测得的试件性能指标如表1所示。 [0075] 表1实施例1～3及对比例1～3测试结果 [0076] [0077] [0078] 由表1可知，本发明提供的修补材料其性能远优于PCR乳化沥青拌合骨料的常规微表处材料。湿轮磨耗值大幅降低，表明本发明提供的修补材料具备良好的抗磨耗性能；粘聚力试验表明本发明修补材料早期强度高，初始强度成型快；拉拔强度结果表明，与PCR乳化沥青微表处材料相比，本发明提供的修补材料其与下层间的粘结性较好，能获得更好的耐久性能与路用性能，使沥青路面具有优异的耐久性。由于对比例1中液体沥青的减少，现场操作搅拌不方便，胶结料的粘结强度不够，抗拉拔和磨耗性能不满足要求。由于对比例2中液体沥青的增多，沥青的黏度未完全释放，抗拉拔和磨耗性能不满足要求。 [0079] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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