CN102910862A - 一种高弹性环氧沥青砂浆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高弹性环氧沥青砂浆及制备方法，该高弹性环氧沥青砂浆，以重量百分比计，其由如下组分组成：精制沥青10~20%，环氧树脂5~10%，增溶剂10~20%，橡胶粉5~10%，骨料40~60%，固化剂3~5%。该高弹性环氧沥青砂浆制作工艺简单，设备要求低，使用成本低，对沥青混凝土路面粘结力强，具有改善道路表层结构、降低路噪、密封路面，延长道路使用寿命等优点。

Description

一种高弹性环氧沥青砂浆及制备方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及沥青路面维护和修理相关领域，具体涉及一种高弹性环氧沥青砂浆及制备方法。

背景技术

沥青路面由于环境、气候、交通荷载等诸多因素的影响，会出现沥青弹性下降、骨料外露、轻微裂痕等现象，从表面看似乎是条好路，但实际已经进入了“亚健康”状态，此时进行及时的预防性养护，就会让沥青路面回复到健康状态。国内普遍采取的方式包括微表处、热沥青罩面以及挖补和铣刨重铺的工艺等传统养护方式，这样一来大量的旧沥青混合料被废弃，另一方面，由于大量沥青、石料等新材料的开采、加工、运输等环节会导致严重的生态环境破坏和资源浪费。 特别是在这类技术的应用中会造成行驶中车内噪声大，大大影响了路面行驶舒适性。尤其在人口密集的村庄以及市区，由此产生的车外噪音也将成为制约其进一步发展和提高的瓶颈。

国内不少学者已开始对沥青路面的降噪机理、路面材料和路面结构等方面进行了系列研究，如橡胶沥青混凝土路面、双层多空隙沥青混凝土路面、OGFC 路面等。然而该类研究主要集中于热沥青厚层结构及相关材料，对于路面表层超薄结构及材料却较少有报道。

发明内容

为解决沥青路面表层超薄磨耗层的附着性、耐久性及行驶舒适性问题，本发明的提供一种高弹性环氧沥青砂浆及制备方法。该高弹性环氧沥青砂浆制作工艺简单，设备要求低，使用成本低，对沥青混凝土路面粘结力强，具有改善道路表层结构、降低路面噪音、密封路面，延长道路使用寿命等优点

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于，以重量百分比计，其由如下组分组成：精制沥青10~20%，环氧树脂5~10%，增溶剂10~20%，橡胶粉5~10%，骨料40~60%，固化剂3~5%。

所述的精制沥青为70#石油沥青、90#石油沥青或SBS改性沥青，其中，所述70#石油沥青优选韩国SK-70沥青，所述90#石油沥青优选韩国SK-90沥青。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44或双酚A型环氧树脂E-51。

所述的增溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮、芳烃油、煤焦油中的任一种或一种以上的混合物。

所述的橡胶粉为70~200目的废旧轮胎橡胶粉。

所述的骨料为10~100目的石英砂、金刚砂、玄武岩颗粒、陶瓷颗粒中的任一种或一种以上的混合物。

所述的固化剂为乙二胺、酚醛胺固化剂、聚酰胺固化剂中的任一种或一种以上的混合物。

所述的高弹性环氧沥青砂浆的制备方法，包括以下步骤：

（1）将10~20w%精制沥青热熔至120~150℃，恒温10~20分钟；

（2）在步骤（1）中加入增溶剂10~20w%，环氧树脂5~10w%，橡胶粉5~10w%，在120~150℃高速搅拌20~40分钟，在常温下放置24-72小时。

（3）在步骤（2）中加入骨料40~60w%，固化剂3~10w%，恒温恒速搅拌3-5分钟，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的高弹性环氧沥青砂浆。

其中，在步骤（2）中，在常温放置48小时。

本发明的积极效果：

（1）将废旧轮胎橡胶粉用于筑路工程，环保公益作用明显，不仅能够解决废旧轮胎带来的社会问题，变废为宝，而且可以改善沥青的高低温性能、抗老化性、抗疲劳性能，起到减薄路面、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝、减轻行车噪音、优良的冬季柔性。

（2）本发明的高弹性环氧沥青砂浆通过对增溶剂、橡胶粉的选择，解决了沥青的与环氧树脂的相容性差，流动性不好，粘结力差及弹性不足等问题。

（3）本发明的高弹性环氧沥青砂浆具有较好的弹性、渗透性能、粘结强度、耐久性、抗老化和抗碳化性能。

（4）本发明的高弹性环氧沥青砂浆具有良好的柔韧性和抗冲击性能，能够抵抗外力引起的变形，降低体系产生的内应力，提高材料的适应性能。

（5）本发明的高弹性环氧沥青砂浆干燥快，施工后1~2小时即可通车使用，其适用性强。

（6）本发明的高弹性环氧沥青砂浆应用于路面后，能渗入道路表层内部，与道路结为一体，能改善道路表层结构、行驶舒适性，并能密封路面，减少水损坏，从而延长道路使用寿命。

（7）本发明的高弹性环氧沥青砂浆制备工艺简单，设备要求低，使用成本低，能够常温施工，常温固化，既方便施工，又对设备要求低，便于推广应用。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面通过实施例1~4对发明的高弹性环氧沥青砂浆的制备方法进行详细说明。实施例1~4中使用的原材料均为工业级。

实施例1 ：

取韩国SK-70沥青10g，双酚A型环氧树脂E-44 10g，甲苯6g，二甲苯4g，芳烃油10g，200目橡胶粉10g，10-20目石英砂25g，40-70目石英砂22g，乙二胺3g。按照如下方法制备高弹性环氧沥青砂浆：

（1）将韩国SK-70沥青10g热熔至120~150℃，恒温10~20分钟；

（2）在步骤（1）中加入芳烃油10g，甲苯6g，二甲苯4g，双酚A型环氧树脂E-44 10g，200目橡胶粉10g，在120~150℃高速剪切20~40分钟，在常温下放置48小时。

（3）在步骤（2）中加入10-20目石英砂25g，40-70目石英砂22g，乙二胺3g，恒温恒速搅拌3-5分钟，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的高弹性环氧沥青砂浆。

试验结果验证该高弹性环氧沥青砂浆常温1~2小时固化；依据JTJ052-2000、T0662-2000进行弹性恢复实验，在旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化前弹性恢复（3min，25℃）达到95％以上；旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化后弹性恢复（5min内，25℃）达到75%以上。

按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

实施例2：

取韩国SK-90沥青15g，双酚A型环氧树脂E-44 8g，甲苯3g，丙酮2g，芳烃油10g，100目橡胶粉10g，10-20目金刚砂30g，40-70目石英砂18g，酚醛胺固化剂4g。按照如下方法制备高弹性环氧沥青砂浆：

（1）将韩国SK-90沥青15g热熔至120~150℃，恒温10~20分钟；

（2）在步骤（1）中加入芳烃油10g，甲苯3g，丙酮2g，双酚A型环氧树脂E-44 8g，100目橡胶粉10g，在120~150℃高速剪切20~40分钟，在常温下放置48小时。

（3）在步骤（2）中加入10-20目金刚砂30g，40-70目石英砂18g，酚醛胺固化剂4g，恒温恒速搅拌3-5分钟，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的高弹性环氧沥青砂浆。

试验结果验证该高弹性环氧沥青砂浆常温1~2小时固化；依据JTJ052-2000、T0662-2000进行弹性恢复实验，在旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化前弹性恢复（3min，25℃）达到95％以上；旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化后弹性恢复（5min内，25℃）达到75%以上。

按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

实施例3：

取SBS改性沥青（美国壳牌公司）20g，双酚A型环氧树脂E-51 5g，甲苯3g，煤焦油2g，芳烃油5g，70目橡胶粉5g，10-30目玄武岩颗粒35g，40-70目石英砂20g，聚酰胺固化剂4g，乙二胺1g。按照如下方法制备高弹性环氧沥青砂浆：

（1）将沥青20g热熔至120~150℃，恒温10~20分钟；

（2）在步骤（1）中加入芳烃油5g，甲苯3g，煤焦油2g，双酚A型环氧树脂E-51 5g，70目橡胶粉5g，在120~150℃高速剪切20~40分钟，在常温下放置48小时。

（3）在步骤（2）中加入10-30目玄武岩颗粒35g，40-70目石英砂20g，聚酰胺固化剂4g，乙二胺1g，恒温恒速搅拌3-5分钟，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的高弹性环氧沥青砂浆。

试验结果验证该高弹性环氧沥青砂浆常温1~2小时固化；依据JTJ052-2000、T0662-2000进行弹性恢复实验，在旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化前弹性恢复（3min，25℃）达到95％以上；旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化后弹性恢复（5min内，25℃）达到75%以上。

按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

实施例4：

取普通国产SBS沥青20g，双酚A型环氧树脂E-51 5g，煤焦油3g，芳烃油7g，70目橡胶粉5g，10-30目陶瓷颗粒35g，40-70目石英砂20g，酚醛胺固化剂5g。按照如下方法制备高弹性环氧沥青砂浆：

（1）将沥青20g热熔至120~150℃，恒温10~20分钟；

（2）在步骤（1）中加入芳烃油7g，煤焦油3g，双酚A型环氧树脂E-51 5g，70目橡胶粉10g，在120~150℃高速剪切20~40分钟，在常温下放置48小时。

（3）在步骤（2）中加入10-30目陶瓷颗粒35g，40-70目石英砂20g，酚醛胺固化剂5g，恒温恒速搅拌3-5分钟，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的高弹性环氧沥青砂浆。

试验结果验证该高弹性环氧沥青砂浆常温1~2小时固化；依据JTJ052-2000、T0662-2000进行弹性恢复实验，在旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化前弹性恢复（3min，25℃）达到95％以上；旋转薄膜烘箱（RTFOT）老化后弹性恢复（5min内，25℃）达到75%以上。

按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

Claims (10)

1.一种高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于，以重量百分比计，其由如下组分组成：精制沥青10~20%，环氧树脂5~10%，增溶剂10~20%，橡胶粉5~10%，骨料40~60%，固化剂3~5%。

2.根据权利要求1所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述的精制沥青为70#石油沥青、90#石油沥青或SBS改性沥青。

3.根据权利要求2所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述70#石油沥青为韩国SK-70沥青，所述90#石油沥青为韩国SK-90沥青。

4.根据权利要求1所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44或双酚A型环氧树脂E-51。

5.根据权利要求1所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述的增溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮、芳烃油、煤焦油中的任一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述的橡胶粉为70~200目的废旧轮胎橡胶粉。

7.根据权利要求1所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述的骨料为10~100目的石英砂、金刚砂、玄武岩颗粒、陶瓷颗粒中的任一种或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的高弹性环氧沥青砂浆，其特征在于：所述的固化剂为乙二胺、酚醛胺固化剂、聚酰胺固化剂中的任一种或一种以上的混合物。

9.一种权利要求1-8之一所述的高弹性环氧沥青砂浆的制备方法，包括以下步骤：

（1）将10~20w%精制沥青热熔至120~150℃，恒温10~20分钟；

（2）在步骤（1）中加入增溶剂10~20w%，环氧树脂5~10w%，橡胶粉5~10w%，在120~150℃高速搅拌20~40分钟，在常温下放置24-72小时。

（3）在步骤（2）中加入骨料40~60w%，固化剂3~10w%，恒温恒速搅拌3-5分钟，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的高弹性环氧沥青砂浆。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，在常温放置48小时。