CN102942335A - 一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青路面的修补材料及其制备方法。一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于它是由集料、填料、沥青、稀释剂和微晶蜡制备而成，各组分的质量比是，集料:填料:沥青:稀释剂:微晶蜡=100:（1～10）:（3～6）:（0.5～2）:（0.02～0.15）。其制备工艺简单、成本低，所制备的冷补沥青混合料具有强度高、使用寿命长的特点。这种冷补沥青混合料特别适宜于道路坑槽的修补，施工方便，快捷，不封闭交通，不污染环境，不受气候条件限制。

Description

一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料及其制备方法

技术领域

本发明属于沥青路面的修补材料技术领域，具体涉及一种沥青路面的修补材料及其制备方法。

背景技术

目前用于道路施工的沥青修补材料主要为热拌沥青混合料，其次是乳化沥青混合料和冷补沥青混合料。热拌沥青混合料的生产方法有三种：第一种是在沥青混合料拌和场用拌和机生产出成品混合料，运到养护现场施工；第二种是在养护现场使用小型可移动式拌和机或综合养护车生产出成品沥青混和料进行施工；第三种是需求量较小时，在养护现场支锅加热，拌和沥青混合料进行施工。这三种方法的共同缺点是：热补沥青混合料的生产、运输、施工都需要高温，受施工季节的影响较大，沥青混和料在气温较低时不易压实；同时还会污染环境，影响施工人员的身心健康；在整个修补过程中需要较长时间封闭交通。采用乳化沥青混合料修补，必须等待混合料中的乳液破乳后才能开放交通，一般需要3～5天，因此存在封闭交通时间长的缺点。以上两种修补材料都必须一次性使用完，不能二次使用；当材料被雨水淋湿后便不能使用。因此，在实际的道路维修中这两种材料受到了诸多的限制。冷补沥青混合料对于常温施工甚至低温施工有较大优势，受施工季节和气候变化的影响较小。

现阶段的冷补沥青混合料大多是采用稀释沥青以及掺入石油树脂的方法来制备。在CN100386386C中公开了一种用SBS，石油树脂，萜烯树脂、矿物油制备的路面冷补沥青添加剂材料；在CN1152591A 中公开了用溶剂油和植物油稀释沥青的方法来生产低温沥青混合料，所制备沥青混合料的作业稳定度1.89～2.83kN，初期稳定度2.6～6.1kN，使用稳定度3.4～5.3kN；专利CN1640939A中公开了一种用柴油，汽油，乙二醇，SBS和老化剂制成的冷拌SBS沥青液修补料，用此沥青液配制的拌和料其马歇尔稳定度＞4.0kN，水煮法测试的沥青裹覆石料面积＞2/3；在专利CN1195021C中公开了一种用重油，石油树脂，溶剂油，丁苯橡胶，柴油，煤油或汽油，环烷油和矿物油已及沥青制得的冷补沥青结合料，但此法制备工艺较复杂，需先制得预聚体A,B和C，之后这三者再与集料拌和得到冷补料，通过马歇尔试验测得该冷补料的初始稳定度＞2.5kN，成型稳定度＞5.0kN；在CN1554708A中公开了一种由石油沥青，聚氨脂，树脂，防冻剂，稀释剂和促凝剂组成的冷补沥青料，该冷补沥青混合料的初始稳定度≥2.5kN，成型稳定度≥5.0kN，水煮法测试的沥青裹覆石料的面积＞80%；专利CN1198879C中给出了一种用柴油，煤油，汽油和环烷酸混配的隔离剂以及沥青，集料来制备的冷施工沥青混合料，该混合料在0℃成型马歇尔试件测试其稳定度为1.5kN。纵观现有的各种冷补沥青材料，大多制备工艺较复杂，因而成本较高，且因强度不够高，抗水剥落性和粘聚性不足，从而抗水性不好，修补处容易出现松散，开裂，坑槽等破损，最终使用寿命较短，尤其在高温环境下使用性能更为不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料及其制备方法，该方法制备工艺简单，所制备的冷补沥青混合料具有强度高、使用寿命长的特点。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于它是由集料、填料、沥青、稀释剂和微晶蜡制备而成，各组分的质量比是，集料:填料:沥青:稀释剂:微晶蜡=100:（1～10）:（3～6）:（0.5～2）:（0.02～0.15）。

所述的集料为玄武岩或石灰岩，级配为AC-13型或AC-16型。集料应高度粉碎、洁净（泥砂含量≤2%）、无风化、无杂质、表面粗糙，颗粒接近立方体形状。

所述的填料是水泥或者石灰或者粉煤灰。

所述的沥青可以是改性沥青。

所述的稀释剂是由溶剂和添加剂组成，其质量比为，溶剂:添加剂=1:（0.05～0.5）；其中溶剂是柴油或者煤油，添加剂是豆油或者棉籽油。

所述的柴油或煤油为交通及工业用油，可根据冷补沥青混合料使用季节温度的要求，选择相应的标号；所述的豆油或棉籽油为日常生活中的食用油，加入豆油或棉籽油可使整个体系更稳定，并增强冷补沥青混合料的强度。

所述的微晶蜡是市售的工业用微晶蜡，包括70号、75号、80号、85号、90号五个牌号，或者是他们其中任意两者按任意配比的混合物。

上述一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）按各组分的质量比是，集料:填料:沥青:稀释剂:微晶蜡=100:（1～10）:（3～6）:（0.5～2）:（0.02～0.15），选取集料、填料、沥青、稀释剂和微晶蜡，备用；

2）将集料和填料搅拌成集料混合物；

3）将沥青加热到100～160℃，先加入微晶蜡，搅拌使其完全溶解于沥青中，然后加入稀释剂搅拌均匀，得到沥青混合液；待沥青混合液的温度降至20～50℃时，再将集料混合物和沥青混合液搅拌均匀，即得到微晶蜡改性的冷补沥青混合料。

微晶蜡是由较细小的针状或粒状结晶构成，柔韧性很好，受力后不易碎裂。与石蜡相比，微晶蜡的碳原子数和分子量要大得多，使其熔点较高，约为65～95℃，且结构紧密，坚而滑润，能与各种天然蜡互熔，并能提高其低度蜡的熔点。微晶蜡的加入可增强沥青基质之间以及沥青基质和无机集料之间的黏结强度，减少溶剂及微量水分对沥青混合料的影响，明显的提高混合料的抗水性，大幅度提升沥青混合料对道路的修补效果，推迟路面修补处出现松散，开裂和坑槽等破损现象出现的时间，进而延长沥青混合料的使用寿命；同时当路面温度较高时，高熔点的微晶蜡还可以降低路面上沥青变软的程度，从而克服冷补沥青材料在高温环境下使用性能不佳的通病。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该方法制备工艺简单，成本低；

2、所制备的冷补沥青混合料性能为：

①、抗水剥落性：水浸法测试（60℃水浴24h）表明石料所裹覆的沥青膜基本没有剥落，沥青裹覆率为99%。

②、低温工作度和抗冻性：在-10℃的冰箱中保持24h，取出后在室温下放置达到室温后，用铝铲拌和操作，铲子能容易插入试样中，拌和方便，冷补沥青混合料没有发生凝聚结块现象，使用效能良好。

③、粘聚性：将800g冷补沥青混合料装入马歇尔试模中，放入4℃恒温室中2～3h，取出后双面各击实5次，制作马歇尔试件，脱模后放在筛孔25mm的筛子上，将筛子竖立滚动20次，试样保留率大于95％。

④、马歇尔稳定度：按照JTJ 052 -2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T 0709的方法进行测试，击实次数为75次，测得的结果为：初始稳定度≥4.0kN，成型稳定度＞5.5kN。

3、本发明中所述的微晶蜡是从渣油中分离出来的，与沥青相容性好，加入后可得到组成均匀，性质稳定的沥青混合液，从而保证混合料的优良性能；

4、采用本发明的方法所制备的微晶蜡改性的冷补沥青混合料的强度高，粘聚性好，水稳性好，可以抵抗较长时间的雨水的侵蚀，大大推迟路面修补处出现松散，开裂和坑槽等破损现象出现的时间，因而使用寿命长；同时当路面温度较高时，高熔点的微晶蜡还可以大大缓解路面上沥青变软的程度，可以满足日益增长的汽车荷载对路面的要求，从而克服冷补沥青材料在高温环境下使用性能不佳的通病，具有显著的经济效益。

本发明的微晶蜡改性的冷补沥青混合料特别适宜于道路坑槽的修补，施工方便，快捷，不封闭交通，不污染环境，不受气候条件限制。

具体实施例

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

表1为6个实施例的组成质量配比：

表1

以上6个实施例所用的集料为玄武岩，级配为AC-16型；填料为325#水泥；沥青为70#基质沥青；稀释剂是由溶剂和添加剂组成，其质量比为：溶剂:添加剂=1:0.25，溶剂为0#柴油，添加剂为食用豆油；微晶蜡是80#微晶蜡，粒状，外观呈微黄色，滴熔点80℃，生产厂家是南阳石蜡精细化工厂。

上述实施例1-6的微晶蜡改性的冷补沥青混合料的制备方法，它包括如下步骤：

1）按照表1所示进行配料（集料为1100g），   

2）将集料和填料搅拌成集料混合物；

3）将沥青加热到100～160℃，先加入微晶蜡，搅拌使其完全溶解于沥青中，然后加入稀释剂搅拌均匀，得到沥青混合液；待沥青混合液的温度降至20～50℃时，再将集料混合物和沥青混合液搅拌均匀，即得到微晶蜡改性的冷补沥青混合料。

实施例1-6所制备的微晶蜡改性的冷补沥青混合料性能为：

①、抗水剥落性：水浸法测试（60℃水浴24h）表明石料表明所裹覆的沥青膜几乎没有剥落，沥青裹覆率为99%。

②、低温工作度和抗冻性：在-10℃的冰箱中保持24h，取出后在室温下放置达到室温后，用铝铲拌和操作，铲子能容易插入试样中，拌和方便，冷补沥青混合料没有发生凝聚结块现象，使用效能良好。

③、粘聚性：将800g冷补沥青混合料装入马歇尔试模中，放入4℃恒温室中2～3h，取出后双面各击实5次，制作马歇尔试件，脱模后放在筛孔25mm的筛子上，将筛子竖立滚动20次，试样保留率大于95％。

④、马歇尔稳定度：按照JTJ 052 -2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T 0709的方法进行测试，击实次数为75次，测得的结果为：初始稳定度≥4.0kN，成型稳定度＞5.5kN。

将实施例1-6制得的冷补沥青混合料进行粘聚性和马歇尔稳定度试验，数据如表2：

表2

实施例	试样保留率/%	初始稳定度/kN	成型稳定度/kN
				1	95	4.02	5.86
2	97	4.10	5.77
				3	96	4.24	6.17
4	99	4.37	6.23
				5	98	4.45	6.38
6	99	4.60	5.93

实施例7

与实施例4基本相同，不同之处在于：所述的集料为石灰岩，级配为AC-16型。所述的填料是石灰。所述的沥青是ABS改性沥青。所述的稀释剂是由溶剂和添加剂组成，其质量比为，溶剂:添加剂=1:0.05；其中溶剂是柴油，添加剂是豆油。所述的微晶蜡是市售的70号工业用微晶蜡。

实施例8

与实施例4基本相同，不同之处在于：所述的集料为玄武岩岩，级配为AC-16型。所述的填料是粉煤灰。所述的沥青是ABS改性沥青。所述的稀释剂是由溶剂和添加剂组成，其质量比为，溶剂:添加剂=1: 0.5；其中溶剂是煤油，添加剂是棉籽油。

所述的微晶蜡是市售的工业用微晶蜡，为75号、85号和90号牌号按质量比1：1：1混合。

实施例7－8制备的微晶蜡改性的冷补沥青混合料性能为：

①、抗水剥落性：水浸法测试（60℃水浴24h）表明石料表明所裹覆的沥青膜几乎没有剥落，沥青裹覆率为99%。

②、低温工作度和抗冻性：在-10℃的冰箱中保持24h，取出后在室温下放置达到室温后，用铝铲拌和操作，铲子能容易插入试样中，拌和方便，冷补沥青混合料没有发生凝聚结块现象，使用效能良好。

③、粘聚性：将800g冷补沥青混合料装入马歇尔试模中，放入4℃恒温室中2～3h，取出后双面各击实5次，制作马歇尔试件，脱模后放在筛孔25mm的筛子上，将筛子竖立滚动20次，试样保留率大于95％。

④、马歇尔稳定度：按照JTJ 052 -2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T 0709的方法进行测试，击实次数为75次，测得的结果为：初始稳定度≥4.0kN，成型稳定度＞5.5kN。

将实施例7-8制得的冷补沥青混合料进行粘聚性和马歇尔稳定度试验，数据如表3：

表3

实施例	试样保留率/%	初始稳定度/kN	成型稳定度/kN
				7	99	4.72	5.87
8	99	4.53	6.04

本发明中所有原料上下限值都能实现本发明；本发明所列举的各原料都能实现本发明；及工艺参数（如温度、时间等）的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (6)

1.一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于它是由集料、填料、沥青、稀释剂和微晶蜡制备而成，各组分的质量比是，集料:填料:沥青:稀释剂:微晶蜡=100:（1～10）:（3～6）:（0.5～2）:（0.02～0.15）。

2.根据权利要求1所述的一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于：所述的集料为玄武岩或石灰岩，级配为AC-13型或AC-16型。

3.根据权利要求1所述的一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于：所述的填料是水泥或者石灰或者粉煤灰。

4.根据权利要求1所述的一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于：所述的稀释剂是由溶剂和添加剂组成，其质量比为，溶剂:添加剂=1:（0.05～0.5）；其中溶剂是柴油或者煤油，添加剂是豆油或者棉籽油。

5.根据权利要求1所述的一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料，其特征在于：所述的微晶蜡是市售的工业用微晶蜡。

6.如权利要求1所述的一种微晶蜡改性的冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）按各组分的质量比是，集料:填料:沥青:稀释剂:微晶蜡=100:（1～10）:（3～6）:（0.5～2）:（0.02～0.15），选取集料、填料、沥青、稀释剂和微晶蜡，备用；

2）将集料和填料搅拌成集料混合物；

3）将沥青加热到100～160℃，先加入微晶蜡，搅拌使其完全溶解于沥青中，然后加入稀释剂搅拌均匀，得到沥青混合液；待沥青混合液的温度降至20～50℃时，再将集料混合物和沥青混合液搅拌均匀，即得到微晶蜡改性的冷补沥青混合料。