CN103449759A - 沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法和施工方法 - Google Patents

Abstract

沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法和施工方法，它由第一液体材料、第二液体材料与集料组成。沥青混凝土路面坑槽快速修补材料其特征在于，在30min内材料强度即可达到最终强度的70%以上，不需要封闭交通就可以对道路坑槽进行施工，达到迅速开放交通的目的。同时，该快速修补材料属常温拌合材料，不受气温的影响，可在冬季使用。该材料还具有节能，环保，无毒害气体等优点，同时拌合容易，施工简便，与旧路面的粘结性能好，适用于各个等级公路的沥青路面的坑槽修补。

Description

沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法和施工方法

技术领域

本发明属于石油沥青类纳米复合材料领域，涉及一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料及其制备方法。

背景技术

沥青路面在长期的使用过程中，在自然条件和车辆荷载的作用下会逐渐损坏而出现松散、坑槽等普遍病害。对于沥青路面坑槽，由于发生面广，出现坑槽的时间并不相同，坑槽发生的范围很不规则，目前多采用热拌沥青混合料进行修补，而且在坑槽修补施工中，为使修补材料与旧路面之间具有足够的粘结强度，防止雨水沿界面渗入路面及基层，需要在坑底及槽壁上涂刷粘层油。采用热拌沥青混合料维修路面，对于地点集中、工程量较大的路面维修工程是适合的；而对于零星分散、工程量小的路面维修很不方便，尤其是在春冬季节，受气温限制较大。南方雨季期间，沥青路面损坏也往往比较严重，维修工作量大，采用热料修补也很不方便。而采用乳化沥青维修路面，则因为存在初期强度低、成型时间长等缺点，因而不适用于交通量较大的城市道路。

近年来，冷补沥青混合料作为道路坑槽的修补材料越来越得到关注。采用冷补沥青混合料维修路面是目前沥青路面坑槽修补的一种新形式，适用于任何天气和环境，且材料不需加热，使用方便。该方法施工简单，所需施工机械的人员较少，可以直接对公路养护段道班使用。但是目前国内由于缺乏冷补沥青混合料路用性能评价指标和相应的试验方法，造成其质量良莠不齐，不能充分发挥冷补沥青混合料的优势，对于界面材料的质量也不严格。而且冷补料在填补施工的过程中，需要比热板沥青混合料更长的固化时间，因而需要封闭交通，给运输带来了压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法和施工方法。

沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法和施工方法，其中沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法的步骤为：

（1）第一液体材料的制备步骤：将基质沥青加热到135^oC，加入纳米插层剂后机械搅拌均匀，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入天门冬氨酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第一液体材料；

（2）第二液体材料的制备步骤：将基质沥青加热到135^oC，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入异氰酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第二液体材料；

（3）准备集料：集料为石灰岩，或者砂岩，或者花岗岩，或者以上几种的混合物。

 

沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其步骤为：将第一液体材料与第二液体材料的质量比按1:0.8～1.4的比例施工使用，第一液体材料与第二液体材料的总质量为液体材料质量，其用量按照集料的质量的5%～15%添加使用。 

本发明的有益之处在于，在30min内材料强度可以达到最终强度的70%以上，不需要封闭交通就可以对道路坑槽进行施工，达到迅速开放交通的目的。同时，该快速修补材料属常温拌合材料，不受气温的影响，可在冬季使用。该材料还具有节能，环保，无毒害气体等优点，同时拌合容易，施工简便，与旧路面的粘结性能好，适用于各个等级公路的沥青路面的坑槽修补。

具体实施方式

本发明是沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法和施工方法，沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其步骤为：

（1）第一液体材料的制备步骤：将基质沥青加热到135^oC，加入纳米插层剂后机械搅拌均匀，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入天门冬氨酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第一液体材料；

（2）第二液体材料的制备步骤：将基质沥青加热到135^oC，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入异氰酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第二液体材料；

（3）准备集料：集料为石灰岩，或者砂岩，或者花岗岩，或者以上几种的混合物。

根据以上所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，在第一液体材料的制备中，基质沥青为100份，纳米插层剂为3～20份，溶剂为20～50份，天门冬氨酸脂为100～150份。

根据以上所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，纳米插层剂为有机膨润土，或者有机凹凸棒石，或者有机白土，或者有机高岭土，或者是以上几种的混合物。

根据以上所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，第二液体材料的制备中，基质沥青为100份，溶剂为20～50份，异氰酸酯为100～150份。

根据以上所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，溶剂为煤油，或者柴油，或者汽油，或者以上几种的混合物。

根据以上所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，或者二苯基甲烷二异氰酸酯，或者为以上两种的混合物。

沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的施工方法，其步骤为：将第一液体材料与第二液体材料的质量比按1:0.8～1.4的比例施工使用，第一液体材料与第二液体材料的总质量为液体材料质量，其用量按照集料的质量的5%～15%添加使用。

根据以上所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的施工方法，其步骤为：首先将集料倒入容器中，接着将第一液体材料与第二液体材料同时加入到集料中并搅拌均匀，最后将拌合好的快速修补材料倒入已经清扫过灰尘的坑槽中，填补均匀后用夯锤将材料压实，压实后的修补材料的高度要高于原路面高度1～2cm即可。

 

下面将结合具体实施实例对本发明进一步说明。

 

实施例1

按重量称取100份基质沥青，5份有机膨润土，30份柴油与120份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如下：将基质沥青加热到135^oC，加入纳米插层剂（有机膨润土）后机械搅拌均匀，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入天门冬氨酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第一液体材料；

按重量称取100份基质沥青，30份柴油与120份甲苯二异氰酸酯，制备第二液体材料，制备步骤如下：将基质沥青加热到135^oC，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入甲苯二异氰酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第二液体材料；

准备集料ZC：按重量称取1200g的石灰岩集料，与液体材料ZA与ZB的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

（1）30分钟强度测试

为了满足沥青混合料在路面上摊铺后可以经受住车轮的轮载作用，避免混合料因强度过低，而在轮载的集中力作用处产生推移、拥包而形成类似车辙的病害，冷补沥青混合料在压实后需要达到一定的强度。作为快速修补材料，30分钟的沥青混合料强度已经足够保证从拌合到施工，并且可以保证不封闭交通。根据我国实际情况以及马歇尔试验的普遍应用，采用马歇尔稳定度来评价其30分钟强度。马歇尔试验参考中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的相关试验，击实次数为50次，从液体混合后拌合开始时计时。

 

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

抗水损害能力是冷补沥青混合料的重要评价指标。由于冷补沥青混合料中沥青的粘附较小，对抵抗水分的置换能力不强；而冷补沥青混合料在路面压实后，初始空隙率大，水分极易进入；而且，沥青与集料的粘附性较差，再加上交通荷载的反复冲击作用，气候条件等影响，很容易在早期产生严重的水害。对于评价路面水稳定性破坏的方法，采用浸水马歇尔试验法。试验标准依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的相关试验，击实次数为50次。

 

（3）混合料最终强度试验

对冷补沥青混合料路面成型后的最终强度评价，采用烘箱加热加速溶剂挥发的方法。即先将冷补沥青混合料击实后，在163^oC烘箱中加热4h后，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的相关试验进行马歇尔强度、车辙及低温弯曲试验，击实次数为50次。

 

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

 

实施例2

按重量称取100份基质沥青，10份有机凹凸棒石，20份煤油与100份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如下：将基质沥青加热到135^oC，加入纳米插层剂（有机凹凸棒石）后机械搅拌均匀，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入天门冬氨酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第一液体材料；

按重量称取100份基质沥青，20份煤油与100份二苯基甲烷二异氰酸酯，制备第二液体材料，制备步骤如下：将基质沥青加热到135^oC，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第二液体材料；

准备集料ZC：按重量称取1200g的砂岩集料，与第一液体材料与第二液体材料的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

 

（1）30分钟强度测试

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

（3）混合料最终强度试验

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

 

实施例3

按重量称取100份基质沥青，5份有机膨润土，5份有机白土，20份柴油，20份汽油与140份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如上所述。

按重量称取100份基质沥青，20份柴油，20份汽油与140份甲苯二异氰酸，制备第二液体材料，制备步骤如上所述。

准备集料ZC：按重量称取1200g的花岗岩集料，与第一液体材料与第二液体材料的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

 

（1）30分钟强度测试

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

（3）混合料最终强度试验

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

 

实施例4

按重量称取100份基质沥青，10份有机膨润土，50份柴油，110份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如上所述。

按重量称取100份基质沥青，50份柴油，110份二苯基甲烷二异氰酸酯，制备第二液体材料，制备步骤如上所述。

准备集料：按重量称取1200g的石灰岩集料，与第一液体材料与第二液体材料的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

 

（1）30分钟强度测试

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

（3）混合料最终强度试验

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

 

实施例5

按重量称取100份基质沥青，10份有机高岭土，50份煤油，130份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如上所述。

按重量称取100份基质沥青，50份煤油，130份甲苯二异氰酸，制备第二液体材料，制备步骤如上所述。

准备集料：按重量称取1200g的砂岩集料，与第一液体材料与第二液体材料的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

 

（1）30分钟强度测试

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

（3）混合料最终强度试验

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

 

实施例6

按重量称取100份基质沥青，5份有机凹凸棒石，5份有机白土，30份柴油，20份煤油与120份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如上所述。

按重量称取100份基质沥青，30份柴油，20份煤油与120份二苯基甲烷二异氰酸酯，制备第二液体材料，制备步骤如上所述。

准备集料：按重量称取1200g的石灰岩集料，与第一液体材料与第二液体材料的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

 

（1）30分钟强度测试

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

（3）混合料最终强度试验

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

 

实施例7

按重量称取100份基质沥青，5份有机膨润土，5份有机凹凸棒石，5份有机白土，30份煤油，20份汽油与120份天门冬氨酸酯，制备第一液体材料，制备步骤如上所述。

按重量称取100份基质沥青，30份煤油，20份汽油与120份甲苯二异氰酸，制备第二液体材料，制备步骤如上所述。

准备集料：按重量称取1200g的花岗岩集料，与第一液体材料与第二液体材料的总质量按照油石比8%混合后，对其进行路用性能测试评价。

 

（1）30分钟强度测试

（2）浸水、冻融马歇尔强度试验

（3）混合料最终强度试验

由以上数据分析可知，一种沥青混凝土路面坑槽快速修补材料可在30min完全达到沥青混合料的强度要求，其它各项指标也有相应提高。

Claims (8)

1.沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其步骤为：

（1）第一液体材料的制备步骤：将基质沥青加热到135^oC，加入纳米插层剂后机械搅拌均匀，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入天门冬氨酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第一液体材料；

（2）第二液体材料的制备步骤：将基质沥青加热到135^oC，缓慢加入溶剂后继续搅拌1～2h，待温度降至40～60^oC后，加入异氰酸酯，继续搅拌1～2h后，得到第二液体材料；

（3）准备集料：集料为石灰岩，或者砂岩，或者花岗岩，或者以上几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其特征在于在第一液体材料的制备中，基质沥青为100份，纳米插层剂为3～20份，溶剂为20～50份，天门冬氨酸脂为100～150份。

3.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其特征在于纳米插层剂为有机膨润土，或者有机凹凸棒石，或者有机白土，或者有机高岭土，或者是以上几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其特征在于第二液体材料的制备中，基质沥青为100份，溶剂为20～50份，异氰酸酯为100～150份。

5.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其特征在于溶剂为煤油，或者柴油，或者汽油，或者以上几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的制备方法，其特征在于异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，或者二苯基甲烷二异氰酸酯，或者为以上两种的混合物。

7.沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的施工方法，其步骤为：将第一液体材料与第二液体材料的质量比按1:0.8～1.4的比例施工使用，第一液体材料与第二液体材料的总质量为液体材料质量，其用量按照集料的质量的5%～15%添加使用。

8.根据权利要求7所述的沥青混凝土路面坑槽快速修补材料的施工方法，其步骤为：首先将集料倒入容器中，接着将第一液体材料与第二液体材料同时加入到集料中并搅拌均匀，最后将拌合好的快速修补材料倒入已经清扫过灰尘的坑槽中，填补均匀后用夯锤将材料压实，压实后的修补材料的高度要高于原路面高度1～2cm即可。