CN103951344A - 一种用于沥青路面坑槽修补的复合冷补材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，由A组分和B组分按照1∶1的重量份数比制备而成；所述A组分和B组分由以下原料按重量份数组成：A组分：阳离子乳化沥青30-50份、减水剂0.5-0.7份、消泡剂0.3-0.5份、粘结剂1-3份、水0-10份；水泥36-50份、砂子10-30份、膨胀剂0.01-0.03份；B组分：粒径20-30mm玄武岩50-70份、粒径10-20mm玄武岩80-100份、粒径5-10mm玄武岩25-30份、粒径3-5mm玄武岩15-20份。本发明的有益效果是：无需加热、施工简单、无需熟练人员及专用设备、环境污染小及价格低廉的优点，节能环保；环境适应性强，固化时间短，与原路面的相容性好，具有较好的强度。

Description

一种用于沥青路面坑槽修补的复合冷补材料

技术领域

本发明涉及道路养护、修补技术领域，特别涉及一种沥青路面坑槽修补用复合冷补料制备方法。

背景技术

坑槽是沥青路面常见的典型病害之一，会严重影响路面的平整度和行车的舒适性。若得不到及时的处理，在交通荷载、气候、水等的综合作用下，破坏继续发展，从安全角度考虑，会对驾乘人员的人身安全造成极大的威胁；从经济角度考虑，坑槽的继续发展也使得养护费用的成倍增加。

坑槽修补主要是针对坑槽、局部网裂、龟裂等病害的修补和加强，而且还可以对局部沉陷、拥包及滑移裂缝进行修补。目前进行坑槽修补主要有两种工艺：冷补和热补。冷补和热补的性能和特点对比如表1所示

表1冷补和热补的性能和特点对比

冷补材料相对热补材料优势十分突出，但现有的冷补和热补材料的一个最大的不足之处就是材料成型后与原路面相容性差、后期强度小、寿命不长。因此本发明提出发明一种与原路面相容性好、后期强度和沥青路面相当，寿命较长的坑槽修补复合冷补材料。

坑槽破坏的主要表现形式分为以下三种：

表面层产生坑槽。由于沥青上面层混合料局部空隙率大、沥青与石料间的粘结力不强，路表水进入并滞留在表面层沥青混合料中，在行车荷载尤其是重荷载不断作用下，产生的动水压力使表面层的沥青从石料表面剥落下来，沥青路面便会产生局部松散破坏。散落的石料被车轮甩出，路面自上而下形成坑槽，这类坑槽的深度通常为2～5cm，在中国沥青路面早期破坏中各类坑槽最早产生，也是产生数量最多的一类。

表面层和中面层同时产生坑槽。当沥青路面表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混合料，而底面层为空隙率较小的密级配沥青混合料时，路表的自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内。行车载荷的作用使得中、上面层内的沥青剥落，沥青混合料失去粘结强度，导致路面产生网裂、形变(局部沦陷)和向外侧推挤，并最终出现粒料分离。粒料被行车作用带离，最终形成坑槽，此类坑槽完全形成后的深度一般为8～10cm。

底面层和基层间产生坑槽。此类病害容易发生在翻浆现象非常严重的路面，在重载车辆作用下，自由水产生的压力冲刷基层混合料表层细料，形成灰白色浆。在动水压力和孔隙水压力的反复作用下，使得整个面层内的基料颗粒出现松散，并反射到面层，形成恶性循环，最终会导致坑槽的出现。此类坑槽的深度一般大于10cm。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种与原路面相容性好、后期强度和沥青路面相当，寿命较长的沥青路面坑槽修补复合冷补材料，此种材料能够克服现有坑槽冷补、热补材料的技术缺陷。

本发明采用如下技术方案：

一种用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，由A组分和B组分按照1∶1的重量份数比制备而成；所述A组分和B组分由以下原料按重量份数组成：

A组分：

阳离子乳化沥青30-50份、减水剂0.5-0.7份、消泡剂0.3-0.5份、粘结剂1-3份、水0-10份；水泥36-50份、砂子10-30份、膨胀剂0.01-0.03份；

B组分：

粒径20-30mm玄武岩50-70份、粒径10-20mm玄武岩80-100份、粒径5-10mm玄武岩25-30份、粒径3-5mm玄武岩15-20份。

在上述方案的基础上，所述阳离子乳化沥青由以下组分按照重量份数百分比组成：

沥青：60％-65％；

阳离子表面活性剂：1.8％-2.5％；

pH调节剂：3-5％；

余量为水。

在上述方案的基础上，所述沥青为重交道路沥青AH-30～AH-90中的任意一种。

在上述方案的基础上，所述阳离子表面活性剂为烷基多胺类、季铵盐类、烷基咪唑啉盐类、烷基吡啶盐类、酰胺基胺类或木质素类中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述减水剂为聚羧酸型、萘型、脂肪族型或氨基型中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述消泡剂为有机硅类、矿物油类、聚醚类或脂肪醇类中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述粘结剂为水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂或SBR胶乳中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙-硫铝酸钙类、氧化钙类或铝粉中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述pH调节剂为盐酸、磷酸或醋酸中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述水泥为水泥PO32.5、PO42.5、PO42.5R或PO52.5中的一种或几种的混合物。

在上述方案的基础上，所述砂子是粒径为0.15-0.25mm的石英砂。

一种制备上述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料的方法，具体的制备方法如下：

1)A组分的制备：

按量称取A组分中各组分，将阳离子表面活性剂、水和pH调节剂，混合均匀，将混合液温度控制温度在50-55℃，然后将沥青加热到135-140℃，并与上述混合液采用乳化沥青胶体磨(3000-10000rpm)加工1-1.5min后得到阳离子乳化沥青，冷却后与减水剂、消泡剂、粘结剂和水及水泥、砂子和膨胀剂在砂浆搅拌机中搅拌3min即得A组分；

2)B组分的制备：

按量称取B组分中各组分，并将各组分在搅拌机中搅拌均匀；

3)施工时，现场均匀混合A组分和B组分，立即进行填坑施工，填坑后压实。

一种如上所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，所述复合冷补材料用于修补沥青路面坑槽，坑槽的深度≥10cm。坑槽深度的的限定是根据路面坑槽的破坏程度来的，当坑槽深度≥10cm时，路面的基层结构发生破坏。

本发明的有益效果是：

利用乳化沥青水泥砂浆的液态流动性，掺入大粒径骨料，固化成型后，形成了一种新型的复合坑槽修补材料，这种材料既能体现沥青的弹韧性，又能体现水泥材料的刚性特性，此种坑槽修补材料成型后的强度与路面本身强度相当，且粘结剂的加入能够改善材料的粘结性能使得此材料与原路面有很好的相容性。

该用于路面坑槽修补的复合冷补材料具有填补坑槽时无需加热，施工简单，无需熟练人员及专用设备，环境污染小及价格低廉的优点，引入水泥组分能够调节乳化沥青的破乳速度从而调节开放交通时间且可以增强材料后期的强度，成型后的材料具有刚性和柔性双重性质在坑槽处起到支撑和传递力的作用使得材料的有效期长；在材料中引入粘结剂能够提高材料与原沥青路面的粘结相容性。

该用于沥青路面坑槽修补的复合冷补材料施工方便快捷，对拌和、填坑设备没有特殊要求(热补需要专门的设备)，搅拌后即可浇注，容易注入坑槽中，节能环保(热补需要加热)；环境适应性强，固化时间短，与原路面的相容性好，具有较好的强度(本材料抗压强度在4MPa-12MPa之间，60℃的动稳定度在29000左右，其他的热补、冷补材料成型后的抗压强度不大，动稳定度在3000-9000)，使用寿命长(本材料的使用寿命在3年以上，现有坑槽修补材料大部分是临时抢修，有效期较短)；能够根据路面状况，施工要求，调整配方，生产个性产品，以达到更好的修补坑槽的效果。

具体实施方式

实施例1

A组分：取阳离子乳化剂(季铵盐类-十二烷基三甲基溴化铵)72g、水1100g、盐酸90g配制成皂液，皂液温度控制在50℃，将重交道路沥青AH-70 1800g加热到135℃，并与上述皂液在胶体磨中加工1min制备乳化沥青；取上述方法制备的冷却后的阳离子乳化沥青3000g、50g减水剂(聚羧酸型-三元聚羧酸)、50g消泡剂(有机硅型-八甲基环四硅氧烷)、90g水性丙烯酸树脂、3500g PO42.5水泥、1600g粒径为0.15-0.25mm的石英砂、1g的铝粉在砂浆搅拌机中搅拌3min即得A组分，控制转速300rpm；胶体磨转速3000rpm。

B组分：将粒径20-30mm玄武岩6000g、粒径10-20mm玄武岩9000g、粒径5-10mm玄武岩2600g、粒径3-5mm玄武岩1600g在搅拌机中搅拌均匀，控制转速在60rpm。

使用时，现场将A、B组分按照1∶1的重量份数比混合，混合均匀，灌注到深度≥10cm的坑槽中，用振动夯压实，成型开放交通即可。

实施例2

A组分：选取阳离子乳化剂(烷基吡啶盐-氯化十六烷基吡啶)60g、水1200g、醋酸200g配制成皂液，皂液温度控制在55℃，将重交道路沥青AH-90 1800g加热到140℃，并与上述皂液在胶体磨中加工1.5min制备乳化沥青；取上述方法制备的冷却后的阳离子乳化沥青5000g、30g减水剂(氨基型-氨基磺酸盐高分子合成树脂)、45g消泡剂(脂肪醇型-聚乙氧基化脂肪醇)、90g SBR、3600gPO52.5水泥、1400g粒径为0.15-0.25mm的石英砂、1g的铝粉在砂浆搅拌机中搅拌3min即得A组分。控制转速300rpm；胶体磨转速10000rpm。

B组分：将粒径20-30mm玄武岩5000g、粒径10-20mm玄武岩7800g、粒径5-10mm玄武岩2200g、粒径3-5mm玄武岩1900g在搅拌机中搅拌均匀，控制转速在60rpm。

使用时，现场将A、B组分按照1∶1的重量份数比混合，混合均匀，灌注到深度≥10cm的坑槽中，用振动夯压实，成型开放交通即可。

实施例3

A组分：选取阳离子乳化剂(烷基多胺类-二亚甲基氨基单乙醇胺)70g、水1250g、盐酸200g配制成皂液，皂液温度控制在50℃，将重交道路沥青AH-90 1800g加热到135℃，并与上述皂液在胶体磨中加工1.5min制备乳化沥青；取上述方法制备的冷却后的5000g阳离子乳化沥青(烷基多胺类)、60g减水剂(萘型-β基萘磺酸盐甲醛缩合物)、50g消泡剂(脂肪醇型-脂肪醇聚氧乙烯醚)、105g水性丙烯酸树脂、3600g PO32.5水泥、1800g粒径为0.15-0.25mm的石英砂、1g的氧化钙在砂浆搅拌机中搅拌3min即得A组分。控制转速300rpm；胶体磨转速5000rpm。

B组分：将粒径20-30mm玄武岩5500g、粒径10-20mm玄武岩8800g、粒径5-10mm玄武岩2600g、粒径3-5mm玄武岩1500g在搅拌机中搅拌均匀。控制转速在60rpm。

使用时，现场将A、B组分按照1∶1的重量份数比混合，混合均匀，灌注到深度≥10cm的坑槽中，用振动夯压实，成型开放交通即可。

表2实施例性能指标：

性能指标	实施例1	实施例2	实施例3
				成型时间，h	1-2	1-2	1-2
抗压强度，Mpa	5.6	7.8	8.7
				60℃动稳定度，次/mm	290167	28074	28546
有效期，y	＞3	＞3	＞3

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于：由A组分和B组分按照1∶1的重量份数比制备而成；所述A组分和B组分由以下原料按重量份数组成：

A组分：

阳离子乳化沥青30-50份、减水剂0.5-0.7份、消泡剂0.3-0.5份、粘结剂1-3份、水0-10份；水泥36-50份、砂子10-30份、膨胀剂0.01-0.03份；

B组分：

粒径20-30mm玄武岩50-70份、粒径10-20mm玄武岩80-100份、粒径5-10mm玄武岩25-30份、粒径3-5mm玄武岩15-20份。

2.根据权利要求1所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述阳离子乳化沥青由以下组分按照重量份数百分比组成：

沥青：60％-65％；

阳离子表面活性剂：1.8％-2.5％；

pH调节剂：3-5％；

余量为水。

3.根据权利要求2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述沥青为重交道路沥青AH-30～AH-90中的任意一种。

4.根据权利要求2或3所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述阳离子表面活性剂为烷基多胺类、季铵盐类、烷基咪唑啉盐类、烷基吡啶盐类、酰胺基胺类或木质素类中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述减水剂为聚羧酸型、萘型、脂肪族型或氨基型中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述消泡剂为有机硅类、矿物油类、聚醚类或脂肪醇类中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述粘结剂为水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂或SBR胶乳中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙-硫铝酸钙类、氧化钙类或铝粉中的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述pH调节剂为盐酸、磷酸或醋酸中的一种或几种的混合物。

10.根据权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述水泥为水泥PO32.5、PO42.5、PO42.5R或PO52.5中的一种或几种的混合物。

11.根据权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述砂子是粒径为0.15-0.25mm的石英砂。

12.一种制备权利要求2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料的方法，其特征在于具体的制备方法如下：

1)A组分的制备：

按量称取A组分中各组分，将阳离子表面活性剂、水和pH调节剂，混合均匀，将混合液温度控制温度在50-55℃，然后将沥青加热到135-140℃，并与上述混合液采用乳化沥青胶体磨加工1-1.5min后得到阳离子乳化沥青，冷却后与减水剂、消泡剂、粘结剂和水及水泥、砂子和膨胀剂在砂浆搅拌机中搅拌3min即得A组分；

2)B组分的制备：

按量称取B组分中各组分，并将各组分在搅拌机中搅拌均匀；

3)施工时，现场将A组分和B组分按照1∶1的重量份数比混合均匀，立即进行填坑施工，填坑后压实。

13.一种如权利要求1或2所述的用于沥青路面坑槽修补复合冷补材料，其特征在于所述复合冷补材料用于修补沥青路面坑槽，坑槽的深度≥10cm。