CN104529262A - 一种树脂灌入式透水路面材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树脂灌入式透水路面材料，包括：基体沥青混合料、水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂；所述基体沥青混合料包括粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青。本发明提供的材料制备透水性路面具有优良的界面粘结能力、良好的路用性能及功能性能。

Description

一种树脂灌入式透水路面材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及各等级道路路面表面层技术领域，尤其涉及一种树脂灌入式透水路面材料及其制备方法。
背景技术
随着经济水平的提高，车辆的与日剧增既导致了城市交通的拥挤，更是为广大人们的生活质量带来更多的噪声污染。同时，近年来全球气候变化异常，国内很多城市都遭遇了多年不遇的暴雨(内涝)，在造成交通不便的同时跟对国民经济产生不良影响。鉴于上述情况，国内早在10多年前就开始了推广应用排水式沥青路面，其中应用最为的广泛的是江浙两省，应用至今已取得了不错的效果。
排水式沥青路面简称OGFC，是一种大空隙开级配沥青混凝土，它具有空隙率大(孔隙率18％～25％)、孔隙连通、排水、抗滑、降噪等显著的功能性，可以有效的缓解暴雨导致的城市内涝，亦能够降低行车过程中车轮与路面摩擦带来噪声污染。根据沥青路面强度形成原理，OGFC路面抗剪强度主要来源于其级配特性带来的高内摩擦角，但是其粘结力确相对较低。尽管后来国内广大的学者针对OGFC粘结力不足的缺点成功研制了各种高粘度改性沥青，工程应用的效果也较为理想，但是在重载交通作用下，高粘度改性沥青制备的OGFC仍然存在抗剪能力不足的难题。另，传统的密级配沥青混凝土上加铺OGFC的方案存在密级配沥青混凝土一旦渗透进入水分就会造成较严重的整体路面破坏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种树脂灌入式透水路面材料及其制备方法，该材料以超大空隙沥青混合料为基体，成型好后灌注水性环氧树脂与固化剂混合物，从而制备出的一种具有优良的界面粘结能力、良好的路用性能及功能性能的路面材料。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种树脂灌入式透水路面材料，包括：
基体沥青混合料、水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂；所述基体沥青混合料包括粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青。
一种树脂灌入式透水路面材料的制备方法，该方法包括：
选取粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青；
将粗集料和细集料放置入搅拌装置中搅拌60s，添加高粘度改性沥青搅拌90s，然后加入填料搅拌90s，加热搅拌装置温度为170℃，得到基体沥青混合料；
将水性环氧树脂加入容器中，并在水性环氧树脂中加入水性固化剂、增韧剂和稀释剂，搅拌并均匀，形成树脂混合物；
将所述基体沥青混合料灌入到树脂混合物中养护1-2小时，得到树脂罐入式透水路面材料。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
1、灌注的水性环氧树脂固化反应在既有的沥青膜表面完成，相当于加大了骨料-骨料之间接触的面积，有助于提高整体的粘结能力。
2、水性环氧树脂为热固性材料，可以改善透水性路面材料的高温稳定性。
3、灌注的水性环氧树脂固化反应也会一部分在基体沥青混合料底面完成，既能加强其与下面层的粘结，同时也可以形成良好的防水封层作用。
4、灌注的水性环氧树脂及固化剂中的水分随着固化反应的进展而破乳挥发，这样就在整个材料内部形成各种细微的连通孔隙，这些细微孔隙与基体沥青混合料本身的连通孔隙一起协同作用，使得进入材料的声波反射路线加长、声波能量损失加大，从而具有更显著的降噪效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
本实施例提供了一种树脂灌入式透水路面材料，包括：基体沥青混合料、水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂；所述基体沥青混合料包括粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青。
上述粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:0～5:3～7:2～4；
上述水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:80～100:4～10:4～8。
上述粗集料为玄武岩、辉绿岩或闪长岩，公称粒径不大于16mm；
上述细集料为玄武岩、辉绿岩或闪长岩，公称粒径不大于4.75mm。
上述填料为石灰岩矿粉；
上述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯；
上述稀释剂为二甲苯。
上述树脂灌入式透水路面材料的制备方法通过以下实施例详细描述：
实施例1
超大孔隙基体沥青混合料的制备
粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:0:3:2，选取粗集料、细集料、填料及高粘度改性沥青，备用。将粗集料和细集料加入搅拌锅中搅拌60s，添加高粘度改性沥青再搅拌90s，最后加入填料搅拌90s，其中，粗集料、细集料与填料加热至165℃，高粘度改性沥青加热温度170℃，搅拌锅设定温度为170℃，得到超大孔隙基体沥青混合料。
树脂灌入式透水路面材料的制备
水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:80:4:4，选取水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂备用，将水性环氧树脂加入容器中，边加入水性固化剂、增韧剂及稀释剂边搅拌5min，形成树脂混合物。
先用保鲜膜等材料包裹基体沥青混合料(仅留下灌注表面)，然后灌入上述树脂混合物(基体沥青混合料与树脂混合物质量比为100:20)，养护1小时后即得到树脂灌入式透水路面材料。
上述粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
上述细集料为玄武岩，最大公称粒径4.75mm。
上述填料为石灰岩矿粉。
上述的高粘改性沥青为广州路翔股份有限公司生产高粘度改性沥青。(主要性能指标：60℃绝对粘度87000Pa·s，软化点95℃)。
上述水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-608。
上述的水性固化剂为水性固化剂HTW-208。
上述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
上述稀释剂为二甲苯。
实施例2
超大孔隙基体沥青混合料的制备
粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:1:4:2.5，选取粗集料、细集料、填料及高粘度改性沥青，备用。将粗集料和细集料加入搅拌锅中搅拌60s，添加高粘度改性沥青再搅拌90s，最后加入填料搅拌90s，其中，粗集料、细集料与填料加热至170℃，高粘度改性沥青加热温度175℃，搅拌锅设定温度为175℃，得到超大孔隙基体沥青混合料。
树脂灌入式透水路面材料的制备
水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:85:5:5，选取水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂备用，将水性环氧树脂加入容器中，边加入水性固化剂、增韧剂及稀释剂边搅拌6min，形成树脂混合物。
先用保鲜膜等材料包裹基体沥青混合料(仅留下灌注表面)，然后灌入上述树脂混合物(基体沥青混合料与树脂混合物质量比为100:21)，养护1-2小时后即得到树脂灌入式透水路面材料。
上述粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
上述细集料为玄武岩，最大公称粒径4.75mm。
上述填料为石灰岩矿粉。
上述的高粘改性沥青为高粘度改性沥青。(主要性能指标：60℃绝对粘度87000Pa·s，软化点95℃)。
上述水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-608。
上述的水性固化剂为水性固化剂HTW-208。
上述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
上述稀释剂为二甲苯。
实施例3
超大孔隙基体沥青混合料的制备
粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:2:5:3，选取粗集料、细集料、填料及高粘度改性沥青，备用。将粗集料和细集料加入搅拌锅中搅拌60s，添加高粘度改性沥青再搅拌90s，最后加入填料搅拌90s，其中，粗集料、细集料与填料加热至175℃，高粘度改性沥青加热温度180℃，搅拌锅设定温度为175℃，得到超大孔隙基体沥青混合料。
树脂灌入式透水路面材料的制备
水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:90:6:6，选取水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂备用，将水性环氧树脂加入容器中，边加入水性固化剂、增韧剂及稀释剂边搅拌7min，形成树脂混合物。
先用保鲜膜等材料包裹基体沥青混合料(仅留下灌注表面)，然后灌入上述树脂混合物(基体沥青混合料与树脂混合物质量比为100:22)，养护1-2小时后即得到树脂灌入式透水路面材料。
上述粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
上述细集料为玄武岩，最大公称粒径4.75mm。
上述填料为石灰岩矿粉。
上述的高粘改性沥青为高粘度改性沥青。(主要性能指标：60℃绝对粘度87000Pa·s，软化点95℃)。
上述水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-608。
上述的水性固化剂为水性固化剂HTW-208。
上述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
上述稀释剂为二甲苯。
实施例4
超大孔隙基体沥青混合料的制备
粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:3:6:3.5，选取粗集料、细集料、填料及高粘度改性沥青，备用。将粗集料和细集料加入搅拌锅中搅拌60s，添加高粘度改性沥青再搅拌90s，最后加入填料搅拌90s，其中，粗集料、细集料与填料加热至180℃，高粘度改性沥青加热温度185℃，搅拌锅设定温度为180℃，得到超大孔隙基体沥青混合料。
树脂灌入式透水路面材料的制备
水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:95:7:7，选取水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂备用，将水性环氧树脂加入容器中，边加入水性固化剂、增韧剂及稀释剂边搅拌8min，形成树脂混合物。
先用保鲜膜等材料包裹基体沥青混合料(仅留下灌注表面)，然后灌入上述树脂混合物(基体沥青混合料与树脂混合物质量比为100:23)，养护1-2小时后即得到树脂灌入式透水路面材料。
上述粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
上述细集料为玄武岩，最大公称粒径4.75mm。
上述填料为石灰岩矿粉。
上述的高粘改性沥青为高粘度改性沥青。(主要性能指标：60℃绝对粘度87000Pa·s，软化点95℃)。
上述水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-609。
上述的水性固化剂为水性固化剂HTW-208。
上述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
上述稀释剂为二甲苯。
实施例5
超大孔隙基体沥青混合料的制备
粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:5:7:4，选取粗集料、细集料、填料及高粘度改性沥青，备用。将粗集料和细集料加入搅拌锅中搅拌60s，添加高粘度改性沥青再搅拌90s，最后加入填料搅拌90s，其中，粗集料、细集料与填料加热至190℃，高粘度改性沥青加热温度190℃，搅拌锅设定温度为180℃，得到超大孔隙基体沥青混合料。
树脂灌入式透水路面材料的制备
水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:100:10:8，选取水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂备用，将水性环氧树脂加入容器中，边加入水性固化剂、增韧剂及稀释剂边搅拌10min，形成树脂混合物。
先用保鲜膜等材料包裹基体沥青混合料(仅留下灌注表面)，然后灌入上述树脂混合物(基体沥青混合料与树脂混合物质量比为100:25)，养护1-2小时后即得到树脂灌入式透水路面材料。
上述粗集料为玄武岩，最大公称粒径16mm。
上述细集料为玄武岩，最大公称粒径4.75mm。
上述填料为石灰岩矿粉。
上述的高粘改性沥青为高粘度改性沥青。(主要性能指标：60℃绝对粘度87000Pa·s，软化点95℃)。
上述水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-609。
上述的水性固化剂为水性固化剂HTW-208。
上述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。
上述稀释剂为二甲苯。
上述实施例所制备得到的树脂灌入式透水路面材料的各参数的性能测试参考以下标准，参数值见表1：
①车辙试验：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011(T0719-2011)。
②水稳定性能试验，测试浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011(T0709-2011、T0729-2000)。
③低温弯曲试验，测试-10℃极限弯曲应变：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011(T 0715-2011)。
④抗剪强度，采用单轴贯入试验，试验条件：①试样成型：Φ100mm×100mm；②试验温度：60℃，保温6h；③加载速率：1mm/min。
⑤孔隙率及连通孔隙率：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011(T0708-2011)。
⑥渗水系数：《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008(T0971-2008)。
表1
性能参数 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
60℃动稳定度(次/mm) 4890 5160 6560 6329 7032
浸水马歇尔残留稳定度 91.4％ 92.2％ 92.0％ 93.2％ 92.5％
冻融劈裂强度比 89.5％ 91.2％ 92.1％ 92.4％ 93.0％
-10℃弯曲应变(μξ) 2879 3012 3145 3267 3279
抗剪强度(MPa) 1.03 1.22 1.31 1.35 1.46
孔隙率(％) 23.2 23.0 22.5 22.0 21.2
连通孔隙率(％) 17.4 16.2 16.0 15.3 14.9
渗水系数(ml/min) 3204 3100 2967 3023 2968
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种树脂灌入式透水路面材料，其特征在于，所述材料包括：基体沥青混合料、水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂；所述基体沥青混合料包括粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青。
2.如权利要求1所述的树脂灌入式透水路面材料，其特征在于，
所述粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青质量的配比为：100:0～5:3～7:2～4；
所述水性环氧树脂、水性固化剂、增韧剂和稀释剂质量的配比为：100:80～100:4～10:4～8。
3.如权利要求1所述的树脂灌入式透水路面材料，其特征在于，
所述粗集料为玄武岩、辉绿岩或闪长岩，公称粒径不大于16mm；
所述细集料为玄武岩、辉绿岩或闪长岩，公称粒径不大于4.75mm。
4.如权利要求1所述的树脂灌入式透水路面材料，其特征在于，
所述填料为石灰岩矿粉；
所述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯；
所述稀释剂为二甲苯。
5.一种树脂灌入式透水路面材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
选取粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青；
将粗集料和细集料放置入搅拌装置中搅拌60s，添加高粘度改性沥青搅拌90s，然后加入填料搅拌90s，加热搅拌装置温度为170℃，得到基体沥青混合料；
将水性环氧树脂加入容器中，并在水性环氧树脂中加入水性固化剂、增韧剂和稀释剂，搅拌并均匀，形成树脂混合物；
将所述基体沥青混合料灌入到树脂混合物中养护1-2小时，得到树脂罐入式透水路面材料。
6.如权利要求5所述的树脂灌入式透水路面材料的制备方法，其特征在于，在所述粗集料、细集料、填料和高粘度改性沥青混合前，分别将所述粗集料、细集料与填料加热至165℃，高粘度改性沥青加热温度170℃。
7.如权利要求5所述的树脂灌入式透水路面材料的制备方法，其特征在于，所述基体沥青混合料与树脂混合物质量比为100:20～25。
8.如权利要求5所述的树脂灌入式透水路面材料的制备方法，其特征在于，所述基体沥青混合料的空隙为30％～35％。
9.如权利要求5所述的树脂灌入式透水路面材料的制备方法，其特征在于，
所述粗集料为玄武岩、辉绿岩或闪长岩，公称粒径不大于16mm；
所述细集料为玄武岩、辉绿岩或闪长岩，公称粒径不大于4.75mm；
所述填料为石灰岩矿粉；
所述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯；
所述稀释剂为二甲苯。
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