CN105859190A - 一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，将疏水表面与路面微表处养护技术相结合，乳化沥青中高度分散的疏水剂在破乳后会均匀分布在路面层中，而分散在路面层中疏水剂通过其疏水长链，在路表面形成憎水表面，降低路面表面能，显著削弱冰层对沥青路面的粘附性，使冬季沥青路面冰层易于被清除。由于疏水剂分散在整个微表处结构层中，该养护层的疏水性质不会随车轮磨耗作用迅速下降。

Description

一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法
【技术领域】
本发明属于路面养护材料领域，具体涉及一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法。
【背景技术】
道路的抗滑性能是保证车辆安全行驶的关键因素。在冬季，路面积雪积冰会导致其抗滑性能急剧下降，轮胎附着系数大大降低，从而导致车辆制动距离显著延长，方向失控，引发交通事故频繁发生。现有冬季除冰雪方式主要有撒布融雪剂、人工/机械除冰、热力融冰路面、含盐路面融冰等方法。但这些方法存在污染环境、长效性不足、耐久性欠佳等问题。路面防冰问题尚未得到真正的解决。
微表处是一种路面预防性养护层。具体是采用集料、填料与乳化沥青和水，按一定比例拌制成流动型混合料，再均匀洒布于路面上的封层。微表处养护可以协助路面防水，具有修补车辙、裂缝、恢复路面抗滑能力的作用。普通微表处无法用于冬季路面防冰雪。
申请公开号为104387973A的发明专利《一种融雪抗凝冰含砂雾封层材料及其制备方法》公开了一种路面融雪抗凝冰雾封层材料，其将沥青40～60份、改性剂3～10份、增粘树脂5～15份、融雪剂5～10份、疏水剂2～5份、稀释剂20～30份、细砂15～25份按特定工艺制备而成。其虽有部分涉及疏水防冰思想，然而其所采用二甲基硅油类疏水剂分子量较小，疏水性能不佳，主要需通过非氯盐类融雪剂进行路面融雪，疏水剂只起到辅助作用，极易随融雪剂流失而逐渐丧失融雪功能。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，且车轮磨耗作用并不会迅速削弱养护层的疏水性能。
为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：
步骤一，根据质量份数，将867～1060份基质沥青加热后加入31.5～38.5份改性剂，并搅拌溶胀，得到物质A；
步骤二，在物质A中加入0.9～1.1份改性稳定剂后搅拌均匀，保温发育，得到物质B；
步骤三，将419～591份自来水或蒸馏水加热后，加入27.7～33.8份乳化剂和1.4～1.7份乳化稳定剂，并搅拌均匀，加入稀盐酸至体相pH值为3.5～4.5，获得皂液；
步骤四，将1100～900份物质B加入484～667份加热后的皂液中，搅拌均匀后加入疏水剂并搅拌均匀，获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；
步骤五，将500～600份集料、500～1500份矿粉、60～90份水泥干拌均匀，加入拌合用水并快速搅拌均匀，加入1384～1667份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后即获得路面微表处。
所述步骤一中，基质沥青为70#、90#或110#沥青，改性剂为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯或苯乙烯-丁二烯橡胶嵌段共聚物。
所述基质沥青加热到160～170℃，搅拌溶胀1～2h。
所述步骤二中，搅拌采用高速剪切机，物质A中加入改性稳定剂前剪切40～70min，物质A中加入改性稳定剂后剪切10～20min，保温发育1h。
所述步骤二中，改性稳定剂为硫磺。
所述步骤三中，自来水或蒸馏水加热到60～70℃。
所述步骤三中，乳化剂为表面活性剂，乳化稳定剂为氯化钙或聚丙烯酰胺。
所述步骤四中，皂液温度为70～80℃，加入疏水剂后搅拌采用高速剪切机剪切20min。
所述步骤四中，疏水剂为703室温硫化硅橡胶、704室温硫化硅橡胶或705室温硫化硅橡胶。
所述步骤五中，加入的集料为0.075～0.15mm的500～600份，0.15～0.3mm的集料加入800～900份，0.3～0.6m的集料加入1200～2000份，0.6～1.18mm的集料，加入1500～2200份，1.18～2.36mm的集料加入1800～2000份，2.36～4.75mm的集料加入1000～2500份，4.75～9.5mm的集料加入小于1000份。
与现有技术相比，本发明通过制备具有疏水防冰性能的路面微表处，能够将路面-冰雪粘结强度降低至原先的60％，使路面凝冰、暗冰、薄冰可以在车轮荷载作用下自发脱落，也可降低极低温度下路面除雪工作难度，起到薄冰时通过车辆行车荷载自动破冰，厚冰时降低养护除冰难度的作用，同时本发明采用疏水防冰路面，无盐化物渗出、无热能消耗，具有较好的环保性；并且由于采用防冰微表处技术，其防冰寿命比防冰涂层大大提升，具有较好的经济性；同时其疏水防冰性能与微表处使用寿命相近，具有优良的长效性。
【附图说明】
图1为本发明所制备的疏水防冰路面微表处疏水性能示意图；其中，1a、1b为疏水防冰微表处；1c、1d为普通微表处。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
将964份克拉玛依90#沥青加热至160～170℃，加入35份苯乙烯—丁二烯—苯乙烯橡胶嵌段共聚物，搅拌溶胀1h，采用高速剪切机剪切40min，加入1份硫磺后继续剪切10min，保温发育1h获得改性沥青；将466份自来水加热至60～70℃，加入30.8份表面活性剂、1.5份氯化钙，剪切搅拌均匀，加入稀盐酸至液体pH值为3.5～4.5获得皂液；将1000份改性沥青缓缓加入538.5份保温70～80℃皂液之中，同时采用高速剪切机将改性沥青剪切分散于皂液之中，改性沥青全部倒入皂液中并剪切均匀后，加入40份703室温硫化硅橡胶并继续剪切20min获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；将矿粉500份、0.075～0.15mm集料500份、0.15～0.3mm集料800份、0.3～0.6m集料1200份、0.6～1.18mm集料1500份、1.18～2.36mm集料2000份、2.36～4.75mm集料2500份、4.75～9.5mm集料1000份、水泥60份干拌均匀，加入水1000份并快速搅拌均匀，加入1450份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后及获得具有疏水防冰性能的微表处。
实施例2：
将1060份SK110#沥青加热至160～170℃，加入38.5份苯乙烯—丁二烯橡胶嵌段共聚物，搅拌溶胀2h，采用高速剪切机剪切70min，加入1.1份硫磺后继续剪切20min，保温发育1h获得改性沥青；将513份自来水加热至60～70℃，加入33.8份表面活性剂、1.7份聚丙烯酰胺，剪切搅拌均匀，加入稀盐酸至液体pH值为3.5～4.5获得皂液；将1100份改性沥青缓缓加入592.3份保温70～80℃皂液之中，同时采用高速剪切机将改性沥青剪切分散于皂液之中，改性沥青全部倒入皂液中并剪切均匀后，加入44份705室温硫化硅橡胶并继续剪切20min获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；将矿粉1500份、0.075～0.15mm集料600份、0.15～0.3mm集料900份、0.3～0.6m集料2000份、0.6～1.18mm集料2200份、1.18～2.36mm集料1800份、2.36～4.75mm集料1000份、水泥90份干拌均匀，加入水1200份并快速搅拌均匀，加入1730份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后及获得具有疏水防冰性能的微表处。
实施例3：
将867.6份SK90#沥青加热至160～170℃，加入31.5份苯乙烯—丁二烯—苯乙烯橡胶嵌段共聚物，搅拌溶胀1.5h，采用高速剪切机剪切60min，加入0.9份硫磺后继续剪切15min，保温发育1h获得改性沥青；将419份蒸馏水加热至60～70℃，加入27.7份表面活性剂、1.4份聚丙烯酰胺，剪切搅拌均匀，加入稀盐酸至液体pH值为3.5～4.5获得皂液；将900份改性沥青缓缓加入484份保温70～80℃皂液之中，同时采用高速剪切机将改性沥青剪切分散于皂液之中，改性沥青全部倒入皂液中并剪切均匀后，加入36份703室温硫化硅橡胶并继续剪切20min获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；将矿粉1000份、0.075～0.15mm集料550份、0.15～0.3mm集料850份、0.3～0.6m集料1600份、0.6～1.18mm集料1750份、1.18～2.36mm集料2000份、2.36～4.75mm集料1750份、4.75～9.5mm集料500份、水泥75份干拌均匀，加入水1100份并快速搅拌均匀，加入1384份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后及获得具有疏水防冰性能的微表处。
实施例4：
将964份SK90#沥青加热至160～170℃，加入35份苯乙烯—丁二烯—苯乙烯橡胶嵌段共聚物，搅拌溶胀1.5h，采用高速剪切机剪切60min，加入1份硫磺后继续剪切15min，保温发育1h获得改性沥青；将486份自来水加热至60～70℃，加入30.8份表面活性剂、1.5份聚丙烯酰胺，剪切搅拌均匀，加入稀盐酸至液体pH值为3.5～4.5获得皂液；将1000份改性沥青缓缓加入538份保温70～80℃皂液之中，同时采用高速剪切机将改性沥青剪切分散于皂液之中，改性沥青全部倒入皂液中并剪切均匀后，加入20份703室温硫化硅橡胶并继续剪切20min获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；将矿粉800份、0.075～0.15mm集料530份、0.15～0.3mm集料830份、0.3～0.6m集料1440份、0.6～1.18mm集料1650份、1.18～2.36mm集料2000份、2.36～4.75mm集料2050份、4.75～9.5mm集料700份、水泥75份干拌均匀，加入水1050份并快速搅拌均匀，加入1538份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后及获得具有疏水防冰性能的微表处。
实施例5：
将964份克拉玛依90#沥青加热至160～170℃，加入35份苯乙烯—丁二烯橡胶嵌段共聚物，搅拌溶胀1h，采用高速剪切机剪切55min，加入1份硫磺后继续剪切20min，保温发育1h获得改性沥青；将446份自来水加热至60～70℃，加入30.8份表面活性剂、1.5份氯化钙，剪切搅拌均匀，加入稀盐酸至液体pH值为3.5～4.5获得皂液；将1000份改性沥青缓缓加入538份保温70～80℃皂液之中，同时采用高速剪切机将改性沥青剪切分散于皂液之中，改性沥青全部倒入皂液中并剪切均匀后，加入60份705室温硫化硅橡胶并继续剪切20min获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；将矿粉1200份、0.075～0.15mm集料570份、0.15～0.3mm集料870份、0.3～0.6m集料1760份、0.6～1.18mm集料1850份、1.18～2.36mm集料2000份、2.36～4.75mm集料1450份、4.75～9.5mm集料300份、水泥70份干拌均匀，加入水1150份并快速搅拌均匀，加入1538份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后及获得具有疏水防冰性能的微表处。
实施例6：
将964份克拉玛依70#沥青加热至160～170℃，加入35份苯乙烯—丁二烯橡胶嵌段共聚物，搅拌溶胀2h，采用高速剪切机剪切70min，加入1份硫磺后继续剪切10min，保温发育1h获得改性沥青；将592份蒸馏水加热至60～70℃，加入33.3份表面活性剂、1.7份氯化钙，剪切搅拌均匀，加入稀盐酸至液体pH值为3.5～4.5获得皂液；将1000份改性沥青缓缓加入667份保温70～80℃皂液之中，同时采用高速剪切机将改性沥青剪切分散于皂液之中，改性沥青全部倒入皂液中并剪切均匀后，加入40份704室温硫化硅橡胶并继续剪切20min获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；将矿粉700份、0.075～0.15mm集料520份、0.15～0.3mm集料820份、0.3～0.6m集料1360份、0.6～1.18mm集料1600份、1.18～2.36mm集料2000份、2.36～4.75mm集料2200份、4.75～9.5mm集料800份、水泥65份干拌均匀，加入水1050份并快速搅拌均匀，加入1667份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后及获得具有疏水防冰性能的微表处。
具有疏水防冰性能的路面微表处性能指标：
通过低温拉拔试验和拉拔界面评价来评估微表处防冰性能：
a：低温拉拔试验：将水泥制拉拔头由冰粘结至车辙板表面，分别进行普通微表处和疏水防冰微表处的-1℃、-2℃、-3℃、-4℃、-5℃、-6℃、-7℃、-8℃、-9℃的低温拉拔试验，以各温度下疏水防冰微表处与普通微表处冰粘拉拔力比值评价疏水防冰微表处防冰能力。
b：拉拔界面评价：通过观察水泥制拉拔头脱落后，微表处表面残冰的多少来评价微表处防冰性能，将残留冰面积接近拉拔头粘结面积的界面评级为9，几乎无残留冰的界面评级为0。即残留在微表处表面的冰面积越大，表明防冰效果越差。
具体试验过程及结果见表1、表2和表3：
表1各温度下疏水防冰微表处与普通微表处冰粘拉拔力比值
表2各温度下普通微表处拉拔界面评级
表3各温度疏水防冰微表处拉拔界面评级
由表1可知，疏水防冰微表处与普通微表处的低温拉拔力比值在0.6左右，说明疏水防冰微表处可以降低拉拔应力约40％；由表2、表3可知，普通微表处的拉拔界面评价平均为6.6，具有疏水防冰性能的微表处拉拔界面评级为3.6，说明疏水防冰微表处可以改善拉拔界面，减少冰残留于路面之上。

Claims (10)

1.一种具有疏水防冰功能的路面微表处的制备方法，按照以下步骤制备：
步骤一，根据质量份数，将867～1060份基质沥青加热后加入31.5～38.5份改性剂，并搅拌溶胀，得到物质A；
步骤二，在物质A中加入0.9～1.1份改性稳定剂后搅拌均匀，保温发育，得到物质B；
步骤三，将419～591份自来水或蒸馏水加热后，加入27.7～33.8份乳化剂和1.4～1.7份乳化稳定剂，并搅拌均匀，加入稀盐酸至体相pH值为3.5～4.5，得到皂液；
步骤四，将1100～900份物质B加入484～667份加热后的皂液中，搅拌均匀后加入疏水剂并搅拌均匀，获得破乳后具有疏水性能的乳化沥青；
步骤五，将集料、500～1500份矿粉、60～90份水泥干拌均匀，加入拌合用水并快速搅拌均匀，加入1384～1667份破乳后具有疏水性能的乳化沥青搅拌并均匀摊铺至路面，待乳化沥青破乳后即获得路面微表处。
2.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，基质沥青为70#、90#或110#沥青，改性剂为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯或苯乙烯-丁二烯橡胶嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述基质沥青加热到160～170℃，搅拌溶胀1～2h。
4.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，搅拌采用高速剪切机，物质A中加入改性稳定剂前剪切40～70min，物质A中加入改性稳定剂后剪切10～20min，保温发育1h。
5.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，改性稳定剂为硫磺。
6.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，自来水或蒸馏水加热到60～70℃。
7.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，乳化剂为表面活性剂，乳化稳定剂为氯化钙或聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，皂液温度为70～80℃，加入疏水剂后搅拌采用高速剪切机剪切20min。
9.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，疏水剂为703室温硫化硅橡胶、704室温硫化硅橡胶或705室温硫化硅橡胶。
10.根据权利要求1所述的一种具有疏水防冰性能的路面微表处的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，加入的集料为0.075～0.15mm的500～600份，0.15～0.3mm的集料加入800～900份，0.3～0.6m的集料加入1200～2000份，0.6～1.18mm的集料，加入1500～2200份，1.18～2.36mm的集料加入1800～2000份，2.36～4.75mm的集料加入1000～2500份，4.75～9.5mm的集料加入小于1000份。
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