CN106221248A - 一种沥青路面缝隙封填材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沥青路面缝隙封填材料及其制备方法，属于公路建筑材料技术领域。其质量百分比组分为SBS改性沥青70～90%、复合改性硅藻土10～30%；SBS改性沥青中SBS共聚物掺量3～5%，稳定剂掺量0.1～0.3%；由硅藻土、岩沥青、橡胶、聚乙烯按重量份比例配成复合改性硅藻土。按比例称取硅藻土、岩沥青、橡胶粉加热混合，再加入聚乙烯磨成粉混均得复合硅藻土；将基质沥青加热后加入SBS共聚物，再升温至170～180℃，搅拌后剪切处理，加入稳定剂，发育1～2h，再加入复合硅藻土，搅拌得到封填材料。具有抗冲击能力强、粘结强度高、耐候性好、工艺简单等优点，可广泛用于沥青路面裂缝处治。

Description

一种沥青路面缝隙封填材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种路面缝隙封填材料，尤其是一种沥青路面缝隙封填材料及其制备方法，属于公路建筑材料技术领域。

背景技术

路面裂缝病害是影响路面命名用寿命的主要因素之一。路面产生裂缝会导致路面出现路基沉降、路面错台等严重病害。目前，路面裂缝处治主要是开槽灌缝处理，采用的封填材料主要有沥青、改性沥青、泡沫胶条、聚氨酯材料，但由于这些材料的粘结性、耐候性、高温性能、抗冲击性能等较差，容易出现高温融流、低温脆裂、伸缩疲劳裂等问题，影响了对路面裂缝封填的效果，需要一种性能更为可靠的灌缝材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术粘结性、耐候性、高温性能、抗冲击性能差等问题，提供一种路面缝隙封填材料及其制备方法，利用复合硅藻土复配SBS改性沥青，提高回填密封材料的耐候性、抗冲击性、抗裂性等，提高对路面裂缝的封填效果。

为解决上述技术问题，本发明提出一种沥青路面缝隙封填材料，该封填材料的质量百分比组分为SBS改性沥青70～90%、复合改性硅藻土10～30%。

所述SBS改性沥青的基质沥青为70#或90#沥青。

所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺量为3%～5%（占基质沥青质量的百分比）。

所述稳定剂掺量为0.1%～0.3%（占基质沥青质量的百分比）。

所述稳定剂为普通SBS改性沥青用稳定剂，如单质硫、马来酸酐、多聚磷酸等。

所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成：硅藻土70～100份，岩沥青粉10～30份，橡胶或丁苯橡胶粉0～10份，聚乙烯粉0～10份。

所述岩沥青粉的沥青含量≥20%，其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90～100%。

所述橡胶或丁苯橡胶粉的粒度为40～60目；聚乙烯粉的粒度为40～80目。

所述聚乙烯粉可以是市场上买的聚乙烯粉末。也可以采用市售聚乙烯颗粒产品经机械剪碎，磨成粉末。

本发明沥青路面缝隙封填材料的制备方法为：

（1）称取硅藻土放入干燥器皿内，按比例加入岩沥青、橡胶粉混合，然后加热至30～50℃，再按比例加入聚乙烯粉，混均后得到复合硅藻土；

（2）将所述基质沥青加热至140～150℃，然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物，再将所述混合物升温至170～180℃，搅拌30～60min，搅拌速率300～500r/min；

（3）对上一步骤得到的混合物进行剪切处理30～60min，剪切温度170～180℃，剪切速率3000～4500r/min；

（4）按比例向经上一步骤处理的混合物中加入普通稳定剂，在170～180℃温度条件下继续剪切20～40min，再发育1～2h，得到SBS改性沥青；加入的稳定剂为普通SBS改性沥青用稳定剂，如单质硫、马来酸酐、多聚磷酸等；

（5）按量称取前述步骤制备的复合硅藻土，以5-15g/min的速度加入步骤（4）得到的SBS改性沥青中, 在170～180℃温度条件下搅拌20～40min，搅拌速度200～400r/min，即得到沥青路面缝隙封填材料。

本发明各原料用量和工艺参数的使用可根据实际需要，在给定范围内选择，并可根据工程实际情况作适应性调整。

硅藻土形体尺寸一般为几个微米到几十个微米，而其线纹和壳缝均在纳米范畴，是天然的纳米材料，有利于降低沥青对温度的敏感性，随着硅藻土掺量的增加，改性沥青的针入度减小、软化点提高，硅藻土改性后沥青在高、低温性能方面均有不同程度的提高。本发明采用复合硅藻土与SBS改性沥青进行复配，通过硅藻土作用的发挥，使得所获得的封填材料具有优异的高、低温性能和弹性恢复性能，耐候性好，粘度强度大，抗冲击能力强，高温稳定性强，工艺简单，能够经受裂缝伸缩带来的应变，延长修补使用寿命，可广泛应用于沥青路面裂缝处治。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步描述。

下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实例1：本发明的沥青路面缝隙封填材料的质量百分比组分为SBS改性沥青70%、复合改性硅藻土30%。所述SBS改性沥青的基质沥青为90#沥青，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺量为5%，稳定剂掺量为0.1%（采用市售多聚磷酸稳定剂）。

所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成：硅藻土100份，岩沥青粉30份，橡胶粉10份，聚乙烯粉10份。岩沥青粉的沥青含量≥20%，其灰分2.36mm筛通过率为100%；橡胶粉的粒度为40目；聚乙烯粉为粒度80目的市售聚乙烯粉末。

本发明沥青路面缝隙封填材料的制备方法为：

（1）称取硅藻土放入干燥器皿内，按比例加入岩沥青、橡胶粉混合，然后加热至50℃，再按比例加入聚乙烯粉，混均后得到复合硅藻土；

（2）将所述基质沥青加热至150℃，然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物，将所述混合物升温至180℃，搅拌30min，搅拌速率500r/min；

（3）对上一步骤得到的混合物进行剪切处理30min，剪切温度180℃，剪切速率4500r/min；

（4）按比例向经上一步骤处理后的混合物中加入多聚磷酸稳定剂，在180℃温度条件下继续剪切25min，再发育1h，得到SBS改性沥青；

（5）按量称取前述步骤制备的复合硅藻土，以8g/min的速度加入步骤（4）得到的SBS 改性沥青中，在180℃温度条件下搅拌40min，搅拌速度200r/min，即得到封填材料（复配SBS改性沥青）。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中规定的方法对本实施例沥青路面缝隙封填材料进行相关技术指标测试，25℃针入度（0.1mm）为15，软化点为92。

实例2：本发明的沥青路面缝隙回填材料的质量百分比组分为SBS改性沥青80%、复合改性硅藻土20%。所述SBS改性沥青的基质沥青为70#沥青，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺量为4%，稳定剂掺量为0.3%（采用市售马来酸酐稳定剂）。

所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成：硅藻土70份，岩沥青粉10份，丁苯橡胶粉8份，聚乙烯粉6份。岩沥青粉的沥青含量≥25%，其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为95%；橡胶粉的粒度为50目；聚乙烯粉为粒度40目的市售聚乙烯粉末。

本发明沥青路面缝隙封填材料的制备方法为：

（1）称取硅藻土放入干燥器皿内，按比例加入岩沥青、橡胶粉混合，然后加热至30℃，再按比例加入聚乙烯粉，混均后得到复合硅藻土；

（2）将所述基质沥青加热至140℃，然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物，将所述混合物升温至170℃，搅拌60min，搅拌速率300r/min；

（3）对上一步骤得到的混合物进行剪切处理30min，剪切温度170℃，剪切速率3000r/min；

（4）按比例向经上一步骤处理后的混合物中加入马来酸酐稳定剂，在170℃温度条件下继续剪切40min，再发育1.5h，得到SBS改性沥青；

（5）按量称取前述步骤制备的复合硅藻土，以15g/min的速度加入步骤（4）得到的SBS改性沥青中，在170℃温度条件下搅拌20min，搅拌速度400r/min，即得到封填材料（复配SBS改性沥青）。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中规定的方法对本实施例沥青路面缝隙封填材料进行相关技术指标测试，25℃针入度（0.1mm）为22，软化点为87.5。

实例3：本发明的沥青路面缝隙回填材料的质量百分比组分为SBS改性沥青90%、复合改性硅藻土10%。所述SBS改性沥青的基质沥青为70#沥青，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺量为3%，稳定剂掺量为0.2%（采用市售单质硫稳定剂）。

所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成：硅藻土90份，岩沥青粉20份，橡胶粉5份，聚乙烯粉5份。岩沥青粉的沥青含量≥20%，其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90%；橡胶粉的粒度为60目；聚乙烯粉粒度为60目，采用市售颗粒产品，通过常规机械剪碎后，用磨机磨成粉末。

本发明沥青路面缝隙封填材料的制备方法为：

（1）称取硅藻土放入干燥器皿内，按比例加入岩沥青、橡胶粉混合，然后加热至40℃，再按比例加入聚乙烯粉，混均后得到复合硅藻土；

（2）将所述基质沥青加热至145℃，然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物，将所述混合物升温至170℃，搅拌50min，搅拌速率400r/min；

（3）对上一步骤得到的混合物进行剪切处理50min，剪切温度170℃，剪切速率3500r/min；

（4）按比例向经上一步骤处理后的混合物中加入单质硫稳定剂，在170℃温度条件下继续剪切30min，再发育2h，得到SBS改性沥青；

（5）按量称取前述步骤制备的复合硅藻土，以10g/min的速度加入步骤（4）得到的SBS改性沥青中，在170℃温度条件下搅拌30min，搅拌速度300r/min，即得到封填材料（复配SBS改性沥青）。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中规定的方法对本实施例沥青路面缝隙封填材料进行相关技术指标测试，25℃针入度（0.1mm）为31，软化点为83。

实例4：本发明的沥青路面缝隙回填材料的质量百分比组分为SBS改性沥青75%、复合改性硅藻土25%。所述SBS改性沥青的基质沥青为70#沥青，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺量为4%，稳定剂掺量为0.2%（采用市售多聚磷酸稳定剂）。

所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成：硅藻土80份，岩沥青粉15份。岩沥青粉的沥青含量≥25%，其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90%；橡胶粉的粒度为40目；聚乙烯粉为粒度50目的市售聚乙烯粉末。

本发明沥青路面缝隙封填材料的制备方法为：

（1）称取硅藻土放入干燥器皿内，按比例加入岩沥青混合，然后加热至35℃，混均后得到复合硅藻土；

（2）将所述基质沥青加热至150℃，然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物，将所述混合物升温至175℃，搅拌40min，搅拌速率350r/min；

（3）对上一步骤得到的混合物进行剪切处理40min，剪切温度175℃，剪切速率4000r/min；

（4）按比例向经上一步骤处理后的混合物中加入多聚磷酸稳定剂，在175℃温度条件下继续剪切35min，再发育1h，得到SBS改性沥青；

（5）按量称取前述步骤制备的复合硅藻土，以5g/min的速度加入步骤（4）得到的SBS 改性沥青中，在175℃温度条件下搅拌35min，搅拌速度350r/min，即得到封填材料（复配SBS改性沥青）。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本优点，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化和改进，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：质量百分比组分为SBS改性沥青70～90%、复合改性硅藻土10～30%。

2.根据权利要求1所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述SBS改性沥青的基质沥青为70#或90#沥青。

3.根据权利要求1所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述SBS改性沥青的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物掺量为3～5%。

4.根据权利要求1所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述SBS改性沥青的稳定剂掺量为0.1～0.3%。

5.根据权利要求1所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述复合改性硅藻土由下述原料按重量份数比混配而成：硅藻土70～100份，岩沥青粉10～30份，橡胶或丁苯橡胶粉0～10份，聚乙烯粉0～10份。

6.根据权利要求5所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述岩沥青粉的沥青含量≥20%，其灰分4.75mm筛通过率为100%、2.36mm筛通过率为90～100%。

7.根据权利要求5所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述橡胶或丁苯橡胶粉的粒度为40～60目。

8.根据权利要求5所述的沥青路面缝隙封填材料，其特征在于：所述聚乙烯粉的粒度为40～80目。

9.一种权利要求1所述沥青路面缝隙封填材料的制备方法，其特征在于：制备步骤为：

（1）称取硅藻土放入干燥器皿内，按比例加入岩沥青、橡胶粉混合，然后加热至30～50℃，再按比例加入聚乙烯粉，混均后得到复合硅藻土；

（2）将所述基质沥青加热至140～150℃，然后按比例加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物得到混合物，再将所述混合物升温至170～180℃，搅拌30～60min，搅拌速率300～500r/min；

（3）对上一步骤得到的混合物进行剪切处理30～60min，剪切温度170～180℃，剪切速率3000～4500r/min；

（4）按比例向经上一步骤处理的混合物中加入普通稳定剂，在170～180℃温度条件下继续剪切20～40min，再发育1～2h，得到SBS改性沥青；

（5）按量称取前述步骤制备的复合硅藻土，以5-15g/min的速度加入步骤（4）得到的SBS改性沥青中,在170～180℃温度条件下搅拌20～40min，搅拌速度200～400r/min，即得到沥青路面缝隙封填材料。