CN106277940A - 一种可全天候施工的高性能路面快速修复料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可全天候施工的高性能路面快速修复料及其制备方法，该高性能路面快速修复料是由冷补液和集料混合搅拌形成的沥青混合料，冷补液和集料的质量百分比分别为4‑6.5%和93.5‑96%。本发明的高性能路面快速修复料与沥青混凝土、水泥混凝土、金属表面、木面等不同基质的材料均有良好的粘结力，使用广泛，且存储时间长，易施工，任何天气条件下都可使用，施工温度可允许在‑30℃‑80℃之间。具有极强的抗老化性能，修补坑槽的寿命长达10年以上，最大程度上了延长道路使用寿命。可立即开放交通，大大缓解因道路修补施工而造成的交通压力，具有良好的经济效益和社会效益。在生产和施工过程中，不会产生污染环境的挥发性物质，属低碳环保产品。

Description

一种可全天候施工的高性能路面快速修复料及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路日常养护、应急维修材料技术领域，特别设计一种可全天候施工的高性能路面快速修复料及其制备方法。

背景技术

目前，道路路面常见的病害是坑槽和裂缝，其产生的原因在于：（1）轻微病害没有得到及时处理，造成局部发生网裂，松散，在交通荷载、雨水等作用下形成坑槽或裂缝；（2）车辆滴油漏油侵蚀沥青路面，使混合料离析，沥青膜剥落，造成路面局部松散，而出现坑槽或裂缝。受损的道路会影响行车的舒适性及存在严峻的安全隐患，在交通荷载反复作用以及气候因素等再次作用下，受损面积越来越大且破坏度越来越严重，继续发展将使得养护费用的成倍增加。因此，要及时对受损路面进行修复，做好路面的早期养护，以延长道路使用期限和提高服务质量，进而大大地提高经济效益和社会效益。

目前传统的修复方法为以下几种修复方式：

1、冷料冷补

优点：可以存放6个月，修补方便

缺点：不适合极寒极热地带使用，施工时需要刷粘层油且坑槽要保持干燥，不能够全天候随时修补。修补寿命短，通常只能达到6个多月，使用效果不尽人意，不适宜作为全线的日常修补使用

2、热料热补

热料冷补:属于传统的挖补工艺，就是将病害处旧料挖除—添加新的沥青混合料—整平—压实。

优点：施工成本较低，易于大面积开展，工作效率高。

缺点：(1) 产生弱接缝；(2)生产时产生污染环境的挥发性物质；(3)受环境气候影响大，对路面病害不能及时、快速修复；(4)不能及时开发交通

鉴于以上技术存在的缺陷，研发一种操作简便、易于储存且存储时间长，特别是在低温和高温下依然能进行施工的新型路面坑槽修补材料势在必行。

本发明正是基于上述的技术问题，研发了一种可全天候施工的高性能路面快速修复料及其制备方法，该修复料与沥青混凝土、水泥混凝土、金属表面、木面等不同基质的材料均有良好的粘结力，使用广泛。存储时间长，易施工，任何天气条件下都可使用，施工温度可允许在-30℃-80℃之间。具有极强的抗老化性能，修补坑槽的寿命长达10年以上，最大程度上了延长道路使用寿命。可立即开放交通，大大缓解因道路修补施工而造成的交通压力，对保障国民物资运输的具有良好的经济效益，社会效益。在生产和施工过程中，不会产生污染环境的挥发性物质，属低碳环保产品。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服目前现有的道路路面修复技术存在的缺陷，研发一种可全天候施工的高性能路面快速修复料及其制备方法，该修复料存储时间长，易施工，任何天气条件下都可使用，施工温度可允许在-30℃-80℃之间，具有极强的抗老化性能，修补坑槽的寿命长达10年以上，最大程度上了延长道路使用寿命。

为了达到本发明的目的，解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述高性能路面快速修复料由冷补液和集料混合搅拌形成的沥青混合料，冷补液和集料的质量百分比分别为4~6.5%和93.5~96%；

其中所述冷补液由沥青、柴油、表面活性剂、抗剥落添加剂和SBR改性剂混合配制而成，各组分的质量百分比为：所述沥青含量70%-75%，柴油含量15%-20%，表面活性剂含量0.5%-1.5%，抗剥落添加剂含量3.5%-6.5%，SBR改性剂含量1%-5%；

其中所述集料为石灰岩集料或者玄武岩集料。

优选地，所述冷补液常温为固液过渡相，温度>45℃时转化为液态，其60℃时粘度<0.5Pa.s。

优选地，所述沥青为基质沥青，其针入度为60-80，软化点不小于45℃，其与石料粘附等级不小于4级。

优选地，所述柴油为碳原子数在10～22范围内的复杂烃类混合物。

优选地，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂烷基酚类聚醚，其碳原子数在17-25之间，亲水亲油平衡值HLB在5-10之间。具有良好的乳化性和渗透性，主要是降低沥青粘度，增加冷补液与集料拌和性。

优选地，所述抗剥落添加剂为非胺类有机化合物，密度0.95~1.00 g/cm3，浸水马歇尔残留稳定度（%）>90。是一种微量、高效的路用沥青抗剥落专用添加剂，能显著提高沥青与集料间的粘附性与结合力，使沥青与集料的粘附性等级可从1～3级提高到4～5级，从而大幅度提高沥青路面抗水损害性能，延长路面的使用寿命，降低和减少维护成本。同时对沥青路面的抗低温冻裂、抗车辙、抗疲劳、抗氧化老化等性能均有一定程度的提高。该产品为低熔点物，直接加入能均匀地分散于沥青中，无氨味等刺激性气味，满足环保要求对操作工人身心无伤害。

优选地，所述SBR改性剂为阳离子丁苯胶乳，由丁二烯和苯乙烯经低温聚合而成的稳定乳液。与沥青具有很好的配伍性，能显著改善沥青的高、低温性能、粘韧性和使用的耐久性，并以其较为突出的低温延展性保证了能在寒区公路使用。

优选地，所述集料的级配为公称最大粒径为5mm或10mm或13mm。根据工程需要的规格选择对应的石料进行制备。

一种可全天候施工的高性能路面快速修复料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）选用干净的水洗过的石料，并将石料烘干待用；

(2)制备冷补液，将表面活性剂、抗剥落添加剂、SBR改性剂注入罐体内，再注入柴油，搅拌两小时，然后将热沥青缓慢注入罐体并搅拌12小时左右，加热温度控制在65℃~80℃之间。

(3)将冷补液与集料在拌合楼里混合搅拌，制成的成品料装袋储存。

优选地，所述步骤（1）中烘干后的石料，含水率小于0.5%，所述步骤（3）中的集料和冷补液在拌合楼搅拌时，冷补液温度控制在60℃~70℃，混合料搅拌时间≥35秒，出料温度不超过60℃。

本发明高性能路面快速修复料相比于现有的修复料具备以下优点：

1、不受低温、雨雪等恶劣的影响，可以在雨雪潮湿的恶劣环境条件下及时修补坑槽。施工温度可允许在-30℃到80℃之间使用。

2、无需配备专门的工具与设备，也无需专门的技术，备料可随用随取，可直接倒入坑槽（需修补区域），用汽车车轮碾压几遍或用冲击夯压实即可开放通车。

3、高性能路面快速修复料有极强的抗老化性能，修补的坑槽寿命在10年以上，并不易产生龟裂等不良现象。

4、高性能路面快速修复料能及时修补路面出现的坑槽，不受天气、坑槽大小、数量的影响，也无需加热和搅拌，可根据实际用量随用随取，剩余材料可继续使用，不会浪费，真正地100%利用。

5、高性能路面快速修复料不溶于水，工作性能稳定，易施工且形成强度快，对机动撞击、静电等不敏感，减少行车过程中的噪音污染。还具有一定的抗滑性能，提高行车安全。

6、高性能路面快速修复料在生产和施工期间，不会产生沥青黑烟、废料，有利于保护环境。并能及时修补坑槽，使路面保持平整、美观，保证道路畅通，并减少路面修补次数和工作量，延长道路使用寿命。

7、高性能路面快速修复料与沥青混凝土、水泥混凝土、金属表面、木面等不同基质的材料均有良好粘结力，可广泛应用于高速公路、一般公路、市政公路、停车场与设施、机场、桥梁伸缩缝等各种路面的修补与养护。

8、高性能路面快速修复料修补过的区域无需封闭交通，可立即通车，大大缓解因道路修补施工而造成交通压力。

9、高性能路面快速修复料在常温且未开封的情况下，可储存2年。开封后，当高性能快速修复料未使用完，可密封保存下次使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

为了更好地阐述可全天候施工的高性能路面快速修复料的技术特征和实施功效，下面对其制备方法和实施方式进行详细地说明：

为了保证产品性能，要先对集料进行严格的筛选，集料应满足以下表1的要求：

选用上述符合要求的干净的水洗过的集料，并将石料烘干待用

实施例1

首先取表面活性剂1.5份，抗剥落添加剂4.5份，SBR改性剂4份，注入罐体内，然后再注入柴油20份，进行搅拌两小时，然后将热沥青70 份缓慢注入罐体并搅拌12小时左右，加热温度控制在65℃~80℃之间，混合搅拌均匀，制得冷补液，与集料( 符合表1 的要求)，含水率小于0.5%，按照冷补液4份，集料96份的配比进行混合，将冷补液与集料在拌合楼里混合拌和，混合料搅拌时间≥35秒，出料温度不超过60℃，制成的成品料装袋储存。最后包装运至维修养护施工现场，产品倒于坑槽中，并采用人工整平并夯实或汽车轮胎进行压实，碾压密实并整平。

实施例2

首先取表面活性剂0.5份，抗剥落添加剂6.5份，SBR改性剂3份，注入罐体内，然后再注入柴油15份，进行搅拌两小时，然后再将热沥青75 份缓慢注入罐体并搅拌12小时，加热温度控制在65℃~80℃之间，混合搅拌均匀，制得冷补液，与集料( 符合表1 的要求)，按照冷补液6.5份，集料93.5份的配比进行混合，将冷补液与集料在拌合楼里混合拌和，混合料搅拌时间≥35秒，出料温度不超过60℃，制成的成品料装袋储存。最后包装运至维修养护施工现场，产品倒于坑槽中，并采用人工整平并夯实或汽车轮胎进行压实，碾压密实并整平。

实施例3

首先取表面活性剂1份，抗剥落添加剂3.5份，SBR改性剂4份，注入罐体内，然后再注入柴油18.5份，进行搅拌两小时，然后再将热沥青73 份缓慢注入罐体并搅拌12小时，加热温度控制在65℃~80℃，混合搅拌均匀，制得冷补液，与集料( 符合表1 的要求)，按照冷补液5份，集料95份的配比进行混合，将冷补液与集料在拌合楼里混合拌和，混合料搅拌时间≥35秒，出料温度不超过60℃，制成的成品料装袋储存。最后包装运至维修养护施工现场，产品倒于坑槽中，并采用人工整平并夯实或汽车轮胎进行压实，碾压密实并整平。

按照上述实施例生产出来的可全天候施工的高性能路面快速修复料成品的测试结果达到以下性能指标：

本发明的可全天候施工的高性能路面快速修复料的生产工艺要求：

（1）将冷补液加热温度为65℃~80℃，采用导热油方式加热；

（2）集料温度常温即可；

（3）混合料搅拌时间≥35秒，出料温度不宜超过60℃。

按照以上的要求，将选好集料和冷补液按照上述的制备方法及流程进行搅拌，制得高性能路面快速修复料。

本发明的可全天候施工的高性能路面快速修复料的储存方法：

修复料拌合完毕后，直接将袋子放入拌合楼出料口，将拌好的快速修复料装入袋中，将袋口用封口机密封。尽量堆放于室内，如条件限制只能堆放于室外，需做好防水措施。

若生产的高性能路面快速修复料计划在一周内使用完毕，可在室外以散料形式存放，但至少需储存20吨，并且以金字塔状堆积。使用期超过一周的，必须装袋密封储存。

冬季施工时，堆放在室外的装袋修复料，使用前宜将其搬至暖和的室内回温24小时，装料货车应加铺保温棉被。

储存时间：袋装修复料应密封储存，存储时间为2年。

高性能路面快速修复料的施工步骤：

高性能路面快速修复料可广泛应用于公路、桥梁道面、城市道路、停车场、机场跑道等场合的坑槽修补，适用于沥青混凝土路面和水泥混凝土路面。

应按下列步骤进行：

在上述的方案中，我们集料的级配有粒径5mm或10mm或13mm的三种规格。因此我们可根据不同深度和面积的坑槽选用对应的级配的高性能路面快速修复料进行施工。

第一步：清理干净坑穴内及四周的碎石、废渣，坑穴内不得有泥浆、沙石等杂物；

第二步：将袋内的高性能路面快速修复料倒入坑槽，并高出地面1.5cm左右，高速公路和一般公路修补，其修复料的投入量可增加10%-20%左右，填满后坑穴中央处应稍高于四周路面并呈弧形。对破损深度在5㎝以上的坑槽，应3~5㎝为一层，分层填补，逐层压实。

第三步：使用铁铲或其他工具，碾平修补的地方，以确保获得一个坚实的基础。对于较大面积坑槽的压实方式是用钢轮压路机或振动压路机；小面积的坑槽可以采用平板夯压实。修补完后确保表面光洁平整，坑穴四周和边角已压实无松散。普通道路修补压实度要达到93%以上，高速公路修补压实度要达到95%以上。

第四步：修复完成后的路面应光洁、平整、无轮迹，成型后路面不松散，检验完毕后可立即开放交通。

本发明的可全天候施工的高性能路面快速修复料适用于任何天气和环境，可在常温和雨雪天气下施工，且材料不需加热，使用方便；施工简单，所需施工机械和人员较少,可以直接推广至公路养护段道班使用；适用广泛，不仅可以修补沥青路面，亦可用于修补水泥混凝土路面坑洞，还能与木材、金属材料迅速粘合，并不被车轮粘带；混合料可一次拌好后袋装/装桶存贮，路用时可直接使用，不需要二次加工。与传统热补修复料和其他冷补修复料相比，其性能及特点具有显著的优势，见表1。由此可见，采用高性能路面快速修复料进行修补，可减少环境污染、改善工人的劳动条件，有良好的社会、经济效益，对其进行研究具有十分重要的现实意义。

以下是本发明的可全天候施工的高性能路面快速修复料与其他路面修复料的性能对比：

项目	热补修复料	其他冷补修复料	高性能路面快速修复料
				施工季节	低温的冬季和雨季不能施工	恶劣天气会影响使用效果	全年不受气候影响
适用温度	10℃以上	-10℃-40℃	-30℃-80℃
				对坑槽的处理	清理干净，排除积水并烘干，刷粘层油	简单处理，积水坑槽可直接填补	简单处理，积水坑槽可直接填补
存放	不能存放，立即使用	袋装，存放6个月	袋装和桶装，存放2年
				使用寿命	维持2个月后需要再次修补	通常只能达到半年	修补的路面寿命长达10年
施工性能	需要熟练工人和专用机械	不需熟练工人，不需专用机械，需要刷粘层油	不需熟练工人，不需专用机械，修补沥青路面不需要刷粘层油
				施工环境	工厂拌和后立即使用，有浓重刺鼻性气味	工厂预先拌和存放，使用时拆袋即可施工	工厂预先拌和存放，使用时拆开即可施工
开放交通	修补完毕需封锁交通一段时间	修补完立即通车	修补完立即通车
				资源的消耗	加热沥青、石料	不需加热石料	不需加热石料，直接拌和
社会效益	不能随时修补，影响交通，不能延长道路使用寿命	随时修补保持路面，修补寿命维持2个月，增加修补次数，增加路面维护成本	随时修补保持路面，减少修补次数，延长路面使用寿命因此更具经济效益

从表中可看出本发明的可全天候施工的高性能路面快速修复料的技术优势非常突出，但现有的冷补修复料工艺还存在一定的缺陷，摊铺后与原路面相容性较差，寿命短，施工温度不能满足各地域的需求。因此，本发明是一种能与原路面相容性强，强度高，寿命长，10年内不需要再修补，适用温度范围大，可全天候施工的高性能路面快速修复料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明, 任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内, 当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述高性能路面快速修复料由冷补液和集料混合搅拌形成的沥青混合料，冷补液和集料的质量百分比分别为4~6.5%和93.5~96%；

其中所述冷补液由沥青、柴油、表面活性剂、抗剥落添加剂和SBR改性剂混合配制而成，各组分的质量百分比为：所述沥青含量70%-75%，柴油含量15%-20%，表面活性剂含量0.5%-1.5%，抗剥落添加剂含量3.5%-6.5%，SBR改性剂含量1%-5%；

其中所述集料为石灰岩集料或者玄武岩集料。

2.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述冷补液常温为固液过渡相，温度>45℃时转化为液态，其60℃时粘度<0.5Pa.s。

3.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述沥青为基质沥青，其针入度为60-80，软化点不小于45℃，其与石料粘附等级不小于4级。

4.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述柴油为碳原子数在10～22范围内的复杂烃类混合物。

5.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂烷基酚类聚醚，其碳原子数在17-25之间，亲水亲油平衡值HLB在5-10之间。

6.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述抗剥落添加剂为非胺类有机化合物，密度0.95~1.00 g/cm3，浸水马歇尔残留稳定度（%）>90。

7.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述SBR改性剂为阳离子丁苯胶乳，由丁二烯和苯乙烯经低温聚合而成的稳定乳液。

8.根据权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料，其特征在于：所述集料的级配为公称最大粒径为5mm或10mm或13mm。

9.一种权利要求1所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料的制备方法，其制备步骤如下：

(1)选用干净的水洗过的石料，并将石料烘干待用；

(2)制备冷补液，将表面活性剂、抗剥落添加剂、SBR改性剂注入罐体内，再注入柴油，搅拌两小时，然后将热沥青缓慢注入罐体并搅拌12小时左右，加热温度控制在65℃~80℃之间；

(3)将冷补液与集料在拌合楼里混合拌和，制成的成品料装袋储存。

10.根据权利要求9所述的可全天候施工的高性能路面快速修复料制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中烘干后的石料，含水率小于0.5%，所述步骤(3)中的集料和冷补液在拌合楼搅拌时，冷补液温度控制在60℃~70℃，混合料搅拌时间≥35秒，出料温度不超过60℃。