CN106497098B - 一种改性乳化沥青、含有该乳化沥青的冷补料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改性乳化沥青、含有该乳化沥青的冷补料及其制备方法，其中，所述改性乳化沥青包括如下质量份数的各组分：石油沥青35‑55份，乳化剂1‑3份，水30‑50份，改性剂1‑3份；所述石油沥青为70#或90#可乳化沥青；所述乳化剂为阴离子型沥青乳化剂BH‑Y；所述改性剂为水溶性丙烯酸树脂。本发明所述的一种改性乳化沥青，相比普通沥青，粘性大大增加，将其应用于冷补料，可提高冷补料与路面的粘附性能。

Description

一种改性乳化沥青、含有该乳化沥青的冷补料及其制备方法

技术领域

本发明属于公路养护领域，尤其是涉及一种改性乳化沥青、含有该乳化沥青的冷补料及其制备方法。

背景技术

道路在使用过程中，受大交通量、超载、自然天气的雨雪浸泡、冻融，以及热胀冷缩等原因，均会造成路面局部或大面积损坏，市政施工铺设各种管线对道路开挖造成破坏，都在影响道路使用寿命、交通安全和市容。

通常，道路维护部门使用热拌合沥青混合料修补路面，但是由于热料修补受到天气、温度、坑槽大小、数量、损坏程度等因素的影响，对随时出现的坑槽尤其是冬季坑槽，不能及时修补，必将造成损坏加剧，不但浪费修补材料，甚至影响交通安全和降低道路使用寿命。

与普通热拌料及其他冷补材料相比，“冷补料”是一种高科技道路修补材料，生产所需的关键原料为原装进口产品，优良的粘结性能和松散施工性能是其不同于普通修补材料的显著特点之一，可以全天候使用，适用于在任何天气和环境下修补各种不同类型的道路面层，如沥青混凝土道路、水泥混凝土道路、停车场、机场跑道、桥梁伸缩缝等。实践证明，冷补材料不仅适用于各种道路坑穴的修补，而且对道路的中修、小修同样具有良好的修补效果，其成本、质量和使用都优于一般冷补材料或传统的热拌沥青、乳化沥青混合料，并以其操作简便、存放长久、修补质量好、用途广泛、利于环保等特点，已经在国内各大中城市的市政道路、高速公路上得到推广应用。为更好地发挥冷补材料的综合性能，达到最佳的使用效果，生产时可根据季节和气温具体情况配制相应配方的冷补沥青。

而现有的冷补料在使用时存在着如下缺点：

(1)配方设计不够合理、科学，成本较高；

(2)修补质量不好，各种技术性能差，造成重复修补，浪费材料及人工费；

(3)坑槽修补完以后强度低，耐久性差，浪费大量原材料，增大施工单位的工程量，造成巨大经济损失；

(4)容易受到低温、雨雪等恶劣环境的影响；

(5)需要配备专门的工具和设备，实施工序较复杂，修理时间较长，而且使用寿命短，存储稳定性差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种改性乳化沥青，以提高沥青的粘性，使其应用于冷补料，克服现有技术中冷补料与路面粘性差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种改性乳化沥青，包括如下质量份数的各组分：石油沥青35-55份，乳化剂1-3份，水30-50份，改性剂1-3份。

优选的，所述石油沥青为70#或90#可乳化沥青；所述乳化剂为阴离子型沥青乳化剂BH-Y；所述改性剂为水溶性丙烯酸树脂。水溶性丙烯酸树脂，为白色不透明胶状液体，玻璃化温度大于50℃，可增强沥青的粘性，进而起到增加冷补料与旧路面粘附性的作用。

本发明的第二个目的在于提出一种制备如上所述改性乳化沥青的方法，以制备上述改性乳化沥青的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将所述石油沥青溶化后脱去水分，并且去除杂质，于150摄氏度保温备用，调节pH至6.5～7.5；

步骤(2)：按配比将所述乳化剂加入水中，再将它们加入步骤(1)中制得的石油沥青中，搅拌均匀，过滤，即得到乳化沥青。

步骤(3)：按配比将所述改性剂加入到步骤(2)中制得的所述乳化沥青中，搅拌均匀，即得到所述改性乳化沥青。

优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中均采用搅拌机进行搅拌，转速为80r/min，搅拌时间为30min。

本发明的第三个目的在于提出一种含有如上所述改性乳化沥青的沥青结合料，以将其作为冷补料的组分之一。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有如上所述的改性乳化沥青的沥青结合料，包括以下质量份数的各组分：所述改性乳化沥青75-80份，冷补添加剂1.5-2份，稀释剂18-24份，增粘剂5-10份，防水剂2-8份，增强剂5-10份，助溶剂5-10份，稳定剂2-6份，添加剂5-10份。

优选的，所述冷补添加剂为胺类和妥尔油的混合物，其中胺类为甲苯胺、十二胺、十四胺和十八胺中的一种；所述稀释剂为柴油为0#-10#柴油中的一种或两种以上的混合物。

优选的，所述增粘剂为甲基纤维素；所述防水剂为水性有机硅；所述增强剂为聚酯纤维；所述助溶剂为苯甲酸或苯甲酸钠；所述稳定剂为氯化钙或聚乙烯醇；所述添加剂为羧基丁苯共聚乳液。甲基纤维素可增加粘性；水性有机硅具有良好的防水渗透效果；苯甲酸或苯甲酸钠可使固体与液体很好地混合；羧基丁苯共聚乳液为乳状型粘结剂。

本发明的第四个目的在于提出一种制备上述含有改性乳化沥青的沥青结合料的方法，以制备上述沥青结合料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有改性乳化沥青的沥青结合料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：按配比将所述冷补添加剂和稀释剂加入到所述改性乳化沥青中，以80r/min的转速搅拌30min使其混合均匀，得到混合溶液；

步骤(2)：按配比将所述增粘剂、防水剂、增强剂、助溶剂、稳定剂、添加剂加入到步骤(1)中的混合溶液中，搅拌均匀，即得到所述含有改性乳化沥青的沥青结合料。

本发明的第五个目的在于提出一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，以解决了现有技术中存在的耐磨性差、防水性差、粘附性差、渗透性差、持久性差、耐低温性差、成本高等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有如上所述沥青结合料的道路面层用冷补料，还包括集料和促进剂；所述沥青结合料与集料的质量比为(4.1︰1)～(5.5︰1)；所述促进剂的质量份数为2-4份；且各组分的质量份数之和为100份；所述促进剂为BPO；所述集料为机制石与玄武岩和/或石灰岩的混合颗粒，粒径范围为4.75-16.0毫米。

BPO可使冷补料材料固化效果增强，亦可减少表面干燥时间。

本发明的第六个目的在于提出一种制备上述含有沥青结合料的道路面层用冷补料的方法，以制备上述道路面层用冷补料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：用实验标准筛筛选不同粒径的集料，混合均匀；

步骤(2)：按配比将所述集料加入到所述沥青结合料中，以150r/min的转速搅拌30min使其混合均匀；

步骤(3)：按配比将促进剂加入到步骤(2)中得到的集料和沥青结合料的混合液中，以150r/min的转速搅拌1min以上使其混合均匀，即得到所述含有沥青结合料的道路面层用冷补料。

相对于现有技术，本发明所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料具有以下优势：

本发明所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，因加入BPO即过氧化苯甲酰，使其固化效果好，可减少表面干燥时间；因加入水性丙烯酸乳液与羧基丁苯共聚乳液，使其与原路面粘附性良好，增加了材料的韧性，效果提高明显，耐磨性优良，养护时间长，渗透性强。本发明所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，可以用于全天候条件下修补路面，操作简便，修补质量好，存放长久，无需开槽，无需加热，无污染无排放，减少交通封闭时间，节省费用等诸多优点。

本发明所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料的制备方法，制备工艺简单，操作方便。

本发明所述的一种改性乳化沥青，采用水溶性丙烯酸树脂作为改性剂，可增加沥青的粘性。

本发明所述的一种改性乳化沥青的制备方法，工艺简单，操作方便。

本发明所述的一种含有如上所述改性乳化沥青的沥青结合料及其制备方法，与所述一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料及其制备方法的优势基本相同，在此不再赘述。

具体实施方式

除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。

所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。

下面结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

一种改性乳化沥青，包括如下质量份数的各组分：70#可乳化沥青35份，阴离子型沥青乳化剂BH-Y 1份，水30份，水溶性丙烯酸酯1份。

制备上述改性乳化沥青的方法为：

将35份70#可乳化沥青溶化脱水，去除杂质，于150摄氏度保温备用，酸碱调节后pH为6.6；再取1份阴离子型沥青乳化剂加入到30份水中，将它们加入到前述pH调节后的70#可乳化沥青中，搅拌均匀，过滤，得乳化沥青；再在乳化沥青中加入1份水溶性丙烯酸酯，搅拌均匀，即得改性乳化沥青。

一种含有如上所述改性乳化沥青的沥青结合料，包括以下质量份数的各组分：所述改性乳化沥青75份，冷补添加剂1.5份，0#柴油18份，甲基纤维素5份，水性有机硅2份，聚酯纤维5份，苯甲酸5份，氯化钙2份，羧基丁苯共聚乳液5份。所述冷补添加剂为胺类和妥尔油的混合物，其中胺类为甲苯胺。

制备上述沥青结合料的方法为：

取1.5份冷补添加剂和0#柴油18份加入到75份改性乳化沥青中，用搅拌机以80r/min的转速搅拌30min使其混合均匀，得到混合溶液；再取甲基纤维素5份，水性有机硅2份，聚酯纤维5份，苯甲酸5份，氯化钙2份，羧基丁苯共聚乳液5份加入混合溶液中，搅拌均匀，即得沥青结合料。

一种含有如上所述沥青结合料的道路面层用冷补料，还包括集料和促进剂；所述沥青结合料与集料的质量比为4.8︰1；所述促进剂的质量份数为2份；且各组分的质量份数之和为100份；所述促进剂为BPO；所述集料为机制石与玄武岩混合颗粒，粒径范围为4.75-16.0毫米。

制备上述道路面层用冷补料的方法为：

用实验标准筛筛选不同粒径的集料，混合均匀；再按质量比为4.8︰1比例加入所述沥青结合料到筛选好的集料中，搅拌均匀；再加入2份BPO，搅拌均匀，即得道路面层用冷补料。

实施例2

一种改性乳化沥青，包括如下质量份数的各组分：90#可乳化沥青45份，阴离子型沥青乳化剂BH-Y 2份，水40份，水溶性丙烯酸酯2份。

制备上述改性乳化沥青的方法为：

将45份90#可乳化沥青溶化脱水，去除杂质，于150摄氏度保温备用，酸碱调节后pH为6.8；再取2份阴离子型沥青乳化剂加入到40份水中，将它们加入到前述pH调节后的90#可乳化沥青中，搅拌均匀，过滤，得乳化沥青；再在乳化沥青中加入2份水溶性丙烯酸酯，搅拌均匀，即得改性乳化沥青。

一种含有如上所述改性乳化沥青的沥青结合料，包括以下质量份数的各组分：所述改性乳化沥青78份，冷补添加剂1.8份，5#柴油21份，甲基纤维素8份，水性有机硅5份，聚酯纤维8份，苯甲酸8份，聚乙烯醇4份，羧基丁苯共聚乳液8份。所述冷补添加剂为胺类和妥尔油的混合物，其中胺类为十四胺。

制备上述沥青结合料的方法为：

取1.8份冷补添加剂和5#柴油21份加入到78份改性乳化沥青中，用搅拌机以80r/min的转速搅拌30min使其混合均匀，得到混合溶液；再取甲基纤维素8份，水性有机硅5份，聚酯纤维8份，苯甲酸8份，聚乙烯醇4份，羧基丁苯共聚乳液8份加入混合溶液中，搅拌均匀，即得沥青结合料。

一种含有如上所述沥青结合料的道路面层用冷补料，还包括集料和促进剂；所述沥青结合料与集料的质量比为4.1︰1；所述促进剂的质量份数为3份；且各组分的质量份数之和为100份；所述促进剂为BPO；所述集料为机制石与石灰岩混合颗粒，粒径范围为4.75-16.0毫米。

制备上述道路面层用冷补料的方法为：

用实验标准筛筛选不同粒径的集料，混合均匀；再按质量比为4.1︰1比例加入所述沥青结合料到筛选好的集料中，搅拌均匀；再加入3份BPO，搅拌均匀，即得道路面层用冷补料。

实施例3

一种改性乳化沥青，包括如下质量份数的各组分：90#可乳化沥青55份，阴离子型沥青乳化剂BH-Y 3份，水50份，水溶性丙烯酸酯3份。

制备上述改性乳化沥青的方法为：

将55份90#可乳化沥青溶化脱水，去除杂质，于150摄氏度保温备用，酸碱调节后pH为7.4；再取3份阴离子型沥青乳化剂加入到50份水中，将它们加入到前述pH调节后的90#可乳化沥青中，搅拌均匀，过滤，得乳化沥青；再在乳化沥青中加入3份水溶性丙烯酸酯，搅拌均匀，即得改性乳化沥青。

一种含有如上所述改性乳化沥青的沥青结合料，包括以下质量份数的各组分：所述改性乳化沥青80份，冷补添加剂2份，10#柴油24份，甲基纤维素10份，水性有机硅8份，聚酯纤维10份，苯甲酸钠10份，聚乙烯醇6份，羧基丁苯共聚乳液10份。所述冷补添加剂为胺类和妥尔油的混合物，其中胺类为十八胺。

制备上述沥青结合料的方法为：

取2份冷补添加剂和10#柴油24份加入到80份改性乳化沥青中，用搅拌机以80r/min的转速搅拌30min使其混合均匀，得到混合溶液；再取甲基纤维素10份，水性有机硅8份，聚酯纤维10份，苯甲酸钠10份，聚乙烯醇6份，羧基丁苯共聚乳液10份加入混合溶液中，搅拌均匀，即得沥青结合料。

一种含有如上所述沥青结合料的道路面层用冷补料，还包括集料和促进剂；所述沥青结合料与集料的质量比为5.5︰1；所述促进剂的质量份数为4份；且各组分的质量份数之和为100份；所述促进剂为BPO；所述集料为机制石与石灰岩和玄武岩混合颗粒，粒径范围为4.75-16.0毫米。

制备上述道路面层用冷补料的方法为：

用实验标准筛筛选不同粒径的集料，混合均匀；再按质量比为5.5︰1比例加入所述沥青结合料到筛选好的集料中，搅拌均匀；再加入4份BPO，搅拌均匀，即得道路面层用冷补料。

冷补料性能检测：

为了检测实施例1、实施例2和实施例3所述道路面层用冷补料的施工效果，分别对实施例1、实施例2和实施例3所述道路面层用冷补料的施工部位进行检测：25分钟后即固化成型，冷补料与修复部位两侧路面粘附性良好，防水性能良好，弹性高，灌缝效果良好，半小时即可开放交通。

对实施例1、实施例2和实施例3所述道路面层用冷补料均按国家标准进行测试，测试结果见表1。其中，渗水试验和摩擦系数试验均依据《JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程》，粘结强度试验依据《JGJ 110-2008建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》。

表1实施例1-实施例3所述道路面层用冷补料性能测试结果

	实例1	实例2	实例3
				摩擦系数	78	65	73
渗水系数/(mL/min)	1.5	2	0.5
				粘结强度/MPa	5.4	7.6	6.9

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：由沥青结合料、集料和促进剂组成；所述沥青结合料与集料的质量比为(4.1︰1)～(5.5︰1)；所述促进剂的质量份数为2-4份；且各组分的质量份数之和为100份；所述促进剂为BPO；所述集料为机制石与玄武岩和/或石灰岩的混合颗粒，粒径范围为4.75-16.0毫米；

所述沥青结合料由以下质量份数的各组分组成：改性乳化沥青75-80份，冷补添加剂1.5-2份，稀释剂18-24份，增粘剂5-10份，防水剂2-8份，增强剂5-10份，助溶剂5-10份，稳定剂2-6份，添加剂5-10份；所述冷补添加剂为胺类和妥尔油的混合物，其中胺类为甲苯胺、十二胺、十四胺和十八胺中的一种；所述防水剂为水性有机硅；所述添加剂为羧基丁苯共聚乳液；

所述的改性乳化沥青，由如下质量份数的各组分组成：石油沥青35-55份，乳化剂1-3份，水30-50份，改性剂1-3份；所述改性剂为水溶性丙烯酸树脂。

2.根据权利要求1所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：所述稀释剂为柴油为0#-10#柴油中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：所述增粘剂为甲基纤维素；所述增强剂为聚酯纤维；所述助溶剂为苯甲酸或苯甲酸钠；所述稳定剂为氯化钙或聚乙烯醇。

4.根据权利要求1所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：所述石油沥青为70#或90#可乳化沥青；所述乳化剂为阴离子型沥青乳化剂BH-Y。

5.根据权利要求1所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：所述的改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将所述石油沥青溶化后脱去水分，并且去除杂质，于150摄氏度保温备用，调节pH至6.5～7.5；

步骤(2)：按配比将所述乳化剂加入水中，再将它们加入步骤(1)中制得的石油沥青中，搅拌均匀，过滤，即得到乳化沥青；

步骤(3)：按配比将所述改性剂加入到步骤(2)中制得的所述乳化沥青中，搅拌均匀，即得到所述改性乳化沥青。

6.根据权利要求5所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)中均采用搅拌机进行搅拌，转速为80r/min，搅拌时间为30min。

7.权利要求1至6任意一项所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料，其特征在于：所述沥青结合料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：按配比将所述冷补添加剂和稀释剂加入到所述改性乳化沥青中，以80r/min的转速搅拌30min使其混合均匀，得到混合溶液；

步骤(2)：按配比将所述增粘剂、防水剂、增强剂、助溶剂、稳定剂、添加剂加入到步骤(1)中的混合溶液中，搅拌均匀，即得到所述沥青结合料。

8.权利要求1至7任意一项所述的一种含有沥青结合料的道路面层用冷补料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：用实验标准筛筛选不同粒径的集料，混合均匀；

步骤(2)：按配比将所述集料加入到所述沥青结合料中，以150r/min的转速搅拌30min使其混合均匀；

步骤(3)：按配比将促进剂加入到步骤(2)中得到的集料和沥青结合料的混合液中，以150r/min的转速搅拌1min以上使其混合均匀，即得到所述含有沥青结合料的道路面层用冷补料。