CN107586064B - 一种排水沥青路面用冷补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种排水沥青路面用冷补料及其制备方法。所述排水沥青路面用冷补料包括如下重量份的组分：集料90‑110份、乳化沥青7‑20份、水性乳液0.1‑20份。利用本发明所述冷补料施工简单方便，可使路面修补部位具有雨天排水、降噪、抗滑功能，并且具有足够的力学强度，能适应各种行车荷载，行车平稳、舒适特点，保证了排水沥青铺装使用品质并使其发挥最大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种排水沥青路面用冷补料及其制备方法，属于沥青路面日常养护、应急维修技术领域。
背景技术
随着经济社会的发展，人们群众出行质量需求不断升级，交通建设也愈加突显“安全环保”、“以人为本”的理念。具有大孔隙特征的排水沥青路面铺装因为具有排水、抗滑性能高、噪音低、抑制水雾、防止水漂、减轻炫光等突出优点，达到了现有沥青路面技术中的“顶端路用性能”，成为实现道路表面特性品质飞跃的最佳路面形式，已经成为未来提升道路安全功能和服务品质的主要趋势之一。
排水沥青路面的修补养护是一种新的路面修补方式，但目前使用的修补料无法满足排水沥青路面的排水、抗滑、降噪等多方面性能兼顾的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种排水沥青路面用冷补料，使用后可使修补部位具有雨天排水、降噪、抗滑功能，并且具有足够的力学强度，能适应各种行车荷载，行车平稳、舒适特点，保证了排水沥青铺装使用品质并使其发挥最大的经济效益和社会效益。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种排水沥青路面用冷补料，其特征在于，包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性乳液0.1-20份。优选地，所述排水沥青路面用冷补料由如下重量份的组分：集料90-95份、乳化沥青8-10份、水性乳液4-6份。
本发明所述排水沥青路面用冷补料中，所述集料的级配方式为：粒径在10mm～14mm的碎石占集料总通过率的30～60％，粒径在5mm～10mm(不包含5mm)之间的碎石占集料总通过率的30～40％，粒径在3mm～5mm(不包含3mm)之间的碎石占集料总通过率的2～10％，粒径不大于3mm的碎石占集料总通过率的8～20％。本申请发明人经大量实验发现，集料的级配方式对养护材料的性能影响较为明显，因此在不断优化筛选后确定本发明所述集料采用上述方式级配。由此所述级配方式的集料与乳化沥青、水性乳液按照特定比例配伍后得到的冷补料具有理想的骨架孔隙性结构，孔隙率达到15-25％，在此孔隙结构标准下，所得冷补料才具有排水、抗滑性能高、噪音低、抑制水雾、防止水漂、减轻炫光的优点。
本发明所述排水沥青路面用冷补料中，所述集料选自石灰岩、辉绿岩或玄武岩中的一种或几种。
本发明所述排水沥青路面用冷补料中，所述乳化沥青采用下述方法制得：
(1)将水、乳化剂混合，在55-65℃下搅拌，混匀得均一乳液；
(2)将沥青加热至120-160℃；
(3)将加热后的沥青倒入所得均一乳液中进行乳化，乳化时间为2～5min，即得；
其中，所述沥青：水：乳化剂的重量比为40-80:25-60:1-3；优选50-53:40-45:1.8-2。
本发明所述排水沥青路面用冷补料中，所述水性乳液选自水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸树脂乳液和/或水性环氧树脂乳液。
其中，所述水性聚氨酯乳液为水性聚氨酯的乳化液或分散液，其固含量为30％-70％。
其中，所述水性丙烯酸树脂乳液为水性丙烯酸树脂的乳化液或分散液，其固含量为30-70％。
其中，所述水性环氧树脂乳液固含量为54-56％，是由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂、水以重量比1：1-2：0-5混合制得的；其中，所述水性环氧树脂可选自水溶性环氧树脂或标准液体环氧树脂；其固含量为50-100％，优选固含量为75％、环氧值为0.41的水溶性环氧树脂。
所述水性环氧树脂固化剂为多元胺类固化剂乳液(例如脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺等常温固化剂)，其固含量为30-70％；进一步优选二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或多种，其固含量为30％-50％。
优选地，当采用水性聚氨酯乳液作为水性乳液时，所述排水沥青路面用冷补料包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性聚氨酯乳液1-20份；当采用水性丙烯酸树脂乳液作为水性乳液时，所述排水沥青路面用冷补料包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青4-20份、水性丙烯酸树脂1-20份；当采用水性环氧树脂乳液作为水性乳液时，所述排水沥青路面用冷补料包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性环氧树脂乳液0.1-10份。
本发明还提供上述排水沥青路面用冷补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将集料烘干备用；
(2)将水性乳液和乳化沥青混合，于20～40℃温度条件下进行拌合，时间3～15min，得到改性乳化沥青，备用；
(3)向集料中加入改性乳化沥青，于20～40℃温度条件下进行拌合，时间45～120s，即得。
其中，步骤(3)中所述拌合可通过机器拌合或人工拌合。
本发明所述的排水沥青路面用冷补料的空隙率应为16～25％，渗水系数大于3600ml/min。
本发明所述排水沥青路面用冷补料具有下列优点：
(1)本发明所述排水沥青路面冷补料为骨架孔隙型结构，空隙率达到18～25％；依靠大孔隙结构，其具有排水、抗滑性能高、噪音低、抑制水雾、防止水漂、减轻炫光的优点。
(2)本发明中所用集料的碎石最大公称粒径为13mm，其中粒径大于10mm的集料占冷补材料用碎石总通过率的30～60％左右，粒径小于3mm的碎石占冷补材料用碎石总通过率的8～20％，按此级配方式，集料可以通过骨架嵌挤，提供冷补料的初期强度；且一定程度提高冷补料的抗滑性能，提高行车安全性。
(3)本发明所述乳化沥青与水型乳液先混合得到改性乳化沥青，所述改性乳化沥青的憎水性基团可改良集料、增强其粘附性，可以在沥青与集料界面构建链接，改良沥青与集料的粘附性；所得改性乳化沥青还可使得该冷补料在冬季低温气候条件、雨天也能够使用；在沥青胶膜外层形成憎水性基团保护膜并防止水分浸蚀，进一步提高冷补料的抗水损性能。
(4)本发明所述冷补料配方中各组分均为环境友好型材料，在存储及使用过程中不产生任何污染环境的挥发性物质，完全符合环保要求。
(5)本发明所述冷补料为全冷拌冷铺型混合料，施工方便，对温度没有苛刻要求，而且养生时间短，1-3天即可开发交通，可大幅度减小沥青道路长时间封闭的压力，且只需要简单的小型强制式拌和设备，如小型水泥混凝土拌和机。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
所述集料级配如表1所示。
表1集料级配通过率
实施例1一种排水沥青路面用冷补料
本实施例提供一种排水沥青路面用冷补料，由如下重量份的组分：集料90份、乳化沥青9份、水性聚氨酯乳液5份；其中，
所述集料为玄武岩，并满足上述表1的要求。
所述乳化沥青采用下述方法制得：
(1)将水、阴离子乳化剂按40：1.8混合，在55-65℃下搅拌，混匀得均一乳液；
(2)将沥青加热至120-160℃；
(3)将加热后的沥青倒入所得均一乳液中进行乳化，乳化时间为2～5min，即得；
其中，所述沥青：水：乳化剂的重量比为50：40：1.8。
所述水性聚氨酯乳液为水性聚氨酯的乳化液，其固含量为56％。
实施例1一种排水沥青路面用冷补料
本实施例提供一种排水沥青路面用冷补料，由如下重量份的组分：集料90份、乳化沥青9份、水性聚氨酯乳液5份；其中，
所述集料为玄武岩，并满足上述表1的要求。
所述乳化沥青采用下述方法制得：
(1)将水、阴离子乳化剂按40：1.8混合，在55-65℃下搅拌，混匀得均一乳液；
(2)将沥青加热至120-160℃；
(3)将加热后的沥青倒入所得均一乳液中进行乳化，乳化时间为2～5min，即得；
其中，所述沥青：水：乳化剂的重量比为50：40：1.8。
所述水性聚氨酯乳液为水性聚氨酯的乳化液，其固含量为56％。
实施例2一种排水沥青路面用冷补料
本实施例提供一种排水沥青路面用冷补料，由如下重量份的组分：集料100份、乳化沥青15份、水性环氧树脂乳液5份。步骤如下：
(1)将集料烘干备用；
(2)将水性乳液和乳化沥青混合，于20～40℃温度条件下进行搅拌，转数2500/min，时间3min，得到改性乳化沥青，备用；
(3)向集料中加入改性乳化沥青，于20～40℃温度条件下进行拌合，时间100～200s，即得。
其中，步骤(3)中所述拌合可通过机器拌合或人工拌合。
实施例3一种排水沥青路面用冷补料的制备方法
本实施例提供一种排水沥青路面用冷补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将集料烘干备用；
(2)将水性乳液和乳化沥青混合，于20～40℃温度条件下进行拌合，时间3～15min，得到改性乳化沥青，备用；
(3)向集料中加入改性乳化沥青，于20～40℃温度条件下进行拌合，时间45～120s，即得。
其中，步骤(3)中所述拌合可通过机器拌合或人工拌合。
效果验证
为了验证本发明所述排水沥青路面用冷补料的养护效果，特将实施例1-3及现有养护材料(对比例)进行对比试验，结果如下表。
其中，现有养护材料(对比例)采用与实施例1相同的方法制得，区别在于：所用集料为典型密级配AC-13级配集料；
试验方法：将实施例1-3所述冷补料包装运至维修养护施工现场，将冷补料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。对比例冷补料试验方法相同。
表2对比试验结果
由表2可知，采用本发明所述技术方案的实施例1、实施例2、实施例3在粘附性相同情况下，其空隙率明显高于现有养护材料；依靠大孔隙结构，所得冷补料具有排水、抗滑性能高、噪音低、抑制水雾、防止水漂、减轻炫光的优点。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种排水沥青路面用冷补料，其特征在于，包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性乳液0.1-20份；
所述集料的级配方式为：粒径在10mm～14mm的碎石占集料总通过率的30～60％，粒径在5mm～10mm的碎石占集料总通过率的30～40％，粒径在3mm～5mm的碎石占集料总通过率的2～10％，粒径不大于3mm的碎石占集料总通过率的8～20％；
所述乳化沥青采用下述方法制得：
(1)将水、乳化剂混合，在55-65℃下搅拌，混匀，得乳液；
(2)将沥青加热至120-160℃；
(3)将加热后的沥青倒入乳液中乳化2～5min，即得；
其中，所述沥青：水：乳化剂的重量比为40-80:25-60:1-3；
所述水性乳液选自水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸树脂乳液和/或水性环氧树脂乳液；
所述水性聚氨酯乳液为水性聚氨酯的乳化液或分散液，其固含量为30-70％；
所述水性丙烯酸树脂乳液为水性丙烯酸树脂的乳化液或分散液，其固含量为30-70％；
所述水性环氧树脂乳液是由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂、水以重量比1：1-2：0-5混合制得的，其固含量为54-56％。
2.根据权利要求1所述的排水沥青路面用冷补料，其特征在于，所述集料选自石灰岩、辉绿岩或玄武岩中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的排水沥青路面用冷补料，其特征在于，包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性聚氨酯乳液1-20份。
4.根据权利要求1所述的排水沥青路面用冷补料，其特征在于，包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性丙烯酸树脂乳液1-20份。
5.根据权利要求1所述的排水沥青路面用冷补料，其特征在于，包括如下重量份的组分：集料90-110份、乳化沥青7-20份、水性环氧树脂乳液0.1-10份。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的排水沥青路面用冷补料，其特征在于，冷补料的空隙率为16～25％，渗水系数大于3600ml/min。
7.权利要求1-6任意一项所述排水沥青路面用冷补料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将集料烘干，备用；
(2)将水性乳液和乳化沥青混合，拌合，得到改性乳化沥青，备用；
(3)向烘干后的集料中加入改性乳化沥青，拌合，即得。
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