CN107586459B - 一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料及其施工方法。所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料包括如下重量份的组分：水性高分子乳液1份、改性乳化沥青20～50份、水1～3份、细砂0～15份。在新建排水沥青路面施工结束48h内将所述抗飞散材料进行洒布，并至少养生12h。所述的抗飞散材料常温下制备、洒布，洒布量为0.2kg/m2～0.6kg/m2，优选地使用智能型洒布车或小型洒布机具均匀洒布于新建排水沥青路面表面。所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，在保证不影响路面抗滑性能和排水功能的同时，修复施工过程中压路机或其他重型机械对沥青膜的破坏，增大路面表面沥青膜厚度，改善排水沥青路面抗飞散能力，达到排水沥青路面局部或整体增强的目的。

Description

一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料及其施工方法
技术领域
本发明涉及公路工程技术领域，尤其涉及一种排水沥青路面养护技术，更具体地涉及一种抗飞散材料及其施工方法。
背景技术
排水沥青路面采用具有18％以上空隙率、骨架-空隙结构的沥青混合料做上面层，与普通路面相比，同样是通过横坡排水，排水路面的大空隙结构将水流通道迁移到路面内部而非普通路面的路表，因此在雨天其表面也是“干燥”的，增加了雨天行车能见度，而且大幅缩短了刹车距离。此外，排水沥青路面因其大空隙特征，还具有降低噪声、减轻眩光、缓解热岛效应、节约材料等突出优点，是道路表面特性品质提升的最佳路面形式。
然而在排水沥青路面施工过程中，由于压路机或其他重型机械地过度碾压作用，容易造成沥青膜损伤、缺失等情况发生，严重时甚至会引起石料掉粒、破碎等，导致沥青混合料局部粘聚力下降现象，影响沥青路面施工质量，缩短路面使用年限，对排水沥青路面造成的破坏更为严重。
但是，目前新建道路的养护工作并未引起足够重视。飞散病害是排水沥青路面常见病害之一，新建排水沥青路面施工过程中产生的沥青膜损伤或局部掉粒病害若不进行及时处治，尤其是在交叉路口、转弯路段、长大纵坡路段等易发生飞散病害或耐久性要求高的路段，将在路面运营过程中势必进一步严重化，缩短排水沥青路面的使用年限。因此，有必要提供一种针对新建道路的养护材料以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐久性排水沥青路面用抗飞散料及其施工方法，主要用于交叉路口、转弯路段、长大纵坡路段等易发生飞散病害或耐久性要求高的路段。通过在新建排水沥青路面表面洒布本发明所述的抗飞散材料，在保证不影响路面抗滑性能和排水功能的同时，修复施工过程中压路机或其他重型机械对沥青膜的破坏，增大路面表面沥青膜厚度，改善排水沥青路面抗飞散能力，达到排水沥青路面局部或整体增强的目的。
传统的改性乳化沥青材料粘度较小，直接喷洒到开级配的排水沥青路面表面，材料会通过连通空隙下渗至下承层，再通过横坡排离路面或积聚在下承层，无法起到修复损坏的沥青膜、增大沥青膜厚度的目的。而水性环氧树脂与水性环氧树脂固化剂按一定比例混合后，可通过固化作用形成粘度较大的环氧树脂材料，但由于环氧树脂材料粘度过高反而影响了施工和易性，容易出现涂刷不均匀的现象，对排水沥青路面的渗水性能、抗滑性能产生较大的影响。
针对上述问题，本发明创造性地将水性环氧树脂乳液、水与改性乳化沥青以特定比例混合，所得抗飞散材料既保证了良好的施工和易性，亦能通过一系列固化作用、交织作用、渗透作用、粘附作用，修复损坏的沥青膜、增大路面表面沥青膜厚度，从而在不影响排水沥青路面渗水性能、抗滑性能的前提下，提高排水沥青路面的抗飞散能力。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：水性高分子乳液1份、改性乳化沥青20～50份、水1～3份、细砂0～15份；
其中，所述水性高分子乳液包括水性环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液或水性丙烯酸乳液。
所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1～2混合而得。
本发明所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料中，所述水性环氧树脂为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70％～80％、环氧值为0.40～0.50的水溶性环氧树脂。
本发明所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料中，所述水性环氧树脂固化剂选自脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺等常温固化剂中的一种或多种，其固含量为30％～70％，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％。
本发明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为水性丙烯酸树脂的乳化液或分散液，其固含量为30-70％。
本发明所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料中，所述改性乳化沥青优选为高固含量改性乳化沥青。具体而言，可选用快裂型阳离子乳化沥青，其固含量不少于70％。优选地，所述改性乳化沥青选自SBR、SBS、EVA中的一种或多种。
本发明所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料中，所述的细砂为40～100目的河沙、机制砂、石英砂或金刚砂的一种。
作为本发明优选的实施方式之一，所述耐久性排水沥青路面用抗飞散材料由如下重量份的组分组成：水性环氧树脂乳液1份、改性乳化沥青30～40份、水1～2份、细砂0～10份；所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1～1.5混合而得；所述水性环氧树脂为固含量为70％～80％、环氧值为0.40～0.50的水溶性环氧树脂；所述水性环氧树脂固化剂选自二乙烯三胺、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％；所述改性乳化沥青选自SBR、SBS、EVA中的一种或多种；所述的细砂为50～80目的河沙、机制砂、石英砂或金刚砂的一种。
本发明还提供上述抗飞散材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)常温条件下将水性环氧树脂与水性环氧树脂固化剂混合，并搅拌5min～50min至充分均匀，得到水性环氧树脂乳液；
(2)将水加入步骤(1)得到的水性环氧树脂乳液，搅拌5min～50min至充分均匀；
(3)将改性乳化沥青加入步骤(2)得到的水与水性环氧树脂乳液的混合物中，搅拌5min～50min至充分均匀；
(4)施工前，将细砂加入步骤(3)得到混合液中，搅拌10min～30min至充分均匀，即可施工应用。
本发明还提供一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照权利要求7所述步骤准备抗飞散材料；
(2)在新建排水沥青路面施工结束48h内将制备抗飞散材料进行洒布，洒布量为0.2kg/m2～0.6kg/m2；
(3)材料洒布后自然养生12h。
所述的抗飞散材料洒布温度不低于10℃。
所述的抗飞散材料优选的采用智能型洒布车、小型洒布机以及专用含砂材料洒布机进行洒布施工。
本发明所述技术方案具有如下优点：
在新建排水沥青路面表面洒布本发明所述方案得到的抗飞散材料，可在保证不影响路面抗滑性能和排水功能的同时，修复施工过程中压路机或其他重型机械对沥青膜的破坏，增大路面表面沥青膜厚度，改善排水沥青路面抗飞散能力，达到排水沥青路面局部或整体增强的目的。
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。
实施例1 一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料
本实施例提供一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，由水性环氧树脂乳液、改性乳化沥青、水以重量比为2.5：100：2.5组成。
其中，所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1:1.5混合而得，其中水性环氧树脂为水溶性环氧树脂，固含量为80％，环氧值为0.41；水性环氧树脂固化剂选择四乙烯五胺，其固含量为50％。
所述改性乳化沥青为快裂型SBR改性乳化沥青，固含量为70％。
实施例2
本实施例提供的一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，由水性环氧树脂乳液、改性乳化沥青、水以重量比为2.5：100：5.0组成。
其中，所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1.5混合而得，其中水性环氧树脂为水溶性环氧树脂，固含量为80％，环氧值为0.41；水性环氧树脂固化剂选择四乙烯五胺，其固含量为30％。
所述改性乳化沥青为快裂型SBR改性乳化沥青，固含量为70％。
实施例3
本实施例提供的一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，由水性环氧树脂乳液、改性乳化沥青、水以重量比为2.5：75：2.5组成。
所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1.5混合而得，其中水性环氧树脂为水溶性环氧树脂，固含量为80％，环氧值为0.41；水性环氧树脂固化剂选择三乙烯四胺，其固含量为50％。
所述改性乳化沥青为快裂型SBR改性乳化沥青，固含量为75％。
实施例4
本实施例提供的一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，由水性环氧树脂乳液、改性乳化沥青、水、细砂以重量比为2.5：75：2.5：10组成。
所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1混合而得，其中水性环氧树脂为水溶性环氧树脂，固含量为80％，环氧值为0.41；水性环氧树脂固化剂选择二乙烯三胺，其固含量为50％。
所述改性乳化沥青为快裂型SBR改性乳化沥青，固含量为70％。
实施例5
本实施例提供的一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，由水性聚氨酯乳液、改性乳化沥青、水、细砂以重量比为2.5：75：3：6组成。
所述水性聚氨酯乳液固含量为50％。
所述改性乳化沥青为快裂型SBS改性乳化沥青，固含量为75％。
实施例6
本实施例提供的一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，由水性丙烯酸乳液、改性乳化沥青、水、细砂以重量比为2.5：75：2：8组成。
所述水性聚氨酯乳液固含量为60％。
所述改性乳化沥青为快裂型SBR改性乳化沥青，固含量为70％。
实施例7 一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料的施工方法
本实施例提供一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料的施工方法，具体为：在新建排水沥青路面施工结束后24h将制备抗飞散材料进行洒布，并至少养生12h。
所述的抗飞散材料常温下(>10℃)洒布，洒布量为0.3kg/m2。
所述的抗飞散材料是采用智能型洒布车进行施工的。
对比例1
本对比例采用公路工程领域常用的SBR改性乳化沥青作为排水沥青路面表面增强材料，固含量为60％，洒布量为0.4kg/m2。并按照与实施例5相同的施工方法进行增强材料的洒布与养生。
对比例2
本对比例采用公路工程领域常用的SBS改性乳化沥青作为排水沥青路面表面增强材料，固含量为60％，洒布量为0.4kg/m2。并按照与实施例5相同的施工方法进行增强材料的洒布与养生。
效果验证
1、将实施例1～4所得抗飞散材料进行洒布，比较洒布前后，排水沥青混合料马歇尔试件的肯塔堡飞散损失测试结果见表1。
表1 实施例飞散损失测试结果
Figure BDA0001043845120000071
2、将对比例1～2所得抗飞散材料进行洒布，比较洒布前后，排水沥青混合料马歇尔试件肯塔堡飞散损失测试结果见表2。
表2 对比例飞散损失测试结果
Figure BDA0001043845120000072
由表1可知，洒布本发明所述的抗飞散材料后，排水沥青混合料试件肯塔堡飞散损失较洒布前可减少44％-65％，表明抗飞散材料能够增大集料表面沥青膜有效厚度，提高排水沥青混合料抗飞散能力。
由表2可知，洒布SBR和SBS改性乳化沥青前后排水沥青混合料试件肯塔堡飞散损失较洒布前均减少不到20％，远远小于本发明提供的抗飞散材料。
2、实施例1～6所述抗飞散材料洒布前后，排水沥青混合料车辙板试件渗水系数测试结果见表3。
表3 实施例洒布前后排水沥青混合料渗水系数测试结果
Figure BDA0001043845120000081
由表2可知，洒布实施例1所述抗飞散材料后排水沥青混合料试件渗水系数较洒布前减少7.3％，表明抗飞散材料洒布后并不会对排水沥青路面排水功能产生较大影响。
3、实施例1～6所述抗飞散材料洒布前后，排水沥青混合料车辙板试件摆值摩擦系数测试结果见表4。
表4 实施例洒布前后排水沥青混合料摆值摩擦系数测试结果
Figure BDA0001043845120000082
由表4可知，实施例1-3洒布抗飞散材料后排水沥青混合料试件摆值摩擦系数较洒布前仅减少了1～3，实施例4～6为含砂材料，摆值摩擦系数角材料洒布前增加了1～2，表明抗飞散材料洒布后并不会对排水沥青路面抗滑性能产生较大影响，含砂后还会增加路面抗滑性能。
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 (11)

1.一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：水性高分子乳液1份、改性乳化沥青20～50份、水1～3份、细砂0～15份；
所述水性高分子乳液包括水性环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液或水性丙烯酸乳液；
所述改性乳化沥青为快裂型阳离子乳化沥青，其固含量不少于70％。
2.根据权利要求1所述的耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1～2混合而得；
所述水性环氧树脂为水溶性环氧树脂或标准液体环氧树脂，其固含量为50％～100％；
所述水性环氧树脂固化剂选自脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺中的一种或多种，其固含量为30％～70％。
3.根据权利要求2所述的耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，所述水性环氧树脂为固含量为70％～80％、环氧值为0.40～0.50的水溶性环氧树脂；
所述水性环氧树脂固化剂选自二乙烯三胺、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％。
4.根据权利要求1所述的耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，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为水性丙烯酸树脂的乳化液或分散液，其固含量为30-70％。
5.根据权利要求1所述的耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，所述改性乳化沥青选自SBR、SBS或EVA中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，所述的细砂为40～100目的河沙、机制砂、石英砂或金刚砂的一种。
7.根据权利要求1所述的耐久性排水沥青路面用抗飞散材料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：水性高分子乳液1份、改性乳化沥青30～40份、水1～2份、细砂0～8份；
所述水性高分子乳液为水性环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液或水性丙烯酸乳液；
所述水性环氧树脂乳液由水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以重量比1：1～1.5混合而得；所述水性环氧树脂为固含量为70％～80％、环氧值为0.40～0.50的水溶性环氧树脂；所述水性环氧树脂固化剂选自二乙烯三胺、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％；
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30-60％；
所述水性丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂的乳化液或分散液，其固含量为30-60％；
所述改性乳化沥青选自SBR、SBS、EVA中的一种或多种；
所述的细砂为50～80目的河沙、机制砂、石英砂或金刚砂的一种。
8.权利要求1～7任一项所述抗飞散材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)常温条件下将水性环氧树脂与水性环氧树脂固化剂混合，并搅拌5min～50min至充分均匀，得到水性环氧树脂乳液；
(2)将水加入步骤(1)得到的水性环氧树脂乳液，搅拌5min～50min至充分均匀；
(3)将改性乳化沥青加入步骤(2)得到的水与水性环氧树脂乳液的混合物中，搅拌5min～50min至充分均匀；
(4)施工前，将细砂加入步骤(3)得到混合液中，搅拌10min～30min至充分均匀，即可施工应用。
9.一种耐久性排水沥青路面用抗飞散材料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照权利要求7所述步骤准备抗飞散材料；
(2)在新建排水沥青路面施工结束48h内将制备抗飞散材料进行洒布，洒布量为0.2kg/m2～0.6kg/m2；
(3)材料洒布后自然养生12h。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，所述的抗飞散材料洒布温度不低于10℃。
11.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，所述的抗飞散材料采用智能型洒布车、小型洒布机以及专用含砂材料洒布机进行洒布施工。
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