CN107722655A - 一种路面沥青及其生产工艺以及其作为贴缝带的应用 - Google Patents

Abstract

一种路面沥青及其生产工艺以及其作为贴缝带的应用,所述路面沥青由沥青、废轮胎橡胶粉、自由基引发剂、废轮胎回收纤维絮、增粘剂、无机添料及少量的增塑剂组成，所述路面沥青用开炼机下条或用挤出机挤出条形带，条形带一面贴上隔离纸，成卷即得贴缝带。本发明路面沥青及贴缝带具有优异的路面粘合性、防水、抗高低温性能、耐候性、变形恢复性等物性，产品生产工艺简单、效率高，质量稳定，成本低，施工无需加热；贴缝带可高强阻止裂缝扩展，处理裂缝作业快捷、简便，施工效率高及路面行车舒适。

Description

一种路面沥青及其生产工艺以及其作为贴缝带的应用

技术领域

本发明涉及公路养护技术领域，具体涉及一种路面沥青及其生产工艺，该路面沥青可直接用于铺设路面，也可制成贴缝带用以处理沥青路面的裂缝。

背景技术

裂缝是沥青路面是最常见、最易发生、最早期产生的病害之一，并贯穿整个路面使用期，且不断加重、引起其它病害，至扩展到路面的结构破坏。大大影响缩短路面使用寿命、行车的舒适性和路容美观。

目前沥青路面裂缝处理主要方法有三种：

一是路面灌缝法，即用沥青刷油灌缝。这种传统的方法在材料选用和施工作业上都有局限性，普通沥青对温度的敏感性很强，耐高温和低温性较差。地面温度升高时会变软变稀，大部分会被车轮带走，地面温度降低时会变硬变脆，封闭的裂缝会重新裂开；不容易灌入，大部分沥青溅洒残留在裂缝以外区域，造成路面、污染和材料的浪费。

二是路面开槽灌缝法，即用专用开槽设备将裂缝扩大到2cm左右，再进行灌缝。问题是容易脱落及开裂，防水效果差、对路面有二次损害、不行车舒适及成本较高。

三是路面贴缝带：一种滚卷式阻裂防水胶带，具有施工简便、良好的防水性能、粘结性能、抗高低温性能、变形恢复性能和成本低等优势。

谢俊伟等人公开了“道路裂缝修补用高分子聚合物沥青、制作方法及贴缝带”（ZL20101046754.X），其由石油沥青、液体星型SBS、聚丙烯酸、液体松香、C5石油树酯和木质纤维等制成。

孙长宏公开了“一种新型沥青路面裂缝修补贴缝带及其制备方法”（ZL201610912312.9），其由改性乳化沥青、骨料、防水剂、增粘剂、聚丙烯纤维、稳定剂、引发剂、增强剂、减水剂、、助溶剂、羧基丁苯共聚乳液制成。

李延刚等人公开了“路面贴缝带及其制备、施工方法”（ZL 201310280738.3），其由SBS改性沥青、70~90目的胶粉、环保橡胶油和消石灰制成。

徐安花等人报道了“橡胶粉改性沥青制备及性能试验研究”硅酸盐通报. 2017,36 (4): 1326-1332, 1344。其研究了橡胶粉改性SK-90基质沥青，对“胶粉目数、胶粉掺量、剪切时间、制备温度与剪切速率”进行了5因素4水平的正交试验，从“延度、弹性恢复率、抗剪强度、离析软化点差及粘温回归系数[B]值作为评价指标，认为：“掺量为24%的30目胶粉、剪切时间60min、制备温度205℃、剪切速率为5000r/min制备出的橡胶粉改性沥青路用性能优异。”

沥青路面沥青及贴缝带表现优异的性能、施工便捷及成本低，但目前存在的问题是：①其技术标准要求不恰当，脱离实际；②产品开发意味追求“高”指标，没有考虑具体使用要求（不同等级公路、气候分区等要求是不同的）及经济可行；③产品生产工艺复杂及成本上升；④产品质量参差不齐（粘结性差、抵温开裂及高温软化、防水渗透性差等）及质量不稳定等。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种路面沥青，该产品由沥青、废轮胎橡胶粉、自由基引发剂、废轮胎回收纤维絮、增粘剂、无机添料及少量的增塑剂组成。具有优异的路面粘合性、高强阻止裂缝扩展、防水、抗高低温性能、耐候性、变形恢复性等物性，且生产工艺简单、效率高，质量稳定，成本低。可直接用于铺设路面，也可制成贴缝带用以处理沥青路面的裂缝，处理裂缝作业时快捷、简便、及施工效率高。

本发明的贴缝带具有产品本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种路面沥青，由60~85w%的沥青、10~30w%的废轮胎橡胶粉（WTRP）、0.05~0.3w%的自由基引发剂、1~4w%的废轮胎回收纤维絮；1~5w%的增粘剂、2~8w%的无机添料及2~8w %的增塑剂组成；

所述沥青是90#或70#沥青；所述自由基引发剂是叔丁基过氧化氢（TBHP）；所述增塑剂是邻苯二甲酸二甲酯（DOP）和/或邻苯二甲酸二乙酯（DBP）；所述无机添料是高岭土或膨润土。

所述的一种路面沥青，所述废轮胎橡胶粉是20~100目。

所述的一种路面沥青的生产工艺，制备工艺流程是：

（1）按组成将废轮胎橡胶粉用增塑剂在室温下，24小时充分浸泡溶胀后，预热到170℃；

（2）将沥青投入剪切搅拌釜中，搅拌下迅速加热到170℃，并依次加入预热的废轮胎橡胶粉、高岭土或膨润土、纤维絮、增粘剂和引发剂，在掺配温度170~210℃、搅拌速率800~3000r/min条件下反应1~3h，即得所述路面沥青。

所述的一种路面沥青作为贴缝带的应用，所述路面沥青自然冷却到室温后，用开炼机下条或用短嘴挤出机挤出条形带，在条形带的一面贴上皱纹隔离纸，成卷即为贴缝带产品；使用时，将沥青路面裂缝处清理干净，直接将贴缝带铺贴在裂缝处，再碾压排气压实即可。

本发明的优点与效果是：

1）科学、恰当及简单的组成优化配伍，使产品具有优异的路面粘合性、高强阻止裂缝扩展、防水渗透性、抗高低温性能、耐候性、变形恢复性等物性。

2）采用恰当的自由基引发剂TBHP交联橡胶粉和沥青组份，使海岛结构的材料体系中的独立的橡胶颗粒与沥青组份形成弹性网络，使复合材料成均相体系，保证材料的高性能化（高强、高弹、高流变、高亲合性、耐老化）。

3）采用独特的废轮胎回收纤维絮（层）骨架，与市场产品完全不同，其有更高的温变尺寸稳定性和增强作用及与主体材料的相容性，且成本低廉；

产品生产仅通过简单的溶胀、掺配和挤出工艺，仅采用搅拌釜和挤出机，效率高，质量稳定，成本低。

5）处理裂缝作业快捷、简便，施工效率高，仅需将缝隙清理干净，直接将贴缝带随弯就势铺贴在缝隙上，再碾压排气压实即可。其路面使用寿命大大提高，且行车舒适。

6）采用了废轮胎橡胶粉和废轮胎回收纤维絮，施工无需加热，减少了“黑色污染”，其资源再利用及环境友好意义巨大。

附图说明

图1为本申请废轮胎橡胶粉表面接枝交联机制示意图；

图2为本申请沥青路面快速贴缝带成卷产品实物照片。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。所作说明用于理解本发明的方法和核心思想，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，也不应将其理解成是对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，进行若干简单的推演或替换，均应当视为属于本发明的保护范围。

本发明路面沥青由沥青、废轮胎橡胶粉、自由基引发剂、废轮胎回收纤维絮、增粘剂、无机添料及少量的增塑剂组成。

其中，沥青是是90#或70#沥青，用量为60~85w%。废轮胎橡胶粉（WTRP）是20~100目，用量为10~30w%。自由基引发剂是叔丁基过氧化氢（TBHP），用量为0.05~0.3w%。废轮胎回收纤维絮用量为1~4w%；增粘剂用量为1~5w%；无机添料是高岭土或膨润土，用量为2~8w%；增塑剂是邻苯二甲酸二甲酯（DOP）和/或邻苯二甲酸二乙酯（DBP），用量为2~8w %。

本申请路面沥青生产工艺是：废轮胎橡胶粉用增塑剂充分浸泡溶胀后，预热到170℃；将沥青投入剪切搅拌釜中，搅拌下迅速加热到170℃，并依次加入预热的WTRP、高岭土或膨润土、纤维絮、增粘剂和引发剂，在掺配温度170~210℃、搅拌速率800~3000r/min条件下反应1~3h，即得路面沥青。路面沥青自然冷却到室温后，用开炼机下条或用短嘴挤出机挤出条形带，胶带一面贴上隔离纸，成卷即得贴缝带。

贴缝带产品使用时，将沥青路面裂缝处清理干净，直接将贴缝带铺贴在裂缝处，再碾压排气压实即可。

比较例 1

交通部对90#或70#道路石油沥青技术要求（JTG F40-2004）见表1。

实施例 1

将重量分数（w）10%的40目废轮胎橡胶粉（WTRP），用3w%增塑剂DOP，24小时充分浸泡溶胀后，预热到170℃；再将78w%的90号沥青投入剪切搅拌釜中，搅拌下迅速加热到170℃，并依次加入预热的WTRP、5.7w%的高岭土、1w%的纤维絮、2w%的增粘剂和0.3w%引发剂，在掺配温度190℃、搅拌速率2000r/min条件下反应2h，即得废轮胎橡胶粉改性沥青。

废轮胎橡胶粉改性沥青用挤出机挤出条形带，胶带一面贴上隔离纸，成卷即得废轮胎橡胶粉改性沥青路面贴缝带。

所制备的废轮胎橡胶粉改性沥青性能见表2。

实施例 2~实施例 7

按实施例1具体实施方式进行制备，其组成配比及工艺条件见表2。

所制备的废轮胎橡胶粉改性沥青性能见表2。

比较例 2

按实施例1具体实施方式进行制备，但组成中没有废轮胎回收纤维絮。

其性能见表2。

比较例 3

按实施例1具体实施方式进行制备，其组成及工艺条件与实施例2相同，但组成中没有引发剂TBHP。

其性能见表2。

比较例 4

按实施例1具体实施方式进行制备，其组成配比及工艺条件的不同是：没有用到增塑剂。

其性能见表2。

比较例 5

按实施例1具体实施方式进行制备，其组成配比及工艺条件的不同是：组成中没有废轮胎回收纤维絮、引发剂TBHP和增塑剂。

其性能见表2。

表1 交通部对90#或70#道路石油沥青技术要求（JTG F40-2004）

表2实施例1~7和比较例2~5的组成、工艺条件与性能

表2注：在权利要求组成配比及工艺条件范围内；

耐热性检验标准GB/T 328.11-2007 建筑防水卷材试验方法 第11部分 沥青防水卷材耐热性；低温柔性检验标准GB/T 328.14-2007第14部分 沥青防水卷材低温柔性；

TFOT：薄膜烘箱老化；RTFOT：旋转薄膜烘箱老化。

从表1和表2的技术数据可以看出：本发明的产品在权利要求组成配比及工艺条件范围内的性能指标与未改性的原沥青的性能有很大的改善。表现在：具有优异的路面粘合性（与原沥青极好相容）；高强阻止裂缝扩展（针入度及延度的改善）；抗高低温性能、耐候性及变形恢复性（针入度指数及延度的改善）。

其中创造性的应用了废轮胎回收纤维絮和TBHP，赋予产品高强、高弹及抗高低温性能、耐候性及变形恢复性。本发明的优化配伍及科学、简单的生产工艺也赋予产品极佳的性能。

下游产品-路面贴缝带的生产工艺简单、效率高，质量稳定，成本低；处理裂缝作业快捷、简便，施工效率高及路面行车舒适。

同时，本发明中采用了废轮胎橡胶粉和废轮胎回收纤维絮，减少了“黑色污染”，又大大降低成本。形成新的经济增长点，对材料制备及应用相关的理论和生产的发展有借鉴作用，提升了交通行业进步，促使了沥青产品及其它相关产品的更新换代，具有重要的社会效益和经济效益。

Claims (4)

1.一种路面沥青，其特征是：由60~85w%的沥青、10~30w%的废轮胎橡胶粉（WTRP）、0.05~0.3w%的自由基引发剂、1~4w%的废轮胎回收纤维絮；1~5w%的增粘剂、2~8w%的无机添料及2~8w %的增塑剂组成；

所述沥青是90#或70#沥青；所述自由基引发剂是叔丁基过氧化氢（TBHP）；所述增塑剂是邻苯二甲酸二甲酯（DOP）和/或邻苯二甲酸二乙酯（DBP）；所述无机添料是高岭土或膨润土。

2.如权利要求1所述的一种路面沥青，其特征是：所述废轮胎橡胶粉是20~100目。

3.如权利要求1所述的一种路面沥青的生产工艺，其特征是：制备工艺流程是：

（1）按组成将废轮胎橡胶粉用增塑剂在室温下，24小时充分浸泡溶胀后，预热到170℃；

（2）将沥青投入剪切搅拌釜中，搅拌下迅速加热到170℃，并依次加入预热的废轮胎橡胶粉、高岭土或膨润土、纤维絮、增粘剂和引发剂，在掺配温度170~210℃、搅拌速率800~3000r/min条件下反应1~3h，即得所述路面沥青。

4.如权利要求1所述的一种路面沥青作为贴缝带的应用，其特征是：所述路面沥青自然冷却到室温后，用开炼机下条或用短嘴挤出机挤出条形带，在条形带的一面贴上皱纹隔离纸，成卷即为贴缝带产品；使用时，将沥青路面裂缝处清理干净，直接将贴缝带铺贴在裂缝处，再碾压排气压实即可。