CN108530913B - 一种沥青路面灌缝材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青路面灌缝材料。所公开的沥青路面灌缝材料由以下原料制备而成：基质沥青64％～83％、橡胶粉4％～9％、红砖粉1％～2％、三氧化二铁粉末2％～5％、生物质油10％～20％。本发明的材料可通过微波加热的形式，使常温下固态的沥青路面灌缝材料快速变为可注射的液体材料，避免了传统材料和方法所产生的有害气体对环境的污染，同时克服了传统灌缝材料反复加热所引起的材料老化。

Description

一种沥青路面灌缝材料
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种环境友好型沥青路面灌缝材料。
背景技术
沥青路面长期暴露在自然环境中，在反复的行车荷载作用下，往往会出现横缝、纵缝及网状裂缝等路面病害，严重降低了公路的服务质量和使用寿命。目前，我国对于上述病害所采用的主要处治措施是采用热沥青封堵裂缝，即实施灌缝处理。这种处治方式可有效缓解沥青路面裂缝的发育，是一种非常有效的技术手段。传统的沥青路面灌缝技术具体是指将常温下的沥青加热软化，然后将其灌入巨大的铁质容器中。将该容器搭载在运输车辆之上，使用前通过电热丝加热容器，从而使得已经凝固的沥青重复加热再次软化，这个过程大约需要5个小时。融化后的沥青被泵送至喷淋装置，再由操作人员操作喷淋设备对裂缝进行封堵。
然而，当前采用的热沥青灌缝还存在两个弊端。一是对自然环境的危害。沥青在高温下会释放出挥发性物质如苯、萘、蒽、吡啶、酚等，人体吸入沥青后，会发生气喘、偏头痛多等症状。这对于施工者和当地居民而言是非常有害的。二是沥青在长时间加热中会发生老化。传统热沥青灌缝时，为保持沥青的温度，常常需要持续的以高温加热沥青。此时，沥青中的轻质组分在长时间加热时会不断挥发，缺少轻质组分的沥青会变硬、变脆。工程实际中，热沥青灌缝后，在车辆碾压下，灌缝材料容易脱落，这与沥青长时间加热老化有关。
针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种沥青路面灌缝材料。
本发明所提供的沥青路面灌缝材料由以下原料制备而成：基质沥青64％～83％、橡胶粉4％～9％、红砖粉1％～2％、三氧化二铁粉末2％～5％、生物质油10％～20％。
进一步，本发明的基质沥青为50#、70#、90#或110#石油沥青。
进一步，本发明的橡胶粉为废旧轮胎经冷冻破碎后所得，橡胶粉粒径介于0.180mm～0.850mm之间。
进一步，本发明的红砖粉为建筑垃圾经研磨后所得，红砖粉粒径介于0.075mm～0.150mm之间。
进一步，本发明的三氧化二铁粉末粒径介于0.075mm～0.180mm之间。
本发明沥青路面灌缝材料的制备方法包括：
一、将橡胶粉、红砖粉、三氧化二铁粉末混合均匀；
二、将步骤一混合物加热后与热生物质油混合得到油-粉混合物；
三、将油-粉混合物与热基质沥青混合得到沥青路面灌缝材料。
本发明具有以下优点：
(1)本发明所制备的沥青路面灌缝材料具有优越的微波发热能力，因此在使用时无需反复加热，避免了传统沥青路面灌缝材料反复高温加热使得材料发生老化进而影响其使用效果。另一方面，该材料的各项使用性能均符合相关规范的要求。
(2)本发明所制备的沥青路面修补材料在使用时没有有害烟气排放，对操作人员和周围环境不造成污染，较传统沥青路面灌缝材料更加环保。
(3)本发明所涉及的原材料，如废旧红砖粉，废旧橡胶粉等均属于低价值的工业副产品，其价格低廉且来源广泛，对其进行回收利用有利于改善自然和生活环境。
具体实施方式
本发明的生物质油是由农作物秸秆、谷物草壳、树皮枝桠、废旧木材、竹材蔗渣、废弃食物油脂等低价值生物质中提取的。
下面通过具体的优选实施例对发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例给出一种环境友好型沥青路面灌缝材料的组合物，以质量百分数计，由以下原料组成：基质沥青：65％，橡胶粉：8％，红砖粉：2％，三氧化二铁粉末：5％，生物质油：20％；
沥青：采用70#基质沥青，其技术性能如表1所示。
生物质油：由废弃食物油脂制成的生物质油，其技术性能如表2所示。
橡胶粉：142.85g的颗粒直径介于0.180mm～0.360mm之间，其炭黑比重为82％。
红砖粉：颗粒粒径介于0.095mm～0.100mm之间，其Fe2O3的重量比为5.3％。
三氧化二铁粉末：粒径介于0.075mm～0.180mm之间，Fe2O3的重量比为99.7％。
表1沥青的技术性能
Figure GDA0002864776540000031
Figure GDA0002864776540000041
表2生物质油的技术指标
Figure GDA0002864776540000042
环境友好型沥青路面灌缝材料的组合物按照以下工艺制备：
首先，将基质沥青加热至145℃±2℃，置入烘箱内备用；
然后，将生物质油加热至112℃±1℃，置入烘箱内备用；
接着，用高速搅拌机以将橡胶粉、红砖粉、三氧化二铁粉末混合，以每分钟1150转的转速拌和205秒，制备得到均匀混合的粉末混合物；
接着，将粉末混合物置入烘箱中加热至125℃±2℃，随后将其倒入生物质油中，采用高速剪切机以每分钟2750转的转速对混合物搅拌4.5分钟，形成均匀的油-粉混合物；
最后，将油-粉混合物倒入加热后的沥青中，采用高速剪切机以每分钟2800转的转速对混合物搅拌7分钟，得沥青路面灌缝材料。
实施例2～15：
按照实施例1中描述的方法生产实施例2～15的环境友好型沥青路面灌缝材料的组合物，原料及其配合比如表4所示。表4中，实施例2～实施例4为吸波成分仅为橡胶粉的情况；实施例5和实施例6为吸波成分仅为红砖粉的情况；实施例7～实施例10为吸波成分仅为三氧化二铁的情况；实施例11～实施例15为吸波成分为共同使用以上三种材料的情况。
表4环境友好型沥青路面灌缝材料组合物配合比
Figure GDA0002864776540000051
以下是上述实施例的相关性能试验。
一、不同实施例组合物的微波发热能力
取制备好的一种环境友好型路面灌缝材料800g。由于该材料在室温下凝固，采用电加热装置融化组合物，称量后导入玻璃容器中。为模拟该材料在使用条件下的微波发热能力，微波加热实验在其再次冷却至室温后进行。采用功率为1kw、频率为2.45GHz的微波照射组合物，采用红外测温仪每间隔40秒测试一次其表面温度，每次测取5个测点并取平均值作为代表值，其微波升温数据如表5所示。
表5不同实施例组合物在不同照射时间下的温度
Figure GDA0002864776540000052
Figure GDA0002864776540000061
表5中的结果表明，实施例11～15中的组合物具有良好的微波发热能力，为了说明它们的路用性能，对所实施例11～15中所制备的组合物按照规范《路面橡胶沥青灌缝胶JT/T 740-2009》中所要求的测试项目进行检测，其测试结果如表6所示。
由表6可见，三氧化二铁粉末、红砖粉、橡胶粉的含量高时，组合物越“硬”，具体表现为锥入度下降、软化点升高流动值下降、弹性恢复能力下降、拉伸率下降。并且，生物质油的加入可以有效的改善组合物的流变性能。整体来看，实施例11～15所制备的组合物均符合本发明所提供的材料配比可使传统沥青材料通过微波加热的方式被快速加热。
表6不同实施例组合物性能指标
Figure GDA0002864776540000062
Figure GDA0002864776540000071

Claims (6)

1.一种沥青路面灌缝材料，其特征在于：该沥青路面灌缝材料由以下原料制备而成：基质沥青64％～83％、橡胶粉4％～9％、红砖粉1％～2％、三氧化二铁粉末2％～5％、生物质油10％～20％。
2.根据权利要求1所述的沥青路面灌缝材料，其特征在于，所述的基质沥青为50#、70#、90#或110#石油沥青。
3.根据权利要求1所述的沥青路面灌缝材料，其特征在于，所述的橡胶粉为废旧轮胎经冷冻破碎后所得，橡胶粉粒径介于0.180mm～0.850mm之间。
4.根据权利要求1所述的沥青路面灌缝材料，其特征在于，所述的红砖粉为建筑垃圾经研磨后所得，红砖粉粒径介于0.075mm～0.150mm之间。
5.根据权利要求1所述的沥青路面灌缝材料，其特征在于，所述的三氧化二铁粉末粒径介于0.075mm～0.180mm之间。
6.权利要求1所述沥青路面灌缝材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
一、将橡胶粉、红砖粉、三氧化二铁粉末混合均匀；
二、将步骤一混合物加热后与热生物质油混合得到油-粉混合物；
三、将油-粉混合物与热基质沥青混合得到沥青路面灌缝材料。
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