CN109575877A - 一种路面养护粘结材料及其制备方法 - Google Patents

一种路面养护粘结材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种路面养护粘结材料及其制备方法，涉及公路养护领域，要解决的是稳定性好、粘结性强、综合性能优异的养护材料尚未出现的问题。本产品包括以下重量份的原料：乳化沥青96‑107份、改性剂10‑15份、稳定剂3‑5份、水乳液8‑15份、界面活性剂10‑25份和耐磨剂3‑5份。本产品具有良好的流动性能和粘结强度，用于沥青/水泥混凝土道路的预养护时，能够有效填补路面的细微裂缝，增加路面的摩擦系数和防渗水性能，提高路面的使用性能，使路面的摩擦系数、渗水系数、抗压强度得到提升；本产品养护好的路面具有良好的耐磨和抗剥落性能，在表面形成新的保护层，防止路面病害的反射和进一步扩大。

Description

一种路面养护粘结材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及公路养护领域，具体是一种路面养护粘结材料。
背景技术
我国公路养护行业一直延续着以矫正性修复为主的养护机制，主要针对破坏后的公路进行修复甚至改建再造。截至2012年底，我国高速公路通车里程已经达到了9.6万公里，超过美国，跃居世界第一位。在新建高速公路的快速增长的同时，原有的很多高速公路却出现了不同程度的病害与破损，“以建代修”等传统观念已经无法适应公路行业的快速发展，高速公路路面养护管理及其相关问题受到了越来越多的关注。
近年来我国的公路事业飞速发展，带来交通量迅速增长，车辆大型化、超载严重，常规的沥青/水泥混凝土路面在交通载荷与气候影响的综合作用下，随着时间的推移，路面状况和服务能力将逐渐地恶化，由此带来一系列的病害，常见的有车辙、开裂、拥包、松散、沉陷、坑槽等。为了保持路面良好的使用性能和延长它的使用寿命，在路面寿命周期的各个不同阶段需要采用不同的养护维修措措施。路面的养护维修工作对保持路面的服务能力，延长其寿命周期，以及改善噪音、振动、及对周边环境的污染有着重要的作用。
预防性养护作为路面初期养护的主要形式，一般是指在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下，为恢复路面表面的服务功能而采取的一种周期性的养护措施。预防性养护可以让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况。当前路面预防性养护的材料层出不穷，作用效果也各有各优势，一种稳定性好、粘结性强、综合性能优异的养护材料已成为今后养护新材料的研究趋势，人们也在进行这方面的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种路面养护粘结材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种路面养护粘结材料，包括以下重量份的原料：乳化沥青96-107份、改性剂10-15份、稳定剂3-5份、水乳液8-15份、界面活性剂10-25份和耐磨剂3-5份。
作为本发明进一步的方案：改性剂为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物或丁苯胶乳中的一种。
作为本发明进一步的方案：稳定剂为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和顺丁橡胶中的一种或几种，根据不同要求采用不同比例配合，稳定剂主要是在聚合物分子结构中形成网状结构，增加乳化沥青的热稳定性、柔韧性，控制乳化剂的破乳速度。
作为本发明进一步的方案：水乳液为有机热塑性增粘树脂的水溶液，通过表面扩散或内部扩散湿润粘接表面，使改性后的乳化沥青与被粘物料之间粘接强度提高。
作为本发明进一步的方案：界面活性剂为马来酸酐接枝，是以马来酸酐做为单体，在合适的温度下与聚烯烃、MAH单体、引发剂和其他添加剂等材料均匀混合，然后加入挤出机料斗中进行熔融挤出，进行接枝，控制螺杆转速，转速为40-45转/分钟为宜，反应温度160-170℃，界面活性剂能有效增加聚合物分子间的相容性，使之分子间粘接力增大，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂，能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料的强度。
作为本发明进一步的方案：耐磨剂为氯乙烯粒子或者聚酰胺粒子中的一种，为树枝状大分子结构，分子中的碳氢链是亲油性的基团，而羧基和胺基是亲水性的基团，因此具有增溶、稳定、耐磨等作用。
所述路面养护粘结材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将乳化沥青放入反应釜中，再向其中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂进行聚合改性，在130℃-180℃下，搅拌速度控制在60-70转/分钟，反应时间为2.5-3小时，冷凝回流至60℃-80℃，得到第一产物；
步骤二，再向第一产物中加入水乳液和耐磨剂并且机械搅拌0.5-2小时，过滤，即得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本产品具有良好的流动性能和粘结强度，用于沥青/水泥混凝土道路的预养护时，能够有效填补路面的细微裂缝，增加路面的摩擦系数和防渗水性能，提高路面的使用性能，使路面的摩擦系数、渗水系数、抗压强度在一定程度上得到提升；
本产品养护好的路面具有良好的耐磨和抗剥落性能，在表面形成新的保护层，防止路面病害的反射和进一步扩大；
本产品养护后的路面会由原来灰白干燥变成亚光黑色，具有良好的完整性和美观性能。(如有其他实验数据请提供)
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种路面养护粘结材料，包括：
乳化沥青：96份；
改性剂：10份；
稳定剂：3份；
水乳液：8份；
界面活性剂：10份；
耐磨剂：3份；
所述改性剂为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物。
所述稳定剂为丁基橡胶。
所述水乳液为一种外加的有机热塑性增粘树脂的水溶液；
所述界面活性剂为马来酸酐接枝，
所述耐磨剂为氯乙烯粒子、聚酰胺粒子中的一种。
一种路面养护粘结材料制备方法，其主要步骤如下：在普通乳化沥青中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂，加至反应釜中进行聚合改性，在136℃下，搅拌速度控制在66转/分钟，反应时间为2.8小时，冷凝回流至70℃，加入水乳液和耐磨剂，再通过机械搅拌1.5小时，过滤杂质和杂物，从而得到一种路面养护粘结材料。其技术指标符合表1要求。
实施例2
一种路面养护粘结材料，包括：
乳化沥青：98份；
改性剂：11.6份；
稳定剂：3.7份；
水乳液：10.4份；
界面活性剂：14.5份；
耐磨剂：3.5份；
所述改性剂为丁苯胶乳。
所述稳定剂为三元乙丙橡胶和顺丁橡胶的混合物，根据不同要求参配添加不同比例。
所述水乳液为一种外加的有机热塑性增粘树脂的水溶液；
所述界面活性剂为马来酸酐接枝，将在少量分散剂的帮助下，将马来酸酐单体、聚烯烃、MAH单体、引发剂均匀混合，然后加入挤出机料斗中进行熔融挤出。控制螺杆转速，转速为42转/分钟为宜，反应温度165℃。
所述耐磨剂为聚酰胺粒子。
一种路面养护粘结材料制备方法，其主要步骤如下：在普通乳化沥青中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂，加至反应釜中进行聚合改性，在172℃下，搅拌速度控制在69转/分钟，反应时间为2.8小时，冷凝回流至70℃，加入水乳液和耐磨剂，再通过机械搅拌1.5小时，过滤杂质和杂物，从而得到一种路面养护粘结材料。其技术指标符合表1要求。
实施例3
一种路面养护粘结材料，包括：
乳化沥青：100份；
改性剂：12.8份；
稳定剂：4份；
水乳液：12份；
界面活性剂：18.6份；
耐磨剂：3.9份；
改性剂为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物。
所述稳定剂为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和顺丁橡胶的混合物，根据不同要求参配添加不同比例。
所述水乳液为一种外加的有机热塑性增粘树脂水溶液；
所述界面活性剂为马来酸酐接枝，将在少量分散剂的帮助下，将马来酸酐单体、聚烯烃、MAH单体、引发剂均匀混合，然后加入挤出机料斗中进行熔融挤出。控制螺杆转速，转速为40转/分钟为宜，反应温度162℃。
所述耐磨剂为聚酰胺粒子。
一种路面养护粘结材料制备方法，其主要步骤如下：在普通乳化沥青中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂，加至反应釜中进行聚合改性，在160℃下，搅拌速度控制在63转/分钟，反应时间为3小时，冷凝回流至70℃，加入水乳液和耐磨剂，再通过机械搅拌1.5小时，过滤杂质和杂物，从而得到一种路面养护粘结材料。其技术指标符合表1要求。
实施例4
一种路面养护粘结材料，包括：
乳化沥青：104份；
改性剂：14.4份；
稳定剂：4.5份；
水乳液：13.7份；
界面活性剂：22.4份；
耐磨剂：4.6份；
改性剂为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物。
所述稳定剂为三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和顺丁橡胶的混合物，根据不同要求参配添加不同比例。
所述水乳液为一种外加的有机热塑性增粘树脂；
所述界面活性剂为马来酸酐接枝，将在少量分散剂的帮助下，将马来酸酐单体、聚烯烃、MAH单体、引发剂均匀混合，然后加入挤出机料斗中进行熔融挤出。控制螺杆转速，转速为45转/分钟为宜，反应温度164℃。
所述耐磨剂为氯乙烯粒子。
一种路面养护粘结材料制备方法，其主要步骤如下：在普通乳化沥青中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂，加至反应釜中进行聚合改性，在164℃下，搅拌速度控制在68转/分钟，反应时间为2.8小时，冷凝回流至65℃，加入水乳液和耐磨剂，再通过机械搅拌2小时，过滤杂质和杂物，从而得到一种路面养护粘结材料。其技术指标符合表1要求。
实施例5
一种路面养护粘结材料，包括：
乳化沥青：107份；
改性剂：15份；
稳定剂：5份；
水乳液：15份；
界面活性剂：25份；
耐磨剂：5份；
改性剂为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物。
所述稳定剂为丁基橡胶和丁腈橡胶的混合物，根据不同要求参配添加不同比例。
所述水乳液为一种外加的有机热塑性增粘树脂的水溶液；
所述界面活性剂为马来酸酐接枝，将在少量分散剂的帮助下，将马来酸酐单体、聚烯烃、MAH单体、引发剂均匀混合，然后加入挤出机料斗中进行熔融挤出。控制螺杆转速，转速为45转/分钟为宜，反应温度167℃。
所述耐磨剂为聚酰胺粒子。
一种路面养护粘结材料制备方法，其主要步骤如下：在普通乳化沥青中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂，加至反应釜中进行聚合改性，在160℃下，搅拌速度控制在70转/分钟，反应时间为3小时，冷凝回流至77℃，加入水乳液和耐磨剂，再通过机械搅拌1.5小时，过滤杂质和杂物，从而得到一种路面养护粘结材料。其技术指标符合表1要求。
表1
本发明的工作原理是：本发明提供的路面养护粘结材料，稳定性好、粘结性强、综合性能优异；养护后的路面摩擦系数和渗水性好，可有效提高道路的技术指标，延迟道路的使用年限。
本发明通过不同组份的配合比试验分析，得出最佳配合比设计，可广泛用于水泥/沥青混凝土路面上的常规养护，如：含砂雾封层、超薄封面层等。该粘结材料无需加热，又环保无毒、无刺鼻气味，可用优化施工环境和强度，是一种优良的路面养护材料。
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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种路面养护粘结材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：乳化沥青96-107份、改性剂10-15份、稳定剂3-5份、水乳液8-15份、界面活性剂10-25份和耐磨剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的路面养护粘结材料，其特征在于，所述改性剂为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物或丁苯胶乳中的一种。
3.根据权利要求1所述的路面养护粘结材料，其特征在于，所述稳定剂为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和顺丁橡胶中的一种或几种。
4.根据权利要求1或3所述的路面养护粘结材料，其特征在于，所述水乳液为有机热塑性增粘树脂的水溶液。
5.根据权利要求1所述的路面养护粘结材料，其特征在于，所述界面活性剂为马来酸酐接枝。
6.根据权利要求1所述的路面养护粘结材料，其特征在于，所述耐磨剂为氯乙烯粒子或者聚酰胺粒子中的一种。
7.一种如权利要求1-6任一所述的路面养护粘结材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将乳化沥青放入反应釜中，再向其中依次加入改性剂、稳定剂和界面活性剂，在130℃-180℃下，搅拌速度控制在60-70转/分钟，反应时间为2.5-3小时，冷凝回流至60℃-80℃，得到第一产物；
步骤二，再向第一产物中加入水乳液和耐磨剂并且机械搅拌0.5-2小时，过滤，即得到成品。
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