CN109704647A - 一种沥青道路冷补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青道路冷补料，按重量份数计，原料包括以下组分：基质沥青50‑70份；隔离剂1‑4份；乳化剂4‑6份；天然橡胶胶乳1‑3份；集料15‑25份；本发明具有以下优点：隔离剂是一种有机溶剂，它能够降低沥青的粘度，使得沥青混合料能够在较低温度下进行拌和，且具有较好的施工和易性；随着压实机械和车辆反复荷载作用下，有机溶剂随之挥发，冷补料的强度逐渐变大，形成成型强度。乳化剂具有良好的乳化分散作用，能够提高冷补料的施工和易性；天然橡胶胶乳能够较好提高粘结力、有良好的低温抗裂性，在乳化剂的分散作用下均匀分布于体系内，提高体系成型后的粘结力，在低温条件下不易发生脆化。
Description
技术领域
本发明涉及道路施工技术领域，更具体地说，它涉及一种沥青道路冷补料及其制备方法。
背景技术
冷补料是一种路面坑槽常温修补材料，具有施工速度快，操作简便，可在动机和雨雪天气施工等优异特性。冷补料在道路修补方面起到了不可小视的作用，冷补料相较于热拌料，冷补料具有在常温、低温天气条件下可施工的性能，特别适用于冬季和雨季的坑槽修补，且修补质量较高，不易发生二次路面病害。
公告号为CN101008172B的中国专利公开了一种道路冷补料，包括以下重量百分含量的组分：铣刨料56-87%，冷补添加剂0.08-0.34%，柴油0.87-1.6%，其余为新集料。其中，铣刨料由分别占铣刨料总量1/6的10-19mm粒径的一型铣刨料、4/6的5-10mm粒径的二型铣刨料和1/6的5mm以下粒径的三型铣刨料组成。
这种道路冷补料以集料为骨架，利用道路上回收的铣刨料为主料重新进行资源利用，并加入冷补添加剂改性后获得全新的道路冷补料。这种道路冷补料节约资源，路面级配连续，强度较高。但是这种道路冷补料在持续低温的环境中容易发生冻害，使得其中的铣刨料内包含的沥青在低温下发生脆化，使得当车辆通过时容易使得冷补料修补过的路面出现裂缝从而再次发生病害而出现坑槽，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种沥青道路冷补料及其制备方法，在低温环境下不易发生脆化。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种沥青道路冷补料，按重量份数计，原料包括以下组分，
基质沥青 50-70份；
隔离剂 1-4份；
乳化剂 4-6份；
天然橡胶胶乳 1-3份；
集料 15-25份。
通过采用上述技术方案，当液态基质沥青处于流动状态，能够润湿整个矿料的表面，而温度一旦下降到常温的时候，液体沥青表面有着很好的粘性，当坑槽修补万之后，冷拌沥青混合料在压实机械和车辆反复荷载作用下，沥青和集料之间能够牢牢地粘结在一起。
隔离剂是一种有机溶剂，它能够降低沥青的粘度，使得沥青混合料能够在较低温度下进行拌和，且具有较好的施工和易性。随着压实机械和车辆反复荷载作用下，有机溶剂随之挥发，冷补料的强度逐渐变大，形成成型强度。
乳化剂具有良好的乳化分散作用，能够提高冷补料的施工和易性。
天然橡胶胶乳结构复杂，能够较好提高粘结力、有良好的低温抗裂性，在乳化剂的分散作用下均匀分布于体系内，提高体系成型后的粘结力，在低温条件下不易发生脆化。此外，由于冷补料本质上是通过基质沥青作为介质的粘结体系，沥青分子的稠密程度决定了冷补料内粘结力的大小，因此加入打两个的基质沥青有助于提高整个体系的稠密程度，从而增大体系内的粘结力。
进一步地，按重量份数计，原料包括以下组分，
基质沥青 55-65份；
隔离剂 2-3份；
乳化剂 4-5份；
天然橡胶胶乳 1-2份；
集料 15-20份。
进一步地，所述隔离剂采用二甲基亚砜。
通过采用上述技术方案，二甲基亚砜具有“万能溶剂”的称号，分散在体系中能够与基质沥青以及天然橡胶胶乳充分接触并使其溶解，从而降低基质沥青和天然橡胶胶乳的粘性，以增加整个体系的流动性。
传统隔离剂通常采用白油、柴油和机油等易挥发的有机溶剂，而二甲基亚砜与传统隔离剂不同的是，二甲基亚砜的熔点为18.45℃，沸点189℃，挥发性很低。二甲基亚砜的亲水性极强，二甲基亚砜中氧原子有两个孤对电子，可与水分子间产生两个氢键，而且在与水混合过程中会因氢键的产生而放热。
因此，在雨天情况下施工，或施工完成后进行洒水养护，水与冷补料体系接触，由于二甲基亚砜在水中的溶解度大大高于在沥青基质中的溶解度，使得二甲基亚砜随着水一起被冲走，进而导致沥青基质和天然橡胶胶乳的粘性大大增强，从而使得冷补料体系在粘结力和强度上迅速增大，大大缩短了成型速度。此外，最终获得的冷补料体系内分子的分布更加紧密，孔隙率减少，集料之间的粘结更加牢度，强度增大。
进一步地，所述乳化剂采用沥青乳化剂NOT。
通过采用上述技术方案，沥青乳化剂NOT的学名为三甲基十八烷基氯化铵，是一种阳离子乳化剂，其与集料之间存在着很好的黏附性，能够提高乳液的稳定性。
进一步地，所述集料采用碱性玄武岩。
通过采用上述技术方案，碱性玄武岩与基质沥青之间具有良好的黏附性，使得成型后的冷补料体系具有更强的结构强度。同时，玄武岩具有耐磨、耐腐蚀的特性，从而使得整个体系的骨架具有很好的耐磨特性，有利于提高修补后里面的使用寿命。
进一步地，按重量份数计，原料包括邻苯二甲酸二辛脂1-2份。
通过采用上述技术方案，邻苯二甲酸二辛酯在冷补料拌和阶段能够起到润滑的作用，提高冷补料的施工和易性，且邻苯二甲酸二辛酯易溶于二甲基亚砜，再配合乳化剂的分散使得邻苯二甲酸能够均匀分散于体系中，体系成型后能够提高抗弯强度及抗冲击性能。
本发明的另一目的在于提供一种沥青道路冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按重量份称取各组分；
步骤2，将基质沥青边搅拌边加热至140-150℃，并加入沥青乳化剂NOT进行乳化，送入胶体磨中继续搅拌10-20min；
步骤3，加入碱性玄武岩、天然橡胶胶乳、二甲基亚砜和邻苯二甲酸二辛酯并搅拌均匀，通过泵循环装置搅拌20-30min。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 天然橡胶胶乳结构复杂，能够较好提高粘结力、有良好的低温抗裂性，在乳化剂的分散作用下均匀分布于体系内，提高体系成型后的粘结力，在低温条件下不易发生脆化。此外，由于冷补料本质上是通过基质沥青作为介质的粘结体系，沥青分子的稠密程度决定了冷补料内粘结力的大小，因此加入打两个的基质沥青有助于提高整个体系的稠密程度，从而增大体系内的粘结力；
2. 二甲基亚砜具有“万能溶剂”的称号，分散在体系中能够与基质沥青以及天然橡胶胶乳充分接触并使其溶解，从而降低基质沥青和天然橡胶胶乳的粘性，以增加整个体系的流动性。传统隔离剂通常采用白油、柴油和机油等易挥发的有机溶剂，而二甲基亚砜与传统隔离剂不同的是，二甲基亚砜的熔点为18.45℃，沸点189℃，挥发性很低。二甲基亚砜的亲水性极强，二甲基亚砜中氧原子有两个孤对电子，可与水分子间产生两个氢键，而且在与水混合过程中会因氢键的产生而放热。因此，在雨天情况下施工，或施工完成后进行洒水养护，水与冷补料体系接触，由于二甲基亚砜在水中的溶解度大大高于在沥青基质中的溶解度，使得二甲基亚砜随着水一起被冲走，进而导致沥青基质和天然橡胶胶乳的粘性大大增强，从而使得冷补料体系在粘结力和强度上迅速增大，大大缩短了成型速度。此外，最终获得的冷补料体系内分子的分布更加紧密，孔隙率减少，集料之间的粘结更加牢度，强度增大；
3. 邻苯二甲酸二辛酯在冷补料拌和阶段能够起到润滑的作用，提高冷补料的施工和易性，且邻苯二甲酸二辛酯易溶于二甲基亚砜，再配合乳化剂的分散使得邻苯二甲酸能够均匀分散于体系中，体系成型后能够提高抗弯强度及抗冲击性能；
4. 体系中各组分在施工过程中不会对环境产生污染，具有环保意义。
附图说明
图1是本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种沥青道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，该冷补料的制备方法包括以下步骤：
步骤1，按重量份称取各组分；
步骤2，将基质沥青（70#沥青）边搅拌边加热至140-150℃，并加入沥青乳化剂NOT进行乳化，送入胶体磨中继续搅拌10-20min；
步骤3，加入碱性玄武岩、天然橡胶胶乳、二甲基亚砜和邻苯二甲酸二辛酯并搅拌均匀，通过泵循环装置搅拌20-30min。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例
对比例1
与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
其中，以柴油替代二甲基亚砜。
对比例2
与对比例1的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例3
与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例4
与实施例3的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例5
与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例6
与对比例5的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例7
与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
对比例8
与对比例7的不同之处在于，按重量份数计，冷补料的原料组分如表1所示。
性能检测试验
抗压性能测试：参照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》对洒水养护后的沥青道路冷补料样品进行测试，测试结果如表1所示。
弯拉性能测试：参照GB/T 9341-2000《塑料弯曲性能试验方法》对洒水养护后的沥青道路冷补料样品进行测试，测试结果如表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 基质沥青 | 60 | 50 | 65 | 70 | 50 |
| 二甲基亚砜 | 3 | 3 | 2 | 4 | 1 |
| 沥青乳化剂NOT | 4 | 4 | 5 | 6 | 0 |
| 天然橡胶胶乳 | 2 | 2 | 1 | 3 | 1 |
| 碱性玄武岩 | 20 | 15 | 15 | 20 | 25 |
| 邻苯二甲酸二辛酯 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 |
| 抗压强度/MPa | 24 | 23 | 20 | 21 | 19 |
| 弯拉强度/MPa | 30 | 29 | 26 | 27 | 26 |
表1-续
| 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | 对比例7 | 对比例8 | |
| 基质沥青 | 55 | 60 | 65 | 60 | 70 |
| 二甲基亚砜 | 2 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| 沥青乳化剂NOT | 0 | 5 | 5 | 4 | 6 |
| 天然橡胶胶乳 | 1 | 0 | 0 | 2 | 1 |
| 碱性玄武岩 | 20 | 20 | 15 | 20 | 15 |
| 邻苯二甲酸二辛酯 | 2 | 1 | 2 | 0 | 0 |
| 抗压强度/MPa | 19 | 17 | 16 | 21 | 21 |
| 弯拉强度/MPa | 26 | 25 | 24 | 26 | 27 |
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种沥青道路冷补料，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组分，
基质沥青 50-70份；
隔离剂 1-4份；
乳化剂 4-6份；
天然橡胶胶乳 1-3份；
集料 15-25份。
2.根据权利要求1所述的一种沥青道路冷补料，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组分，
基质沥青 55-65份；
隔离剂 2-3份；
乳化剂 4-5份；
天然橡胶胶乳 1-2份；
集料 15-20份。
3.根据权利要求1所述的一种沥青道路冷补料，其特征在于：所述隔离剂采用二甲基亚砜。
4.根据权利要求所述的一种沥青道路冷补料，其特征在于：所述乳化剂采用沥青乳化剂NOT。
5.根据权利要求所述的一种沥青道路冷补料，其特征在于：所述集料采用碱性玄武岩。
6.根据权利要求所述的一种沥青道路冷补料，其特征在于：按重量份数计，原料包括邻苯二甲酸二辛脂1-2份。
7.根据权利要求1-6任一所述的沥青道路冷补料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按重量份称取各组分；
步骤2，将基质沥青边搅拌边加热至140-150℃，并加入沥青乳化剂NOT进行乳化，送入胶体磨中继续搅拌10-20min；
步骤3，加入碱性玄武岩、天然橡胶胶乳、二甲基亚砜和邻苯二甲酸二辛酯并搅拌均匀，通过泵循环装置搅拌20-30min。
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