CN110171942A - 一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法，属于道路工程领域。该湿固化反应型沥青路面冷补料，包括的原料为沥青、矿料、矿粉、稀释剂、湿固化预聚物、增黏剂和改性剂，各个原料的质量比为：沥青：矿料：矿粉＝(4～6)：100：(0～3)；沥青：稀释剂＝(70～90)：(30～10)；稀释沥青：湿固化预聚物：改性剂：增黏剂＝100：(10～50)：(0～10)：(0～10)；其中，所述的稀释沥青为沥青+稀释剂+改性剂+增黏剂的混合物；其中，矿料为路面铣刨的RAP旧料或新料，使用RAP旧料保护环境，节约资源。该湿固化反应型沥青路面冷补料能够在施工完成后的3～5小时，即可达到快速开放交通的要求，其制备方法简单易行，施工方便。
Description
技术领域
本发明属于道路工程领域，具体是一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法。
背景技术
一般冷补料由沥青、稀释剂、固化剂和矿料组成，常温施工，克服了热拌沥青混合料需要加热拌和、施工条件多、对环境要求高、多在夏秋季节使用，在春冬季难以施工等缺点，沥青路面冷补料作为一种能够全天候施工的环保材料，有着极其广泛的用途，特别是应用于路面病害的修补上。目前的冷补料主要分为溶剂型、乳化型和反应型三种类型。一般反应型沥青路面冷补料其施工过程复杂，施工工艺要求较高，需要铺洒固化剂，且无法控制反应时间导致其储存稳定性和施工和易性难以得到保证。如果能够化繁为简，简化施工工艺，在保证其强度的同时拥有良好的储存稳定性和施工和易性，反应型沥青路面冷补料必将得到更为广泛的使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法。该湿固化反应型沥青路面冷补料能够在施工完成后3～5小时即可达到快速开放交通的要求，其制备方法简单易行，施工方便。
为实现上述目的，本发明提供的一种湿固化反应型沥青路面冷补料，包括的原料为沥青、矿料、矿粉、稀释剂、湿固化预聚物、增黏剂和改性剂，各个原料的质量比为：
沥青：矿料：矿粉＝(4～6)：100：(0～3)；
沥青：稀释剂＝(70～90)：(30～10)；
稀释沥青：湿固化预聚物：改性剂：增黏剂＝100：(10～50)：(0～10)：(0～10)；
其中，所述的稀释沥青为沥青+稀释剂+改性剂+增黏剂的混合物。
上述原料的具体加入量根据施工条件、自然环境、气候温度确定。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，湿固化预聚物为单组份湿固化硫化有机硅橡胶(RTV-1)、或单组份湿固化硫化有机硅橡胶(RTV-1)和单组分湿固化聚氨酯的混合物。
所述的湿固化预聚物，其能够和空气中水蒸气发生固化反应，生成交联网状结构的聚合物，其表现出优异的内聚力。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，沥青为基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、橡胶沥青、复合改性沥青中的一种。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，稀释剂为柴油、煤油、汽油、航空煤油、溶剂油、芳烃油、二甲苯中的一种或多种。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，增黏剂为松香、氢化松香、萜烯树脂、萜烯-酚醛树脂、古马隆石油树脂、芳香族石油树脂、酯环族石油树脂中的一种或多种。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，矿料为路面铣刨回收的RAP旧料、玄武岩、石灰岩或其他满足现行技术规范的石料中的一种或几种。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，矿粉为憎水性石料研磨后的矿粉，所述的憎水性石料为强基性岩石，更优选为石灰岩或岩浆岩，其技术指标及粒径要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，改性剂为SBR、SBS、橡胶颗粒中的一种或几种。
在湿固化反应型沥青路面冷补料中，各个原料成分的作用为矿料形成骨架，稀释沥青起到胶结作用，增黏剂、改性剂起到改良湿固化反应型沥青路面冷补料的作用。湿固化预聚物与空气中的水蒸气固化反应后形成交联网状结构，具有优异的内聚力，将矿料等包络起来，提高湿固化反应型沥青路面冷补料的强度。在使用回收的旧矿料时，稀释沥青中的稀释剂会更好的促进旧矿料上新旧沥青的融合，提高湿固化反应型沥青路面冷补料的强度，同时，湿固化反应型沥青路面冷补料中的湿固化预聚物可以缩短冷补料的养护时间。
本发明的一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中规定的技术指标及加热温度，选择并加热沥青，得到沥青液；按配比，向沥青液中加入稀释剂搅拌均匀，再加入改性剂搅拌均匀，最后加入增黏剂搅拌均匀，得到稀释沥青；
步骤2：制备冷补液
按配比，将湿固化预聚物和稀释沥青混合，搅拌均匀，得到冷补液；
步骤3：矿料级配
将矿料按级配调和后，烘干，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按配比，将冷补液和级配调好的矿料拌和后，再按配比加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
所述的步骤3中，矿料级配采用LB型级配，LB型级配标准见《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中规定。
本发明的湿固化反应型沥青路面冷补料，避光避潮存储。
针对现有技术，本发明的一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法，其优点是：
1.本发明解决了现有反应型冷补料施工工艺复杂、施工和易性较差的问题。采用了一种新型湿固化预聚物。无需固化剂，简化了施工流程、施工方便快捷。
2.本发明解决了现有反应型冷补料施工后，无法快速开放交通的问题。采用本发明的冷补料在施工完成后，3～5小时即可达到快速开放交通的要求。
3.本发明解决了现有溶剂型冷补料强度低、路用性能差的问题。本发明利用湿固化预聚物会固化交联形成三维网状包络物，提高冷补料的强度，提高了路用性能。
4.本发明可利用铣刨回收的RAP旧料，节约资源，保护环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实例一
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
基质沥青：57.5g
溶剂油：14.375g
将基质沥青加热至135℃，加入溶剂油，搅拌均匀，晾至室温，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化有机硅橡胶：14.375g
稀释沥青：71.875g
将单组份湿固化有机硅橡胶和稀释沥青搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
矿料：1150g
冷补液：86.25g
矿粉：34.5g
按照LB型级配称量矿料烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型。室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时的马歇尔稳定度分别为：3.77kN、3.65kN、3.85kN、3.82kN。取平均数的马歇尔稳定度为3.7725kN。满足开放交通2kN的初始强度条件。测试其中四个试件室温养生24小时的马歇尔稳定度分别为4.56kN、4.88kN、4.76kN、4.65kN。取平均数的马歇尔稳定度为4.7125kN。测试其中四个试件室温养生15天的马歇尔稳定度分别为5.56kN、5.79kN、5.86kN、5.67kN。取平均数的马歇尔稳定度为5.72kN。
实例二
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
SBS改性沥青：57.5g
溶剂油：14.375g
将SBS改性沥青加热至170℃，加入溶剂油，搅拌均匀，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化有机硅橡胶：7.1875g
单组份湿固化聚氨酯：7.1875g
稀释沥青：71.875g
先将单组份湿固化有机硅橡胶与单组份湿固化聚氨酯搅拌均匀，加入稀释沥青，再次搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
矿料：1150g
冷补液：86.25g
矿粉：34.5g
按LB型级配称量矿料，烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型，室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时的马歇尔稳定度分别为：2.11kN、2.75kN、2.53kN、2.64kN。取平均数的马歇尔稳定度为2.5075kN。满足开放交通2kN的初始强度条件。测试其中四个试件室温养生24小时的马歇尔稳定度分别为4.07kN、4.17kN、4.25kN、4.20kN。取平均数的马歇尔稳定度为4.1725kN。测试其中四个试件室温养生15天的马歇尔稳定度分别为7.11kN、6.94kN、7.06kN、6.89kN。取平均数的马歇尔稳定度为7kN。
实例三
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
基质沥青：69g
溶剂油：17.25g
将基质沥青加热至135℃，加入溶剂油，搅拌均匀，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化有机硅橡胶：10.763g
单组份湿固化聚氨酯：10.763g
稀释沥青：86.25g
先将单组份湿固化有机硅橡胶与单组份湿固化聚氨酯搅拌均匀，加入稀释沥青，再次搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
矿料：1150g
冷补液：107.776g
矿粉：34.5g
按LB型级配称量矿料，烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型。室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时马歇尔稳定度分别为：2.36kN、2.69kN、2.42kN、2.53kN。取平均数的马歇尔稳定度为2.5kN。满足开放交通2kN的初始强度条件。测试其中四个试件室温养生24小时的马歇尔稳定度分别为3.52kN、3.77kN、3.58kN、3.64kN。取平均数的马歇尔稳定度为3.6275kN。测试其中四个试件室温养生15天的马歇尔稳定度分别为5.49kN、5.39kN、5.52kN、5.45kN。取平均数的马歇尔稳定度为5.4625kN。
实例四
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
基质沥青：55.2g
溶剂油：13.8g
将基质沥青加热至135℃，加入溶剂油，搅拌均匀，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化有机硅橡胶：14.72g
单组份湿固化聚氨酯：29.44g
稀释沥青：69g
先将单组份湿固化有机硅橡胶与单组份湿固化聚氨酯搅拌均匀，加入稀释沥青，再次搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
回收旧矿料：1150g
冷补液：113.16g
矿粉：34g
按LB型级配称量矿料，烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型，室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时的马歇尔稳定度分别为：3.87kN、4.06kN、3.93kN、3.95kN。取平均数的马歇尔稳定度为3.9525kN。满足开放交通2kN的初始强度条件。测试其中四个试件室温养生24小时的马歇尔稳定度分别为4.82kN、4.68kN、4.75kN、4.63kN。取平均数的马歇尔稳定度为4.72kN。
实例五
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
基质沥青：55.2g
溶剂油：13.8g
将基质沥青加热至135℃，加入溶剂油，搅拌均匀，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化有机硅橡胶：22.08g
单组份湿固化聚氨酯：22.08g
稀释沥青：69g
先将单组份湿固化有机硅橡胶与单组份湿固化聚氨酯搅拌均匀，加入稀释沥青，再次搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
回收旧矿料：1150g
冷补液：113.16g
矿粉：34g
按LB型级配称量矿料，烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型，室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时的马歇尔稳定度分别为：4.65kN、4.59kN、4.83kN、4.52kN。取平均数的马歇尔稳定度为4.6475kN。满足开放交通2kN的初始强度条件。测试其中四个试件室温养生24小时的马歇尔稳定度分别为5.20kN、5.18kN、5.06kN、4.98kN。取平均数的马歇尔稳定度为5.105kN。
实例六
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
基质沥青：57.5g
溶剂油：21.5625g
改性剂：7.1875g
增黏剂：7.1875g
将基质沥青加热至135℃，加入溶剂油，搅拌均匀，加入改性剂，搅拌均匀，加入增黏剂，搅拌均匀，晾至室温，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化有机硅橡胶：14.375g
稀释沥青：93.4375g
将单组份湿固化有机硅橡胶和稀释沥青搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
矿料：1150g
冷补液：107.8125g
矿粉：34.5g
按照LB型级配称量矿料烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型。室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时的马歇尔稳定度分别为：3.35kN、3.89kN、3.45kN、3.65kN。取平均数的马歇尔稳定度为3.585kN。满足开放交通2kN的初始强度条件。测试其中四个试件室温养生24小时的马歇尔稳定度分别为4.65kN、4.93kN、4.78kN、4.69kN。取平均数的马歇尔稳定度为4.7625kN。
对比例
一种湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
按照如下重量配比配料：
基质沥青：57.5g
溶剂油：14.375g
将基质沥青加热至135℃，加入溶剂油，搅拌均匀，得到稀释沥青，待用。
步骤2：制备冷补液
按照如下重量配比配料：
单组份湿固化聚氨酯：14.375g
稀释沥青：71.875g
将单组份湿固化聚氨酯加入稀释沥青，搅拌均匀，得到冷补液，待用。
步骤3：矿料级配
按照矿料的要求进行级配，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按照如下重量配比配料：
矿料：1150g
冷补液：86.25g
矿粉：34.5g
按LB型级配称量矿料，烘干后，放入拌锅中，搅拌均匀，得到级配调好的矿料，加入冷补液，搅拌均匀，加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
使用旋转压实仪，高度控制在63.5mm，压实次数控制为100次，压实成型，室温养生。
按此方法成型多个试件，测试其中四个试件室温养生3小时的马歇尔稳定度分别为：0.69kN、0.88kN、0.78kN、0.73kN。取平均数的马歇尔稳定度为0.77kN。不满足开放交通的要求。
与其他实例形成对比，证明本发明的冷补料改进了现有技术，缩短了养生时间，能够达到快速开放交通的要求。
尤其与实例一相比，单独加入单组份湿固化聚氨酯的冷补料(对比例)与加入单组份湿固化有机硅橡胶(实例一)的相比，其3小时早期强度提高了3kN。由此可见本发明的冷补料可以快速开放交通，弥补了现有技术的不足。
Claims (10)
1.一种湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，该湿固化反应型沥青路面冷补料包括的原料为沥青、矿料、矿粉、稀释剂、湿固化预聚物、增黏剂和改性剂，各个原料的质量比为：
沥青：矿料：矿粉＝(4～6)：100：(0～3)；
沥青：稀释剂＝(70～90)：(30～10)；
稀释沥青：湿固化预聚物：改性剂：增黏剂＝100：(10～50)：(0～10)：(0～10)；
其中，所述的稀释沥青为沥青+稀释剂+改性剂+增黏剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，湿固化预聚物为单组份湿固化硫化有机硅橡胶、或单组份湿固化硫化有机硅橡胶和单组分湿固化聚氨酯的混合物。
3.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，沥青为基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、橡胶沥青、复合改性沥青中的一种。
4.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，稀释剂为柴油、煤油、汽油、航空煤油、溶剂油、芳烃油、二甲苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，增黏剂为松香、氢化松香、萜烯树脂、萜烯-酚醛树脂、古马隆石油树脂、芳香族石油树脂、酯环族石油树脂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，矿料为路面铣刨回收的RAP旧料、玄武岩、石灰岩中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，矿粉为憎水性石料研磨后的矿粉。
8.根据权利要求1所述的湿固化反应型沥青路面冷补料，其特征在于，所述的湿固化反应型沥青路面冷补料中，改性剂为SBR、SBS、橡胶颗粒中的一种或几种。
9.权利要求1～8任意一项所述的湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备稀释沥青
根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中规定的技术指标及加热温度，选择并加热沥青，得到沥青液；按配比，向沥青液中加入稀释剂搅拌均匀，再加入改性剂搅拌均匀，最后加入增黏剂搅拌均匀，得到稀释沥青；
步骤2：制备冷补液
按配比，将湿固化预聚物和稀释沥青混合，搅拌均匀，得到冷补液；
步骤3：矿料级配
将矿料按级配调和后，烘干，得到级配调好的矿料；
步骤4：制备湿固化反应型沥青路面冷补料
按配比，将冷补液和级配调好的矿料拌和后，再按配比加入矿粉，搅拌均匀，得到湿固化反应型沥青路面冷补料。
10.根据权利要求9所述的湿固化反应型沥青路面冷补料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，矿料级配采用LB型级配，LB型级配标准见《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中规定。
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|---|---|---|---|
| CN201910584136.4A CN110171942B (zh) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法 |
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