CN111019526A - 一种环保渗透型沥青路面再生养护剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保渗透型沥青路面再生养护剂及其制备方法和应用，包括如下重量份的各组分，环保型溶剂30‑50份，固体沥青10‑20份，渗透剂1‑6份，活性再生剂5‑15份，有机胶黏剂15‑35份。采用溶解度为δ=7.5‑9.5的环保型溶剂，不含有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯等苯类有害物质，制备的养护剂环境友好，并且此类溶剂对沥青的溶解能力强，与有机胶黏剂相容性好；添加有机胶黏剂，可以形成既坚硬又富韧性的保护膜，提高沥青的粘结力和耐磨性，封堵路面上的微小裂缝（3mm以下裂缝），加固松散的沥青路面，提高路面的整体强度。

Description

一种环保渗透型沥青路面再生养护剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种路面养护材料，尤其涉及一种环保型再生养护材料、制备方法和具体的应用场景。

背景技术

沥青胶结料作为一种粘弹性材料，与石料作用形成沥青路面，具有良好的高低温力学性能、抗滑性能及行车舒适性，然而其在服役过程中却会受到光照和温度的耦合作用，使得沥青产生老化，从而导致沥青胶结料结构的破坏，使得路面变硬变脆，在行车荷载作用下，极易产生路面裂缝，造成路面破坏。此外，沥青路面在荷载和降雨的双重耦合条件下容易导致沥青路面出现水损害，进而出现路面松散、掉粒甚至大范围路面坑槽、网裂等病害的发生。国内外研究者发现通过对路面进行合理的处理，可以有效延缓路面受到的损害。

中国专利文献CN102153926A“一种沥青路面渗透再生涂料及其制备方法”公开了一种沥青路面渗透再生涂料及其制备方法。其组成为：30-50份成膜树脂，3-9重量份渗透剂，2-8重量份沥青再生剂，30-50重量份溶剂，10-20重量份煤焦油；其所用的溶剂含有甲苯和煤焦油等有害物质，对环境造成伤害。中国专利文献CN102702760A“雾封层改性乳化沥青及其制备方法”公开了改性乳化沥青类再生雾封层的制备方法，但是使用水性的乳化沥青类材料在沥青路面的渗透性差，其渗透深度仅为5mm，使用后仅仅是类似于表面再铺一层沥青进行封层，造成集料的沥青裹覆膜内部的老化沥青未被再生材料软化，而表面的老化沥青却软化程度过大，容易导致沥青混合料抗车辙性能变差。

雾封层路面养护剂作为沥青路面常用养护方法的一种，有着造价低廉、施工快捷等优点，通过在微裂缝、松散这几种损坏发生的初期进行雾封层养护，就可以在一定程度上封闭路面，固结松散的集料，达到防止水进入路面，延缓微小损坏的继续发展，延迟进程性损坏的效果。但是由于目前的雾封层路面养护剂存在环境不友好、抗车辙性能较差等缺陷，因此提供一种能够解决上述问题的养护剂具有重要的工业价值。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种环保渗透型沥青路面再生养护剂，提高材料的环境友好性和抗车辙性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种环保渗透型沥青路面再生养护剂，包括如下重量份的各组分，

环保型溶剂30-50份，如果环保型溶剂用量低于30份，难以完全溶解固体沥青，若超过50份，溶剂挥发速度慢，干燥时间长，使用后开发交通时间不能满足要求；

固体沥青10-20份，如果固体沥青含量低于10份，有效成膜物质少，难以形成连续连接的保护膜，养护效果不佳，固体含量若高于20份，难以完全溶解；

渗透剂1-6份，如果渗透剂含量低于1份时，渗透效果有限，渗透剂含量过高，干燥时间长，使用后开发交通时间不能满足要求；

活性再生剂5-15份，当活性再生剂含量低于5份时，再生剂含量不够，再生还原效果差，达不到实际效果，活性再生剂含量超过15份，对沥青再生作用过度，降低路面抗车辙性能；

有机胶黏剂15-35份；当有机胶黏剂含量低于15份时，对沥青的增强效果差，不能提高沥青的粘结力，对松散的沥青路面起不到加固效果，有机胶黏剂含量高于35份

时，体系粘度过大，影响了材料的渗透性能。

作为优选的，环保型溶剂的溶解度参数为δ＝7.5-9.5。

作为优选的，环保型溶剂为正辛烷、环己烷、乙酸丁酯、乙酸乙酯、哌啶中的任意一种。

作为优选的，固体沥青为岩沥青、煤沥青、石油硬质沥青颗粒中的任意一种。

作为优选的，渗透剂为石油醚、煤油、柴油中的任意一种。

作为优选的，活性再生剂为糠醛抽出油、减四线抽出油、环氧大豆油中的任意一种。

作为优选的，有机胶黏剂为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的任意一种。

本发明的第二目的是提供环保渗透型沥青路面再生养护剂的制备方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

S1、先按照重量份称取30-50份的环保型溶剂加入到搅拌罐中，再称取10-20份的固体沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌时间2h-4h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将相应重量份的渗透剂、再生剂加入溶剂稀释沥青中，搅拌10-30min，最后加入有机胶黏剂，搅拌1h后经滤网过滤，得到环保渗透型沥青路面再生养护剂。

作为优选的，在S2中过20目滤网，得到目标产物。

本发明的第三目的是提供环保渗透型沥青路面再生养护剂的应用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.采用溶解度为δ＝7.5-9.5的环保型溶剂，不含有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯等苯类有害物质，制备的养护剂环境友好，并且此类溶剂对沥青的溶解能力强，与有机胶黏剂相容性好；所选的环保型溶剂的溶解度参数与沥青的溶解度参数接近，可以将沥青溶解成溶液，并与有机胶黏剂混合均匀，有机胶黏剂为树脂类材料，在溶液成膜时，在沥青内部形成交联网络结构，提高沥青的粘结力强度，加固已经损坏的路面；

2.添加有机胶黏剂，可以形成既坚硬又富韧性的保护膜，提高沥青的粘结力和耐磨性，封堵路面上的微小裂缝(3mm以下裂缝)，加固松散的沥青路面，提高路面的整体强度；

3.采用油溶性渗透剂，可以提高环保渗透型沥青路面再生养护剂的渗透性能；因为该类渗透剂是沥青的良溶剂，可以对老化沥青进行溶胀和溶解，减弱沥青分子间的相互作用力，提高环保渗透型沥青路面再生养护剂在沥青路面的扩散渗透性能，可以渗透到沥青路面30mm渗透深度；

4.在高渗透剂的协助作用下，高效再生剂也可以渗透到沥青面层以下30mm，远高于现有养护剂渗透深度只能达到5mm，可以最大程度的还原和恢复老化沥青的性能，延缓路面的脆化和老化；

5.采用硬质沥青颗粒等固体沥青而非70#、90#、110#基质沥青，既可以减少制备过程中基质沥青的加热融化过程，也可以提高还原再生沥青的抗车辙能力；

6.本发明环保渗透型沥青路面再生养护剂在制备过程以及使用过程中不需要额外加热，避免了使用石油沥青需要加热，耗能较高的问题，整体制备工艺简单易操作，现场使用喷洒不需要额外加热，使用方便，易于工业化和现场施工。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的环保渗透型沥青路面再生养护剂及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，下面结合具体实施例对本发明提供的环保渗透型沥青路面再生养护剂及其制备方法进行详细的描述，但不应将其理解为对本发明保护范围的限定。

本发明市售材料型号及具体厂家如下所示：

正辛烷、环己烷、：南京汇景石油化工有限公司；

乙酸乙酯、乙酸丁酯、石油醚：济南宏巨化工有限公司；

哌啶：莱阳市宇辰化工技术研发所；

岩沥青：T140，天津市诚利化工有限责任公司；

煤沥青：邯郸县福润化工有限公司；

石油硬质沥青颗粒：抗车辙母粒，中石化洛阳分公司；

煤油、柴油：昆山化工原料有限公司；

糠醛抽出油、减四线抽出油：山东孚润达化工有限公司；

环氧大豆油：济南长志商贸有限公司；

热塑性丙烯酸树脂：济南华特化工有限公司；

聚氨酯：CX-718，湖北创鑫聚氨酯材料有限公司；

环氧树脂：Y-100-A，东莞市沅邦电子材料有限公司。

实施例1

S1、先称取3000kg的溶解度参数δ＝7.6的正辛烷加入到10t的搅拌罐中，再称取1000kg份的岩沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间4h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将300kg的渗透剂石油醚、500kg的糠醛抽出油再生剂加入S1制备的溶剂稀释沥青中，搅拌10min，最后加入3000kg热塑性丙烯酸树脂，搅拌1h后得到经过20目滤网过滤后得到环保渗透型沥青路面再生养护剂1。

实施例2

S1、先称取5000kg的溶解度参数δ＝8.2的环己烷烷加入到10t的搅拌罐中，再称取2000kg份的煤沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间4h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将600kg的渗透剂煤油、1500kg的减四线抽出油再生剂加入S1制备的溶剂稀释沥青中，搅拌30min，最后加入3500kg热塑性丙烯酸树脂，搅拌1h后得到经过20目滤网过滤后得到环保渗透型沥青路面再生养护剂2。

实施例3

S1、先称取4000kg的溶解度参数δ＝8.7的哌啶加入到10t的搅拌罐中，再称取1500kg份的石油硬质沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间3h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将100kg的渗透剂柴油、1000kg的环氧大豆油再生剂加入S1制备的溶剂稀释沥青中，搅拌20min，最后加入1500kg环氧树脂，搅拌1h后得到经过20目滤网过滤后得到环保渗透型沥青路面再生养护剂3。

实施例4

S1、先称取4000kg的溶解度参数δ＝9.1的乙酸乙酯加入到10t的搅拌罐中，再称取2000kg份的石油硬质沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间2h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将400kg的渗透剂煤油、1000kg的糠醛抽出油再生剂加入S1制备的溶剂稀释沥青中，搅拌30min，最后加入2000kg聚氨酯，搅拌1h后得到经过20目滤网过滤后得到环保渗透型沥青路面再生养护剂4。

实施例5

S1、先称取3500kg的溶解度参数δ＝8.2的乙酸丁酯加入到10t的搅拌罐中，再称取1000kg份的煤沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间3h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将300kg的渗透剂石油醚、500kg的糠醛抽出油再生剂加入S1制备的溶剂稀释沥青中，搅拌10min，最后加入3000kg热塑性丙烯酸，搅拌1h后得到经过20目滤网过滤后得到环保渗透型沥青路面再生养护剂5。

实施例6

S1、先称取3000kg的溶解度参数δ＝7.6的正辛烷加入到10t的搅拌罐中，再称取1000kg份的岩沥青加入到搅拌罐中，并开启搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间4h，得到溶剂稀释沥青；

S2、将300kg的渗透剂煤油、500kg的糠醛抽出油再生剂加入S1制备的溶剂稀释沥青中，搅拌10min，最后加入1500kg环氧树脂，搅拌1h后得到经过20目滤网过滤后得到环保渗透型沥青路面再生养护剂6。

实施例1-6制备的环保渗透型沥青路面再生养护剂的实验技术数据如下表1所示：

表1环保渗透型沥青路面再生养护剂技术指标

实施例1到实施例6的实验是根据上海市“沥再生预养护应用技术规程”的技术要求，增加了渗透深度和施工后与沥青路面粘结性能的测试。从表1的数据可看出：采用本发明的组分配比及制备方法制得的环保渗透型沥青路面再生养护剂对老化沥青针入度提高率＞20％，延度提高率＞25％，软化点降低率＜16％，其再生能力远高于技术规范的要求。通过增加的渗透深度测试发现：实施例1-6制备再生养护剂的渗透深度都＞30mm，施工后对路面的抗滑性能(BPN)影响小。采用了有机粘结剂后，与沥青路面的粘结力＞0.5MPa。

因此，采用本发明制备的环保渗透型沥青路面再生养护剂不仅溶剂采用环保型溶剂材料，克服了现有水性乳化沥青类雾封层材料渗透性差、油性雾封层溶剂含有苯、甲苯不环保或者采用70#、90#、110#基质沥青制备过程中消耗热能等问题，采用环保型溶剂和固体沥青，在室温下搅拌反应制备，具有高渗透性、高再生和加固性能的沥青里面养护剂，更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：包括如下重量份的各组分，

环保型溶剂 30-50份

固体沥青 10-20份

渗透剂 1-6份

活性再生剂 5-15份

有机胶黏剂 15-35份。

2.根据权利要求1所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：所述环保型溶剂的溶解度参数为δ=7.5-9.5。

3.根据权利要求1或2所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：所述的环保型溶剂为正辛烷、环己烷、乙酸丁酯、乙酸乙酯、哌啶中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：所述固体沥青为岩沥青、煤沥青、石油硬质沥青颗粒中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：所述渗透剂为石油醚、煤油、柴油中的任意一种。

6.根据权利要求4或5所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：所述活性再生剂为糠醛抽出油、减四线抽出油、环氧大豆油中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂，其特征在于：所述有机胶黏剂为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的任意一种。

8.根据权利要求1~7任一项所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、按照重量份称取环保型溶剂加入到搅拌罐中，再称取固体沥青并加入到搅拌罐，充分搅拌后，得到溶剂稀释沥青；

S2、将按照重量份称取的渗透剂、再生剂加入溶剂稀释沥青中，搅拌，最后加入有机胶黏剂，充分搅拌，过滤网得到目标产物。

9.根据权利要求8所述的环保渗透型沥青路面再生养护剂的制备方法，其特征在于：在S2中过20目滤网，得到目标产物。