CN111170681A - 一种冷补沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷补沥青混合料及其制备方法，其由下述质量比的原材料混合构成：集料92‑97份，冷补沥青液3‑8份。所述的冷补沥青液由下述质量比的原材料构成：70号基质沥青90‑110份；环氧树脂1‑3份；萜烯树脂0.4‑1份；抗剥落剂0.2‑0.6份；柴油15‑26份。本发明可长时间存储，储存1年后使用效果仍较好；稳定性与粘聚稳定高，能够满足工作和易性的要求，坑槽修补后初期也不会产生严重车辙现象；耐久性好，一般使用寿命能达到2年以上，延长了冷补料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷补沥青混合料及其制备方法，属于道路修补材料技术领域。
背景技术
随着我国交通事业的迅猛发展，沥青混凝土路面得到了广泛应用，但沥青混凝土路面的病害仍然频发，路面坑槽作为常见沥青路面病害的典型，其危害不可小视，坑槽修补已成为道路养护工程中的一项重要工作，现有的坑槽修补就是采用沥青冷补材料对坑槽进行填补。所述沥青冷补材料是指没有加热的矿料(骨料)与稀释的沥青经过拌和而形成的一种混合料。冷补料经常在坑槽存在雨水等非常不利的工程条件下使用，因此冷补沥青液的性能优良将直接关系到冷补料的长期耐久性。
现行市面上国内研发生产的常规预拌式冷铺料或冷补料，大都因为其水稳定性不足，往往修补一年后的残存率较低，达不到预计寿命的要求，耐久性问题未得到根本性解决，因此难以达到良好的实际使用效果，有待进一步改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种成本低，加工容易，使用效果好的冷补沥青混合料及其制备方法，可以克服现有技术的不足。
本发明是通过以下技术方案实现的：
冷补沥青混合料由下述质量比的原材料混合构成：集料92-97份，冷补沥青液3-8份。
所述的冷补沥青液由下述质量比的原材料构成：
70号基质沥青90-110份
环氧树脂1-3份
萜烯树脂0.4-1份
抗剥落剂0.2-0.6份
柴油15-26份。
更进一步的冷补沥青液由下述质量比的原材料构成：
70号基质沥青100份
环氧树脂2份
萜烯树脂0.6份
抗剥落剂0.4份
柴油20份。
所述的冷补沥青液的制备方法是：
1）将70号基质沥青在100℃烘箱中加热2h，随后按比例加入柴油；
2）将步骤1）中的沥青与柴油混合液放置在高速剪切仪中，高速剪切2h，剪切速度调至3000r/min，保持温度90℃±1℃；
3）高速剪切2h后，依次加入称量好的环氧树脂、抗剥落剂和萜烯树脂，继续剪切2h，保持温度为90℃±1℃； 在加入萜烯树脂后，每隔15min用玻璃棒沿容器外沿容器四周搅拌一次，搅拌时间1min；
4）将准备好的冷补液入容器中，密封常温保存。
所述的冷补沥青混合料的其制备方法是，
1）所述的集料为石灰岩，级配选用SMA-10级配，在集料使用前在105℃烘箱中烘干3-4h后晾干备用；
2）取对应质量的冷补沥青液倒入拌锅中与配好的集料进行常温机械拌合120s；
3）拌和好后进行密封装袋储存，放在阴凉通风处，以备使用。
与现有技术比较，本发明具有以下优点
（1）储存稳定性好，可长时间存储。制备的冷补沥青液在密封罐中密封储存，储存时间较长，一般储存1年后使用效果仍较好；因目前国内外没有具体针对冷补料进行性能评价的具体规范和评价依据。鉴于此，本专利借鉴国内外众多研究学者研究较多的试件终了强度，作为冷补料强度性能的评价指标。具体试验步骤如下所示：1）取1100ｇ左右冷补料（装料按压实后试件高度63.5±1.3mm进行控制），双面各击实50次。2）侧面竖立并和模具一块放置在90℃烘箱中24h。取出后再双面各击实25次，室温中竖立放置24h。3）试件脱模，进行40℃水浴30min，取出后检测其稳定度。本研究采用国内市面上常用的两种冷补料WL型和YT型与本专利冷补液拌合的冷补料进行强度测试比对，试验结果见下表1。
有上表结果得知，本产品研发储存1年后的冷补液再拌合冷补料强度，均要比市面上常用的两种冷补料WL型和YT型高。储存一年后的本专利冷补液制备的冷补料终了强度降低率仅有10.3%，均比WL型和YT型要低。其终了强度为4.87kN，满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中不宜小于3kN的技术要求，而WL型和YT型略低于规范技术要求。由此说明本专利冷补液储存1年后使用效果仍较好。（2）工作和易性与初期稳定性能优良。通过该冷补液制备的冷补沥青混合料在现场施工时，人工用铁铲均能轻松拌合铺筑，能够满足工作和易性的要求，且坑槽修补后初期没有产生车辙现象。（通过和市场上的现有产品进行对比，通过数据证明作为冷补沥青混合料的性能优势）
（3）水稳定性优良。冷补料性能的薄弱方面就是其抗水损害能力。这与冷补料的级配组成，稀释剂的挥发以及冷补料的使用特点有很大的关系。冷补料内部较大的空隙促进了稀释剂挥发，在此期间，水分也非常容易进入到冷补料中。目前，较多的研究学者采用修正后的马歇尔残留稳定度，对其水稳定性进行测评。比如将水浴60℃改为40℃，将48h后的一组试件稳定度MS1，与40℃烘箱养护48h的一组稳定度MS的比值，作为其水稳定性的评价指标。残留稳定度MS0按下式进行计算。
MS0=MS1/MS×100%
式中：MS0—试件的浸水残留稳定度，%；
MS1—试件40℃水浴48h后的稳定度，kN；
MS—试件40℃烘箱养生48h后的稳定度，kN。
采用该方法对本专利研发的冷补料和YT型、WL型冷补料进行其水稳定性能检测。试验结果见下表2。
有上表结果得知，本专利研发的冷补液再拌合冷补料水稳定性其评价指标残留稳定度MS0，均要比市面上常用的两种冷补料WL型和YT型好。只要保证无论在饱水或富水状态下冷补沥青始终裹附在集料表面，那么集料与集料之间就是一直粘接在一起，不会发生集料因粘结力不足发生自然剥离现象。因此，该水稳定性试验结果验证了本专利研发的冷补液再拌合冷补料其水稳定性具有良好的效果。
（4）耐久性好，制备生产的冷补料在实际使用过程中的耐久性，一般使用寿命能达到2年以上，大大延长了冷补料的使用寿命。通过路面坑槽修补工程实例可知，坑槽修补2年后的WL型和YT型冷补料表面存在集料脱落的现象，且边角处有损坏，均出现了二次病害。本产品冷补料表面较为平正，集料几乎无脱落，路用性能表现较优。
（5）造价低，相对现有市场所购买冷补沥青混合料，材料构成更加简单，价格更低，根据级配SMA-10和最佳油石比5.1%，对生产1吨本专利研发的冷补料进行成本计算并与市面上的冷补料产品进行成本对比，结果见表3和表4。
综合市面上YT型和WL型冷补料的生产成本和路用性能分析来看，本文本专利冷补料材料构成简单，经济适用，性能较为优良。
具体实施方式
实施例1，一种冷补沥青混合料，其由集料9200kg，冷补沥青液300kg混合制成，其制备方法是，1)所用的集料为石灰岩，级配选用SMA-10级配，石灰岩使用前在105℃烘箱中烘干3h后晾干备用；
2）取对应质量的冷补沥青液倒入拌锅中与配好的集料进行常温机械拌合120s；
3）拌和好后进行密封装袋储存，放在阴凉通风处，以备使用。
所用的冷补沥青液通过下属方法制备：
1）取900kg70号基质沥青放入100℃烘箱中加热2h，随后加入150kg柴油；
2）将步骤1）中的沥青与柴油混合液倒入高速剪切仪中，高速剪切2h，剪切速度调至3000r/min，保持温度90℃±1℃；
3）高速剪切2h后，依次加入10kg环氧树脂、2kg抗剥落剂和4kg萜烯树脂，继续剪切2h，保持温度为90℃±1℃； 在加入萜烯树脂后，每隔15min用玻璃棒沿容器外沿容器四周搅拌一次，搅拌时间1min；
4）将准备好的冷补液倒入容器中，密封常温保存。
实施例2，一种冷补沥青混合料，其由集料9700kg，冷补沥青液800kg混合制成，其制备方法是：
1)所用的集料为石灰岩，级配选用SMA-10级配，石灰岩使用前在105℃烘箱中烘干3h后晾干备用；
2）取对应质量的冷补沥青液倒入拌锅中与配好的集料进行常温机械拌合120s；
3）拌和好后进行密封装袋储存，放在阴凉通风处，以备使用。
所用的冷补沥青液通过下属方法制备：
1）取1100kg70号基质沥青放入100℃烘箱中加热2h，随后加入260kg柴油；
2）将步骤1）中的沥青与柴油混合液倒入高速剪切仪中，高速剪切2h，剪切速度调至3000r/min，保持温度90℃±1℃；
3）高速剪切2h后，依次加入30kg环氧树脂、6kg抗剥落剂和10kg萜烯树脂，继续剪切2h，保持温度为90℃±1℃； 在加入萜烯树脂后，每隔15min用玻璃棒沿容器外沿容器四周搅拌一次，搅拌时间1min；
4）将准备好的冷补液入容器中，密封常温保存。
实施例3，一种冷补沥青混合料，其由集料1000kg，冷补沥青液51kg混合制成，其制备方法是：
1)所用的集料为石灰岩，级配选用SMA-10级配，石灰岩使用前在105℃烘箱中烘干3h后晾干备用；
2）取对应质量的冷补沥青液倒入拌锅中与配好的集料进行常温机械拌合120s；
3）拌和好后进行密封装袋储存，放在阴凉通风处，以备使用。
所用的冷补沥青液通过下属方法制备：
1）取100kg70号基质沥青放入100℃烘箱中加热2h，随后加入20kg柴油；
2）将步骤1）中的沥青与柴油混合液倒入高速剪切仪中，高速剪切2h，剪切速度调至3000r/min，保持温度90℃±1℃；
3）高速剪切2h后，依次加入20kg环氧树脂、0.4kg抗剥落剂和0.6kg萜烯树脂，继续剪切2h，保持温度为90℃±1℃； 在加入萜烯树脂后，每隔15min用玻璃棒沿容器外沿容器四周搅拌一次，搅拌时间1min；
4）将准备好的冷补液倒入容器中，密封常温保存。
Claims (5)
1.一种冷补沥青混合料，其特征在于，其由下述质量比的原材料混合构成：集料92-97份，冷补沥青液3-8份。
2.根据权利要求1所述的冷补沥青混合料，其特征在于，所述的冷补沥青液由下述质量比的原材料构成：
70号基质沥青90-110份
环氧树脂1-3份
萜烯树脂0.4-1份
抗剥落剂0.2-0.6份
柴油15-26份。
3.根据权利要求2所述的冷补沥青混合料，其特征在于，所述的冷补沥青液由下述质量比的原材料构成：
70号基质沥青100份
环氧树脂2份
萜烯树脂0.6份
抗剥落剂0.4份
柴油20份。
4.根据权利要求2或3所述的冷补沥青混合料，其特征在于，所述的冷补沥青液的制备方法是：
1）将70号基质沥青在100℃烘箱中加热2h，随后按比例加入柴油；
2）将步骤1）中的沥青与柴油混合液放置在高速剪切仪中，高速剪切2h，剪切速度调至3000r/min，保持温度90℃±1℃；
3）高速剪切2h后，依次加入称量好的环氧树脂、抗剥落剂和萜烯树脂，继续剪切2h，保持温度为90℃±1℃； 在加入萜烯树脂后，每隔15min用玻璃棒沿容器外沿容器四周搅拌一次，搅拌时间1min；
4）将准备好的冷补液倒入容器中，密封常温保存。
5.根据权利要求2或3所述的冷补沥青混合料的其制备方法，其特征在于，
1）所述的集料为石灰岩，级配选用SMA-10级配，在集料使用前在105℃烘箱中烘干3-4h后晾干备用；
2）取对应质量的冷补沥青液倒入拌锅中与配好的集料进行常温机械拌合120s；
3）拌和好后进行密封装袋储存，放在阴凉通风处，以备使用。
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