CN111892336B - 一种自热温拌沥青修补料及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自热温拌沥青修补料及其施工方法，属于道路材料技术领域，自热温拌沥青修补料包括以下质量分数的组分：集料62‑72％、自发热料20‑30％、修补液6‑8.5％，工程纤维0.3‑0.5％；所述自发热料包括遇水放热的物质，以在拌和时使沥青修补料升温到100‑120℃。自热温拌沥青修补料的施工方法包括以下步骤：将集料和自发热料混合、拌和均匀后加入修补液，最后加入工程纤维拌和均匀；待修补料温度上升后，将修补料填入清理干净、涂刷粘层的坑槽内，整平后夯实即可。本发明的沥青修补料包括自发热料，拌和时自发热，使沥青修补料的温度升高，实现了冷料温拌，保证了修补后的压实度，提高修补效果，施工更方便。

Description

一种自热温拌沥青修补料及其施工方法

技术领域

本发明属于道路材料技术领域，具体涉及一种自热温拌沥青修补料，另外，本发明还涉及一种自热温拌沥青修补料的施工方法。

背景技术

沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面，是目前道路建设中被最广泛采用的高级路面之一。沥青路面的沥青类结构层本身，属于柔性路面范畴，因此随着道路交通量的增加、汽车轴载的增大以及行车速度的提高，沥青路面在行车荷载及环境因素的作用下，会出现裂缝、坑槽等病害。

当这些初步的非结构性损坏没有得到及时有效的修补时，就会导致路面破损范围扩大，破损程度更加严重，降低了行车舒适性，减弱了路面通行能力，甚至影响交通安全。

现阶段沥青路面快速修补材料主要有热拌沥青混合料和冷补料。热拌沥青混合料修补质量高、耐久性较好，但由于热沥青混合料对温感灵敏，低温环境下混合料散热快，造成混合料压实困难，不利于坑槽修补。因此低温环境下路面坑槽难以及时处理，降低了道路行车安全性。同时，采用热拌沥青混合材料修补坑槽对施工设备要求高、能耗大、污染环境。

冷补料主要包括溶剂型冷补料和乳化沥青冷补料。冷补料低温工作性好，储存时间长，储存稳定性好，用于路面修补后，冷补料中的稀释剂随时间推移逐渐挥发，沥青恢复原有性质，混合料强度形成，然而冷补料初期强度太低，强度增长缓慢，抗水损害性差，使用寿命短，修补后路面容易再次损坏；乳化沥青冷补料破乳时间难以精确控制，稳定性较差，使得乳化沥青冷补料在成型时间和存储稳定性等方面存在较大问题。

为了解决上述问题，现有技术(CN110922097)公开一种沥青路面修补材料，可以通过微波加热激发修补材料中的水分等高介电损耗物质在微波磁场作用下产生大量分子运动，从而产生大量内部摩擦热，进而使修补材料内部温度均匀升高、乳化沥青破乳、内部水分汽化排除从而使修补材料快速产生强度，适合现场常温拌和。

但是现有技术修补材料在施工时，仍需要专门的微波设备照射浇筑在路面坑槽处的修补料，施工不方便。

发明内容

基于上述背景问题，本发明旨在提供一种自热温拌沥青修补料，拌和时自发热使修补料温度升高，不需要借助外部设备加热，使用更方便。本发明的另一目的是提供一种自热温拌沥青修补料的施工方法。

为达到上述目的，一方面，本发明实施例的技术方案如下：

一种自热温拌沥青修补料，包括以下质量分数的组分：

集料62-72％、自发热料20-30％、修补液6-8.5％，工程纤维0.3-0.5％；所述自发热料包括遇水放热的物质，以在拌和时使沥青修补料加热到100-120℃。

在一个实施例中，所述自发热料包括：

预发热料，与所述集料预先拌和，以在预发热料遇水放热时，将集料加热至初始温度；

二次反应发热料，在所述初始温度激发下发生化学反应，并放出大量反应热，以将沥青修补料加热至100-120℃。

优选地，所述自发热料包括以下质量分数的组分：

预发热料：生石灰40-50％；

二次反应发热料：铝粉12-16％、铁粉10-15％、碳酸钠8-10％、活性炭4-6％、镁粉4-5％、硝酸钾3-5％、硅藻土2-3％。

在一个实施例中，所述集料通过以下粒径的矿料配置而成：

9.5-13.2mm矿料38-43％、4.75-9.5mm矿料30-35％、2.36-4.75mm矿料11-16％、2.36mm以下的矿料7-11％。

在一个实施例中，所述修补液为SBS复合改性乳化沥青，包括以下质量分数的组分：

SBS改性沥青60-65％、乳化剂1.8-2.2％、降粘剂2.4-3.5％、温拌剂0.5-0.7％、余量为水。

在一个实施例中，所述乳化剂为复配乳化剂，包括乳化剂A和乳化剂B，所述乳化剂A和乳化剂B的质量比为1-2：1；所述乳化剂A为中裂或慢裂型沥青乳化剂，HLB值在12-16之间，所述乳化剂B为亲油性乳化剂，HLB值在3-6之间。

优选地，所述乳化剂A选自BE-2、BE-3型沥青乳化剂中的一种或多种；所述乳化剂B选自山梨醇酐单硬脂酸酯、异硬脂酸单甘油酯、聚甘油硬脂酸酯、聚甘油油酸酯、单油酸而甘酯、聚硅烷醚中的一种或多种。

在一个实施例中，所述降粘剂为芳烃油或抽出油；所述温拌剂为HH-XII型温拌剂。

在一个实施例中，所述工程纤维为矿物纤维或聚合物纤维，所述工程纤维的长度为4-6mm。

另一方面，本发明实施例还提供一种自热温拌沥青修补料的施工方法，包括以下步骤：

按比例将集料和自发热料混合、搅拌均匀，然后喷洒一定比例的水雾，拌和均匀后加入修补液再次搅拌均匀，最后加入工程纤维，拌和均匀；待修补料温度上升后，将修补料填入清理干净、涂刷粘层的坑槽内，整平后夯实即可。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

1、本发明的沥青修补料中包括自发热料，拌和时能够自发热，使沥青修补料的温度升高，拌制的沥青修补料达到温拌沥青混合料的效果，冷料温拌，从而保证了沥青修补料的压实度，提高修补效果，另外本发明的修补料无需借助外部设备升温，施工更方便。

2、本发明的沥青修补料中包括修补液，修补液为SBS复合改性乳化沥青，在拌和过程中破乳，其中的水分被自发热料吸收，促进自发热料温度的释放和快速提升，也有利于破乳后SBS复合改性沥青胶结材料在矿料表面的裹敷，此外，反应完的自发热料、工程纤维等具有较大表面积，能与修补液形成具有较强粘结力的粘结层，该粘结层可以缠绕并包裹粗集料，形成一个网络状的笼罩结果，可以将所有集料固定，从而使自热温拌沥青修补料产生整体结构强度。

3、本发明的集料通过各种粒径大小的矿料级配而成，具有一定的棱角性，能够给予自热温拌沥青修补料较大的嵌挤力，悬浮密实型结构也能提供较大的嵌挤作用。

4、本发明的修补料中包括工程纤维，工程纤维可以增加修补料的韧性，纤维穿插于集料、胶结材料物之间，对修补料整体起到加筋作用，也提高了修补料内部的粘结力，能保持自热温拌沥青修补料整体的强度、稳定性和耐久性。

5、本发明的修补液中包括温拌剂，HH-XII型温拌剂是基于表面活性的乳化型温拌剂，该温拌剂在沥青混合料拌合过程中使沥青发生微泡，增加混合料的和易性，以降低混合料各施工环节温度，实现沥青混合料在较低温度下施工的目的；同时由于该温拌剂具有与抗剥落剂相似的分子结构，从而可以显著增强沥青混合料的水稳性能。

具体实施方式

本发明涉及道路材料技术领域，具体涉及沥青道路修补材料领域，现有的沥青修补料主要是热拌沥青混合料和冷补料，热拌沥青混合料虽然修补效果好，但是需要远距离运输热沥青混合料或现场加热拌和，费时费力；冷补料多为溶剂稀释沥青拌和，省力但修补强度不高，效果不佳，容易再次破坏。

虽然现有技术公开了通过微波加热激发高介电损耗物质产生大量分子运动，从而使修补料内部产生摩擦热以加热修补料的技术，但是该现有技术仍需要专门的微波设备进行加热，依旧存在施工不方便的问题。

为此，本发明提供一种自热温拌沥青修补料，本发明的沥青修补料中包括自发热料，拌和时能够自发热，使沥青修补料的温度升高，从而保证了沥青修补料的压实度，提高修补效果，另外本发明的修补料无需借助外部设备升温，施工更方便。

需要说明的是，本发明的修补料中的各物料按比例独立包装，各物料先装入塑料袋密封，再装入内附防水隔膜的防水编织袋，其中修补液的包装袋应加厚。

接下来通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种自热温拌沥青修补料，包括以下质量分数的组分：集料72％、自发热料21.7％、修补液6％、工程纤维0.3％；

所述集料通过以下粒径的矿料配置而成：9.5-13.2mm石料38％、4.75-9.5mm石料35％、2.36-4.75mm石料16％、2.36mm以下的石料11％，所述矿料为玄武岩、辉绿岩、闪长岩的混合料。

所述自发热料包括以下质量分数的组分：预发热料：生石灰40％；二次反应发热料：铝粉16％、铁粉15％、碳酸钠10％、活性炭6％、镁粉5％、硝酸钾5％、硅藻土3％。

所述修补液为SBS复合改性乳化沥青，包括以下质量分数的组分：SBS改性沥青60％、乳化剂1.8％、降粘剂2.4％、温拌剂0.5％、余量为水。

其中，SBS改性沥青处的基质沥青为90号沥青，SBS的添加量为基质沥青质量的4％。

其中，所述乳化剂为复配乳化剂，包括乳化剂A和乳化剂B，所述乳化剂A和乳化剂B的质量比为1：1；所述乳化剂A为BE-2型沥青乳化剂；所述乳化剂B为异硬脂酸单甘油酯和聚甘油硬脂酸酯的等比例混合物。

其中，所述降粘剂为抽出油，所述温拌剂为HH-XII型温拌剂，所述温拌剂的主要技术指标如表1所示，本实施例的温拌剂在不影响沥青料的性能的基础上，能够增加混合料的和易性，以降低混合料各施工环节温度，实现沥青混合料在较低温度下施工的目的；同时由于该温拌剂具有与抗剥落剂相似的分子结构，从而可以显著增强沥青混合料的水稳性能。

表1温拌剂的主要技术指标

所述工程纤维为矿物纤维，本实施例选用玄武岩纤维，长度为4-6mm。

上述修补液的制备方法包括以下步骤：

(1)将温拌剂、降粘剂、乳化剂A按比例加入SBS改性沥青中，搅拌均匀，加热至180℃备用；

(2)将乳化剂B按比例配制成乳液，加热至70℃备用；

(3)启动专用改性沥青胶体磨，先将乳化剂B乳液加入胶体磨中，再缓慢加入添加降粘剂、温拌剂、以及乳化剂A的SBS改性沥青，高速剪切乳化，制备成SBS改性乳化沥青。乳化完成后进行5min的均质，当体系降至室温后，再进行3min的均质后即可制得修补液。

对上述修补液的性能进行检测，如表2所示。

表2 SBS复合改性乳化沥青的性能检测表

实施例2

一种自热温拌沥青修补料，包括以下质量分数的组分：集料69.6％、自发热料23％、修补液7％、工程纤维0.4％；

所述集料通过以下粒径的矿料配置而成：9.5-13.2mm矿料43％、4.75-9.5mm矿料30％、2.36-4.75mm矿料16％、2.36mm以下的矿料11％，所述矿料为玄武岩、辉绿岩、闪长岩的混合料。

所述自发热料包括以下质量分数的组分：预发热料：生石灰50％；二次反应发热料：铝粉15％、铁粉10％、碳酸钠10％、活性炭4％、镁粉4％、硝酸钾4％、硅藻土3％。

所述修补液为SBS复合改性乳化沥青，包括以下质量分数的组分：SBS改性沥青65％、乳化剂2.2％、降粘剂3.5％、温拌剂0.6％、余量为水。

其中，SBS改性沥青处的基质沥青为90号沥青，SBS的添加量为基质沥青质量的5％。

其中，所述乳化剂为复配乳化剂，包括乳化剂A和乳化剂B，所述乳化剂A和乳化剂B的质量比为2：1；所述乳化剂A为BE-3型沥青乳化剂；所述乳化剂B为山梨醇酐单硬脂酸酯。

其中，所述降粘剂为芳烃油，所述温拌剂为HH-XII型温拌剂。

所述工程纤维为聚合物纤维，本实施例选自聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维的混合，工程纤维的长度为4-6mm。

上述修补液的制备方法包括以下步骤：

(1)将温拌剂、降粘剂、乳化剂A按比例加入SBS改性沥青中，搅拌均匀，加热至170℃备用；

(2)将乳化剂B按比例配制成乳液，加热至65℃备用；

(3)启动专用改性沥青胶体磨，先将乳化剂B乳液加入胶体磨中，再缓慢加入添加降粘剂、温拌剂、以及乳化剂A的SBS改性沥青，高速剪切乳化，制备成SBS改性乳化沥青。乳化完成后进行10min的均质，当体系降至室温后，再进行5min的均质后即可制得修补液。

实施例3

一种自热温拌沥青修补料，包括以下质量分数的组分：集料64.5％、自发热料26.5％、修补液8.5％，工程纤维0.5％；

所述集料通过以下粒径的矿料配置而成：9.5-13.2mm矿料43％、4.75-9.5mm矿料35％、2.36-4.75mm矿料15％、2.36mm以下的矿料7％，所述矿料为玄武岩、辉绿岩、闪长岩的混合料。

所述自发热料包括以下质量分数的组分：预发热料：生石灰45％；二次反应发热料：铝粉14％、铁粉13％、碳酸钠10％、活性炭5％、镁粉5％、硝酸钾5％、硅藻土3％。

所述修补液为SBS复合改性乳化沥青，包括以下质量分数的组分：SBS改性沥青62％、乳化剂2.0％、降粘剂3％、温拌剂0.5％、余量为水。

其中，SBS改性沥青处的基质沥青为90号沥青，SBS的添加量为基质沥青质量的5％。

其中，所述乳化剂为复配乳化剂，包括乳化剂A和乳化剂B，所述乳化剂A和乳化剂B的质量比为1.5：1；所述乳化剂A为BE-2型沥青乳化剂；所述乳化剂B为聚硅烷醚。

其中，所述降粘剂为芳烃油，所述温拌剂为HH-XII型温拌剂。

所述工程纤维为矿物纤维，本实施例选自玻璃纤维和玄武岩纤维的混合，工程纤维的长度为4-6mm。

本实施例中修补液的制备方法与实施例2中修补液的制备方法相同。

实施例4

一种自热温拌沥青修补料，包括以下质量分数的组分：集料61％、自发热料30％、修补液8.5％，工程纤维0.5％；

所述集料通过以下粒径的石料配置而成：9.5-13.2mm矿料40％、4.75-9.5mm矿料34％、2.36-4.75mm矿料15％、2.36mm以下的矿料11％，所述矿料为玄武岩、辉绿岩、闪长岩的混合料。

所述自发热料包括以下质量分数的组分：预发热料：生石灰45％；二次反应发热料：铝粉14％、铁粉13％、碳酸钠10％、活性炭5％、镁粉5％、硝酸钾5％、硅藻土3％。

所述修补液为SBS复合改性乳化沥青，包括以下质量分数的组分：SBS改性沥青62％、乳化剂2.2％、降粘剂3％、温拌剂0.5％、余量为水。

其中，SBS改性沥青处的基质沥青为90号沥青，SBS的添加量为基质沥青质量的5％。

其中，所述乳化剂为复配乳化剂，包括乳化剂A和乳化剂B，所述乳化剂A和乳化剂B的质量比为1.5：1；所述乳化剂A为BE-3型沥青乳化剂；所述乳化剂B为聚甘油油酸酯。

其中，所述降粘剂为芳烃油，所述温拌剂为HH-XII型温拌剂。

所述工程纤维为聚合物纤维，本实施例选自聚氨酯纤维，工程纤维长度为4-6mm。

本实施例中修补液的制备方法与实施例2中修补液的制备方法相同。

实施例5

一种自热温拌沥青修补料的施工方法，包括以下步骤：

(1)按比例将集料和预发热料混合、搅拌均匀，然后喷洒一定比例的水雾，预发热料遇水放热，将集料与预发热料的混合料加热至一定温度，此温度记为初始温度，然后再加入二次反应发热料，二次反应发热料在初始温度的激发下，发生化学反应，进而释放大量的反应热，温度上升至100-120℃；拌和均匀后加入修补液再次搅拌均匀，最后加入工程纤维，拌和均匀。

(2)修补料温度上升后，将修补料填入清理干净、涂刷粘层的坑槽内，并使用抹子将修补料表面抹平；

(3)最后采用平板振动夯、冲击夯或小型压路机等机具使坑槽内的修补料夯实，并与旧路面平齐。

实施例6

将实施例1中的修补料进行拌和，形成自热温拌沥青修补料成型试件，测试其路用性能结果，测试结果如表3所示：

表3自热温拌沥青修补料性能测试结果

将实施例1的修补料拌和后按照实施例5的施工方法进行路面修补，修补效果如图1所示，从图1(d)可以看出，修补路面通行6个月后，修补处依旧平整，没有出现任何裂缝或下陷，对上述修补料修补路面性能进行测试，结果如表4所示。

表4自热温拌沥青修补料修补路面测试结果

从表4可以看出，本发明的自热温拌沥青修补料中因为加入了自发热料，可以使拌和后的修补料的温度上升至118℃，解决了冷拌料修补存在的路面强度低，以及热拌料修补存在的施工成本高的缺陷；另外，本发明的修补料不渗水、强度高，且通行后与原路面无明显脱落。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自热温拌沥青修补料，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

集料62-72％、自发热料20-30％、修补液6-8.5％，工程纤维0.3-0.5％；

所述自发热料包括以下质量分数的组分：

预发热料：生石灰40-50％；

二次反应发热料：铝粉12-16％、铁粉10-15％、碳酸钠8-10％、活性炭4-6％、镁粉4-5％、硝酸钾3-5％、硅藻土2-3％；

所述修补液为SBS复合改性乳化沥青，包括以下质量分数的组分：

SBS改性沥青60-65％、乳化剂1.8-2.2％、降粘剂2.4-3.5％、温拌剂0.5-0.7％、余量为水；

所述乳化剂为复配乳化剂，包括乳化剂A和乳化剂B，所述乳化剂A和乳化剂B的质量比为1-2：1；所述乳化剂A为中裂或慢裂型沥青乳化剂，HLB值在12-16之间，所述乳化剂B为亲油性乳化剂，HLB值在3-6之间；

所述SBS复合改性乳化沥青的制备方法包括以下步骤：

(1)将温拌剂、降粘剂、乳化剂A按比例加入SBS改性沥青中，搅拌均匀，加热至180℃备用；

(2)将乳化剂B按比例配制成乳液，加热至70℃备用；

(3)启动专用改性沥青胶体磨，先将乳化剂B乳液加入胶体磨中，再缓慢加入添加降粘剂、温拌剂、以及乳化剂A的SBS改性沥青，高速剪切乳化，制备成SBS改性乳化沥青；乳化完成后进行5min的均质，当体系降至室温后，再进行3min的均质后即可制得修补液；

所述自热温拌沥青修补料的施工方法包括步骤：

按比例将集料和预发热料混合、搅拌均匀，然后喷洒一定比例的水雾，预发热料遇水放热，将集料与预发热料的混合料加热至一定温度，此温度记为初始温度，然后再加入二次反应发热料，二次反应发热料在初始温度的激发下，发生化学反应，进而释放大量的反应热，温度上升至100-120℃；拌和均匀后加入修补液再次搅拌均匀，最后加入工程纤维，拌和均匀；待修补料温度上升后，将修补料填入清理干净、涂刷粘层的坑槽内，整平后夯实即可。

2.根据权利要求1所述的自热温拌沥青修补料，其特征在于，所述集料通过以下粒径的矿料配置而成：

9.5-13.2mm矿料38-43％、4.75-9.5mm矿料30-35％、2.36-4.75mm矿料11-16％、2.36mm以下的矿料7-11％。

3.根据权利要求1所述的自热温拌沥青修补料，其特征在于，所述乳化剂A选自BE-2、BE-3型沥青乳化剂中的一种或多种；所述乳化剂B选自山梨醇酐单硬脂酸酯、异硬脂酸单甘油酯、聚甘油硬脂酸酯、聚甘油油酸酯、单油酸而甘酯、聚硅烷醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的自热温拌沥青修补料，其特征在于，所述降粘剂为芳烃油或抽出油；所述温拌剂为HH-XII型温拌剂。

5.根据权利要求1所述的自热温拌沥青修补料，其特征在于，所述工程纤维为矿物纤维或聚合物纤维，所述工程纤维的长度为4-6mm。

6.如权利要求1-5任一项所述的自热温拌沥青修补料的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

按比例将集料和预发热料混合、搅拌均匀，然后喷洒一定比例的水雾，预发热料遇水放热，将集料与预发热料的混合料加热至一定温度，此温度记为初始温度，然后再加入二次反应发热料，二次反应发热料在初始温度的激发下，发生化学反应，进而释放大量的反应热，温度上升至100-120℃；拌和均匀后加入修补液再次搅拌均匀，最后加入工程纤维，拌和均匀；待修补料温度上升后，将修补料填入清理干净、涂刷粘层的坑槽内，整平后夯实即可。

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