CN113388255B - 一种高耐久沥青冷补材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐久沥青冷补材料及其制备方法，其中所述高耐久沥青冷补材料按质量份数计，包括如下原料：粗集料：60‑70份；细集料：30‑40份；沥青冷补液：4.6‑5份；改性剂：2‑4份。该高耐久沥青冷补材料生产简单、节能环保；可采用小桶塑料袋包装，可远距离运输，使用方便，可直接采用简易拌合设备，不用加热，能耗及污染小，同时还具有较好的耐水性及粘聚性，保证使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于道路建筑材料技术领域，特别涉及一种高耐久沥青冷补材料及其制备方法。
背景技术
坑槽是沥青路面最常见最典型的病害。坑槽的出现往往具有突发性，并有不断扩大的趋势，若不及时修补，将会越来越严重，对行车安全造成极大的威胁。目前对坑槽的修补有热补和冷补两种方案。热补是使用热拌沥青混合料对坑槽进行修补，其技术成熟，材料来源广泛，材料与原路面粘结牢固，修补效果较好，但是对施工环境温度要求较高，而且在雨雪天气不能正常施工。冷补是使用沥青冷补材料对坑槽进行修补，其使用方便，且对天气、雨雪等条件要求低，因此在国内坑槽修补中应用较多。
但现有的坑槽沥青冷补材料在使用时会出现以下常见的问题：耐水性差，粘聚性差及寿命短，一般现有的沥青冷补材料在修补坑槽三个月内就会失效，甚至遇到一场大雨就全部被冲散。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高耐久沥青冷补材料及其制备方法，使得利用该高耐久沥青冷补材料具有较好的耐水性及粘聚性，保证使用寿命。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种沥青冷补液，按质量份数计，包括如下原料：石油沥青：69-83份；SBS热塑性丁苯橡胶：3-5份；柴油：13-24份；添加剂：1-2份。
优选的，所述SBS热塑性丁苯橡胶的嵌段比为30/70，拉伸强度≥15MPa，邵氏硬度为68-82A，熔体流动率0.50-5.00g/min。
进一步优选的，所述SBS热塑性丁苯橡胶为中国石化生产的YH-791。YH-791具有较低的硬度，同时具有更高的界面粘结能力及更好的应力松弛能力。
优选的，所述石油沥青为60℃粘度不小于180Pa.s的90#石油沥青。
优选的，所述柴油为-20#～0#柴油。
优选的，所述添加剂由矿物油、航空煤油、C5石油树脂及C9石油树脂按照质量比(4-6)：(2-5)：(0.5-2)：(0.5-2)制成。
进一步优选的，所述添加剂由矿物油、航空煤油、C5石油树脂及C9石油树脂按照质量比5：4：1：1制成。
进一步优选的，所述添加剂由以下方法制得：将航空煤油和矿物油加入高速剪切机中，升温至60℃～80℃后，加入C5石油树脂和C9石油树脂，继续升温至80℃～90℃后，启动高速剪切机剪切30min～40min，制得添加剂。
所述添加剂的技术指标见下表1，其能够全面提高集料表面的润湿程度，增加集料和石油沥青之间的粘附力，提高低温流动性能及耐水性，使集料表面形成胶体结构，从而起到抗剥落和高流动性粘结层的作用。
表1：添加剂的技术指标
| 色泽 | 深棕色液体 |
| 气味 | 无味 |
| 粘度@25℃，cs | 100-200 |
| 比重@25℃，g/cm3 | 0.89±0.04 |
| 闪点(ASTM D-92) | 180℃ |
| 流点(ASTM D-92) | -21℃ |
一种如上所述沥青冷补液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石油沥青加热至流动状态后，加入SBS热塑性丁苯橡胶；
(2)将步骤(1)的混合物进行研磨，升温至160-170℃，搅拌均匀；
(3)降温至120-140℃后加入柴油和添加剂，搅拌均匀，自然冷却后，即得。
本发明的另一个目的在于提供一种高耐久沥青冷补材料：
一种高耐久沥青冷补材料，按质量份数计，包括如下原料：粗集料：60-70份；细集料：30-40份；如上所述的沥青冷补液：4.6-5份；改性剂：2-4份。
优选的，所述改性剂为聚氨酯。
优选的，所述改性剂为单组份湿固化聚氨酯。单组份湿固化聚氨酯的技术指标见下表2，其能吸收环境中的湿汽发生反应而固化成膜，形成密实的交联互穿网络分子结构，使沥青冷补材料具有强力的耐化学介质腐蚀及物理机械性能。
表2：单组份湿固化聚氨酯的技术指标
| 粘度@25℃，cps | 300 |
| 固含量，％ | ≥68 |
| 表干时间(小时) | 0.5-1 |
优选的，所述粗集料及细集料均为碱性石料。粗集料及细集料的技术指标见下表3。
表3：粗集料及细集料的技术指标
一种如上所述高耐久沥青冷补材料的制备方法，包括以下步骤：将粗集料及细集料烘干并搅拌均匀后，加入沥青冷补液及改性剂，搅拌均匀，即得。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的沥青冷补液在常温下具有流动性，在配合集料使用过程中不需要加热。
(2)本发明的高耐久沥青冷补材料具有抗冻抗水、适用性强；合理选型，可在任何天气条件下包括冬季、雨季使用，冬季不结块，雨季不松散。
(3)本发明的高耐久沥青冷补材料用于路面坑槽的快速有效的修补，施工便捷、对交通影响小；在交通量大的情况下，可以倒入沥青冷补材料后直接开放交通，无需碾压。
(4)本发明的高耐久沥青冷补材料生产简单、节能环保；可采用小桶塑料袋包装，可远距离运输，使用方便，可直接采用简易拌合设备，不用加热，能耗及污染小。
(5)本发明的高耐久沥青冷补材料具有较好的耐水性及粘聚性，使用寿命可达5年以上。
(6)本发明的高耐久沥青冷补材料使用过程简单易行，值得大范围推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
一种沥青冷补液，按质量份数计，由如下原料组成：石油沥青：69份；SBS热塑性丁苯橡胶：5份；柴油：24份；添加剂：2份。其中石油沥青为60℃粘度不小于180Pa.s的90#石油沥青，SBS热塑性丁苯橡胶为中国石化生产的YH-791，柴油为-20#柴油，其中添加剂由矿物油、航空煤油、C5石油树脂及C9石油树脂按照质量比5：4：1：1组成，添加剂由以下方法制得：取航空煤油和矿物油加入高速剪切机中，升温至60℃～80℃后，加入C5石油树脂和C9石油树脂，继续升温至80℃～90℃后，启动高速剪切机剪切30min～40min，制得添加剂，添加剂的技术特征如表1所示。
上述沥青冷补液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石油沥青加热到120-130℃至流动状态后，加入SBS热塑性丁苯橡胶；
(2)将步骤(1)的混合物研磨30分钟，升温至160-170℃，以80-100r/min搅拌2小时；
(3)降温至120-140℃后加入柴油和添加剂，搅拌均匀，自然冷却至50-60℃后进行包装，即得。
一种高耐久沥青冷补材料，按质量份数计，由如下原料组成：粗集料：60份；细集料：40份；如上所述的沥青冷补液：5份；改性剂：2份。其中改性剂为单组份湿固化聚氨酯，改性剂的技术特征如表2所示，粗集料及细集料均为碱性石料，粗集料及细集料的技术特征如表3所示。
上述高耐久沥青冷补材料的制备方法，包括以下步骤：将粗集料及细集料烘干并搅拌均匀后，加入沥青冷补液及改性剂，搅拌均匀，常温包装，即得。
实施例2：
一种沥青冷补液，按质量份数计，由如下原料组成：石油沥青：76份；SBS热塑性丁苯橡胶：4份；柴油：18.5份；添加剂：1.5份。其中石油沥青为60℃粘度不小于180Pa.s的90#石油沥青，SBS热塑性丁苯橡胶为中国石化生产的YH-791，柴油为-10#柴油，其中添加剂由矿物油、航空煤油、C5石油树脂及C9石油树脂按照质量比5：4：1：1组成，添加剂由以下方法制得：取航空煤油和矿物油加入高速剪切机中，升温至60℃～80℃后，加入C5石油树脂和C9石油树脂，继续升温至80℃～90℃后，启动高速剪切机剪切30min～40min，制得添加剂，添加剂的技术特征如表1所示。
上述沥青冷补液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石油沥青加热到120-130℃至流动状态后，加入SBS热塑性丁苯橡胶；
(2)将步骤(1)的混合物研磨30分钟，升温至160-170℃，以80-100r/min搅拌2小时；
(3)降温至120-140℃后加入柴油和添加剂，搅拌均匀，自然冷却至50-60℃后进行包装，即得。
一种高耐久沥青冷补材料，按质量份数计，由如下原料组成：粗集料：65份；细集料：35份；如上所述的沥青冷补液：4.8份；改性剂：3份。其中改性剂为单组份湿固化聚氨酯，改性剂的技术特征如表2所示，粗集料及细集料均为碱性石料，粗集料及细集料的技术特征如表3所示。
上述高耐久沥青冷补材料的制备方法，包括以下步骤：将粗集料及细集料烘干并搅拌均匀后，加入沥青冷补液及改性剂，搅拌均匀，常温包装，即得。
实施例3：
一种沥青冷补液，按质量份数计，由如下原料组成：石油沥青：83份；SBS热塑性丁苯橡胶：3份；柴油：13份；添加剂：1份。其中石油沥青为60℃粘度不小于180Pa.s的90#石油沥青，SBS热塑性丁苯橡胶为中国石化生产的YH-791，柴油为0#柴油，其中添加剂由矿物油、航空煤油、C5石油树脂及C9石油树脂按照质量比5：4：1：1组成，添加剂由以下方法制得：取航空煤油和矿物油加入高速剪切机中，升温至60℃～80℃后，加入C5石油树脂和C9石油树脂，继续升温至80℃～90℃后，启动高速剪切机剪切30min～40min，制得添加剂，添加剂的技术特征如表1所示。
上述沥青冷补液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石油沥青加热到120-130℃至流动状态后，加入SBS热塑性丁苯橡胶；
(2)将步骤(1)的混合物研磨30分钟，升温至160-170℃，以80-100r/min搅拌2小时；
(3)降温至120-140℃后加入柴油和添加剂，搅拌均匀，自然冷却至50-60℃后进行包装，即得。
一种高耐久沥青冷补材料，按质量份数计，由如下原料组成：粗集料：70份；细集料：30份；如上所述的沥青冷补液：4.6份；改性剂：4份。其中改性剂为单组份湿固化聚氨酯，改性剂的技术特征如表2所示，粗集料及细集料均为碱性石料，粗集料及细集料的技术特征如表3所示。
上述高耐久沥青冷补材料的制备方法，包括以下步骤：将粗集料及细集料烘干并搅拌均匀后，加入沥青冷补液及改性剂，搅拌均匀，常温包装，即得。
试验例：
分别对实施例1、实施例2和实施例3的高耐久沥青冷补材料进行性能测试，测试结果如表4所示。
表4：高耐久沥青冷补材料性能测试结果
由表4可知，实施例1、实施例2和实施例3的性能都能满足要求，但从配方的经济性和生产工艺性来说，实施例2是最优选择。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种沥青冷补液，其特征在于：按质量份数计，包括如下原料：
石油沥青：69-83份；
SBS热塑性丁苯橡胶：3-5份；
柴油：13-24份；
添加剂：1-2份；
所述添加剂由矿物油、航空煤油、C5石油树脂及C9石油树脂按照质量比(4-6)：(2-5)：(0.5-2)：(0.5-2)制成。
2.根据权利要求1所述的一种沥青冷补液，其特征在于：所述SBS热塑性丁苯橡胶的嵌段比为30/70，拉伸强度≥15MPa，邵氏硬度为68-82A，熔体流动率0.50-5.00g/min。
3.根据权利要求1所述的一种沥青冷补液，其特征在于：所述柴油为-20#～0#柴油。
4.一种如权利要求1至3任一项所述沥青冷补液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将石油沥青加热至流动状态后，加入SBS热塑性丁苯橡胶；
(2)将步骤(1)的混合物进行研磨，升温至160-170℃，搅拌均匀；
(3)降温至120-140℃后加入柴油和添加剂，搅拌均匀，自然冷却后，即得。
5.一种高耐久沥青冷补材料，其特征在于：按质量份数计，包括如下原料：
粗集料：60-70份；
细集料：30-40份；
如权利要求1-3任一项所述的沥青冷补液：4.6-5份；
改性剂：2-4份；所述改性剂为单组份湿固化聚氨酯。
6.根据权利要求5所述的一种高耐久沥青冷补材料，其特征在于：所述粗集料及细集料均为碱性石料。
7.一种如权利要求5至6任一项所述高耐久沥青冷补材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将粗集料及细集料烘干并搅拌均匀后，加入沥青冷补液及改性剂，搅拌均匀，即得。
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| CN114751677A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-15 | 沈阳建筑大学 | 一种耐低温型冷补沥青混合料及其制备方法 |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN1554708A (zh) * | 2003-12-28 | 2004-12-15 | 大连市政设施修建总公司材料综合加工 | 路用冷拌冷铺沥青料的制备方法 |
| CN108034268A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 长沙理工大学 | 冷补沥青液及其制备方法 |
| CN109053032A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-21 | 辽宁省交通科学研究院有限责任公司 | 一种储存式沥青路面坑槽修补材料及其制备方法 |
| CN110171942A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-08-27 | 沈阳建筑大学 | 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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2021
- 2021-05-13 CN CN202110520220.7A patent/CN113388255B/zh active Active
Patent Citations (4)
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| CN1554708A (zh) * | 2003-12-28 | 2004-12-15 | 大连市政设施修建总公司材料综合加工 | 路用冷拌冷铺沥青料的制备方法 |
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| 反应型沥青冷补料制备与性能研究;盛兴跃等;《公路交通技术》;20160223;第32卷(第01期);第48-52页 * |
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| CN113388255A (zh) | 2021-09-14 |
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