CN114276050A - 一种冷补料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于道路修补材料领域，尤其涉及一种冷补料及其制备方法。本发明提供的冷补料以质量百分数计，其成分包括：石灰岩石粉15～45％；玄武岩石子50～80％；冷补液3～8％；醋酸乙酯0～2％；所述石灰岩石粉的粒径为0～4mm；所述玄武岩石子为粒径4～8mm的玄武岩石子，或者由粒径4～8mm和粒径8～12mm的玄武岩石子级配而成；所述冷补液的成分包括基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂。本发明通过优化设计冷补料的成分配方，解决了冷补沥青混合料初始强度低，抗飞散、抗车辙性能差等问题，即使在下雨和高温天气施工也不易出现早期破坏变形，使用寿命较长。

Description

一种冷补料及其制备方法

技术领域

本发明属于道路修补材料领域，尤其涉及一种冷补料及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展而带来的交通量迅速增长，车辆大型化，超载严重等问题，使沥青混凝土路面面临严峻的考验，路面养护工程量越来越大，对养护技术的要求也越来越高。

在公路基层完好的情况下，对路面养护工程的维修方法(例如补坑槽)一般都采用与原路面混合料及级配类型一致的沥青混合料填补压平，沥青采用加热或乳化后和集料拌和或喷洒，这样混合料成型对大气温度和施工机具的要求都较高，还给施工带来诸多不便。

随着社会进步和科学技术的快速发展，冷补沥青混合料(简称冷补料)技术在近年来得到快速发展。冷补料是指没有加热的矿料(集料)与稀释的沥青经过拌和而形成的一种混合料，可以常温下拌和施工，相对于传统的热态高温修补，施工便捷性得到了大大提升。但现有冷补料还存在着初始强度低，抗车辙、抗飞散能力差等问题，尤其是在雨天或者高温天气施工后容易出现早期破坏变形，给行车带来不便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冷补料及其制备方法，本发明提供的冷补料初始强度高，抗飞散、抗车辙性能优，可在下雨和高温天气施工，使用寿命较长。

本发明提供了一种冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

所述石灰岩石粉的粒径为0～4mm；

所述玄武岩石子为粒径4～8mm的玄武岩石子，或者由粒径4～8mm和粒径8～12mm的玄武岩石子级配而成；

所述冷补液的成分包括基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂。

优选的，所述基质沥青为I-D级SBS改性沥青；所述稀释剂为煤油和/或二甲苯；所述增粘剂的牌号为WETFIX 312R；所述表面活性剂为醋酸乙酯；所述稳定剂的牌号为WD-6。

优选的，所述冷补液中基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂的质量比为100：(20～30)：(4～8)：(0.5～2)：(0.3～0.7)。

优选的，所述冷补料为冬季5型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

优选的，所述冷补料为冬季10型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

优选的，所述冷补料为夏季5型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

0～4mm石灰岩石粉 35～45％；

4～8mm玄武岩石子 50～60％；

冷补液 3～8％。

优选的，所述冷补料为夏季10型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

本发明提供了一种上述技术方案所述的冷补料的制备方法，包括以下步骤：

a)将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯进行混合，得到冷补料。

优选的，步骤a)具体包括：

将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯加入到搅拌机中进行拌和，拌和完成后进行封装，得到冷补料产品；

或者，将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯加入到冷补料全自动生产与包装设备中进行原料的混合和产品封装，得到冷补料产品。

优选的，所述冷补液按照以下步骤制备得到：

将基质沥青和稀释剂进行混合，得到稀释沥青；之后将所述稀释沥青、增粘剂、表面活性剂和稳定剂进行混合，得到冷补液。

与现有技术相比，本发明提供了一种冷补料及其制备方法。本发明提供的冷补料以质量百分数计，其成分包括：石灰岩石粉15～45％；玄武岩石子50～80％；冷补液3～8％；醋酸乙酯0～2％；所述石灰岩石粉的粒径为0～4mm；所述玄武岩石子为粒径4～8mm的玄武岩石子，或者由粒径4～8mm和粒径8～12mm的玄武岩石子级配而成；所述冷补液的成分包括基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂。本发明通过优化设计冷补料的成分配方，解决了冷补沥青混合料初始强度低，抗飞散、抗车辙性能差等问题，即使在下雨和高温天气施工也不易出现早期破坏变形，使用寿命较长。实验结果表明：本发明提供的冷补料养护1天的肯塔堡飞散≤100％、常温稳定度≥1kN，养护3天的肯塔堡飞散≤30％、常温稳定度≥2kN，养护7天的肯塔堡飞散≤10％、常温稳定度≥3kN，养护30天的车辙性能≥500次/mm(25℃)。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

在本发明提供的冷补料中，所述石灰岩石粉的粒径为0～4mm；所述石灰岩石粉在冷补料中的含量具体可为15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、25.06wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、38.4wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％或45wt％。

在本发明提供的冷补料中，所述玄武岩石子为粒径4～8mm的玄武岩石子，或者由粒径4～8mm和粒径8～12mm的玄武岩石子级配而成；所述玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、55.39wt％、55.79wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、69.06wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％或80wt％。

在本发明提供的冷补料中，所述冷补液的成分包括基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂；其中，所述基质沥青优选为I-D级SBS改性沥青；所述稀释剂优选为煤油和/或二甲苯，更优选为煤油和二甲苯；所述煤油和二甲苯的质量比优选为1：(0.5～2)，更优选为1：(0.7～1.5)，最优选为1:1；所述增粘剂的牌号优选为WETFIX 312R，上述牌号的增粘剂由石家庄易潞沥青材料有限公司生产；所述表面活性剂优选为醋酸乙酯；所述稳定剂的牌号优选为WD-6，上述牌号的稳定剂由上虞市森宇合成材料厂生产；所述基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂的质量比优选为100：(20～30)：(4～8)：(0.5～2)：(0.3～0.7)，更优选为100：(23～27)：(5～6)：(0.7～1.2)：(0.4～0.6)，最优选为100:25:5.5:1:0.5。在本发明中，所述冷补液在冷补料中的含量具体可为3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.7wt％、4.94wt％、5wt％、5.2wt％、5.21wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％、6.7wt％、7wt％、7.2wt％、7.5wt％、7.7wt％或8wt％。

在本发明提供的冷补料中，所述醋酸乙酯的作用是增加冷补料的柔软性，从而提高其在低温环境下的和易性，避免施工过程中出现结块等问题。在本发明中，所述醋酸乙酯在冷补料中的含量具体可为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％或2wt％。

在本发明中，根据适用季节和集料颗粒尺寸的不同，所述冷补料更具体可细化分四种产品，分别为冬季5型冷补料、冬季10型冷补料、夏季5型冷补料、夏季10型冷补料。其中，“5型”和“10型”为本领域通用命名方式，5型代表产品中集料的最大颗粒在5mm，10型代表产品中集料的最大颗粒在10mm，更具体的解释和说明可参照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004。

在本发明提供的冷补料中，以质量百分数计，所述冬季5型冷补料的成分包括：

在本发明提供的上述冬季5型冷补料中，所述0～4mm石灰岩石粉在冷补料中的含量具体可为35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、38.4wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％或45wt％；所述4～8mm玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、55.39wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％或60wt％；所述冷补液的成分在上文中已经介绍，其在冷补料中的含量具体可为3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.7wt％、5wt％、5.2wt％、5.21wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％、6.7wt％、7wt％、7.2wt％、7.5wt％、7.7wt％或8wt％；所述醋酸乙酯在冷补料中的含量具体可为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％或2wt％。

在本发明提供的冷补料中，以质量百分数计，所述冬季10型冷补料的成分包括：

在本发明提供的上述冬季10型冷补料中，所述0～4mm石灰岩石粉在冷补料中的含量具体可为20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％；所述4～8mm玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、25.06wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％；所述8～12mm玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％或50wt％；所述冷补液的成分在上文中已经介绍，其在冷补料中的含量具体可为3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.7wt％、4.94wt％、5wt％、5.2wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％、6.7wt％或7wt％；所述醋酸乙酯在冷补料中的含量具体可为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％或2wt％。

在本发明提供的冷补料中，以质量百分数计，所述夏季5型冷补料的成分包括：

0～4mm石灰岩石粉 35～45％；

4～8mm玄武岩石子 50～60％；

冷补液 3～8％。

在本发明提供的上述夏季5型冷补料中，所述0～4mm石灰岩石粉在冷补料中的含量具体可为35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％或45wt％；所述4～8mm玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、55.39wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％或60wt％；所述冷补液的成分在上文中已经介绍，其在冷补料中的含量具体可为3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.7wt％、5wt％、5.2wt％、5.21wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％、6.7wt％、7wt％、7.2wt％、7.5wt％、7.7wt％或8wt％。

在本发明提供的冷补料中，以质量百分数计，所述夏季10型冷补料的成分包括：

在本发明提供的上述夏季10型冷补料中，所述0～4mm石灰岩石粉在冷补料中的含量具体可为20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、25.06wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％；所述4～8mm玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％；所述8～12mm玄武岩石子在冷补料中的含量具体可为40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％或50wt％；所述冷补液的成分在上文中已经介绍，其在冷补料中的含量具体可为3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.7wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.7wt％、4.94wt％、5wt％、5.2wt％、5.5wt％、5.7wt％、6wt％、6.2wt％、6.5wt％、6.7wt％或7wt％。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的冷补料的制备方法，包括以下步骤：

a)将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯进行混合，得到冷补料。

在本发明提供的制备方法中，按照配比将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯混合均匀，即可得到本发明提供的冷补料。其中，所述冷补液优选为自制，其具体的制备步骤包括：将基质沥青和稀释剂进行混合，得到稀释沥青；之后将所述稀释沥青、增粘剂、表面活性剂和稳定剂进行混合，得到冷补液。

在本发明提供的制备方法中，根据实际生产条件和生产需求的不同，提供以下两种更为具体的制备方法：

方法1：将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯加入到搅拌机中进行拌和，拌和完成后进行封装，得到冷补料产品。该方法简单易实现，准备集料(石灰岩石粉、玄武岩石子)后可在使用前随时生产，可不用库存。

方法2：将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯加入到冷补料全自动生产与包装设备中进行原料的混合和产品封装，得到冷补料产品。该方法自动化程度高，适合大批量生产。

本发明提供的冷补料及其制备方法通过优化设计冷补料的成分配方，解决了冷补沥青混合料初始强度低，抗飞散、抗车辙性能差等问题，即使在下雨和高温天气施工也不易出现早期破坏变形，使用寿命较长。更具体来说，本发明提供的技术方案具有以下优点：

(1)冷补料的级配为开级配，具有很好的透气性，空隙多，有助于冷补液中挥发分的挥发，初始强度形成快，不易被推挤，抗飞散性能提高速度快。

(2)冷补料的级配空隙多，坑槽中的积水容易通过空隙排出，具有较好的透水性，方便在雨天摊铺、压实。

(3)冷补料具有一定的骨架，对有较好的抗车辙性能。

(4)冷补料中的冷补液优选采用有机溶剂作为稀释剂，挥发性优于一般的柴油溶剂，施工后强度形成更快。

(5)可根据据实际生产条件和生产需求的不同，选择上文中提供的不同冷补料制备方法(方法1和方法2)；其中，方法1的优点是：简单易实现，准备石料后可在使用前随时生产，生产成本低，可不用库存；方法2的优点是：①生产效率高，可大批量进行生产；②自动化程度高，生产不需要大量的人工干预，设备精度高，产品质量可控程度高；③设备采用模块化，易组装、易解体，可用吊机吊装，平板车运输，机动性高，可按根据需求移动生产。

为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。

在本发明的下述实施例中，所采用的冷补液为自制冷补液，其成分包括：基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂；其中，所述基质沥青为SBS(I-D)改性沥青，由浙江省公路物资有限公司生产提供；所述稀释剂为煤油与二甲苯，二者的质量比为1:1；所述增粘剂的牌号为WETFIX 312R，由石家庄易潞沥青材料有限公司生产提供；所述表面活性剂为醋酸乙酯；所述稳定剂的牌号为WD-6，由上虞市森宇合成材料厂生产提供；所述基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂的质量比100:25:5.5:1:0.5；所述冷补液的具体制备步骤为：先将基质沥青和稀释剂加热混合，得到稀释沥青，之后再将所述稀释沥青、增粘剂、表面活性剂和稳定剂进行混合，得到冷补液。

实施例1

冬季5型冷补料

1)配方：

0～4mm石灰岩石粉38.40wt％，4～8mm玄武岩石子55.39wt％，冷补液5.21wt％，醋酸乙酯1.00wt％。

2)根据实际生产条件和生产需求的不同，选择以下两种方法中的任一种制备冷补料：

方法一：

将集料(石灰岩石粉、玄武岩石子)按照冷配比例进入拌和楼烘干吸尘，按0～4mm、4～8mm、8～12mm进行筛分分档堆放、冷却至常温，按生产级配比例倒入强制式搅拌机在常温中拌和3分钟，拌和完成后进行双层封装，堆放备用。

方法二：

采用自主设计的冷补料全自动生产与包装设备生产冷补料产品；该设备由冷料斗、拌缸、沥青罐、冷补液罐、成品仓、传送带、封包系统等组成，可实现全自动生产与包装；该设备使用卧筒式双抽强制搅拌，单缸可搅拌500kg，最大生产力5000kg/小时；沥青通过螺杆泵泵送，油石比误差可控制在±0.3％，符合规范要求；集料采用斗式提升带输送投入拌缸，每小时最大可输送20吨，计量精度误差≤1％；封装称量采用无斗称，重量精度误差≤±0.2％，包装速度5bags/min，用烫机封装内层薄膜后再缝装外包装；另有独立的添加剂罐，带称重单元，可按要求自动投放添加剂。

实施例2

冬季10型冷补料

1)配方：

0～4mm石灰岩石粉25.00wt％，4～8mm玄武岩石子25.06wt％，8～12mm玄武岩石子44.00wt％，冷补液4.94wt％，醋酸乙酯1.00wt％。

0～4mm石灰岩石粉38.40wt％，4～8mm玄武岩石子55.39wt％，冷补液5.21wt％，醋酸乙酯1wt％。

2)冷补料的制备：

具体制备方法同实施例1，不再赘述。

实施例3

夏季5型冷补料

1)配方：

0～4mm石灰岩石粉39wt％，4～8mm玄武岩石子55.79wt％，冷补液5.21wt％。

2)冷补料的制备：

具体制备方法同实施例1，不再赘述。

实施例4

夏季10型冷补料

1)配方：

0～4mm石灰岩石粉25.06wt％，4～8mm玄武岩石子25wt％，8～12mm玄武岩石子45wt％，冷补液4.94wt％。

2)冷补料的制备：

具体制备方法同实施例1，不再赘述。

性能测试

对实施例1～4制备的冷补料进行性能测试，结果如表1～2所示：

表1冬季型冷补料的性能检测结果

表2夏季型冷补料的性能检测结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

所述石灰岩石粉的粒径为0～4mm；

所述玄武岩石子为粒径4～8mm的玄武岩石子，或者由粒径4～8mm和粒径8～12mm的玄武岩石子级配而成；

所述冷补液的成分包括基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂。

2.根据权利要求1所述的冷补料，其特征在于，所述基质沥青为I-D级SBS改性沥青；所述稀释剂为煤油和/或二甲苯；所述增粘剂的牌号为WETFIX312R；所述表面活性剂为醋酸乙酯；所述稳定剂的牌号为WD-6。

3.根据权利要求1所述的冷补料，其特征在于，所述冷补液中基质沥青、稀释剂、增粘剂、表面活性剂和稳定剂的质量比为100：(20～30)：(4～8)：(0.5～2)：(0.3～0.7)。

4.根据权利要求1所述的冷补料，其特征在于，所述冷补料为冬季5型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

5.根据权利要求1所述的冷补料，其特征在于，所述冷补料为冬季10型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

6.根据权利要求1所述的冷补料，其特征在于，所述冷补料为夏季5型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

0～4mm石灰岩石粉 35～45％；

4～8mm玄武岩石子 50～60％；

冷补液 3～8％。

7.根据权利要求1所述的冷补料，其特征在于，所述冷补料为夏季10型冷补料，以质量百分数计，其成分包括：

8.一种权利要求1所述的冷补料的制备方法，包括以下步骤：

a)将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯进行混合，得到冷补料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤a)具体包括：

将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯加入到搅拌机中进行拌和，拌和完成后进行封装，得到冷补料产品；

或者，将石灰岩石粉、玄武岩石子、冷补液和醋酸乙酯加入到冷补料全自动生产与包装设备中进行原料的混合和产品封装，得到冷补料产品。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述冷补液按照以下步骤制备得到：

将基质沥青和稀释剂进行混合，得到稀释沥青；之后将所述稀释沥青、增粘剂、表面活性剂和稳定剂进行混合，得到冷补液。