CN115075080A - 一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺 - Google Patents

一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，沥青粘结料技术领域，其包括S1、施工前准备：对工作面进行清扫，清扫完成后，将二阶水性树脂沥青过滤后倒入智能沥青洒布车内，然后对二阶水性树脂沥青进行搅拌，搅拌完成后，对二阶水性树脂沥青进行加热；S2、喷洒二阶水性树脂沥青：喷洒时在工作面上放置方盘，以测量洒布量，然后利用智能沥青洒布车将加热后的二阶水性树脂沥青喷洒在工作面上；S3、填补二阶水性树脂沥青：将方盘取走，对遗留下的空白面进行人工补洒；S4、养护：二阶水性树脂沥青洒布完全后，对二阶水性树脂沥青进行养生，直至二阶水性树脂沥青完全破乳实干。本申请具有提高二阶水性树脂沥青粘层强度的效果。

Description

一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺
技术领域
本申请涉及沥青粘结料技术领域，尤其是涉及一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺。
背景技术
粘结层是连接道路两个面层的结构，能将沥青混凝土上下层连接成一体，其与基层及面层的沥青混合料均具有较好的粘结力，并且具备一定的高温稳定性，能够减少在重载条件下发送层间推移和拥包等病害；常用的沥青基粘结材料由于强度低，粘结能力不足，沥青混凝土容易产生脱层，进而出现脱层、坑槽等病害，降低了道路的服务性能和使用寿命。
基于上述问题，发明人认为有必要研发一种提高强度的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺。
发明内容
为了提高二阶水性树脂沥青粘层的强度，本申请提供一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺。
本申请提供的一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，采用如下的技术方案：
一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，包括如下步骤：
S1、施工前准备：对工作面进行清扫，清扫完成后，将二阶水性树脂沥青过滤后倒入智能沥青洒布车内，然后对二阶水性树脂沥青进行搅拌，搅拌完成后，对二阶水性树脂沥青进行加热；
S2、喷洒二阶水性树脂沥青：喷洒时在工作面上放置方盘，以测量洒布量，然后利用智能沥青洒布车将加热后的二阶水性树脂沥青喷洒在工作面上；
S3、填补二阶水性树脂沥青：将方盘取走，对遗留下的空白面进行人工补洒；
S4、养护：二阶水性树脂沥青洒布完全后，对二阶水性树脂沥青进行养生，直至二阶水性树脂沥青完全破乳实干。
通过采用上述技术方案，施工前对二阶水性树脂沥青进行搅拌，有效减少了二阶水性树脂沥青离析对性能产生影响；喷洒前对二阶水性树脂沥青进行加热，减少因局部过热造成二阶水性树脂沥青破乳，从而有效提高了固化完成后的二阶水性树脂沥青粘层的强度。
作为优选，所述二阶水性树脂沥青采用如下步骤制备而成：
P1、将加热的100-120g的环氧树脂和10-20g的十二烷基苯磺酸钠混合后进行搅拌，直至搅拌均匀，然后多次加入少量蒸馏水，并搅拌均匀，制得水性树脂乳液；
P2、称取15-20g步骤P1制得的水性树脂乳液，并与90-110g乳化沥青、3-5g稳定剂混合，进行搅拌，直至混合均匀，制得一阶水性树脂改性乳化沥青；
P3、称取步骤P2制得的一阶水性树脂改性乳化沥青，并与水性环氧树脂、12-14g双氰胺、5-8g增溶剂混合后，进行搅拌，直至混合均匀，制得二阶水性树脂沥青。
通过采用上述技术方案，环氧树脂的加入改善了乳化沥青与面层表面的粘附性能，水性环氧树脂对一阶水性树脂沥青进行改性，使环氧树脂在固化形成网状互穿结构的过程中，沥青能够填充在三维网状结构中，提高乳化沥青的粘结性能，从而有效提高了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
作为优选，所述稳定剂为聚乙烯醇。
通过采用上述技术方案，聚乙烯醇的添加，有效提高了水性树脂乳液的黏度，从而在分散的沥青表面上形成界面膜，这种界面膜由紧密排列的定向分子组成，这种膜的强度越大，沥青微粒想要团聚的阻力也就越大，从而有效提高了乳化沥青的稳定性。
作为优选，所述增溶剂为膨润土。
通过采用上述技术方案，膨润土的加入，有效提高了二阶水性树脂沥青粘层的粘结性；发明人认为膨润土对阳离子具有吸附作用，可能使得一部分阳离子被置换出来，二价阳离子与聚乙烯醇分子上的羟基进行交联，交联后的网状结构进一步提高了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
作为优选，所述水性环氧树脂、一阶水性树脂改性乳化沥青的质量比为2:(3.5-4.5)。
通过采用上述技术方案，将水性环氧树脂和一阶水性树脂改性乳化沥青控制在上述范围内，有效提高了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
作为优选，所述水性环氧树脂采用如下步骤制备而成：
S100、将环氧树脂、正丁醇、乙二醇单丁醚混合后，边加热边搅拌直至完全溶解，溶解完成后，进行升温，制得第一混合物；
S200、将甲基丙烯酸和过氧化苯甲酰混合后，多次加入步骤S100制得的第一混合物，加入完成后，进行升温反应，反应结束后进行降温，制得第二混合物；
S300、边搅拌边向步骤S200制得的第二混合物中加入二甲基乙醇胺的水溶液，直至溶液pH值为8，并进行保温处理，然后取出反应产物抽真空，再加入蒸馏水，制得水性环氧树脂。
通过采用上述技术方案，环氧树脂分子的亚甲基氢原子活性较高，在过氧化苯甲酰的作用下能够将活泼氢原子激发出来，产生自由基，然后甲基丙烯酸单体接枝到氢原子相应的位置，从而在环氧树脂分子链上引入羧基，再通过二甲基乙醇胺和羧基中和形成盐，使得不溶于水的环氧树脂分子具有一定的亲水性，从而提高了环氧树脂分子在水中的分散性。
作为优选，所述环氧树脂和甲基丙烯酸的质量比为1:(0.2-0.3)。
通过采用上述技术方案，将环氧树脂和甲基丙烯酸的质量比控制在上述范围内，有效提高了水性环氧树脂的亲水性。
作为优选，所述步骤S100的升温温度为100-120℃，所述步骤S200的升温温度为110-120℃、降温温度为80-90℃。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.施工前对二阶水性树脂沥青进行搅拌，有效减少了二阶水性树脂沥青离析对性能产生影响；喷洒前对二阶水性树脂沥青进行加热，减少因局部过热造成二阶水性树脂沥青破乳，从而有效提高了固化完成后的二阶水性树脂沥青粘层的强度。
2.水性环氧树脂对一阶水性树脂沥青进行改性，使环氧树脂在固化形成网状互穿结构的过程中，沥青能够填充在三维网状结构中，提高乳化沥青的粘结性能，从而有效提高了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
具体实施方式
实施例1
水性环氧树脂包括以下原料：15g环氧树脂、3g甲基丙烯酸。
水性环氧树脂采用如下步骤制备而成：
S100、将环氧树脂、45g正丁醇、45g乙二醇单丁醚混合后，在85℃油浴锅中边加热边搅拌直至完全溶解，溶解完成后，升温至100℃，制得第一混合物；
S200、将甲基丙烯酸和0.2g过氧化苯甲酰混合后，多次加入步骤S100制得的第一混合物，每次间隔5min，并用搅拌器搅拌20s，加入完成后，升温至110℃并保温3.5h，然后降温至80℃，制得第二混合物；
S300、边搅拌边向步骤S200制得的第二混合物中加入二甲基乙醇胺水溶液，直至溶液pH值为8，保温25min后，取出反应产物抽真空15min，再加入18g蒸馏水，制得水性环氧树脂。
二阶水性树脂沥青包括以下原料：100g水性环氧树脂、170g一阶水性树脂改性乳化沥青。
二阶水性树脂沥青采用如下步骤制备而成：
P1、将加热到60℃的100g的环氧树脂和10g的十二烷基苯磺酸钠混合后进行搅拌，直至搅拌均匀，然后多次加入少量水，并搅拌均匀，制得水性树脂乳液；
P2、称取15g步骤P1制得的水性树脂乳液，并与90g乳化沥青、3g稳定剂混合，进行搅拌，直至混合均匀，制得一阶水性树脂改性乳化沥青；
P3、称取步骤P2制得的一阶水性树脂改性乳化沥青，并与水性环氧树脂、12g双氰胺、6g增溶剂混合后，进行搅拌，直至混合均匀，制得二阶水性树脂沥青。
其中稳定剂为聚乙烯醇，增溶剂为膨润土。
二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，包括如下步骤：
S1、施工前准备：对工作面进行清扫，清扫完成后，将二阶水性树脂沥青过滤后倒入智能沥青洒布车内，然后对二阶水性树脂沥青进行搅拌，搅拌完成后，对二阶水性树脂沥青进行加热；
S2、喷洒二阶水性树脂沥青：喷洒时在工作面上放置方盘，以测量洒布量，然后利用智能沥青洒布车将加热到60℃的二阶水性树脂沥青喷洒在工作面上；
S3、填补二阶水性树脂沥青：将方盘取走，对遗留下的空白面进行人工补洒；
S4、养护：二阶水性树脂沥青洒布完全后，对二阶水性树脂沥青养生70min，确保二阶水性树脂沥青完全破乳实干。
实施例2
水性环氧树脂包括以下原料：15g环氧树脂、6g甲基丙烯酸。
水性环氧树脂采用如下步骤制备而成：
S100、将环氧树脂、55g正丁醇、55g乙二醇单丁醚混合后，在85℃油浴锅中边加热边搅拌直至完全溶解，溶解完成后，升温至120℃，制得第一混合物；
S200、将甲基丙烯酸和0.4g过氧化苯甲酰混合后，多次加入步骤S100制得的第一混合物，每次间隔5min，并用搅拌器搅拌20s，加入完成后，升温至120℃并保温2.5h，然后降温至90℃，制得第二混合物；
S300、边搅拌边向步骤S200制得的第二混合物中加入二甲基乙醇胺水溶液，直至溶液pH值为8，保温35min后，取出反应产物抽真空25min，再加入22g蒸馏水，制得水性环氧树脂。
二阶水性树脂沥青包括以下原料：100g水性环氧树脂、225g一阶水性树脂改性乳化沥青。
二阶水性树脂沥青采用如下步骤制备而成：
P1、将加热到70℃的120g的环氧树脂和20g的十二烷基苯磺酸钠混合后进行搅拌，直至搅拌均匀，然后多次加入少量水，并搅拌均匀，制得水性树脂乳液；
P2、称取20g步骤P1制得的水性树脂乳液，并与110g乳化沥青、5g稳定剂混合，进行搅拌，直至混合均匀，制得一阶水性树脂改性乳化沥青；
P3、称取步骤P2制得的一阶水性树脂改性乳化沥青，并与水性环氧树脂、14g双氰胺、8g增溶剂混合后，进行搅拌，直至混合均匀，制得二阶水性树脂沥青。
其中稳定剂为聚乙烯醇，增溶剂为膨润土。
二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，包括如下步骤：
S1、施工前准备：对工作面进行清扫，清扫完成后，将二阶水性树脂沥青过滤后倒入智能沥青洒布车内，然后对二阶水性树脂沥青进行搅拌，搅拌完成后，对二阶水性树脂沥青进行加热；
S2、喷洒二阶水性树脂沥青：喷洒时在工作面上放置方盘，以测量洒布量，然后利用智能沥青洒布车将加热到70℃的二阶水性树脂沥青喷洒在工作面上；
S3、填补二阶水性树脂沥青：将方盘取走，对遗留下的空白面进行人工补洒；
S4、养护：二阶水性树脂沥青洒布完全后，对二阶水性树脂沥青养生80min，确保二阶水性树脂沥青完全破乳实干。
实施例3
水性环氧树脂包括以下原料：15g环氧树脂、4.5g甲基丙烯酸。
水性环氧树脂采用如下步骤制备而成：
S100、将环氧树脂、50g正丁醇、50g乙二醇单丁醚混合后，在110℃油浴锅中边加热边搅拌直至完全溶解，溶解完成后，升温至110℃，制得第一混合物；
S200、将甲基丙烯酸和0.3g过氧化苯甲酰混合后，多次加入步骤S100制得的第一混合物，每次间隔5min，并用搅拌器搅拌20s，加入完成后，升温至115℃并保温3h，然后降温至85℃，制得第二混合物；
S300、边搅拌边向步骤S200制得的第二混合物中加入二甲基乙醇胺水溶液，直至溶液pH值为8，保温30min后，取出反应产物抽真空20min，再加入20g蒸馏水，制得水性环氧树脂。
二阶水性树脂沥青包括以下原料：100g水性环氧树脂、200g一阶水性树脂改性乳化沥青。
二阶水性树脂沥青采用如下步骤制备而成：
P1、将加热到65℃的110g的环氧树脂和15g的十二烷基苯磺酸钠混合后进行搅拌，直至搅拌均匀，然后多次加入少量水，并搅拌均匀，制得水性树脂乳液；
P2、称取18g步骤P1制得的水性树脂乳液，并与100g乳化沥青、4g稳定剂混合，进行搅拌，直至混合均匀，制得一阶水性树脂改性乳化沥青；
P3、称取步骤P2制得的一阶水性树脂改性乳化沥青，并与水性环氧树脂、13g双氰胺、7g增溶剂混合后，进行搅拌，直至混合均匀，制得二阶水性树脂沥青。
其中稳定剂为聚乙烯醇，增溶剂为膨润土。
二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，包括如下步骤：
S1、施工前准备：对工作面进行清扫，清扫完成后，将二阶水性树脂沥青过滤后倒入智能沥青洒布车内，然后对二阶水性树脂沥青进行搅拌，搅拌完成后，对二阶水性树脂沥青进行加热；
S2、喷洒二阶水性树脂沥青：喷洒时在工作面上放置方盘，以测量洒布量，然后利用智能沥青洒布车将加热到65℃的二阶水性树脂沥青喷洒在工作面上；
S3、填补二阶水性树脂沥青：将方盘取走，对遗留下的空白面进行人工补洒；
S4、养护：二阶水性树脂沥青洒布完全后，对二阶水性树脂沥青养生75min，确保二阶水性树脂沥青完全破乳实干。
实施例4
实施例4和实施例3的区别在于：水性环氧树脂包括以下原料：17.7g环氧树脂、1.8g甲基丙烯酸。
实施例5
实施例5和实施例3的区别在于：水性环氧树脂包括以下原料：13g环氧树脂、6.5g甲基丙烯酸。
实施例6
实施例6和实施例3的区别在于：二阶水性树脂沥青粘层包括以下原料：150g水性环氧树脂、150g一阶水性树脂改性乳化沥青。
实施例7
实施例7和实施例3的区别在于：二阶水性树脂沥青粘层包括以下原料：75g水性环氧树脂、225g一阶水性树脂改性乳化沥青。
对比例1
对比例1和实施例3的区别在于：水性环氧树脂制备过程中未添加过氧化苯甲酰。
对比例2
对比例2和实施例3的区别在于：水性环氧树脂制备过程中未添加甲基丙烯酸。
对比例3
对比例3和实施例3的区别在于：二阶水性树脂沥青制备过程中未添加水性环氧树脂。
对比例4
对比例4和实施例3的区别在于：二阶水性树脂沥青制备过程中未添加增溶剂。
在水泥混凝土表面，按照0.3～0.4Kg/m2的用量涂刷实施例1-7和对比例1-3所制备的二阶水性树脂沥青粘层，然后加铺沥青混凝土，层间的粘结强度和抗剪切强度见下表
表1
Figure BDA0003728980550000071
检测数据分析
根据表1可知，实施例1-3中二阶水性树脂沥青粘层的粘结强度为1.54-1.57Mpa，剪切强度为1.24-1.26Mpa，从而可以看出本申请所制备的二阶水性树脂沥青粘层具有较高的强度。
根据表1可知，实施例4和实施例3的区别在于：实施例3中15g环氧树脂、4.5g甲基丙烯酸，实施例4中17.7g环氧树脂、1.8g甲基丙烯酸；实施例4和实施例3相比，粘结强度和剪切强度明显降低，这是因为当甲基丙烯酸的含量减少时，减少了在环氧树分子链上接枝的羧基量，有效降低了环氧树脂分子的亲水性，使得环氧树脂分子在水中的分散性降低，从而降低了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
根据表1可知，实施例5和实施例3的区别在于：实施例3中15g环氧树脂、4.5g甲基丙烯酸，实施例5中13g环氧树脂、6.5g甲基丙烯酸；实施例5和实施例3相比，粘结强度和剪切强度明显降低，这是因为环氧树脂的含量减少时，造成水性环氧树脂的亲水性降低，从而使得二阶水性树脂沥青粘层的强度降低。
根据表1可知，实施例6和实施例3的区别在于：实施例3中100g水性环氧树脂、200g一阶水性树脂改性乳化沥青，实施例6中150g水性环氧树脂、150g一阶水性树脂改性乳化沥青；实施例6和实施例3相比，粘结强度和剪切强度明显降低，这是因为一阶水性树脂改性乳化沥青的含量减少，使得环氧树脂在固化形成网状互穿结构的过程中，填充在三维网状结构中沥青量减少，从而降低二阶水性树脂沥青粘层的强度。
根据表1可知，实施例7和实施例3的区别在于：实施例3中100g水性环氧树脂、200g一阶水性树脂改性乳化沥青，实施例7中75g水性环氧树脂、225g一阶水性树脂改性乳化沥青；实施例7和实施例3相比，粘结强度和剪切强度明显降低，这是因为当一阶水性树脂改性乳化沥青的含量增多时，水性环氧树脂的含量会减少，使得环氧树脂在固化形成的三维网状结构变薄，从而降低了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
根据表1可知，对比例1和实施例3的区别在于：实施例3中的水性环氧树脂制备过程中添加过氧化苯甲酰，对比例1中的水性环氧树脂制备过程中未添加过氧化苯甲酰；对比例1和实施例3相比，粘结强度和剪切强度显著降低，这是因为水性环氧树脂制备过程中未添加过氧化苯甲酰，使得被激发出来的活泼氢原子量减少，从而将减少了环氧树脂分子链上引入的羧基量，使得环氧树脂分子的亲水性降低，进而使得二阶水性树脂沥青粘层的强度降低。
根据表1可知，对比例2和实施例3的区别在于：实施例3中的水性环氧树脂制备过程中添加甲基丙烯酸，对比例2中水性环氧树脂制备过程中未添加甲基丙烯酸；对比例2和实施例3相比，粘结强度和剪切强度显著降低，这是因为水性环氧树脂制备过程中未添加过甲基丙烯酸，可能造成不溶于水的环氧树脂分子不具备亲水性，从而二阶水性树脂沥青粘层的强度降低。
根据表1可知，对比例3和实施例3的区别在于：实施例3中二阶水性树脂沥青制备过程中添加水性环氧树脂，对比例3中二阶水性树脂沥青制备过程中未添加水性环氧树脂；对比例3和实施例3相比，粘结强度和剪切强度显著降低，这是因为二阶水性树脂沥青制备过程中未添加水性环氧树脂，使得相邻沥青之间的分散性提高，从而降低了乳化沥青的粘结性能，进而降低了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
根据表1可知，对比例4和实施例3的区别在于：实施例3中二阶水性树脂沥青制备过程中添加增溶剂，对比例4中二阶水性树脂沥青制备过程中未添加增溶剂；对比例4和实施例3相比，粘结强度和剪切强度显著降低，这是因为二阶水性树脂沥青制备过程中不添加增溶剂，有效降低了二阶水性树脂沥青粘层的强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、施工前准备：对工作面进行清扫，清扫完成后，将二阶水性树脂沥青过滤后倒入智能沥青洒布车内，然后对二阶水性树脂沥青进行搅拌，搅拌完成后，对二阶水性树脂沥青进行加热；
S2、喷洒二阶水性树脂沥青：喷洒时在工作面上放置方盘，以测量洒布量，然后利用智能沥青洒布车将加热后的二阶水性树脂沥青喷洒在工作面上；
S3、填补二阶水性树脂沥青：将方盘取走，对遗留下的空白面进行人工补洒；
S4、养护：二阶水性树脂沥青洒布完全后，对二阶水性树脂沥青进行养生，直至二阶水性树脂沥青完全破乳实干。
2.根据权利要求1所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述二阶水性树脂沥青采用如下步骤制备而成：
P1、将加热的100-120g的环氧树脂和10-20g的十二烷基苯磺酸钠混合后进行搅拌，直至搅拌均匀，然后多次加入少量蒸馏水，并搅拌均匀，制得水性树脂乳液；
P2、称取15-20g步骤P1制得的水性树脂乳液，并与90-110g乳化沥青、3-5g稳定剂混合，进行搅拌，直至混合均匀，制得一阶水性树脂改性乳化沥青；
P3、称取步骤P2制得的一阶水性树脂改性乳化沥青，并与水性环氧树脂、12-14g双氰胺、5-8g增溶剂混合后，进行搅拌，直至混合均匀，制得二阶水性树脂沥青。
3.根据权利要求2所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述稳定剂为聚乙烯醇。
4.根据权利要求2所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述增溶剂为膨润土。
5.根据权利要求2所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述水性环氧树脂、一阶水性树脂改性乳化沥青的质量比为2:（3.5-4.5）。
6.根据权利要求2所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述水性环氧树脂采用如下步骤制备而成：
S100、将环氧树脂、正丁醇、乙二醇单丁醚混合后，边加热边搅拌直至完全溶解，溶解完成后，进行升温，制得第一混合物；
S200、将甲基丙烯酸和过氧化苯甲酰混合后，多次加入步骤S100制得的第一混合物，加入完成后，进行升温反应，反应结束后进行降温，制得第二混合物；
S300、边搅拌边向步骤S200制得的第二混合物中加入二甲基乙醇胺的水溶液，直至溶液pH值为8，并进行保温处理，然后取出反应产物抽真空，再加入蒸馏水，制得水性环氧树脂。
7.根据权利要求6所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述环氧树脂和甲基丙烯酸的质量比为1:（0.2-0.3）。
8.根据权利要求6所述的二阶水性树脂沥青粘层施工工艺，其特征在于：所述步骤S100的升温温度为100-120℃，所述步骤S200的升温温度为110-120℃、降温温度为80-90℃。
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