CN115448634A - 一种摊铺现场渗透型抗车辙剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，包括以下质量百分比的成分：环氧树脂46％～55％、固化剂29％～34％、岩沥青5％～19％、促进剂5％～7％。环氧树脂为E‑51型环氧树脂、固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、岩沥青为布敦岩沥青、促进剂为DMP‑30。渗透型抗车辙剂通过在沥青混合料中渗透流动、填充空隙，固化后提高沥青与集料的黏附性，同时构成立体空间网状结构，加固集料整体骨架结构，从而提高沥青路面整体强度与韧度。本发明还公开了一种摊铺现场渗透型抗车辙剂的制备方法。本发明采用上述摊铺现场渗透型抗车辙剂及其制备方法，在沥青路面施工摊铺表面喷洒渗透使用，能够解决现有的抗车辙剂使用不方便的问题。

Description

一种摊铺现场渗透型抗车辙剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及摊铺材料技术领域，尤其是涉及一种摊铺现场渗透型抗车辙剂及其制备方法。

背景技术

针对沥青路面车辙病害提出了很多防治措施，如，改变级配、使用改性沥青、减小纵坡坡度、控制坡长、降低沥青路面温度和使用抗车辙剂等。由于抗车辙剂具有价格便宜、性能优越、使用方法简单和不影响级配等优点，而受到众多使用者的青睐。抗车辙剂指以预防沥青路面车辙病害为主要应用目的的沥青改性剂。

虽然掺加抗车辙剂颇为有效地缓解沥青路面的车辙问题，但是对单个工程来讲，并不是所有路段都需要提高抗车辙性能；一般来说，在一些特殊位置比如交叉口，长纵坡等，其抗车辙能力才需要大力提升；但沥青混合料拌合站这种大型设备，不方便对特殊路段的混合料生产做出针对性或者间歇性的调整。

因此，研发一种可以摆脱沥青混合料配合比设计和生产的抗车辙剂，通过现场施工直接灌入车辙剂，来提升局部特殊路段的沥青路面的抗车辙性能，具有重要的现实意义，可以解决传统抗车辙剂使用不便的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，在沥青路面施工摊铺表面喷洒渗透使用，解决现有的抗车辙剂使用不方便的问题。本发明的另一个目的是提供一种摊铺现场渗透型抗车辙剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，包括以下质量百分比的成分：环氧树脂46％～55％、固化剂29％～34％、岩沥青5％～19％、促进剂5％～7％。

优选的，包括以下质量百分比的成分：环氧树脂51.3％、固化剂32.1％、岩沥青10.3％、促进剂6.3％。

优选的，所述环氧树脂为E-51型环氧树脂，环氧值0.48～0.54eq/100g，环氧当量183～200g/mol。E-51型环氧树脂应符合《GB/T 13657-2011双酚A型环氧树脂》的要求。

优选的，所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐，分子式为C₉H₁₀O₃，属于高温固化剂，固化温度＞80℃。

优选的，所述岩沥青为布敦岩沥青，灰分含量≤80％，含水率≤2％，目数为900～1000目。

优选的，所述促进剂为DMP-30，中文名称为2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚，一种胺类促进剂，分子式C₁₅H₂₇N₃O，胺值600～620mgkoh/g，25℃条件黏度80-200mPa.s。

上述摊铺现场渗透型抗车辙剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照设计比例将环氧树脂加热到135℃-155℃，保温；

S2、将岩沥青粉末过0.075mm筛，筛取0.075mm以下的粉末，将筛取的岩沥青粉末按照设计比例加入到135℃-155℃环氧树脂中，并搅拌均匀，得到混合料；

S3、将混合料用高数剪切仪剪切，得到物理改性的环氧树脂；

S4、将常温条件下的固化剂和促进剂按照设计比例混合，并搅拌均匀，得到改性固化剂；

S5、将改性的环氧树脂在80℃的水浴条件下加热，将改性固化剂加入到环氧树脂中混合均匀，得到抗车辙剂。

优选的，所述S3中，剪切速率为1500～2000r/min，剪切时间为0.5h。

本发明所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂及其制备方法的优点和积极效果是：

1、本发明所用的原料为市场常见材料，材料开源广泛，有利于降低抗车辙剂的材料成本。

2、摊铺现场渗透型抗车辙剂渗透效果明显，对沥青混合料动稳定度提升效果明显，可显著提升沥青混合料抗车辙能力。

3、摊铺现场渗透型抗车辙剂使用简单，只需要在沥青路面施工摊铺之后碾压之前喷洒渗透，路面碾压成型冷却后就可提升路面强度，不影响沥青路面施工。

4、摊铺现场渗透型抗车辙剂应用灵活，适用广泛，适用各种沥青路面、各种车辙病害严重的路段。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

S1、将质量百分比为54.1％的E-51型环氧树脂加热到135℃-155℃，保温；

S2、将布敦岩沥青粉末过0.075mm筛，筛取0.075mm以下的粉末，将筛取的布敦岩沥青粉末按照质量百分比5.4％加入到135℃-155℃E-51型环氧树脂中，并搅拌均匀，得到混合料；

S3、将混合料用高数剪切仪剪切，剪切速率为1500～2000r/min，剪切时间为0.5h，冷却后，得到物理改性的环氧树脂；

S4、将常温条件下质量百分比为33.8％的固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐和质量百分比为6.7％的促进剂DMP-30混合，并搅拌均匀，得到改性固化剂；

S5、将改性的环氧树脂水浴加热到80℃，将改性固化剂加入到改性的环氧树脂中混合均匀，得到抗车辙剂。

实施例2

S1、将质量百分比为51.3％的E-51型环氧树脂加热到135℃-155℃，保温；

S2、将布敦岩沥青粉末过0.075mm筛，筛取0.075mm以下的粉末，将筛取的布敦岩沥青粉末按照质量百分比10.3％加入到135℃-155℃E-51型环氧树脂中，并搅拌均匀，得到混合料；

S3、将混合料用高数剪切仪剪切，剪切速率为1500～2000r/min，剪切时间为0.5h，冷却后，得到物理改性的环氧树脂；

S4、将常温条件下质量百分比为32.1％的固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐和质量百分比为6.3％的促进剂DMP-30混合，并搅拌均匀，得到改性固化剂；

S5、将改性的环氧树脂水浴加热到80℃，将改性固化剂加入到改性的环氧树脂中混合均匀，得到抗车辙剂。

实施例3

S1、将质量百分比为48.8％的E-51型环氧树脂加热到135℃-155℃，保温；

S2、将布敦岩沥青粉末过0.075mm筛，筛取0.075mm以下的粉末，将筛取的布敦岩沥青粉末按照质量百分比14.6％加入到135℃-155℃E-51型环氧树脂中，并搅拌均匀，得到混合料；

S3、将混合料用高数剪切仪剪切，剪切速率为1500～2000r/min，剪切时间为0.5h，冷却后，得到物理改性的环氧树脂；

S4、将常温条件下质量百分比为30.5％的固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐和质量百分比为6.1％的促进剂DMP-30混合，并搅拌均匀，得到改性固化剂；

S5、将改性的环氧树脂水浴加热到80℃，将改性固化剂加入到改性的环氧树脂中混合均匀，得到抗车辙剂。

实施例4

S1、将质量百分比为46.5％的E-51型环氧树脂加热到135℃-155℃，保温；

S2、将布敦岩沥青粉末过0.075mm筛，筛取0.075mm以下的粉末，将筛取的布敦岩沥青粉末按照质量百分比18.6％加入到135℃-155℃E-51型环氧树脂中，并搅拌均匀，得到混合料；

S3、将混合料用高数剪切仪剪切，剪切速率为1500～2000r/min，剪切时间为0.5h，冷却后，得到物理改性的环氧树脂；

S4、将常温条件下质量百分比为29.1％的固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐和质量百分比为5.8％的促进剂DMP-30混合，并搅拌均匀，得到改性固化剂；

S5、将改性的环氧树脂水浴加热到80℃，将改性固化剂加入到改性的环氧树脂中混合均匀，得到抗车辙剂。

将实施例1-4制备的抗车辙剂按照沥青混合料质量的0.45％-0.95％喷洒入沥青混合料中

将拌合好的基质沥青混合料AC-20加热到所需的击实温度135℃-145℃，装入模具先给与一定的压实程度，压实度为80％-90％，击实2-3次；将相同比例的实施例1-4制备的抗车辙剂喷洒在基质沥青混合料表面，然后放入试验机中击实成型，得到试件。抗车辙剂为基质沥青混合料质量的0.45％-0.95％。

渗透滞留量测试步骤为：首先测量锤击2-3次后试模和沥青混合料的总质量m₁；其次测量喷洒抗车辙剂后总质量m₂；最后测量击实后且清除渗透出抗车辙剂的总质量m₃，按式(1-1)计算得Δ计渗透滞留量。

其中：Δm为抗车辙剂渗透滞留量，％；m₁为试模和沥青混合料的总质量，g；m₂为喷洒抗车辙剂后总质量，g；m₃为击实后且清除渗透出抗车辙剂的总质量，g。

对试件进行马歇尔冻融劈裂试验，浸水马歇尔试验和车辙试验分析对比，试验结果如表1所示。

表1实施例1-4试件性能分析结果

由表1可以看出，本发明制备的摊铺现场渗透型抗车辙剂渗透于AC-20基质沥青混凝土其各项性能指标均达到《JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范》所规定的技术标准要求。成型试件后的沥青混合料动稳定度和冻融劈裂试验强度比都远远高于规范规定指标，通过对比分析可以看出，渗透型抗车辙剂对沥青混合料的高温稳定性和水稳定性有显著提高。渗透滞留量随着岩沥青掺量的增加，渗透滞留量先增加后降低，渗透滞留量越高，渗透效果越好；因此实施例2中渗透效果最好。

本发明所用的环氧树脂材料是一种含有环氧基团结构的高分子化合物，分子式为(C₁₁H₁₂O₃)_n，主要是由环氧丙烷与双酚A的缩聚反应产生。环氧树脂形态多种多样，可以是液态、粘稠态、固态多种形态。环氧树脂材料具有高粘结强度、耐化学性能、电绝缘性良好，以及使用工艺性良好等特点，这些性能是其它热固性塑料所不具备的特点。固化剂为酸酐类固化剂，它与双酚A型环氧树脂反应为酯化反应，主要是羧基与环氧基甲醇产生酯基，生成立体的网状结构。岩沥青为布敦岩沥青，岩沥青中沥青质含量高，增强沥青的胶团的极性，提高沥青高温黏附性，提高沥青混合料高温稳定性。促进剂为胺类促进剂，加快酸酐类固化剂反应速度，降低反应温度，促进完全固化。渗透型抗车辙剂通过在沥青混合料中渗透流动、填充空隙，固化后提高沥青与集料的黏附性，同时构成立体空间网状结构，加固集料整体骨架结构，从而提高沥青路面整体强度与韧度。

采用本发明方法制备的摊铺现场渗透型抗车辙剂，喷洒渗透到沥青混合料中经测试，马歇尔稳定度、残留稳定度、动稳定度、破坏应变和冻融劈裂强度比性能指标达到交通部颁发标准JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。本发明产品对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性能具有明显的改善效果。本发明有性能稳定、效果明显、喷洒方便、渗透使用等优点，可针对任何特殊路段沥青路面使用，增强沥青路面抗车辙能力。

因此，本发明采用上述摊铺现场渗透型抗车辙剂及其制备方法，在沥青路面施工摊铺表面喷洒渗透使用，能够解决现有的抗车辙剂使用不方便的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：环氧树脂46％～55％、固化剂29％～34％、岩沥青5％～19％、促进剂5％～7％。

2.根据权利要求1所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：环氧树脂51.3％、固化剂32.1％、岩沥青10.3％、促进剂6.3％。

3.根据权利要求1所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，其特征在于：所述环氧树脂为E-51型环氧树脂，环氧值0.48～0.54eq/100g，环氧当量183～200g/mol。

4.根据权利要求1所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，其特征在于：所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐，固化温度＞80℃。

5.根据权利要求1所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，其特征在于：所述岩沥青为布敦岩沥青，灰分含量≤80％，含水率≤2％，目数为900～1000目。

6.根据权利要求1所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂，其特征在于：所述促进剂为DMP-30。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照设计比例将环氧树脂加热到135℃-155℃，保温；

S2、将岩沥青粉末过0.075mm筛，筛取0.075mm以下的粉末，将筛取的岩沥青粉末按照设计比例加入到135℃-155℃环氧树脂中，并搅拌均匀，得到混合料；

S3、将混合料用高数剪切仪剪切，得到物理改性的环氧树脂；

S4、将常温条件下的固化剂和促进剂按照设计比例混合，并搅拌均匀，得到改性固化剂；

S5、将改性的环氧树脂在80℃的水浴条件下加热，将改性固化剂加入到改性的环氧树脂中混合均匀，得到抗车辙剂。

8.根据权利要求7所述的一种摊铺现场渗透型抗车辙剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，剪切速率为1500～2000r/min，剪切时间为0.5h。