CN116835908A - 一种路面修补复合材料及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路面修补复合材料及其应用方法，属于路面修补技术领域。该复合材料包括修补材料和封闭材料，修补材料由热固性树脂和骨料组成，封闭材料由预聚物和氨基扩链剂的双组份吸水膨胀聚脲组成。预聚物由HMDI与PO‑EO共聚醚制备而成，氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂。本发明路面修补复合材料中保持了热固型修补材料本体强度高、与基底粘接牢固等技术优势，同时增加了低硬度、高柔性、低模量，且具有一定吸水膨胀功能的封闭材料，具有优异的形变能力和防水性能，有效防止因热膨胀系数不同导致的应力开裂，以及通过阻水和吸水的方式确保外界水无法渗入修复材料与基底之间的界面，从而显著增加修补材料在实际环境中的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及路面修补技术领域，特别是涉及一种路面修补复合材料及其应用方法。
背景技术
坑槽作为路面严重病害之一，其对行车安全性、舒适性和路容路貌有极大影响，如果养护维修不及时，坑槽将会持续扩展增大，对行车安全构成极大威胁，同时增加养护成本。
目前对于小面积的坑槽修补主要有两大类材料技术：其一为热塑性修补材料，主要有沥青混合料和沥青冷补料，沥青混合料需要与常规沥青摊铺采用一样的工艺，如高温混料、钢轮胶轮反复碾压等，工艺复杂，成本较高，且污染环境；沥青冷补料通过有机溶剂将沥青稀释后变为可常温拌合的材料，虽不用高温混料，但有机溶剂挥发速率较慢，且无法完全挥发，因此修补材料强度不足，很容易再次被破坏，寿命较低。另一类为热固性修补材料，如环氧树脂、聚氨酯、环氧改性聚氨酯等，通过将原本修补料中的热塑性沥青替换为热固性树脂，所制备的修补材料具有室温固化、固化强度高、粘接优异、环境友好和耐久性优异等优势。但同时也存在技术缺陷，如因为修补材料与原路面材料膨胀系数不同导致的界面开裂，导致开裂处成为修补材料中的最弱项，雨雪通过该裂缝可轻松进入修补材料中。此外，该处产生开裂后，车辆行经时碾压容易造成更大程度的开裂，如此综合导致修补材料寿命大大降低。
基于上述问题，本发明提出一种新的路面修补复合材料及其应用方法，既保留热固性修补材料的技术优势，同时又能在其四周采用快速固化、低硬度、高弹性、高伸长率、可反复吸水—释水的吸水膨胀聚脲封闭材料，有效解决修补材料与原路面之间的开裂产生的缝隙问题，有效阻止水等介质通过缝隙对修补材料造成的破坏，从而显著提高路面修补材料的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种路面修补复合材料，使其既保留热固性修补材料的技术优势，同时又能在其四周采用快速固化、低硬度、高弹性、高伸长率、可反复吸水—释水的吸水膨胀聚脲封闭材料，有效解决了修补材料与原路面之间的开裂产生的缝隙问题，有效阻止水等介质通过缝隙对修补材料造成的破坏，从而显著提高路面修补材料的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供一种路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料，所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂经聚合反应得到的吸水膨胀聚脲组成。
进一步改进，所述预聚物由HMDI与PO-EO共聚醚聚合制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PO-EO共聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PO-EO共聚醚为二官能度，分子量为3000～6000，EO链段的摩尔占比为30～50％。
进一步改进，所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为32～256mgKOH/g。
进一步改进，所述预聚物中-NCO基团与所述氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为0.8～1.0。
进一步改进，所述热固性树脂为热固性环氧树脂，所述骨料为碎石，所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为15～30％，0.2～0.5mm占比为50～60％，0.5～1.0mm占比为20～25％。
进一步改进，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，所述A组分为双酚A型环氧树脂，环氧当量为200～500；所述B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为80～120。
进一步改进，所述骨料与热固性环氧树脂质量比为100:5～8。
作为本发明的又一改进，本发明还提供一种上述路面修补复合材料的应用方法，所述应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的热固性环氧树脂作为底涂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁，其目的为提高修补材料和封闭材料与基底之间的附着力；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的封闭材料；
(6)在室温下再固化1～2h后，完成修补工作，即可开放交通。
进一步改进，所述步骤(3)中所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间的缝隙尺寸为1～2cm。
进一步改进，所述步骤(5)中浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4。这样处理的目的在于：一是为吸水膨胀封闭材料吸水后体积膨胀留有预留空间，防止封闭材料吸水膨胀后对固化的修补材料产生挤压；二是可以确保车轮压力和剪切力不会直接作用在封闭材料表面，防止受到外力后封闭材料很快被破坏。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明路面修补复合材料中保持了热固型修补材料本体强度高、与基底粘接牢固等技术优势，同时增加了低硬度、高柔性、低模量，且具有一定吸水膨胀功能的封闭材料，具有优异的形变能力和防水性能，有效防止因热膨胀系数不同导致的应力开裂，以及通过阻水和吸水的方式确保外界水无法渗入修补材料与基底之间的界面，从而显著增加修补材料在实际环境中的使用寿命。此外，由于修补材料和封闭材料均具有室温快速固化性能，因此具有优异的环保性和施工高效性。
本发明路面修补复合材料的应用方法通过在坑槽中间设置由四个挡板围成的边框，使热固性树脂修补材料能固化在特定尺寸的坑槽中，然后在该修补材料与坑槽的缝隙中浇注固化前的封闭材料，通过封闭材料有效传递应力和防水，使用寿命大大提升。方法简单，效率高，适用范围广。
还通过在浇注封闭材料时，只浇注缝隙深度的3/4，在缝隙上部留有1/4的空隙，为双组份吸水膨胀聚脲封闭材料提供充足的吸水膨胀空间，不会对固化的修补材料产生挤压，充分发挥封闭材料的作用，提升整体路面修补效果。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明路面修补复合材料应用于修补路面后的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为200；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为120。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为15％，0.2～0.5mm占比为60％，0.5～1.0mm占比为25％。
本实施例中取A组分3.13kg，B组分1.87kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂经聚合反应得到的吸水膨胀聚脲组成。所述预聚物由工业级产品HMDI(1,6-亚已基二异氰酸酯)与PO-EO共聚醚(环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚)聚合制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PO-EO共聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PO-EO共聚醚为二官能度，分子量为3000，EO链段的摩尔占比为50％。所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为32mgKOH/g。
本实施例中取HMDI 6.67kg，PO-EO共聚醚38.1kg，聚天门冬氨酸树脂55.24kg。实际使用时，先取HMDI和PO-EO共聚醚进行预聚反应，得到预聚物。再取氨基扩链剂聚天门冬氨酸树脂，与上述预聚物混合均匀，两者发生聚合反应，得到所述封闭材料。其中，预聚物中-NCO基团与氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为0.80。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为1cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度较优为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化2h后，完成修补工作，即可开放交通。
实施例2
本实施例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为400；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为100。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为30％，0.2～0.5mm占比为50％，0.5～1.0mm占比为20％。
本实施例中取A组分4.80kg，B组分1.20kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂经聚合反应得到的吸水膨胀聚脲组成。所述预聚物由工业级产品HMDI(1,6-亚已基二异氰酸酯)与PO-EO共聚醚(环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚)聚合制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PO-EO共聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PO-EO共聚醚为二官能度，分子量为4000，EO链段的摩尔占比为30％。所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为64mgKOH/g。
本实施例中取HMDI 8.14kg，PO-EO共聚醚61.65kg，聚天门冬氨酸树脂30.21kg。实际使用时，先取HMDI和PO-EO共聚醚进行预聚反应，得到预聚物。再取氨基扩链剂聚天门冬氨酸树脂，与上述预聚物混合均匀，两者发生聚合反应，得到所述封闭材料。其中，预聚物中-NCO基团与氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为0.91。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为2cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化2h后，完成修补工作，即可开放交通。
实施例3
本实施例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为500；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为80。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为20％，0.2～0.5mm占比为55％，0.5～1.0mm占比为25％。
本实施例中取A组分6.03kg，B组分0.97kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂经聚合反应得到的吸水膨胀聚脲组成。所述预聚物由工业级产品HMDI(1,6-亚已基二异氰酸酯)与PO-EO共聚醚(环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚)聚合制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PO-EO共聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PO-EO共聚醚为二官能度，分子量为6000，EO链段的摩尔占比为30％。所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为256mgKOH/g。
本实施例中取HMDI 7.50kg，PO-EO共聚醚85.25kg，聚天门冬氨酸树脂7.25kg。实际使用时，先取HMDI和PO-EO共聚醚进行预聚反应，得到预聚物。再取氨基扩链剂聚天门冬氨酸树脂，与上述预聚物混合均匀，两者发生聚合反应，得到所述封闭材料。其中，预聚物中-NCO基团与氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为0.87。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为1cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化1h后，完成修补工作，即可开放交通。
实施例4
本实施例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为300；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为120。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为20％，0.2～0.5mm占比为60％，0.5～1.0mm占比为20％。
本实施例中取A组分5.71kg，B组分2.29kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂经聚合反应得到的吸水膨胀聚脲组成。所述预聚物由工业级产品HMDI(1,6-亚已基二异氰酸酯)与PO-EO共聚醚(环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚)聚合制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PO-EO共聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PO-EO共聚醚为二官能度，分子量为5000，EO链段的摩尔占比为40％。所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为128mgKOH/g。
本实施例中取HMDI 8.20kg，PO-EO共聚醚78.06kg，聚天门冬氨酸树脂13.74kg。实际使用时，先取HMDI和PO-EO共聚醚进行预聚反应，得到预聚物。再取氨基扩链剂聚天门冬氨酸树脂，与上述预聚物混合均匀，两者发生聚合反应，得到所述封闭材料。其中，预聚物中-NCO基团与氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为1.00。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为2cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化1.5h后，完成修补工作，即可开放交通。
对比例1
本对比例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为300；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为120。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为20％，0.2～0.5mm占比为60％，0.5～1.0mm占比为20％。
本对比例中取A组分5.71kg，B组分2.29kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂得到的双组分聚脲组成。所述预聚物由工业级产品HMDI(1,6-亚已基二异氰酸酯)与PPG聚醚(聚丙二醇)制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PPG聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PPG聚醚为二官能度，分子量为5000(PPG5000)。所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为128mgKOH/g。
本对比例中取HMDI 8.20kg，PPG5000 78.06kg，聚天门冬氨酸树脂13.74kg。实际使用时，先取HMDI和PPG5000进行预聚反应，得到预聚物。再取氨基扩链剂聚天门冬氨酸树脂，与上述预聚物混合均匀，两者发生聚合反应，得到所述封闭材料。其中，预聚物中-NCO基团与氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为1.00。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为2cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化1.5h后，完成修补工作，即可开放交通。
对比例2
本对比例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为300；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为120。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为20％，0.2～0.5mm占比为60％，0.5～1.0mm占比为20％。
本对比例中取A组分5.71kg，B组分2.29kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂得到的双组份吸水膨胀聚脲组成。所述预聚物由工业级产品HMDI(1,6-亚已基二异氰酸酯)与PEG聚醚(聚乙二醇)制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PEG聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PEG聚醚为二官能度，分子量为5000(PEG5000)。所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为128mgKOH/g。
本对比例中取HMDI 8.20kg，PEG5000 78.06kg，聚天门冬氨酸树脂13.74kg。实际使用时，先取HMDI和PEG5000进行预聚反应，得到预聚物。再取氨基扩链剂聚天门冬氨酸树脂，与上述预聚物混合均匀，两者发生聚合反应，得到所述封闭材料。其中，预聚物中-NCO基团与氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为1.00。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为2cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化1.5h后，完成修补工作，即可开放交通。
对比例3
本对比例路面修补复合材料，包括修补材料和封闭材料两部分。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为300；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为120。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为20％，0.2～0.5mm占比为60％，0.5～1.0mm占比为20％。
本对比例中取A组分5.71kg，B组分2.29kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。
所述封闭材料采用本实施例修补材料中的热固性环氧树脂。
参照附图1所示，取上述修补材料和封闭材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；本实施例的所述缝隙尺寸为2cm；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料3固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的所述封闭材料2；
其中，浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4；
(6)在室温下再固化1.5h后，完成修补工作，即可开放交通。
对比例4
本对比例路面修补复合材料，只包括修补材料，即取消封闭材料。
所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，热固性树脂采用热固性环氧树脂，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，A组分采用双酚A型环氧树脂，环氧当量为300；B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为120。所述骨料采用碎石。所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为20％，0.2～0.5mm占比为60％，0.5～1.0mm占比为20％。
本对比例中取A组分5.71kg，B组分2.29kg，所述骨料100kg，使用时先将A、B组分混合均匀，再加入骨料混合均匀，得到所述修补材料。取上述修补材料进行路面修补，具体应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面1去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的双组分热固性环氧树脂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，加入未固化的由热固性树脂和骨料组成的修补材料3，表面用抹刀抹平；
(4)在室温下固化至修补材料完全固化，完成修补工作，即可开放交通。
结果实施例1
取上述实施例1-4和对比例1-3中封闭材料的各原料按上述配比和混合步骤混合，完全固化后对其进行基本性能检测，结果如表1所示。
表1实施例和对比例中封闭材料固化后基本性能检测结果
结果实施例2
利用实施例1～4和对比例1～4中的路面修补复合材料对测试修补路面进行路面修补，形成不同的测试样板，对不同的测试样板进行循环车辙试验，观察不同的路面修补复合材料的使用情况。
该循环车辙试验的具体步骤如下：(1)将测试样板在室温(23℃)采用自来水喷淋24h；(2)采用满足JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0719-2011《沥青混合料车辙试验》所规定的要求的单轮车辙试验机，按42次/min速率反复碾压20min；(3)将测试样板放入低温低湿环境(-10℃/相对湿度＜30％R.H)自然干燥24h；(4)采用满足JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0719-2011《沥青混合料车辙试验》所规定的要求的单轮车辙试验机，按42次/min速率反复碾压20min；(5)完成上述4项后即为1次测试循环。
将实施例1～4和对比例1～4中路面修补复合材料形成的测试样板按上述循环车辙试验进行测试，以封闭材料处接缝是否开裂和修补材料与基底之间的正拉粘结强度作为表征路面修补材料寿命的方法，试验结果如表2和表3所示。
表2实施例1～4按不同次数循环车辙试验结果
表3对比例1～4按不同次数循环车辙试验结果
从表2可知，实施例1～4形成的测试样板经6次循环车辙试验后仍旧可保持封闭材料接缝完整，且修补材料与基底具有较高的正拉粘结强度，表明本发明路面修补复合材料具有较长的使用寿命。而表3中各对比例1～4在循环测试次数上性能检测结果均明显劣于实施例1～4，产生上述现象的原因可从表1中各封闭材料的基本性能得到解释：(1)由于热固性环氧树脂和基底沥青混凝土、修补材料之间热膨胀系数相差很大(通常是5～10倍)，且自身硬度大、伸长率低，因此经过冷热循环处理后容易产生界面应力，从而导致层间开裂，因此对比例3经循环测试最先产生开裂现象，当开裂出现后，水就很容易从界面渗入基底，经过反复冻融再加上车轮剪切，修补材料与基底很容易脱层，导致正拉粘结强度迅速降低；(2)对比例2中由PEG聚醚形成的高吸水性聚脲材料整体趋势与对比例3相似，其原因一方面为单独PEG聚醚为高结晶性分子结构，导致制备的封闭材料虽吸水率很高，但硬度和100％定伸强度较大，因此经过冷热循环后容易产生界面应力导致层间开裂；另一方面吸水率过大导致封闭材料吸水后本体强度很低，因此当车轮剪切作用时容易本体破裂，导致开裂，从而防水失效；(3)对比例1中由PPG聚醚形成的双组分聚脲由于无吸水膨胀功能，所以体积吸水率很低，但其他性能与实施例1-4类似，低硬度、高柔性、低强度(100％定伸)使得封闭材料具有优异的形变能力，有效防止应力产生的开裂现象，因此整体效果在4个对比例中最好，但同样由于双组份聚脲无吸水膨胀功能，在经过几次循环后界面仍旧会产生新的孔隙，导致水渗入基底，从而降低修补材料与基底的正拉粘结强度，进而对使用寿命产生影响。
另外，对比例4由于直接采用修补材料填补坑槽，修补材料与坑槽之间没有封闭材料，因为修补材料与基底膨胀系数不同，故在2次测试循环时即出现局部表面开裂现象，在3次测试循环时即出现全面开裂现象，在4次测试循环后即出现贯穿开裂。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种路面修补复合材料，其特征在于，包括修补材料和封闭材料，所述修补材料由热固性树脂和骨料组成，所述封闭材料由预聚物和氨基扩链剂经聚合反应得到的吸水膨胀聚脲组成。
2.根据权利要求1所述的路面修补复合材料，其特征在于，所述预聚物由HMDI与PO-EO共聚醚聚合制备而成，其中，HMDI中的-NCO基团与PO-EO共聚醚中的-OH基团的摩尔比为2:1，且PO-EO共聚醚为二官能度，分子量为3000～6000，EO链段的摩尔占比为30～50％。
3.根据权利要求2所述的路面修补复合材料，其特征在于，所述氨基扩链剂为聚天门冬氨酸树脂，胺值为32～256mgKOH/g。
4.根据权利要求2或3所述的路面修补复合材料，其特征在于，所述预聚物中-NCO基团与所述氨基扩链剂中-NH基团摩尔比值为0.8～1.0。
5.根据权利要求1所述的路面修补复合材料，其特征在于，所述热固性树脂为热固性环氧树脂，所述骨料为碎石，所述骨料中不同粒径的质量比为：0.075～0.2mm占比为15～30％，0.2～0.5mm占比为50～60％，0.5～1.0mm占比为20～25％。
6.根据权利要求5所述的路面修补复合材料，其特征在于，所述热固性环氧树脂由A组分和B组分组成，所述A组分为双酚A型环氧树脂，环氧当量为200～500；所述B组分为聚酰胺固化剂，活泼氢当量为80～120。
7.根据权利要求5或6所述的路面修补复合材料，其特征在于，所述骨料与热固性环氧树脂质量比为100:5～8。
8.根据权利要求1至7任一项所述的路面修补复合材料的应用方法，其特征在于，所述应用方法包括如下步骤：
(1)将所需修补的路面去除松散部位，并将坑槽尺寸切割成方形；
(2)采用所述修补材料中的热固性环氧树脂作为底涂刷涂所述坑槽的底部和四周内侧壁；
(3)待所述坑槽中涂刷的热固性环氧树脂表干后，在坑槽中固定由四个挡板围成的边框，所述边框高度与所述坑槽深度一致，所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间留有缝隙；
(4)在所述边框中加入由热固性树脂和骨料组成的未固化的修补材料，表面用抹刀抹平；
(5)待所述修补材料固化后，将所述边框取出，然后向所述边框与坑槽之间预留的缝隙浇注未固化的封闭材料；
(6)在室温下再固化1～2h后，完成修补工作，即可开放交通。
9.根据权利要求8所述的路面修补复合材料的应用方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述边框外侧与所述坑槽的四周内侧壁之间的缝隙尺寸为1～2cm。
10.根据权利要求9所述的路面修补复合材料的应用方法，其特征在于，所述步骤(5)中浇注所述封闭材料的深度为所述坑槽深度的3/4。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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