CN106634823A - 一种道路密封胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路密封胶，由以下质量分数的原料制备而成：调节改性剂5％～6.5％、胶粉15％～17％、助溶剂8％～9.2％、增粘剂4.5％～6.8％、基质沥青余量。其中，所述胶粉为细度为60目的废旧轮胎橡胶粉。本发明制备出了一种黏结力强、成本低、防水性、耐磨性和高温稳定性、低温柔韧性优良的橡胶改性沥青道路密封胶。结合JT/T 740‑2015《路面加热型密封胶》的试验规程和检测指标要求，制备出了符合其规范要求的沥青路面道路密封胶，优化了所生产道路密封胶的路面灌缝工艺。

Description

一种道路密封胶

技术领域

本发明属于公路路面修补材料领域，具体涉及一种用于沥青路面、水泥路面灌缝的高性能道路密封胶。

背景技术

在沥青路面的使用过程中，随着使用时间的推移和交通量的不断增加，沥青路面会出现常见的裂缝病害，它几乎伴随着沥青路面的整个使用期，成为沥青路面各类损害中最常见、最易发生的病害之一。裂缝的形式有各种各样，如龟裂、块裂、纵裂、横裂和反射裂缝，其成因各有所不同。但不论是哪种形式的裂缝都应进行及时修补，否则雨水将会通过裂缝进入基层，使基层甚至路基软化，造成基层、路基强度降低，最终导致沥青路面承载能力下降，进而造成路面局部或成片损坏，严重影响行车舒适性，并使路面寿命大大降低。裂缝破损属于结构性破坏，更多的是影响沥青路面的耐久性。裂缝的产生会导致沥青混合料松散、剥落，直到产生坑槽，将直接导致沥青路面的平整度下降，严重影响汽车驾驶的舒适性，造成汽车行驶的安全性下降，并危及乘车人员的生命。若不及时修补和加强，不仅会影响路面的美观、且将会使路面破损面加大，会造成维修费用成倍增加，而且很容易发展成为路面的结构性破坏而缩短路面的使用寿命。

沥青路面灌缝采用的材料称为道路密封胶或灌缝胶，道路密封胶通常采用改性沥青高分子聚合物材料热施工。道路密封胶应具有与沥青混凝土缝壁粘结能力强、高温时不流淌、低温时不脆裂等性能。但是，各地公路养护部门在道路密封胶应用技术方法面临着以下几个关键问题：

(1)国内的道路密封胶来源广泛，质量参差不齐

目前，国内采用的道路密封胶来源广泛，质量参差不齐，使用效果不尽理想，特别是低温性能普遍较差，很多道路密封胶一到冬季即与裂缝壁撕裂，失去了防水的效果。

(2)满足耐久性需要的沥青路面灌缝材料较少

沥青路面灌缝材料的耐久性包含高温稳定性、抗裂延伸性、粘附抗脱性、低温抗裂性。灌缝材料在夏季高温天气，易受热***甚至流淌。在车辆荷载形成的压缩应力作用下，裂缝中的材料很容易被挤出或溢出裂缝，而使灌缝失效。

(3)目前的灌缝材料与技术不能满足养护需要

目前，一些冬季严寒、夏季酷热的地区，对灌缝材料的性能要求很高，普通的沥青材料冬季发脆会开裂，夏季发软流淌现象明显，起不到裂缝修补的效果。灌缝一年的失效率很高，每年都需要重复灌缝，费时费钱且收效甚微。

加热型橡胶改性沥青道路密封胶是目前国内外应用最广泛的灌缝材料，技术比较成熟，但是需要专门的灌缝设备进行加热施工。此外，对于普通灌缝材料而言，裂缝的处治应掌握好处治时间。处治时若气温太高，由于道路密封胶冷却时间较慢，往往会在行车碾压时被车轮带走；若气温太低，道路密封胶不易熔融，不仅浪费成本，而且浪费工时。

(4)尚未建立基于沥青路面裂缝产生机理的灌缝材料需求与施工工艺

沥青路面的裂缝产生机理大体上可分为：荷载型裂缝、非荷载型裂缝或二者耦合作用的裂缝。各种裂缝在路面内部的影响深度和范围不一致，因此，需要在沥青路面裂缝处理工艺中加以区分，以求尽量延长灌缝材料的使用寿命和使用效果。

因此，总结公路沥青路面裂缝产生机理、沥青路面灌缝材料与灌缝技术研究成果，采用先进灌缝材料与技术加强公路沥青路面养护，防止路面早期破坏、降低路面资产折旧率，减少公路沥青路面的维修养护成本，维护路面使用质量，做到维修养护资金最小化和路面性能最优化，是亟需解决的一个重要课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种道路密封胶，黏结力强、成本低、防水性、耐磨性和高温稳定性、低温柔韧性优良。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种道路密封胶，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：

调节改性剂(SBS改性剂)5％～6.5％、胶粉15％～17％、助溶剂(环氧大豆油)8％～9.2％、增粘剂(C9石油树脂和有机膨润土)4.5％～6.8％、基质沥青余量。

其中，所述胶粉为细度为60目的废旧轮胎橡胶粉。

优选地，所述C9石油树脂为2％和有机膨润土为2.5％。

优选地，所述C9石油树脂为2.5％和有机膨润土为3.5％。

优选地，所述C9石油树脂为3％和有机膨润土为3.8％

本发明还提供了一种道路密封胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、按上述的配方称取各组分；

S2、将基质沥青升温至160℃～170℃，并不断搅拌，转速为2000rpm；

S3、然后加入改性剂搅拌融胀30分钟，再加入助溶剂，在160℃～170℃温度下搅拌45分钟，转速为2000rpm；

S4、再继续升高温度至185℃～195℃时，缓慢加入橡胶粉并搅拌发育60分钟，转速为1500rpm；

S5、再加入增粘剂，并搅拌30分钟，转速为1500rpm；(以表格数据为准)

S6、最后加入含硫稳定剂，并搅拌1小时，形成稳定的混合物(转速为2000rpm)。充分搅拌后，放入储存罐中冷却至150℃即可包装，从而制备出高性能的橡胶改性沥青道路密封胶。

本发明具有以下有益效果：

本发明制备出了一种黏结力强、成本低、防水性、耐磨性和高温稳定性、低温柔韧性优良的橡胶改性沥青道路密封胶。结合JT/T 740-2015《路面加热型密封胶》的试验规程和检测指标要求，制备出了符合其规范要求的沥青路面道路密封胶，优化了所生产道路密封胶的路面灌缝工艺。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中所用沥青为韩国生产的SK-90号道路石油沥青、细度为60目的废旧轮胎橡胶粉、改性剂、助溶剂、增粘剂以及稳定剂。(表1)

表1道路密封胶试验材料

实验步骤：

S1、按表2所述的数据称取各组分；

S2、将基质沥青升温至160℃～170℃，并不断搅拌，转速为2000rpm；

S3、然后加入改性剂搅拌融胀30分钟，再加入助溶剂，在160℃～170℃温度下搅拌45分钟，转速为2000rpm；

S4、再继续升高温度至185℃～195℃时，缓慢加入橡胶粉并搅拌发育60分钟，转速为1500rpm；

S5、再加入增粘剂，并搅拌30分钟，转速为1500rpm；(以表格数据为准)

S6、最后加入含硫稳定剂，并搅拌1小时，形成稳定的混合物(转速为2000rpm)。充分搅拌后，放入储存罐中冷却至150℃即可包装，从而制备出高性能的橡胶改性沥青道路密封胶

按照JT/T 740-2015《路面加热型密封胶》规范要求，测定其流动值、锥入度、软化点、低温拉伸及弹性恢复率。锥入度是判断橡胶沥青软硬程度的评价指标，用来表现橡胶沥青对温度的敏感性；一般锥入度值越大，表明橡胶沥青越软，稠度越小，这就越利于施工操作。软化点是指在一定条件下，橡胶沥青达到某一稠度时的温度，表现沥青的高温特性。流动试验是测定道路密封胶在高温时产生流淌的程度。弹性恢复试验用于评价道路密封胶对砂石等杂物嵌入的抵抗能力。低温拉伸试验目的是测试道路密封胶的低温抗开裂性能。

根据上述试验所得制备橡胶粉改性沥青的优化参数，并结合JT/T740-2015规范要求，进行了大量的研究试验，最终得出制备符合JT/T 740-2015《路面加热型密封胶》规范要求的三种道路密封胶的最佳配比，如表2所示，其检测结果如表3所示。

表2制备三种类型道路密封胶的最佳配比

表3不同类型道路密封胶的性能指标

注：低温拉伸试验中，高温型、普通型、低温型的试验温度分别为：0℃、-10℃、-20℃；25％、50％、100％的拉伸量分别为3.75mm、7.5mm、15mm。

废旧轮胎橡胶粉与热沥青在高温条件下发生融合。一方面轮胎橡胶粉中含有天然橡胶、合成橡胶、炭黑、抗氧化剂、抗老化剂、锌化合物等活性成分，如果天然橡胶含量高，不仅有利于改善橡胶粉与基质沥青的相容性，同时也可以提升融溶于沥青中橡胶材料对沥青所起的改性作用，从而补偿由于高强度处理对基质沥青性能的损失，橡胶粉颗粒吸收沥青中的轻质组分体积融胀，胶粉颗粒力学性能得以改善。另一方面由于沥青中轻质组分减少，沥青粘度增大，温度敏感性得到提高。同时，在融胀过程中胶粉颗粒部分发生氧化解聚，胶粉中的活性成分进入沥青胶体体系，使沥青温度稳定性得到提高；在影响道路密封胶性能的三个主要因素中，胶粉的掺量是最为关键的，其次是助溶剂的添加量，最后是反应温度。反应温度在185℃～195℃之间，搅拌速度为2000rpm，总搅拌时间为200min左右的工艺条件下，选择细度为60目的废旧轮胎橡胶粉，根据JT/T 740-2015的技术要求调节改性剂(5％～6.5％)、胶粉(15％～17％)、助溶剂(8～9.2％)及增粘剂4.5～6.8％的用量，可制出符合技术指标要求的上述三种道路密封胶。

试验结果表明，采用这种配方及制备方法生产的沥青路面道路密封胶的锥入度、软化点、流动值、弹性恢复率、低温拉伸各项技术指标均达到中华人民共和国交通行业标准JT/T 740-2015《路面加热型密封胶》中对裂缝修补材料的技术要求，并具有弹性高、粘结性好、耐磨性强、成本较低等特点。可满足路面反复粘结、裂缝变形的需求，并适合在全国各种温度环境下使用。

本发明使用废旧轮胎橡胶粉，不仅提高了产品性能，降低了产品成本，而且减少了环境污染；采用助溶剂将改性剂、橡胶粉与沥青之间形成稳定的均匀混合物，使得树脂基团、橡胶粉基团和沥青基团形成稳定的交联结构，同时改性剂能改善其路面性能如提高软化点、提高低温抗龟裂性能等，能有效地防止新裂缝产生。

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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种道路密封胶，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：

调节改性剂5％～6.5％、胶粉15％～17％、助溶剂8％～9.2％、增粘剂4.5％～6.8％、基质沥青余量。

2.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述胶粉为细度为60目的废旧轮胎橡胶粉。

3.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述助溶剂为环氧大豆油。

4.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述调节改性剂为SBS改性剂。

5.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述增粘剂为C9石油树脂和有机膨润土。

6.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述C9石油树脂为2％和有机膨润土为2.5％。

7.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述C9石油树脂为2.5％和有机膨润土为3.5％。

8.如权利要求1所述的一种道路密封胶，其特征在于，所述C9石油树脂为3％和有机膨润土为3.8％。

9.一种道路密封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按权利要求1所述的配方称取各组分；

S2、将基质沥青升温至160℃～170℃，并不断搅拌，转速为2000rpm；

S3、然后加入改性剂搅拌融胀30分钟，再加入助溶剂，在160℃～170℃温度下搅拌45分钟，转速为2000rpm；

S4、再继续升高温度至185℃～195℃时，缓慢加入橡胶粉并搅拌发育60分钟，转速为1500rpm；

S5、再加入增粘剂，并搅拌30分钟，转速为1500rpm；

S6、最后加入含硫稳定剂，并搅拌1小时，形成稳定的混合物(转速为2000rpm)。充分搅拌后，放入储存罐中冷却至150℃即可包装，从而制备出高性能的橡胶改性沥青道路密封胶。