CN108558272B - 一种再生型道路冷补料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生型道路冷补料，涉及道路铺设技术领域，该冷补料按重量份数计，原料包括以下组分，基质沥青80‑120份；铣刨料80‑120份；冷补添加剂1‑5份；隔离剂10‑25份；集料20‑40份；聚氨酯预聚体20‑30份。刨铣料是废旧沥青混合料，利用刨铣料制备冷补料对刨铣料进行了充分的再生利用。聚氨酯预聚体能够提高冷补料的粘聚性能，使得冷补料与坑槽界面能够形成较强的粘接作用，从而可防止沥青混合料在填补坑槽后过早出现松散或坑槽界面接缝处破损，进而提高冷补料的耐久性。聚氨酯预聚体与液体沥青在充分混合并固化后，沥青均匀分布在聚氨酯预聚体所形成的空间网状结构中，提高冷补料强度的同时使得冷补料能够在高温下也并不会变粘发软。

Description

一种再生型道路冷补料
技术领域
本发明涉及道路铺设技术领域，更具体地，涉及一种再生型道路冷补料。
背景技术
冷补料是一种道路修补材料，可以全天候使用，适用于在任何天气和环境下修补各种不同类型的道路面层，如沥青混凝土道路、水泥混凝土道路、停车场、机场跑道等。
公告号为CN101008172B的中国专利公开了一种再生型道路冷补料，该冷补料包括以下重量百分含量的组分：铣刨料56-87％；冷补添加剂0.08-0.34％；柴油0.87-1.6％；其余为新石料，其中铣刨料由分别占铣刨料总量的1/6的10-19mm粒径的一型铣刨料、4/6的5-10mm粒径的二型铣刨料和1/6的5mm以下粒径的三型铣刨料组成。
为了满足沥青冷补料的储存性能及施工和易性，冷补料往往不能快速形成强度，而上述冷补料的粘聚性较差，从而在开放交通后容易再次出现松散、坑槽界面接缝处脱落等问题，使用耐久性较差，因此通常只能作为路面坑槽的应急性修复材料使用，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种再生型道路冷补料，能够提高耐久性。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料包括以下组分，基质沥青80-120份；铣刨料80-120份；冷补添加剂1-5份；隔离剂10-25份；集料20-40份；聚氨酯预聚体20-30份；所述聚氨酯预聚体的官能度在1.8-2.3，异氰酸根含量在4.5-6.5％，所述聚氨酯预聚体设置为聚酯型聚氨酯预聚体。
通过采用上述技术方案，为了满足冷补料的使用要求，通过冷补添加剂和隔离剂将基质沥青稀释为液体沥青，液体沥青在80℃-120℃的温度范围内能形成流动性液体，能很好地润湿坑槽的矿料表面。当温度降至常温时，液体沥青成膏状，黏度和内聚力都有所增大，其表面仍存在黏性，在进行完坑槽的修补后，在压实机械和车辆荷载的作用下，冷补料混合颗粒之间优惠相互地黏结在一起。
冷补添加剂在稀释基质沥青的同时，能够进一步提高冷补料与矿料表面的润湿程度，增加矿料与冷补料的黏附性，在矿料表面形成胶体结构，可防止沥青薄膜从矿料表面剥落。在基质沥青中加入隔离剂之后，降低了基质沥青的黏度，使拌和出来的冷补料损失了一定的路用性能，冷补添加剂起到了改善冷补料路用性能的作用。
刨铣料是废旧沥青混合料，利用刨铣料制备冷补料对刨铣料进行了充分的再生利用，使刨铣料的剩余价值得到最有效的发挥，避免了刨铣料对环境的影响，同时也将降低了冷补料的造价，节约了经济。
聚氨酯预聚体能够提高冷补料的粘聚性能，使得冷补料与坑槽界面能够形成较强的粘接作用，从而可防止沥青混合料在填补坑槽后过早出现松散或坑槽界面接缝处破损，进而提高冷补料的耐久性。同时，聚氨酯预聚体与液体沥青在充分混合并固化后，沥青均匀分布在聚氨酯预聚体所形成的空间网状结构中，提高冷补料强度的同时使得冷补料能够在高温下也并不会变粘发软，故而能够满足高温气候条件下的使用要求，进一步提高了冷补料的耐久性。
本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括以下组分，基质沥青90-110份；铣刨料90-110份；冷补添加剂2-3份；隔离剂15-20份；集料25-30份；聚氨酯预聚体20-25份。
本发明进一步设置为：所述隔离剂设置为煤油。
通过采用上述技术方案，以煤油作为隔离剂，煤油能够溶解基质沥青，降低基质沥青的黏度，使得冷补料在常温或者更低温度下仍然有很好的施工和易性；煤油在车辆荷载和外界环境的综合影响下不断挥发，冷补料的强度也随之不断增长，最终达到成型强度。因此煤油便于对基质沥青进行搅拌以及基质沥青与其他组分能够混合均匀，同时随着煤油的挥发冷补料能够达到成型强度，从而增强聚氨酯预聚体对冷补料的强化作用以提高冷补料在固化后的耐久性。
本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括水性环氧树脂20-25份。
通过采用上述技术方案，水性环氧树脂能够增强冷补料的粘聚性能，使得冷补料与坑槽界面能够形成较强的粘接作用，从而可防止沥青混合料在填补坑槽后过早出现松散或坑槽界面接缝处破损，进一步提高冷补料的耐久性。水性环氧树脂与液体沥青在充分混合并固化后，沥青均匀分布在水性环氧树脂所形成的空间网状结构中，从而提高冷补料的抗剪强度和劈裂强度。水性环氧树脂与聚氨酯预聚体所形成的网络能够互穿并形成互穿网络，从而进一步提高冷补料的结构强度与耐久性。
本发明进一步设置为：所述集料设置为石灰石。
通过采用上述技术方案，以石灰石作为集料，对冷补料具有补强的作用，以提高冷补料的强度。
本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-30份。
通过采用上述技术方案，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物同时具有硬段聚苯乙烯段和段聚丁二烯段，从而具有高温100℃和低温-80℃两个玻璃化转变温度，因而具备塑性和弹性，能够改善冷补料的高、低温性能。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与沥青在热状态下相容后，聚苯乙烯段软化并流动，聚丁二烯段吸收沥青中的油分而形成体积增大至原来九倍的海绵状材料，当改性沥青冷却后，聚苯乙烯段硬化并物理交联，聚丁二烯嵌段进入具有弹性的三维网络之中，同时聚丁二烯嵌段还能够进入聚氨酯预聚体和水性环氧树脂形成的互穿网络之中，从而在路面负载状态下，冷补料能够产生高拉伸强度及高温下抗形变能力，提高了冷补料的使用性能。
本发明进一步设置为：所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的颗粒粒径小于5μm。
通过采用上述技术方案，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的颗粒粒径小于5μm有助于提高其与机制沥青之间的相容性，从而有利于提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在沥青中的分布均匀度，从而提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物对冷补料的改性作用。
本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括十八烷基三甲基氯化铵30-50份。
通过采用上述技术方案，十八烷基三甲基氯化铵具有乳化作用，能够提高各组分之间的相容性，便于对冷补料进行搅拌的同时，提高了各组分之间的混合均匀度，从而提高聚氨酯预聚体与水性环氧树脂所形成的空间网状结构的排布均匀度以提高冷补料的成型强度与耐久性，同时还提高了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物对冷补料的改性作用。
本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括过氧化二异丙苯25-40份。
通过采用上述技术方案，过氧化二异丙苯能够有效提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与基质沥青之间的交联度，进而显著提高冷补料的高、低温性能，进而提高冷补料的耐久性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.聚氨酯预聚体和水性环氧树脂能够提高冷补料的粘聚性能，使得冷补料与坑槽界面能够形成较强的粘接作用，从而可防止沥青混合料在填补坑槽后过早出现松散或坑槽界面接缝处破损，进而提高冷补料的耐久性；
2.聚氨酯预聚体和水性环氧树脂均能够形成网状空间结构，提高冷补料的抗剪强度和劈裂强度，同时聚氨酯预聚体和水性环氧树脂所形成的网状空间结构能够形成互穿网络，从而进一步提高冷补料的强度；
3.苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物能够改善冷补料的低、高温性能，过氧化二异丙苯能够有效提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与基质沥青之间的交联度，进而显著提高冷补料的高、低温性能，进而提高冷补料的耐久性；
4.十八烷基三甲基氯化铵能够提高各组分之间的相容性，从而提高聚氨酯预聚体与水性环氧树脂所形成的空间网状结构的排布均匀度以提高冷补料的成型强度与耐久性，同时还提高了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物对冷补料的改性作用。
具体实施方式
实施例1，一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。其中，该冷补料通过以下步骤进行制备：
步骤1，将基质沥青和刨铣料加热至120-140℃，加入煤油搅拌20-30min，再加入冷补添加剂保温至100℃，获得稀释沥青；
步骤2，将聚氨酯预聚体、水性环氧树脂和十八烷基三甲基氯化铵投入稀释沥青中并搅拌均匀，获得混合料；
步骤3，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和过氧化二异丙苯投入冷补混合料内搅拌均匀，获得改性混合料；
步骤4，将石灰石投入改性混合料内混合搅拌，获得冷补料。
实施例2，与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
实施例3，一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。其中，该冷补料通过以下步骤进行制备：
步骤1，将基质沥青和刨铣料加热至120-140℃，加入煤油搅拌20-30min，再加入冷补添加剂保温至100℃，获得稀释沥青；
步骤2，将聚氨酯预聚体和十八烷基三甲基氯化铵投入稀释沥青中并搅拌均匀，获得混合料；
步骤3，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和过氧化二异丙苯投入冷补混合料内搅拌均匀，获得改性混合料；
步骤4，将石灰石投入改性混合料内混合搅拌，获得冷补料。
实施例4，与实施例3的不同之处在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
实施例5，一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。其中，该冷补料通过以下步骤进行制备：
步骤1，将基质沥青和刨铣料加热至120-140℃，加入煤油搅拌20-30min，再加入冷补添加剂保温至100℃，获得稀释沥青；
步骤2，将聚氨酯预聚体、水性环氧树脂和十八烷基三甲基氯化铵投入稀释沥青中并搅拌均匀，获得混合料；
步骤3，将过氧化二异丙苯投入冷补混合料内搅拌均匀，获得改性混合料；
步骤4，将石灰石投入改性混合料内混合搅拌，获得冷补料。
实施例6，与实施例5的不同之处在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
实施例7，一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。其中，该冷补料通过以下步骤进行制备：
步骤1，将基质沥青和刨铣料加热至120-140℃，加入煤油搅拌20-30min，再加入冷补添加剂保温至100℃，获得稀释沥青；
步骤2，将聚氨酯预聚体、水性环氧树脂投入稀释沥青中并搅拌均匀，获得混合料；
步骤3，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和过氧化二异丙苯投入冷补混合料内搅拌均匀，获得改性混合料；
步骤4，将石灰石投入改性混合料内混合搅拌，获得冷补料。
实施例8，与实施例7的不同之处在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
实施例9，一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。其中，该冷补料通过以下步骤进行制备：
步骤1，将基质沥青和刨铣料加热至120-140℃，加入煤油搅拌20-30min，再加入冷补添加剂保温至100℃，获得稀释沥青；
步骤2，将聚氨酯预聚体、水性环氧树脂和十八烷基三甲基氯化铵投入稀释沥青中并搅拌均匀，获得混合料；
步骤3，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和投入冷补混合料内搅拌均匀，获得改性混合料；
步骤4，将石灰石投入改性混合料内混合搅拌，获得冷补料。
实施例10，与实施例9的不同之处在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
对比例1，一种再生型道路冷补料，按重量份数计，原料组分如表1所示。其中，该冷补料通过以下步骤进行制备：
步骤1，将基质沥青和刨铣料加热至120-140℃，加入煤油搅拌20-30min，再加入冷补添加剂保温至100℃，获得稀释沥青；
步骤2，将水性环氧树脂和十八烷基三甲基氯化铵投入稀释沥青中并搅拌均匀，获得混合料；
步骤3，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和过氧化二异丙苯投入冷补混合料内搅拌均匀，获得改性混合料；
步骤4，将石灰石投入改性混合料内混合搅拌，获得冷补料。
对比例2，与对比例1的不同之处在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，实施例1-10和对比例1-2中的聚氨酯预聚体均为聚酯型聚氨酯预聚体，其官能度在1.8-2.3，异氰酸根含量在4.5-6.5％。
冷补料的黏附性采用如下试验方法：
1)1000mL的干净烧杯中注入800mL的蒸馏水，加热至沸腾；2)取250g的冷补料分别放入相应烧杯的沸水中，以1周/秒的速率用玻璃棒搅拌，持续3min；3)停止加热并将水面上漂浮的沥青捞除以免二次裹附；4)将水冷却至室温，倒掉水分并将湿混合料放在白纸上；5)观察、评定黏附性等级，冷补料黏附性等级评价标准如表2所示，试验结果如表1所示。
冷补料成型后的强度采用如下试验方法：
1)称拌和好的冷补沥青混合料1180g，在常温下装入试模中，双面各击实50次；2)连同试模一起以侧面竖立方式置110℃烘箱中养生24h,取出后再双面各击实25次；3)再连同试模在室温中竖立放置24h，脱模后在60℃恒温水槽中养生30min，进行马歇尔试验获得马歇尔稳定度，如表1所示。
表1
Figure BDA0001672583170000051
Figure BDA0001672583170000061
表1-续
Figure BDA0001672583170000062
表2
试验后集料表面上沥青剥落情况 黏附性等级
沥青保存完整，剥离率接近于0 5
沥青小部分为水所移动，厚度不均匀，剥落率小于10％ 4
沥青局部明显为水所移动，基本保留在集料表面上，剥离率大于30％ 3
沥青大部分为水所移动，局部保留在集料表面上，剥离率大于30％ 2
沥青完全为水所移动，集料裸露，沥青几乎全部浮于水面上 1
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种再生型道路冷补料，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组分，
基质沥青 80-120 份；
铣刨料 80-120 份；
冷补添加剂 1-5 份；
隔离剂 10-25 份；
集料 20-40 份；
聚氨酯预聚体 20-30 份；
水性环氧树脂 20-25 份；
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 20-30 份；
过氧化二异丙苯 25-40 份；
十八烷基三甲基氯化铵 30-50 份；
所述聚氨酯预聚体的官能度在1.8-2.3，异氰酸根含量在4.5-6.5%，所述聚氨酯预聚体设置为聚酯型聚氨酯预聚体。
2.根据权利要求1所述的一种再生型道路冷补料，其特征在于：所述隔离剂设置为煤油。
3.根据权利要求1所述的一种再生型道路冷补料，其特征在于：所述集料设置为石灰石。
4.根据权利要求1所述的一种再生型道路冷补料，其特征在于： 所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的颗粒粒径小于 5μm。
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