CN110066140A - 一种彩色沥青含砂封层材料及其制备和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种彩色沥青含砂封层材料及其制备和施工方法，涉及路面铺筑技术领域，能够增加乳化彩色沥青的黏度和固含量，具有造价低、施工简单、防剥落、耐磨耗性能好、节能环保的优点；该材料的原料包括乳化彩色沥青、填料和骨料；所述乳化彩色沥青的原料包括彩色沥青、乳化剂、稳定剂和洁净水；该制备方法为对彩色沥青乳化处理，制作成乳化彩色沥青，乳化彩色沥青中加入填料和骨料置于高速分散机中搅拌而成彩色沥青含砂封层材料；该施工方法为采用高压喷洒设备或人工喷涂的方式将所述彩色沥青含砂封层材料喷洒在沥青路面上；喷洒量为0.8～1.5kg/m²。本发明提供的技术方案适用于彩色路面铺筑和养护的过程中。

Description

一种彩色沥青含砂封层材料及其制备和施工方法

【技术领域】

本发明涉及路面铺筑技术领域，尤其涉及一种彩色沥青含砂封层材料及其制备和施工方法。

【背景技术】

随着国民经济和科技水平的不断发展，人们生活水平和消费水平不断提高，对于公共交通区域的地面如城市慢行道、公交车道、十字路口、公园、学校、体育场、住宅小区及旅游公路自行车道等等，都要求越来越高，不仅需要这些道路的地面满足综合性要求，还需要考虑施工成本，同时还要考虑施工后的美观程度，以提高城市的整体形象。

近年来，彩色路面因其绚丽多变的色彩，显著的交通警示作用，越来越受到交通建设管理者的青睐。目前常用的两种彩色路面材料分为热拌彩色沥青混合料类和双组分聚合物拌合彩色陶粒类。其中，热拌彩色沥青混合料，可以完成采用现有的沥青热拌站和摊铺碾压设备，具有机械化程度高，施工速度快的特点，可实现大面积施工的特点；但因为石料本身多为黑色或褐色，彩色全部依靠薄薄的一层彩色沥青油膜来实现，往往一年内就会被部分磨掉，露出黑色的石料，看起来脏乎乎的一片，非常影响市容市貌，同时，其摊铺厚度大，材料成本也很高。双组分聚合物拌合彩色陶粒类，多采用人工涂敷&撒布或人工拌合&摊铺的形式成型，具有人工使用高、施工速度慢的特点，不适合大面积使用，同时胶结料为热固型材料，冬季一旦开裂，在夏季该裂缝也无法愈合，雨水进入后极易出现路面脱空整片剥落的现象；同时，为了保证施工和易性，双组分聚合物中含有大量的有机溶剂，彩色路面铺装后将逐步从路面中挥发出来，也就是雾霾的主要贡献物——VOC，大面积使用后将严重影响空气质量。

为了使路面具有彩色外观，还有一种方式是使用彩色路面封层材料对路面进行喷涂。现有喷涂材料主要包含沥青、乳化剂、增粘剂和颜料等成分。但是现有的彩色路面封层材料存在污染环境、强度不足、耐候性差、高温下容易劣化、低温下容易开裂等各种问题，在应用中受到极大限制。鉴于彩色路面封层材料的应用场所的温度条件，需要封层材料具有优良的高温抗粘性质和低温抗开裂性质；如何在满足上述性能的同时提高封层材料的强度使其具有最佳的耐磨性也是本领域需要解决的课题。

另外，彩色沥青路面在使用一段时间后，普遍会出现颜色的损耗，目前尚没有相关的有效养护方法，急需一种新型材料，能够实现旧彩色路面恢复颜色，修复微小裂缝等功能。

因此，有必要设计一种新的彩色沥青含砂封层材料及施工方法，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种彩色沥青含砂封层材料及其制备和施工方法，能够增加乳化彩色沥青的黏度和固含量，具有造价低、施工简单、防剥落、耐磨耗性能好、节能环保的优点。

一方面，本发明提供一种彩色沥青含砂封层材料，其特征在于，所述彩色沥青含砂封层材料的原料包括彩色沥青、乳化剂、稳定剂、水、填料和骨料。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述乳化彩色沥青各原料的重量份数为：

彩色沥青：50～60份；

乳化剂：1～3份；

洁净水：40～50份；

稳定剂：0.05～0.2份；

填料：30～40份；

骨料：60～70份。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述彩色沥青是通过在人工合成的浅色胶结料中添加颜料再混合搅拌而成。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述乳化剂为季胺盐类、木质胺类、酰胺类和咪唑啉类阳离子乳化剂中的一种或多种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述稳定剂为盐酸、醋酸、CaCl₂、高分子聚乙烯醇、甲基纤维素和丙烯酸类物质中的一种或多种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述填料为二氧化硅、膨润土或高岭土；所述骨料为粒径0～3mm的石英砂或金刚砂。

另一方面，本发明提供一种如上任一所述的彩色沥青含砂封层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1、按原料配比将乳化剂、洁净水和稳定剂混合搅拌均匀，制成乳化剂水溶液；

S2、调节乳化机胶体磨间隙的大小；

S3、用所述乳化剂水溶液对乳化机进行清洗和预热；

S4、按原料配比将所述乳化剂水溶液和彩色沥青注入乳化机进行彩色沥青的乳化，获得乳化彩色沥青；所述乳化彩色沥青中粒径为2um～5um的颗粒占比达到75％～85％；

S5、按原料配比将所述乳化彩色沥青、填料和骨料混合，用分散设备进行分散搅拌，静置，获得彩色沥青含砂封层材料。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4中彩色沥青的乳化温度为110℃～150℃。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S5中分散设备的转速为450～550转/min，分散搅拌的时间为15～25min。

再一方面，本发明提供一种如上任一所述的彩色沥青含砂封层材料的施工方法，其特征在于，采用喷洒设备或人工喷涂的方式将所述彩色沥青含砂封层材料喷洒在沥青路面上；喷洒量为0.8kg/m²～1.5kg/m²，喷洒速度为每小时3km～5km。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，喷洒前，需要保证沥青路面平整均匀，并将所述沥青路面清扫干净；若使用清水冲洗沥青路面，则需保证水分蒸发干净。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：本发明调整了乳化剂配方，增加了乳化彩色沥青的黏度和固含量，具有造价低、施工简便快捷、防剥落、耐磨耗性能好、节能环保等优点；可以代替传统的彩色沥青混凝土和彩色环氧树脂材料应用在新建沥青公路的彩色铺装层、旧路面的预防养护工程中，也可以应用在市政、广场、公园等绿道设施中。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的彩色沥青含砂封层材料的组分图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

一种彩色沥青含砂封层材料，是将彩色沥青胶结料经过乳化处理，制作成乳化彩色沥青，然后在乳化彩色沥青中加入填料和骨料及添加剂共同置于高速分散机中搅拌而成彩色沥青含砂雾封层材料。然后用专用的含砂雾封层高压喷洒车喷洒到需要覆盖的沥青路面上完成施工。喷洒量控制在0.8～1.5kg/m²，以保证彩色沥青含砂雾封层能将原黑色沥青路面覆盖，以达到改变路面颜色的效果，必要时可喷洒两层。

具体的，彩色沥青含砂雾封层材料的原材料种类及重量份数如图1所示，包括：

彩色沥青：50～60份；

乳化剂：1～3份；

洁净水：40～50份；

稳定剂：0.05～0.2份；

填料：30～40份；

骨料：60～70份。

其中，

彩色沥青：是通过在人工合成的浅色胶结料中添加颜料混合搅拌而成，合成浅色胶结料的原料有高芳香矿物油(石油炼制过程中的附产品)、石油树脂或香豆酮树脂及热塑性高分子聚合物等；所添加的颜料可以是无机颜料，如氧化铁、氧化铬、氧化钴、二氧化钛等，也可以是有机颜料，如偶氮类、蒽醌类、喹咔酮类、酞青类等；50～60份的沥青加入，可以有效增大乳化沥青的固含量；

乳化剂：所用乳化剂是季胺盐类、木质胺类、酰胺类或咪唑啉类阳离子乳化剂；该类乳化剂可以增加乳化沥青的黏度；

洁净水：符合饮用水要求的自来水即可；

稳定剂：可以是盐酸、醋酸、CaCl₂、高分子聚乙烯醇、甲基纤维素或丙烯酸类物质；

填料：为二氧化硅、膨润土或高岭土；

骨料：粒径为0-3mm的石英砂或金刚砂。

一、乳化彩色沥青的制备过程如下：

步骤一：配置乳化剂水溶液；将乳化剂、水和稳定剂按一定比例混合搅拌均匀，制成乳化剂水溶液；

步骤二：调节乳化机胶体磨间隙的大小，一般间隙调整为1～1.5mm；

步骤三：取一部分乳化剂水溶液，加温至60～70℃，对乳化机进行清洗和预热；用于冲洗和预热的乳化剂水溶液的乳化剂种类要与乳化彩色沥青的一致，但用量较少；

步骤四：按原料配比取步骤一制备的乳化剂水溶液和彩色沥青，将两者注入乳化机进行彩色沥青的乳化；注入时彩色沥青的灌注速度要比乳化剂水溶液快，使得乳化剂水溶液先注入后注出(即乳化剂水溶液先开始注入后结束注入)；彩色沥青的乳化要在乳化剂胶体磨中研磨2～4遍，使乳液中细度为2～5um的颗粒占比达到75％～85％，优选80％；

为了使彩色沥青在乳化时具有很好的流动性，彩色沥青的乳化温度一般在110～150℃之间，优选温度130～140℃。

步骤五：使用与乳化彩色沥青相同种类的乳化剂的水溶液，对乳化机进行冲洗，避免残留的乳化沥青在乳化机中破乳，影响乳化机的再次使用。

制备得到的乳化彩色沥青胶结料的各性能指标如表1所示。

表1乳化彩色沥青胶结料性能指标

二、彩色沥青含砂雾封层材料的制备过程为：取90～115份上面制得的乳化彩色沥青，和30～40份的填料、60～70份的骨料混合，用高速分散机于450-550转/min(优选500转/min)转速下分散搅拌15～25min，优选20min，静置，即得。具体的彩色沥青含砂封层材料指标如表2所示。

表2彩色沥青含砂封层材料指标表

三、彩色沥青含砂雾封层材料的喷洒施工：

(1)彩色沥青含砂雾封层材料可以直接喷洒在沥青路面上以起到养护、改色、防滑、耐磨耗等用途。在喷洒前需要保证原有路面表面应平整均匀，不应出现泛油、松散、裂缝、车辙和明显离析等现象；喷洒前，应将沥青面层表面清扫干净，去除泥土、沙砾、泥砂，用森林灭火器吹净杂物，用清水冲洗，水分必须蒸发干净、晒干；

(2)含砂雾封层施工一般当天进行彩色乳化沥青与细集料(金刚砂、石英砂等集料和填料)的混合，混合过程中的环境温度应控制在20度到30度之间；彩色乳化沥青材料可于施工前一天加入洒布车，进入罐车或者搅拌容器前需要进行过滤，防止沥青中颗粒物质进入；

(3)彩色沥青含砂封层材料施工需要采用高压喷洒设备进行，所采用设备必须可以用于含沙量高于30％(质量百分比)、黏度大于300Pa.s、固化时间仅有几十秒到几分钟且难清洗的沥青材料，本申请选用美通筑机LMT5255GLQW含砂雾封层车；喷洒量在0.8-1.5kg/m²之间，也可根据路面情况喷洒两层，喷洒速度控制在每小时3-5公里，以将原有黑色路面遮盖住，表面全部改色为准，喷洒后应均匀，无“花斑”；

(4)含砂封层洒布车要选择适宜的喷嘴，洒布速度和喷洒量保持稳定；洒布车应有良好的计量设施，确保均匀地按规定数量实施喷洒；根据需要的宽度开启喷嘴数量，一次最宽可喷3.75米；

(5)人工喷涂只限于小范围使用，采用人工手持喷洒杆进行喷洒，如需喷洒第二层，应尽可能地沿第一层的垂直方向喷洒；

(6)整台机器必须运行状况良好，施工前应逐项检查封层机的发动机、传动***、液压泵、乳液泵、水泵、沥青管道、过滤网、阀门***等是否正常，并检查混合料搅拌叶片、喷洒杆高度等是否保持良好的工作状态，否则不能开工；

(7)在起步和终止位置铺设3-5米宽的工程纸或彩条布，以准确进行横向衔接；

(8)施工完毕后开放交通时间须根据当日气温情况和交通情况及时调整，一般不小于2小时；

(9)施工完立即清洗沥青洒布车，做到彻底清除固体残留物，防治喷嘴堵塞，影响下次施工。

该发明调整了乳化剂配方，增加了乳化彩色沥青的黏度和固含量，具有制备方法(工程)造价低、施工简便快捷、防剥落、耐磨耗性能好等优点。可以代替传统的彩色沥青混凝土和彩色环氧树脂材料，既适合应用在新建沥青公路的彩色铺装层，也适合用于旧路面的预防养护工程中，同时可以应用在市政、广场、公园等绿道设施中，降低造价，节能环保。

以上对本申请实施例所提供的一种彩色沥青含砂封层材料及其制备和施工方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种彩色沥青含砂封层材料，其特征在于，所述彩色沥青含砂封层材料的原料包括彩色沥青、乳化剂、稳定剂、洁净水、填料和骨料；

所述乳化彩色沥青各原料的重量份数为：

彩色沥青：50～60份；

乳化剂：1～3份；

洁净水：40～50份；

稳定剂：0.05～0.2份；

填料：30～40份；

骨料：60～70份。

2.根据权利要求1所述的彩色沥青含砂封层材料，其特征在于，所述彩色沥青是通过在人工合成的浅色胶结料中添加颜料再混合搅拌而成。

3.根据权利要求1所述的彩色沥青含砂封层材料，其特征在于，所述乳化剂为季胺盐类、木质胺类、酰胺类和咪唑啉类阳离子乳化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的彩色沥青含砂封层材料，其特征在于，所述稳定剂为盐酸、醋酸、CaCl₂、高分子聚乙烯醇、甲基纤维素和丙烯酸类物质中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的彩色沥青含砂封层材料，其特征在于，所述填料为二氧化硅、膨润土或高岭土；所述骨料为粒径0-3mm的石英砂或金刚砂。

6.一种如权利要求1-5任一所述的彩色沥青含砂封层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1、按原料配比将乳化剂、洁净水和稳定剂混合搅拌均匀，制成乳化剂水溶液；

S2、调节乳化机胶体磨间隙的大小；

S3、用所述乳化剂水溶液对乳化机进行清洗和预热；

S4、按原料配比将所述乳化剂水溶液和彩色沥青注入乳化机进行彩色沥青的乳化，获得乳化彩色沥青；所述乳化彩色沥青中粒径为2um～5um的颗粒占比达到75％～85％；

S5、按原料配比将所述乳化彩色沥青、填料和骨料混合，用分散设备进行分散搅拌，静置，获得彩色沥青含砂封层材料。

7.根据权利要求6所述的彩色沥青含砂封层材料的制备方法，其特征在于，所述S4中彩色沥青的乳化温度为110℃～150℃。

8.根据权利要求6所述的彩色沥青含砂封层材料的制备方法，其特征在于，所述S5中分散设备的转速为450～550转/min，分散搅拌的时间为15～25min。

9.一种如权利要求1-5任一所述的彩色沥青含砂封层材料的施工方法，其特征在于，采用喷洒设备或人工喷涂的方式将所述彩色沥青含砂封层材料喷洒在沥青路面上；喷洒量为0.8kg/m²～1.5kg/m²，喷洒速度为每小时3km～5km。

10.根据权利要求9所述的彩色沥青含砂封层材料的施工方法，其特征在于，喷洒前，需要保证沥青路面平整均匀，并将所述沥青路面清扫干净；若使用清水冲洗沥青路面，则需保证水分蒸发干净。