CN114316505A - 一种脱色冷补沥青及其制备方法、反应型高性能彩色沥青冷补料及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路建筑材料和工程技术领域，提供了一种脱色冷补沥青及其制备方法、反应型高性能彩色沥青冷补料及其制备方法和使用方法。本发明的脱色冷补沥青以天然油脂及其衍生物为第一软化剂，天然油脂及其衍生物与粘结剂石油树脂及其衍生物有良好的相容性，具有石油系软化剂类似的物理增塑作用。同时，天然油脂及其衍生物含有官能团结构，在引发剂的作用下，在空气、水分环境下碾压成型后内部官能团结构发生交联聚合反应并固化，从而快速形成早期强度，并且后期强度高；将脱色冷补沥青应用于反应型高性能彩色沥青冷补料时，也能够提高反应型高性能彩色沥青冷补料的早期强度和后期强度。
Description
技术领域
本发明涉及道路建筑材料和工程技术领域，尤其涉及一种脱色冷补沥青及其制备方法、反应型高性能彩色沥青冷补料及其制备方法和使用方法。
背景技术
彩色路面色彩丰富，在特殊机动车道路段(如公交车道、路口、隧道口)能够起到对车辆引导和提醒的功效，在非机动车道、人行步道、公园等城市空间，起到美化环境，协调周边景色、提升城市品质的作用。目前彩色路面常用技术有热铺彩色沥青路面、脱色沥青冷补彩色沥青路面、冷补冷铺彩色表面处理层(喷漆涂层、聚氨酯、环氧等类别粘结剂调色覆盖层等)和冷铺环氧树脂彩色路面等。热铺彩色沥青路面生产过程能耗消耗大，运输需要采用专用车辆，在通行条件不便利的城市空间更是面临着转运困难。冷补冷铺彩色表面处理层(喷漆涂层、聚氨酯、环氧等类别粘结剂调色覆盖层等)和冷铺环氧树脂彩色路面等，克服了热铺彩色沥青路面转运困难的技术问题，但是原材料成本高昂，限制了其应用。目前比较常用的彩色路面主要是脱色沥青冷补彩色沥青路面，但是现有的脱色沥青冷补彩色沥青路面使用石油系软化剂(如脂肪烃油、环烷油、芳香烃油、柴油等)，软化剂只起到分子外增塑作用，导致脱色沥青冷补彩色沥青路面早期强度及后期强度低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种脱色冷补沥青及其制备方法、反应型高性能彩色沥青冷补料及其制备方法和使用方法。本发明提供的脱色冷补沥青能够使反应型高性能彩色沥青冷补料具有优异的早期强度和后期强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种脱色冷补沥青，包括以下重量份的组分：
粘结剂30～70份，第一软化剂20～60份，第二软化剂3～6份，增粘剂2～3份，引发剂3～6份；
所述粘结剂包括石油树脂及其衍生物；
所述第一软化剂包括天然油脂及其衍生物；
所述第二软化剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二酸二丁酯。
优选地，所述天然油脂包括山茶油、牡丹籽油、棕榈油、核桃油、椰子油和橄榄油中的一种或多种；所述天然油脂衍生物包括硬脂酸和/或棕榈酸。
优选地，所述增粘剂包括萜烯树脂和/或松香树脂。
优选地，所述引发剂包括环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷。
本发明还提供了上述技术方案所述的脱色冷补沥青的制备方法，包括以下步骤：
将粘结剂加热，得到液态粘结剂；
将所述液体粘结剂、增粘剂和第二软化剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液进行发育后，和引发剂和第一软化剂混合，得到所述脱色冷补沥青。
本发明还提供了一种反应型高性能彩色沥青冷补料，包括以下重量份的成分：
矿料100份，沥青4.0～7.5份；
所述矿料包括骨料、填料和颜料；
所述骨料、填料和颜料的质量比为(93～98)：(1～3)：(1～4)；
所述沥青为上述技术方案所述的脱色冷补沥青或上述技术方案所述的制备方法得到的脱色冷补沥青。
优选地，所述骨料包括级配矿料；所述级配矿料包括AC类级配矿料、SMA类级配矿料或OGFC类级配矿料。
优选地，所述填料包括水泥和/或消石灰。
本发明还提供了上述技术方案所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
将骨料进行第一拌和，加入沥青进行第二拌和，加入填料和颜料进行第三拌和，得到所述反应型高性能彩色沥青冷补料。
本发明还提供了上述技术方案所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的使用方法，包括以下步骤：
清理坑槽后，将所述反应型高性能彩色沥青冷补料铺撒在作业面上，在所述反应型高性能彩色沥青冷补料上喷洒水后，进行压实；
所述水的用量为每25kg反应型高性能彩色沥青冷补料喷洒2.5～4L水。
本发明提供了一种脱色冷补沥青，包括以下重量份的组分：粘结剂30～70份，第一软化剂20-60份，第二软化剂3～6份，增粘剂2～3份，引发剂3～6份；所述粘结剂包括石油树脂及其衍生物；所述第一软化剂包括天然油脂及其衍生物；所述第二软化剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二酸二丁酯。本发明的脱色冷补沥青以天然油脂及其衍生物为第一软化剂，天然油脂及其衍生物与粘结剂石油树脂及其衍生物有良好的相容性，具有石油系软化剂类似的物理增塑作用。同时，天然油脂及其衍生物含有官能团结构，在引发剂的作用下，在空气、水分环境下碾压成型后内部官能团结构发生交联聚合反应并固化，从而快速形成早期强度，并且后期强度高；将脱色冷补沥青应用于反应型高性能彩色沥青冷补料时，也能够提高反应型高性能彩色沥青冷补料的早期强度和后期强度。此外，天然油脂及其衍生物含有极性基团，极性基团的极性力能够改变石油树脂及其衍生物中石油树脂分子侧链链端的极性力，进而侵入石油树脂分子链的极性链端，降低石油树脂分子链的极性力，使石油树脂分子得到稳定，提高石油树脂分子的相互移动能力，改善脱色冷补沥青的流动性。
本发明还提供了上述技术方案所述的脱色冷补沥青的制备方法，包括以下步骤：将粘结剂加热，得到液态粘结剂；将所述液体粘结剂、增粘剂和第二软化剂混合，得到第一混合液；将所述第一混合液进行发育后，和引发剂和第一软化剂混合，得到所述脱色冷补沥青。本发明提供的制备方法操作简单，易于工业化。
本发明还提供了一种反应型高性能彩色沥青冷补料，包括以下重量份成分：矿料100份，沥青4.0～7.5份；所述矿料包括骨料、填料和颜料；所述骨料、填料和颜料的质量比为(93～98)：(1～3)：(1～4)；所述沥青为上述技术方案所述的脱色冷补沥青或上述技术方案所述的制备方法得到的脱色冷补沥青。脱色冷补沥青的使用，提高了反应型高性能彩色沥青冷补料的早期强度和后期强度高。由于反应型高性能彩色沥青冷补料中的沥青成分的交联固化，需要借助空气和水分，说明，本发明提供的反应型高性能彩色沥青冷补料能够在潮湿和积水环境下施工，使施工工期变得可控，施工和维护极其方便。
进一步地，本发明的反应型高性能彩色沥青冷补料中沥青可以配合各种级配形式的骨料，适用性强；能够制备各种密实度的反应型高性能彩色沥青冷补料。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：将骨料进行第一拌和，加入沥青进行第二拌和，加入填料和颜料进行第三拌和，得到所述反应型高性能彩色沥青冷补料。本发明的制备方法操作简单，只需要拌和；拌和得到的反应型高性能彩色沥青冷补料装袋，可用多种方式存放和运输，方便灵活，可轻松到达空间受限等多种施工场合，可使施工现场整洁有序。
本发明还提供了上述技术方案所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的使用方法，包括以下步骤：清理坑槽后，将所述反应型高性能彩色沥青冷补料铺撒在作业面上，在所述反应型高性能彩色沥青冷补料上喷洒水后，进行压实；所述水的用量为每25kg反应型高性能彩色沥青冷补料喷洒2.5～4L水。本发明提供的使用方法操作简单，便于维护。
具体实施方式
本发明提供了一种脱色冷补沥青，包括以下重量份的组分：
粘结剂30～70份，第一软化剂20～60份，第二软化剂3～6份，增粘剂2～3份，引发剂3～6份；
所述粘结剂包括石油树脂及其衍生物；
所述第一软化剂包括天然油脂及其衍生物；
所述第二软化剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二酸二丁酯。
在本发明中，无人特殊说明，本发明所用原料均优选为市售产品，
本发明提供的脱色冷补沥青包括重量份为30～70份的粘结剂，优选为40～65份，进一步优选为45～55份，更优选为50份。在本发明中，所述粘结剂包括石油树脂及其衍生物。在本发明中，所述石油树脂优选包括C9石油树脂和/或C5石油树脂。在本发明中，所述石油树脂衍生物优选为以石油树脂为主成分的粘结材料；在本发明的具体实施例中，所述以石油树脂为主成分的粘结材料优选包括广州鸿绵合成材料有限公司的脱色沥青。
以粘结剂的重量份为基准，本发明提供的脱色冷补沥青包括重量份为20～60份的第一软化剂，优选为30～50份，进一步优选为35～45份。在本发明中，所述第一软化剂包括天然油脂及其衍生物。在本发明中，所述天然油脂优选包括山茶油、牡丹籽油、棕榈油、核桃油、椰子油和橄榄油中的一种或多种。在本发明中，所述天然油脂衍生物优选包括硬脂酸和/或棕榈酸。在本发明中，所述天然油脂及其衍生物与粘结剂石油树脂及其衍生物有良好的相容性，具有石油系软化剂类似的物理增塑作用，同时，天然油脂及其衍生物含有官能团结构，在引发剂的作用下，在空气、水分环境下碾压成型后内部官能团结构发生交联聚合反应并固化，从而快速形成早期强度，并且后期强度高；将脱色冷补沥青应用于反应型高性能彩色沥青冷补料时，也能够提高反应型高性能彩色沥青冷补料的早期强度和后期强度。此外，天然油脂及其衍生物含有极性基团，极性基团的极性力能够改变石油树脂及其衍生物中石油树脂分子侧链链端的极性力，进而侵入石油树脂分子链的极性链端，降低石油树脂分子链的极性力，使石油树脂分子得到稳定，提高石油树脂分子的相互移动能力，改善脱色冷补沥青的流动性。
以粘结剂的重量份为基准，本发明提供的脱色冷补沥青包括重量份为3～6份的第二软化剂，优选为3.5～5.5份，进一步优选为4～5份。在本发明中，所述第二软化剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二酸二丁酯。在本发明中，所述第二软化剂可使脱色冷补沥青具有良好的柔软性，与石油树脂及其衍生物有良好的相容性，在反应型高性能彩色沥青冷补料中起到软化增塑效果。
以粘结剂的重量份为基准，本发明提供的脱色冷补沥青包括重量份为2～3份的增粘剂，进一步优选为2.5份。在本发明中，所述增粘剂优选包括萜烯树脂和/或松香树脂。本发明的增粘剂增粘性强，对氧、热、光较稳定，耐候性好，与石油树脂及其衍生物具有良好的相溶性，能够增强脱色冷补沥青的粘结力及高温稳定性。
以粘结剂的重量份为基准，本发明提供的脱色冷补沥青包括重量份为3～6份的引发剂，优选为3.5～5.5份，进一步优选为4～5份。在本发明中，所述引发剂优选包括环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷。在本发明中，所述引发剂在空气和水存在的条件下，能够激发天然油脂中官能团结构发生聚合交联反应进而固化。
本发明还提供了上述技术方案所述的脱色冷补沥青的制备方法，包括以下步骤：
将粘结剂加热，得到液态粘结剂；
将所述液体粘结剂、增粘剂和第二软化剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液进行发育后，和引发剂和第一软化剂混合，得到所述脱色冷补沥青。
本发明将粘结剂加热，得到液态粘结剂。在本发明中，所述粘结剂加热的温度优选为60～80℃。所述粘结剂加热后，优选还包括继续升温至150～180℃，得到液体粘结剂备用。
得到所述液态粘结剂后，本发明将所述液体粘结剂、增粘剂和第二软化剂混合，得到第一混合液。在本发明中，所述液体粘结剂、增粘剂和第二软化剂混合的方式优选包括研磨分散；所述研磨分散的转速优选为6000～8000rpm；温度优选为150～180℃，进一步优选为160℃；时间优选为2h。在本发明中，所述第一混合液的粒径优选为微米级。
得到第一混合液后，本发明将所述第一混合液进行发育后，和引发剂和第一软化剂混合，得到所述脱色冷补沥青。在本发明中，所述发育的温度优选为150～180℃，进一步优选为160℃；所述发育的时间优选为2h。在本发明中，所述发育得到的发育物料、引发剂和第一软化剂混合的方式优选包括剪切分散；所述剪切分散的转速优选为3000～3500rpm，时间优选为1h。
本发明还提供了一种反应型高性能彩色沥青冷补料，包括以下重量份的成分：
矿料100份，沥青4.0～7.5份；
所述矿料包括骨料、填料和颜料；
所述骨料、填料和颜料的质量比为(93～98)：(1～3)：(1～4)；
所述沥青为上述技术方案所述的脱色冷补沥青或上述技术方案所述的制备方法得到的脱色冷补沥青。
本发明提供的反应型高性能彩色沥青冷补料包括重量份为100份的矿料。在本发明中，所述矿料包括骨料、填料和颜料；所述骨料、填料和颜料的质量比为(93～98)：(1～3)：(1～4)，优选为(95～97)：(1.5～2.5)：(1.5～2.5)。
在本发明中，所述骨料优选包括级配矿料；所述级配矿料优选包括AC类级配矿料、SMA类级配矿料或OGFC类级配矿料。本发明的反应型高性能彩色沥青冷补料能够使用各种粒径级配的骨料，进而能够制备出各种密实度的反应型高性能彩色沥青冷补料。
在本发明中，所述填料优选包括水泥和/或消石灰。在本发明中，所述水泥优选包括425普通硅酸盐水泥和/或425复合硅酸盐水泥。在本发明中，填料具有填充和抗剥落的作用。
在本发明中，所述颜料优选包无机颜料和/或有机颜料。本发明对所述有机颜料和无机颜料的种类不做具体限定，根据实际需要进行选择即可。
以矿料的重量份为基准，本发明提供的反应型高性能彩色沥青冷补料包括重量份为4.0～7.5份的沥青，优选为4.5～7.0份，进一步优选为5.0～6.5份，更优选为5.5～6.0份。在本发明中，所述沥青优选为上述技术方案所述的脱色冷补沥青或上述技术方案所述的制备方法得到的脱色冷补沥青。
本发明还提供了上述技术方案所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
将骨料进行第一拌和，加入沥青进行第二拌和，加入填料和颜料进行第三拌和，得到所述反应型高性能彩色沥青冷补料。
在本发明中，所述骨料的温度优选为优选为90～130℃，进一步优选为110℃。在本发明中，所述第一拌和的时间优选为0.5～1min。
在本发明中，所述沥青的温度优选为60～80℃，进一步优选为70℃；在本发明中，所述第二拌和的时间优选为0.5～1min。
在本发明中，所述填料和颜料的温度优选为常温，即既不需要额外加热也不需要额外降温。在本发明中，所述第三拌和的时间优选为0.5～1min。
所述第三拌和后，本发明优选还包括出料；所述出料的温度优选为80～110℃。
在本发明中，所述所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法优选在卧式搅拌锅中进行。
本发明提供的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法温度低，对颜料色差干扰小，制成成品颜色更加可控。
本发明还提供了上述技术方案所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的使用方法，包括以下步骤：
清理坑槽后，将反应型高性能彩色沥青冷补料铺撒在作业面上，在所述反应型高性能彩色沥青冷补料上喷洒水后，进行压实。
本发明对所述清理坑槽的方式不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的清理坑槽的方式即可。
在本发明中，所述喷洒水的用量优选为每25kg反应型高性能彩色沥青冷补料喷洒2.5～4L水。
在本发明中，所述压实优选通过压路机或夯板实现。
下面结合实施例对本发明提供的脱色冷补沥青及其制备方法、反应型高性能彩色沥青冷补料及其制备方法和使用方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例
实施例中脱色冷补沥青及反应型高性能彩色沥青冷补料的配方如表1所示。
表1各实施例中脱色冷补沥青及反应型高性能彩色沥青冷补料的配方
实施例1～5的脱色冷补沥青的制备方法：
将粘结剂加热，待粘结剂呈液体状态，继续升温到160℃待用。
将称好的增粘剂、第二软化剂加入液态粘结剂中，使用高速碾磨分散混合，胶体磨以剪切速率7000rpm高速碾磨2h，磨细至微米级，制成第一混合液。
将第一混合液保温在160℃环境下发育2h后，将称好的引发剂、第一软化剂加入其中，采用剪切搅拌方式分散，剪切速率为3000rpm，剪切时间为1h，得到脱色冷补沥青。
实施例1～5的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法：
先投放110℃的骨料，在卧式搅拌锅拌和1min，投入70℃的脱色冷补沥青，拌和1min，投入常温填料及颜料，拌和1min，于80～110℃出料，得到反应型高性能彩色沥青冷补料。
对比例1
热拌彩色AC-13的成分组分和制备方法：
AC-13级配骨料97.5重量份，颜料2.5重量份、海川OP-70脱色沥青5.1重量份；骨料加热到170～190℃，脱色沥青加热到150～165℃，颜料常温，在拌合机上生产。投料顺序与本发明类似，出料温度为160～180℃，需做好保温并在4h内使用完毕。
对比例2
一般彩色冷补料的成分组分和制备方法：
LB-13级配骨料97.5份，颜料2.5重量份，脱色冷补沥青(其中：海川OP-70脱色沥青占78重量份，柴油20重量份，ET-660冷补剂2重量份，混合均匀后温度升到80℃±10℃使用)5重量份，骨料加热到90～130℃，脱色冷补沥青加热60～80℃，颜料常温，生产过程与本发明类似，出料温度90～110℃，出料后密封袋包装使用。由于脱色冷补沥青中冷补剂需要挥发后冷补料才能形成强度，级配类型只能做成LB类型，空隙率比较大，便于挥发。
实施例1～5及对比例1～2所得补料的性能测试如表2所示。
表2实施例1～5及对比例1～2所得补料的性能测试结果
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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种脱色冷补沥青，其特征在于，包括以下重量份的组分：
粘结剂30～70份，第一软化剂20～60份，第二软化剂3～6份，增粘剂2～3份，引发剂3～6份；
所述粘结剂包括石油树脂及其衍生物；
所述第一软化剂包括天然油脂及其衍生物；
所述第二软化剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二酸二丁酯。
2.根据权利要求1所述的脱色冷补沥青，其特征在于，所述天然油脂包括山茶油、牡丹籽油、棕榈油、核桃油、椰子油和橄榄油中的一种或多种；所述天然油脂衍生物包括硬脂酸和/或棕榈酸。
3.根据权利要求1所述的脱色冷补沥青，其特征在于，所述增粘剂包括萜烯树脂和/或松香树脂。
4.根据权利要求1所述的脱色冷补沥青，其特征在于，所述引发剂包括环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷。
5.权利要求1～4任一项所述的脱色冷补沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将粘结剂加热，得到液态粘结剂；
将所述液体粘结剂、增粘剂和第二软化剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液进行发育后，和引发剂和第一软化剂混合，得到所述脱色冷补沥青。
6.一种反应型高性能彩色沥青冷补料，其特征在于，包括以下重量份的成分：
矿料100份，沥青4.0～7.5份；
所述矿料包括骨料、填料和颜料；
所述骨料、填料和颜料的质量比为(93～98)：(1～3)：(1～4)；
所述沥青为权利要求1～4任一项所述的脱色冷补沥青或权利要求5所述的制备方法得到的脱色冷补沥青。
7.根据权利要求6所述的反应型高性能彩色沥青冷补料，其特征在于，所述骨料包括级配矿料；所述级配矿料包括AC类级配矿料、SMA类级配矿料或OGFC类级配矿料。
8.根据权利要求6所述的反应型高性能彩色沥青冷补料，其特征在于，所述填料包括水泥和/或消石灰。
9.权利要求6～8任一项所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将骨料进行第一拌和，加入沥青进行第二拌和，加入填料和颜料进行第三拌和，得到所述反应型高性能彩色沥青冷补料。
10.权利要求6～8任一项所述的反应型高性能彩色沥青冷补料的使用方法，包括以下步骤：
清理坑槽后，将所述反应型高性能彩色沥青冷补料铺撒在作业面上，在所述反应型高性能彩色沥青冷补料上喷洒水后，进行压实；
所述水的用量为每25kg反应型高性能彩色沥青冷补料喷洒2.5～4L水。
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