一種瀝青路面抗凝冰損傷修復材料及其製備方法
2023-05-14 17:39:16
專利名稱：一種瀝青路面抗凝冰損傷修復材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及浙青路面修復材料及其製備方法。
背景技術：
冬季，雲貴川高原潮溼由區由於受地理條件的限制，極易形成災害性凝凍天氣，從而導致路面凝冰。眾所周知，水分是路面發生透水病害的先決條件，而浙青混合料與外界連通孔隙的存在為水分侵入材料內部提供了有效途徑。當凝凍現象發生時，外界氣溫一般在-10 10°C範圍內往復循環，隨著溫度的降低，水由液態轉變成固態後體積迅速膨脹，從而對浙青路面的孔隙壁產生不可忽視的凍脹カ；融化過程中，一旦雨水進入面層，在車輛荷載的作用下，自由水將變成動水在孔隙內部和接縫處衝刷，長此循環將降低表層浙青結合料與集料的粘結能力，導致表面層細集料剝落、麻面等病害，同時會加劇路面原有的病害程度，引起路面強度等力學性能的下降。2008年的冰雪災害更是刷新了建國以來50年一遇的記錄，給國民生產和人民生活帶來極大不便，造成嚴重的社會影響，如何防治凝凍天氣對公路設施的破壞成為亟待解決的問題。目前針對凝冰浙青路面的處治技術研究多集中於凝冰清除技術、凝凍損壞後的應急性修復技術，包括坑槽修補等結構性修複方面。在我國，當道路結構物產生較為嚴重的病害而影響其使用性能時，建設部門往往考慮採取再生、加鋪或結構性修復的手段進行維護，且在修復時很少考慮再生或加鋪材料對耐凍融和抵抗化學腐蝕性能的要求。在冬季寒冷的環境下，這樣的再生或加鋪材料無法抵抗反覆凍融所產生的破壞，從而増加了維護費用。根據浙青路面凝冰損傷和破壞的基本原理，針對凝冰對路面材料造成的微損傷，如不及時採取有效的修復措施，路表將發生表面掉粒、鬆散損壞等病害，而研究路表材料功能性補強技術，有針對性的提聞修復材料的界面滲透カ和粘結能力是關鍵。鑑於此，從上述角度出發，研發浙青路面抗凝冰損傷高粘結力、高滲透性的功能性修復材料。
發明內容
本發明要解決現有的針對凝冰對路面材料造成的微損傷多採取再生、加鋪或結構性修復的手段進行維護，這種維護無法抵抗反覆凍融所產生的破壞的問題，而提供ー種浙青路面抗凝冰損傷修復材料及其製備方法。本發明浙青路面抗凝冰損傷修復材料按質量份數由10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑製成；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的ー種或幾種組合。上述浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數稱取10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合；ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青研磨為粒徑彡O. 3mm的浙青粉末；
三、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟一中稱取的降粘滲透劑中，攪拌均勻得到混合物；四、將步驟ニ得到的浙青粉末加入到步驟三得到的混合物中，攪拌均勻，得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。上述浙青路面抗凝冰損傷修復材料的另ー種製備方法按以下步驟進行一、按質量份數稱取10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合；ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青粉碎為粒徑2. 36 4. 75cm的浙青顆粒;三、將步驟ニ得到的浙青顆粒加入到降粘滲透劑中，在密封的條件下，機械攪拌 24 96h，得到浙青溶液；四、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟三得到的浙青溶液中，攪拌均勻得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。本發明所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料具有優異的化學滲透性能。能夠在路表形成一均勻的修復薄層，而高滲透性修復材料由於其出色的化學滲透性能，對原路面結構的抗滑性能無不良影響，防止水分及凝冰對浙青路面造成損傷，這對提高路面行車安全至關重要。由於修復材料為浙青基產品，塗膜固化後與原有浙青混合料的粘附性能較好，能夠有效地對試件表面與空氣相連通的開ロ孔隙孔壁實施保護。經過若干次反覆凍融循環作用後，塗膜不存在裂紋、起皮等粘附效果較差的現象，抗凍性能較好。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，經過20次凍融循環後，無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率為894. lg/m2，噴塗修復材料的試件其磨耗值僅為161. 8g/m2，噴塗普通乳化浙青材料的試件磨耗值為540g/m2，可見本發明所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗凍融粘附性能優異。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，浸水6d後，噴塗修復材料的試件其磨耗值為283. 9g/m2，噴塗乳化浙青的試件磨耗值為521g/m2，而無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率已超過1200g/m2，可見本發明所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗水性能優異。綜上所述，本發明所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料具有優異的滲透性、粘結カ等性能，這對於解決我國高原潮溼由區冬季道路行車安全問題，確保道路及其附屬構造物的使用性能，保障人民群眾正常的生產和生活，具有重大的經濟效益和社會意義，對形成具有地區特色的預防性養護新技術將具有重要的推進作用。本發明製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料用於浙青路面的修復。
圖I是不同材料的抗凍融磨耗性能圖，其中I代表噴塗實施例一所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的浙青混合料試件的抗凍融磨耗性能，2代表未噴塗修復材料的浙青標準試件的抗凍融磨耗性能，3代表噴塗乳化浙青材料的浙青混合料試件的抗凍融磨耗性能。圖2是不同材料的抗水磨耗性能圖，其中4代表噴塗實施例一所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的浙青混合料試件的抗水磨耗性能，5代表未噴塗修復材料的浙青標準試件的抗水磨耗性能，6代表噴塗乳化浙青的浙青混合料試件的抗水磨耗性能。
具體實施例方式本發明技術方案不局限於以下所列舉的具體實施方式
，還包括各具體實施方式
之間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式浙青路面抗凝冰損傷修復材料按質量份數由10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑製成；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的ー種或幾種組合。本實施方式的浙青路面抗凝冰損傷修復材料具有優異的化學滲透性能，能夠在路 構的抗滑性能無不良影響，防止水分及凝冰對浙青路面造成損傷，這對提高路面行車安全至關重要。由於修復材料為浙青基產品，塗膜固化後與原有浙青混合料的粘附性能較好，能夠有效地對試件表面與空氣相連通的開ロ孔隙孔壁實施保護。經過若干次反覆凍融循環作用後，塗膜不存在裂紋、起皮等粘附效果較差的現象，抗凍性能較好。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，經過20次凍融循環後，無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率為894. Ig/m2,噴塗修復材料的試件其磨耗值僅為161. 8g/m2，噴塗普通乳化浙青材料的試件磨耗值為540g/m2，可見實施方式的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗凍融粘附性能優異。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，浸水6d後，噴塗修復材料的試件其磨耗值為283. 9g/m2，噴塗乳化浙青的試件磨耗值為521g/m2，而無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率已超過1200g/m2,可見本實施方式浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗水性能優異。
具體實施方式
ニ 本實施方式浙青路面抗凝冰損傷修復材料按質量份數由20 30份的道路石油硬質浙青、40 70份的高溫煤焦油和40 50份的降粘滲透劑製成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或ニ不同的是所述酯為こ酸こ酷，所述苯的衍生物為甲苯。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下歩驟進行一、按質量份數稱取10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合；ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青研磨為粒徑彡O. 3mm的浙青粉末；三、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟一中稱取的降粘滲透劑中，攪拌均勻得到混合物；四、將步驟ニ得到的浙青粉末加入到步驟三得到的混合物中，攪拌均勻，得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。本實施方式所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料具有優異的化學滲透性能，能夠在路表形成一均勻的修復薄層，而高滲透性修復材料由於其出色的化學滲透性能，對原路面結構的抗滑性能無不良影響，防止水分及凝冰對浙青路面造成損傷，這對提高路面行車安全至關重要。由於修復材料為浙青基產品，塗膜固化後與原有浙青混合料的粘附性能較好，能夠有效地對試件表面與空氣相連通的開ロ孔隙孔壁實施保護。經過若干次反覆凍融循環作用後，塗膜不存在裂紋、起皮等粘附效果較差的現象，抗凍性能較好。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，經過20次凍融循環後，無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率為894. lg/m2,噴塗修復材料的試件其磨耗值僅為161. 8g/m2，噴塗普通乳化浙青材料的試件磨耗值為540g/m2，可見本實施方式所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗凍融粘附性能優異。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，浸水6d後，噴塗修復材料的試件其磨耗值為283. 9g/m2，噴塗乳化浙青的試件磨耗值為521g/m2，而無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率已超過1200g/m2，可見本實施方式所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗水性能優異。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四不同的是步驟三中，以2000rpm的速度，機械攪拌2 3min，得到混合物。其它與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
四或五不同的是步驟四中，以2000rpm的速度,機械攪拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。其它與具體實施方式
四或五相同。
具體實施方式
七本實施方式浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下歩驟進行一、按質量份數稱取10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合；ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青粉碎為粒徑2. 36 4. 75cm的浙青顆粒;三、將步驟ニ得到的浙青顆粒加入到降粘滲透劑中，在密封的條件下，機械攪拌24 96h，得到浙青溶液；四、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟三得到的浙青溶液中，攪拌均勻得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。本實施方式所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料具有優異的化學滲透性能，能夠在路表形成一均勻的修復薄層，而高滲透性修復材料由於其出色的化學滲透性能，對原路面結構的抗滑性能無不良影響，防止水分及凝冰對浙青路面造成損傷，這對提高路面行車安全至關重要。由於修復材料為浙青基產品，塗膜固化後與原有浙青混合料的粘附性能較好，能夠有效地對試件表面與空氣相連通的開ロ孔隙孔壁實施保護。經過若干次反覆凍融循環作用後，塗膜不存在裂紋、起皮等粘附效果較差的現象，抗凍性能較好。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，經過20次凍融循環後，無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率為894. lg/m2,噴塗修復材料的試件其磨耗值僅為161. 8g/m2，噴塗普通乳化浙青材料的試件磨耗值為540g/m2，可見本實施方式所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗凍融粘附性能優異。以稀漿封層溼輪磨耗試驗為基礎，浸水6d後，噴塗修復材料的試件其磨耗值為283. 9g/m2，噴塗乳化浙青的試件磨耗值為521g/m2，而無塗膜的基本試件其表面細集料的損失率已超過1200g/m2，可見本實施方式所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料的抗水性能優異。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟三中，以IOOOrpm的速度，機械攪拌24 96h，得到浙青溶液。其它與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
七或八不同的是步驟四中，以2000rpm的速度,機械攪拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。其它與具體實施方式
七或八相同。採用以下實施例和對比實驗驗證本發明的有益效果實施例一本實施例浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下步驟進行—、按質量份數稱取20份軟化點為82°C的道路石油硬質浙青、40份的高溫煤焦油和40份的甲苯； ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青研磨為粒徑彡O. 3mm的浙青粉末；三、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟一中稱取的甲苯中，以2000rpm的速度，機械攪拌2min,得到混合物；四、將步驟ニ得到的浙青粉末加入到步驟三得到的混合物中，以2000rpm的速度，機械攪拌15min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。實施例ニ 本實施例浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數稱取30份軟化點為82°C的道路石油硬質浙青、30份的高溫煤焦油和40份的甲苯；ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青粉碎為粒徑為2. 36 4. 75cm的浙青顆粒;三、將步驟ニ得到的浙青顆粒加入到甲苯中，在密封的條件下，以IOOOrpm的速度，機械攪拌24h，得到浙青溶液；四、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟三得到的浙青溶液中，以2000rpm的速度，機械攪拌15min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。實施例三本實施例浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數稱取20份軟化點為82°C的道路石油硬質浙青、40份的高溫煤焦油、20份的甲苯和20份的こ酸こ酯；ニ、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青研磨為粒徑彡O. 3mm的浙青粉末；三、將步驟一中稱取的高溫煤焦油、甲苯和こ酸こ酯混合，以IOOOrpm的速度，機械攪拌2min,得到混合物；四、將步驟ニ得到的浙青粉末加入到步驟三得到的混合物中，以2000rpm的速度，機械攪拌15min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。實施例一、實施例ニ和實施例三所用原料均為市售產品，其中高溫煤焦油的比重為I. 2，降粘滲透劑選用エ業級甲苯或こ酸こ酷，純度> 95%。發明效果評價試驗一、修復材料的高滲透性能及其對路面抗滑能力的影響試驗ー
將實施例一所製備的浙青路面抗凝冰損傷修復材料以O. 3kg/m2的用量分別噴灑在路段I上、路段2和路段3上，測試原路段的摩擦係數及噴灑浙青路面抗凝冰損傷修復材料後的摩擦係數；試驗ニ將乳化浙青材料以O. 3kg/m2的用量分別噴灑在路段4、路段5和路段6上，測試原路段的摩擦係數及噴灑乳化浙青材料後的摩擦係數。試驗ー和試驗ニ的測試結果如表I所示表I抗滑性能試驗數據
權利要求
1.一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料，其特徵在於浙青路面抗凝冰損傷修復材料按質量份數由10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑製成；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合。
2.根據權利要求I所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料，其特徵在於浙青路面抗凝冰損傷修復材料按質量份數由20 30份的道路石油硬質浙青、40 70份的高溫煤焦油和40 50份的降粘滲透劑製成。
3.根據權利要求I所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料，其特徵在於所述酯為乙酸乙酯，所述苯的衍生物為甲苯。
4.製備權利要求I所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料的方法，其特徵在於浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數稱取10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合；二、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青研磨為粒徑<O. 3mm的浙青粉末；三、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟一中稱取的降粘滲透劑中，攪拌均勻得到混合物；四、將步驟二得到的浙青粉末加入到步驟三得到的混合物中，攪拌均勻，得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。
5.根據權利要求4所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料的方法，其特徵在於步驟三中，以2000rpm的速度,機械攪拌2 3min,得到混合物。
6.根據權利要求4所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料的方法，其特徵在於步驟四中，以2000rpm的速度,機械攪拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。
7.製備權利要求I所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料的方法，其特徵在於浙青路面抗凝冰損傷修復材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數稱取10 40份的道路石油硬質浙青、30 80份的高溫煤焦油和30 60份的降粘滲透劑；其中道路石油硬質浙青的軟化點大於80°C，降粘滲透劑為酯、苯和苯的衍生物中的一種或幾種組合；二、將步驟一中稱取的道路石油硬質浙青粉碎為粒徑2.36 4. 75cm的浙青顆粒；三、將步驟二得到的浙青顆粒加入到降粘滲透劑中，在密封的條件下，機械攪拌24 96h,得到浙青溶液；四、將步驟一中稱取的高溫煤焦油加入到步驟三得到的浙青溶液中，攪拌均勻得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。
8.根據權利要求7所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料的方法，其特徵在於步驟三中，以IOOOrpm的速度,機械攪拌24 96h,得到浙青溶液。
9.根據權利要求7所述的一種浙青路面抗凝冰損傷修復材料的方法，其特徵在於步驟四中，以2000rpm的速度,機械攪拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰損傷修復材料。
全文摘要
一種瀝青路面抗凝冰損傷修復材料及其製備方法，它涉及瀝青路面修復材料及其製備方法。本發明要解決現有的維護無法抵抗反覆凍融所產生的破壞的問題。修復材料由道路石油硬質瀝青、高溫煤焦油和降粘滲透劑製成；製備方法將道路石油硬質瀝青研磨為瀝青粉末；將高溫煤焦油加入到降粘滲透劑中，攪拌得混合物；將瀝青粉末加入到混合物中，攪拌得到瀝青路面抗凝冰損傷修復材料；或者將道路石油硬質瀝青粉碎瀝青顆粒；將瀝青顆粒加入到降粘滲透劑中，密封下，攪拌得到瀝青溶液；將高溫煤焦油加入到瀝青溶液中，攪拌得瀝青路面抗凝冰損傷修復材料。本發明製備的修復材料具有優異的滲透性、粘結力等性能，用於瀝青路面的修復。
文檔編號C04B41/48GK102701787SQ20121021551
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者單麗巖, 譚憶秋, 趙立東, 陳瑤 申請人:哈爾濱工業大學