专利名称：高粘薄层沥青混合料改性剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及浙青路面的病害修复、高速公路浙青路面薄层罩面及桥面和隧道路面 加铺领域，具体的说涉及一种高粘薄层浙青混合料改性剂及其制备方法和高粘薄层浙青混 合料改性剂的应用。
背景技术：
薄层浙青混合料罩面是一种经济合理的路面结构形式，将它应用到高速公路养护 维修项目中，可有效防止路面、桥面病害恶化、改善其平整度、恢复抗滑性能、对路面具有一 定的补强作用。最早出现的罩面技术是水泥混凝土罩面，主要是用来提高已有公路和乡村道路的 结构承载能力，厚度一般不小于10cm，往往超过20cm，有时高达30cm，加铺工程成本较高。 为了降低工程成本，逐渐出现了超薄水泥混凝土罩面的加铺技术，即超薄白色罩面将旧浙 青层刨去一定的厚度，清洁铣刨的浙青表面后摊铺上相应厚度的素水泥混凝土或纤维水泥 混凝土。超薄白色罩面定义为一种厚度为5 IOcm之间的，有较短接缝间距的，铺筑于旧 浙青路面上且与之完全粘结的水泥混凝土罩面。薄层浙青混合料罩面技术发展较慢，主要是由于薄层浙青混合料罩面的原材料性 能、施工工艺及质量评价体系等存在着技术问题，因而难以达到预期实施效果。此外，无论是路面、桥面还是隧道路面，随着通车时间的延长，都不同程度的出现 车辙、裂缝和局部坑槽等路面病害，而车辙病害已经成为最为严重的早期病害之一。目前车辙病害的处治方案主要有三种对于车辙深度在l-2cm之间的车辙采用微 表处车辙处治技术；对于深度在2cm以上的车辙采用改性浙青混合料挖补车辙处治技术； 对于特殊路段(长大纵坡、桥面铺装路段)车辙采用特种技术挖补车辙处治技术。微表处填补轻度车辙技术是以聚合物改性乳化浙青为粘结料的冷拌稀浆混合料 薄层施工技术，它仅限于压密型的轻度车辙填补，对于严重车辙病害处治不适用。此外，微 表处填补车辙技术还存在着一些技术问题(1)对集料要求严格；(2)对改性乳化浙青性 能指标要求较高；(3)随着气温的逐渐升高，有效作业时间减短；(4)仅适用于车辙深度在 l-2cm之间的车辙，对于车辙深度在2-3cm之间且路面车辙变形相对较稳定的路段，微表处 填补车辙技术不适用，采用改性浙青混合料挖补最小结构厚度不小于4-6cm的方法也不适且。
发明内容
针对目前薄层浙青混合料罩面存在的问题和施工技术瓶颈以及针对路面车辙病 害的处治问题，本申请人提供了一种新的改性剂，将该改性剂与集料、矿粉、浙青拌和，即得 高粘薄层浙青混合料，其中改性剂的选择是很重要的。本发明所称的高粘薄层浙青混合料 是指20°C抗压模量可达1600 3000MPa的浙青混合料。本发明所要解决的问题是提供一种高粘薄层浙青混合料改性剂及其制备方法以及高粘薄层浙青混合料改性剂的应用。本发明所要解决的另一问题是提供一种用于修复车辙深度在1. 5 3. Ocm浙青路 面的方法。本发明解决上述问题的技术方案如下本发明所提供的高粘薄层浙青混合料改性剂由下列重量比的组分组成聚烯烃 50 70 %，增粘树脂2 8 %，浙青材料10 15 %，色母料1 3 %，余量为填充剂。上述聚烯烃是聚乙烯、聚乙烯与回收聚乙烯的混合物、聚乙烯与聚烯烃蜡的混合 物中的一种；通常情况下，聚乙烯与回收聚乙烯的混合物中聚乙烯占混合物重量的20 80%，聚乙烯与聚烯烃蜡的混合物中聚乙烯占混合物重量的20 80% ；上述增粘树脂可选用GW-1401、GW-1402、Gff-1403增粘树脂中的至少一种；上述色母料可选用PE色母料；上述浙青材料是天然浙青或硬质浙青；天然浙青是岩浙青和/或湖浙青，硬质浙 青是针入度不大于50的硬质浙青；上述填充剂可选用陶土、滑石、高岭土、粉煤灰、二氧化硅、云母粉、石棉、木粉、粉 末纤维素中的至少一种。本发明提供的上述高粘薄层浙青混合料改性剂的制备方法步骤如下1)将聚烯烃、增粘树脂、浙青材料、色母料、填充剂按重量比称量，混合，搅拌，得到 均勻的混合物；2)将步骤1)得到的混合物加热，加热温度为150 180°C ；3)将步骤2)加热后的混合物通过挤出机，形成条状混合物；4)将步骤3)中的条状混合物冷却至常温；5)将步骤4)中冷却后的混合物切割成片状颗粒，即得本发明高粘薄层浙青混合 料改性剂。本发明所提供的高粘薄层浙青混合料改性剂用于制备高粘薄层浙青混合料的方 法是将粗细集料、矿粉、浙青和本发明提供的高粘薄层浙青混合料改性剂拌和，拌和时集 料加热温度为170 180°C，浙青加热温度为150 160°C，拌和步骤是将粗细集料投入 到拌和楼中，再将占粗细集料、矿粉和浙青总重量0. 3 0. 8%的高粘薄层浙青混合料改 性剂投入拌和楼中，与粗细集料拌和均勻，然后按照先加浙青后加矿粉的顺序拌和，使高粘 薄层浙青混合料改性剂在混合料中充分融化、均勻分布、无结团现象，混合料出厂温度范围 160 180°C，最高不超过190°C。本发明还提供了一种高粘薄层浙青混合料修复浙青路面车辙或加铺路面的方法， 其步骤是1)对需要修复的路面进行铣刨，铣刨深度为1. 5 3. Ocm ；对于需要加铺的路面进 行拉毛处理，铣刨和拉毛后的表面纹理均勻、洁净、干燥；2)在铣刨或拉毛后路面上洒布粘层，粘层采用改性乳化浙青，洒布量为0. 3 0. 5kg/m2，如果有纵向接缝部位，应在纵向接缝部位均勻涂抹改性乳化浙青进行密封处理；3)将拌和好的温度为160 180°C的高粘薄层浙青混合料摊铺到路面上，摊铺速 度 3 10m/min ；4)采用26吨以上胶轮压路机紧跟快压，然后采用双钢轮压路机振压，碾压终了温度不低于90°C ；所述高粘薄层浙青混合料是由粗细集料、矿粉、浙青和高粘薄层浙青混合料改性 剂拌和而成；所述高粘薄层浙青混合料改性剂由下列重量比的组分组成聚烯烃50 70%，增 粘树脂2 8 %，浙青材料10 15 %，色母料1 3 %，余量为填充剂。所述聚烯烃是聚乙烯、重量比占20 80%的聚乙烯与回收聚乙烯的混合物、重量 比占20 80%的聚乙烯与聚烯烃蜡的混合物中的一种；所述增粘树脂可选用GW-1401、GW-1402、Gff-1403增粘树脂中的至少一种；所述浙青材料是天然浙青或硬质浙青；天然浙青是岩浙青和/或湖浙青，硬质浙 青是针入度不大于50的硬质浙青；所述色母料是PE色母料；所述填充剂可选用陶土、滑石、高岭土、粉煤灰、二氧化硅、云母粉、石棉、木粉、粉 末纤维素中的至少一种。本发明将改性剂均勻投入拌和楼中，直接对浙青混合料进行改性，所以使用便捷。 浙青混合料经本发明的改性剂改性后，其粘度大，20°C抗压模量可达1600 3000MPa，摊铺 厚度为1. 5 3. Ocm,而普通细粒式浙青混合料20°C抗压模量为1000 1600MPa，摊铺的最 薄厚度为4. 0 6. Ocm0本发明高粘薄层浙青混合料改性剂减薄了浙青路面的厚度，简化了 改性浙青的生产工艺，达到了提高工程质量和降低工程成本的目的。用本发明改性剂改性后的浙青混合料所修复或加铺的路面具有良好的平整度、足 够的粗糙度和密实不渗水的性能，表观集料分布均勻，无离析现象，与双层微表处施工直接 成本相当，施工质量和可靠度相对较高。本发明的高粘薄层浙青混合料改性剂在拌和过程中，容易在浙青混合料中充分融 化，其分布均勻、无结团，能够提高浙青混合料的抗压模量和矿料之间的粘结能力，具有施 工时间短，施工工序衔接紧凑，施工速度快的特点。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明的内容加以详细说明。实施例11)配制高粘薄层浙青混合料改性剂，以制备IOOkg改性剂为例称量60kg聚乙烯、市售的GW-1401增粘树脂6kg、岩浙青12kg、PE色母料2kg、陶 土 20kg，将各组分混合搅拌均勻后，加入到螺杆挤出机料斗中，加热到170°C，通过螺杆挤 出机，制备出条状混合物，通过水冷到常温，采用切割机将条状混合物切割成片状颗粒，即 得高粘薄层浙青混合料改性剂；上述的陶土可用粉煤灰替代，也可用滑石和云母粉混合替代；2)制备高粘薄层浙青混合料按重量比计，集料组成为6 Ilmm石料58%、4 6mm石料12%、0 4mm石料22%、矿粉8% ；浙青选用油石比5. 8%的浙青；拌和时集料加 热温度为175°C，浙青加热温度为155°C;采用自动计量投料机将占集料、矿粉和浙青总重量 0.6%的高粘薄层浙青混合料改性剂直接均勻投入拌和楼中，与粗细集料干拌20s，再按照 先加浙青后加矿粉的顺序湿拌35s，使改性剂在浙青混合料中充分融化、均勻分布、无结团现象，拌和好的高粘薄层浙青混合料待用；需用时将温度为160 180°C高粘薄层浙青混合 料运至施工现场；3)对浙青路面的车辙病害处铣刨，铣刨深度为2. 5cm，采用强力清扫车及时清理 废料，铣刨后表面纹理均勻、洁净、干燥；4)洒布粘层，粘层采用改性乳化浙青，洒布量控制在0. 4kg/m2，不宜过多或太少， 要求均勻一致。对铣刨后的纵向接缝部位，在采用人工清扫浮料，同时均勻涂抹改性乳化浙 青进行密封处理；5)摊铺，将高粘薄层浙青混合料用摊铺机摊铺到路面的铣刨处，现场摊铺前摊铺 机的熨平板加热温度为100°c，摊铺速度7m/min，在保证摊铺质量的前提下，摊铺速度越 快，混合料的温度损失越小，施工质量越宜控制。6)碾压，首先采用26吨位胶轮压路机紧跟摊铺机快压，然后采用双钢轮压路机振 压，碾压终了温度为100°C。实施例2称量IOkg聚乙烯、40kg回收聚乙烯、GW-1402增粘树脂2kg，湖浙青10kg、PE色母 料1kg、滑石37kg，将各组分混合搅拌均勻后加入到螺杆挤出机料斗中，加热到180°C，通过 螺杆挤出机制备出条状混合物，通过水冷到常温，采用切割机将条状混合物切割成片状颗 粒，即得高粘薄层浙青混合料改性剂。上述的GW-1402增粘树脂可用GW-1401增粘树脂或GW-1403增粘树脂替代，也可 用GW-1401增粘树脂和GW-1403增粘树脂混合替代。用本实例的改性剂制备高粘薄层浙青混合料的过程与实施例1基本相同，只是其 中高粘薄层浙青混合料改性剂占集料、矿粉和浙青总重量的0. 3%，其中集料组成可适当调 配。用本实例改性剂制备出的高粘薄层浙青混合料加铺路面时，对路面进行拉毛，其 余过程与实施例1相同。实施例3称量56kg聚乙烯、14kg聚烯烃蜡、GW-1403增粘树脂8kg，岩浙青7kg、湖浙青8kg、 PE色母料3kg、二氧化硅4kg，将各组分混合搅拌均勻后，加入到螺杆挤出机料斗中，加热到 150°C，制备出条状混合物，通过水冷到常温，采用切割机将条状混合物切割成粒状颗粒，即 得高粘薄层浙青混合料改性剂。上述的二氧化硅也可用滑石和粉末纤维素混合替代；用本实例的改性剂制备高粘薄层浙青混合料的过程与实施例1相同。用本实例改性剂制备处的高粘薄层浙青混合料修复路面时的铣刨深度为1. 5cm, 其余过程与实施例1相同。实施例4称量40kg聚乙烯、25kg聚烯烃蜡、GW-1402增粘树脂5kg，针入度为30，的硬质浙 青12kg、PE色母料2kg、高岭土 8kg、石棉8kg，将各组分混合搅拌均勻后，加入到螺杆挤出 机中，加热到160°C，制备出条状混合物，通过水冷到常温，采用切割机将条状混合物切割成 片状颗粒，即得高粘薄层浙青混合料改性剂。用本实例的改性剂制备高粘薄层浙青混合料的过程与实施例1相同。
用本实例改性剂制备处的高粘薄层浙青混合料修复路面时的铣刨深度为3. Ocm, 其余过程与实施例1相同。将实施例1 4制备的高粘薄层浙青混合料进行性能指标检测试验，浙青采用 SK-90浙青。按照交通部部颁标准JTJ052-2000《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》中 有关浙青混合料性能指标试验规定进行检测，技术指标要求按JTGF40-2004《公路浙青路面 施工技术规范》，试验结果如下表所示。 试验结果表明，采用本发明提供的高粘薄层浙青混合料改性剂，浙青混合料车辙 试验动稳定度、低温弯曲试验破坏应变、浸水马歇尔试验残留稳定度、冻融劈裂试验残留强 度比均超过JTG F40-2004《公路浙青路面施工技术规范》的要求。按照实施例1的高粘薄层浙青混合料改性剂配方及制备方法，制备了高粘薄层浙 青混合料，并用于修补高速公路浙青路面车辙病害，摊铺后的路面检测结果如下表。 路面检测结果说明，采用本发明高粘薄层浙青混合料修复后，路面的外观、压实 度、平整度、渗水系数、构造深度指标均满足JTG F40-2004《公路浙青路面施工技术规范》的 要求，具有良好的平整度、足够的粗糙度和密实不渗水的性能。本申请高粘薄层浙青混合料也可用于高速公路浙青路面薄层罩面、桥面及隧道路 面加铺技术中。
权利要求
高粘薄层沥青混合料改性剂，其特征是由下列重量比的组分组成聚烯烃50～70％，增粘树脂2～8％，沥青材料10～15％，色母料1～3％，余量为填充剂。
2.根据权利要求1所述的改性剂，其特征是所述聚烯烃是聚乙烯、聚乙烯与回收聚乙 烯的混合物、聚乙烯与聚烯烃蜡的混合物中的一种。
3.根据权利要求1所述的改性剂，其特征是所述增粘树脂为GW-1401、GW-1402、 GW-1403增粘树脂中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的改性剂，其特征是所述增粘树脂为GW-1401、GW-1402、 GW-1403增粘树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的改性剂，其特征是所述浙青材料是天然浙青或硬质 浙青。
6.根据权利要求5所述的改性剂，其特征是天然浙青是岩浙青和/或湖浙青，硬质浙青 是针入度不大于50的硬质浙青，所述色母料是PE色母料。
7.根据权利要求6所述的改性剂，其特征是所述填充剂是陶土、滑石、高岭土、粉煤灰、 二氧化硅、云母粉、石棉、木粉、粉末纤维素中的至少一种。
8.权利要求1-7所述高粘薄层浙青混合料改性剂的制备方法，步骤如下1)将聚烯烃、增粘树脂、浙青材料、色母料、填充剂按重量比称量，混合，搅拌，得到均勻 的混合物；2)将步骤1)得到的混合物加热，加热温度为150 180°C；3)将步骤2)加热后的混合物通过挤出机，形成条状混合物；4)将步骤3)中的条状混合物冷却至常温；5)将步骤4)中冷却后的混合物切割成片状颗粒，即得本发明高粘薄层浙青混合料改 性剂。
9.用权利要求1-7所述高粘薄层浙青混合料改性剂制备高粘薄层浙青混合料方法，其 特征是将粗细集料、矿粉、浙青和权利要求1-7所述的高粘薄层浙青混合料改性剂拌和， 拌和时集料加热温度为170 180°C，浙青加热温度为150 160°C，拌和步骤是将粗细集 料投入到拌和楼中，再将占粗细集料、矿粉和浙青总重量0. 3 0. 8%的高粘薄层浙青混合 料改性剂投入拌和楼中，与粗细集料拌和均勻，然后按照先加浙青后加矿粉的顺序拌和，使 高粘薄层浙青混合料改性剂在混合料中充分融化、均勻分布、无结团现象。
10.高粘薄层浙青混合料修复浙青路面车辙或加铺路面的方法，其步骤是1)对需要修复的路面进行铣刨，铣刨深度为1.5 3. 0cm ；对于需要加铺的路面进行拉 毛处理，铣刨和拉毛后的表面纹理均勻、洁净、干燥；2)在铣刨或拉毛后路面上洒布粘层，粘层采用改性乳化浙青，洒布量为0.3 0. 5kg/ m2，如果有纵向接缝部位，应在纵向接缝部位均勻涂抹改性乳化浙青进行密封处理；3)将拌和好的温度为160 180°C的高粘薄层浙青混合料摊铺到路面上，摊铺速度 3 10m/min ；4)采用26吨以上胶轮压路机紧跟快压，然后采用双钢轮压路机振压，碾压终了温度不 低于90°C ；所述高粘薄层浙青混合料是由粗细集料、矿粉、浙青和高粘薄层浙青混合料改性剂拌 和而成；所述高粘薄层浙青混合料改性剂由下列重量比的组分组成聚烯烃50 70%，增粘树 脂2 8 %，浙青材料10 15 %，色母料1 3 %，余量为填充剂。所述聚烯烃是聚乙烯、聚乙烯与回收聚乙烯的混合物、的聚乙烯与聚烯烃蜡的混合物 中的一种；所述增粘树脂是GW-1401、GW-1402、Gff-1403增粘树脂中的至少一种；所述浙青材料是天然浙青或硬质浙青；天然浙青是岩浙青和/或湖浙青，硬质浙青是 针入度不大于50的硬质浙青；所述填充剂可选用陶土、滑石、高岭土、粉煤灰、二氧化硅、云母粉、石棉、木粉、粉末纤 维素中的至少一种。
全文摘要
本发明涉及一种高粘薄层沥青混合料改性剂及其应用，主要解决目前薄层沥青混合料罩面及车辙病害修复中存在的问题。本发明所提供的高粘薄层沥青混合料改性剂由下列重量比的组分组成聚烯烃50～70％，增粘树脂2～8％，沥青材料10～15％，色母料1～3％，余量为填充剂。将本发明提供的改性剂与粗细集料、矿粉、沥青拌和，即可得到高粘薄层沥青混合料，该沥青混合料用于修复车辙深度1.5～3.0cm的沥青路面，也可用于高速公路沥青路面薄层罩面、桥面及隧道路面加铺技术中。
文档编号E01C23/09GK101885870SQ20101025050
公开日2010年11月17日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者商博明, 徐培华, 王安玲, 蔡乾东, 贾晓放 申请人:陕西长大博源公路养护科技有限公司