技术领域：
本发明涉及一种路桥嵌缝方法及嵌缝沥青组合，属于路桥
技术领域：
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背景技术：
：由于我国水泥混凝土路面在相当长的时间内将保持高速增长，但由于水泥混凝土路面刚性模量很高，荷载、温度、于湿变形较大导致设置的接缝很多，因填缝材料选用不当或施工工艺不正确，使得水和杂物进入接缝，路面早期破坏现象时有发生，从而缩短了道路的使用寿命。因此，合理选用填缝材料及采用正确的施工工艺对于水泥混凝土路面的建设具有十分重要的意义。目前，我国在工程中应用的有三大类填缝材料：热浇灌型、冷浇灌型和工厂预制型。热浇灌型主要有沥青玛埔脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性或橡胶沥青类；冷浇灌型以异氰酸酯端基预聚体与沥青反应制成的嵌缝膏及改性乳化沥青类为代表；工厂预制型以多孔封闭型预丁橡胶嵌缝条为典型。沥青基填缝料包括有：纯沥青、沥青砂、沥青玛埔脂等。其优点是价格低廉，原料易得。但是其缺点：1）沥青是热塑性材料，施工时需现场进行加热，既不方便又不安全。2）沥青与水泥板粘结性差，易渗水、易老化、脆化、硬化、易剥落。3）沥青伸缩性差，几乎无弹性，经一个热冷循环后，即开裂，失去防水性能。因此，对沥青材料进行改进存在着必要性。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于：解决混凝土裂缝中使用的嵌缝沥青在使用时，与混凝土的结合强度不高，在高温下长期工作时容易出现强度下降、软化的问题；采用了一个新的技术构思，利用经过改性的第一沥青材料直接与混凝土相接触，其中第一沥青材料中包含有表面接枝的填料，这些填料容易嵌入混凝土当中，提高与混凝土水泥的结合强度，再在第一沥青的内部填入第二沥青，可以实现嵌缝的完整性。为解决上述问题，采用了如下技术手段：一种路桥嵌缝沥青组合，包括有第一沥青材料和第二沥青材料；所述的第一沥青材料中包括有按重量份计的如下组分：基础沥青20～35份、接枝有聚合物的无机颗粒5～8份、相容剂1～2份、流动改进剂2～4份；所述的第二沥青材料中包括有：基础沥青30～40份、橡胶10～15份、环氧树脂5～10份、相容剂1～2份、流动改进剂1～2份。所述的基础沥青为50#、70#或者90#石油沥青。相容剂选自丙烯酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯/乙酸乙烯共聚物(EVA)或三元乙丙橡胶。所述的流动改进剂选自200#溶剂油。所述的橡胶选自丁腈橡胶、三元乙丙橡胶或者天然橡胶。所述的环氧树脂选自E44、E51或者E55环氧树脂。所述的接枝有聚合物的无机颗粒的制备方法包括如下步骤：第1步：按重量份计，将碳粉14～18份与酸混合液35～55份进行混合，再在超声作用下加热回流反应2～4h，所述的酸混合液是指按体积比2：4复配的浓硫酸和浓硝酸的混合液，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到酸改性碳粉；第2步：按重量份计，将酸改性碳粉12～18份与氧化改性混合液15～22份混合，升温至55～65℃进行反应1～2h，所述的氧化改性混合液是由浓硫酸和20～25wt%的过氧化氢溶液混合而成，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到羧基改性碳粉；第3步：按重量份计，将羧基改性的碳粉20～35份与20～35份SOCl2在55～60℃条件下进行回流反应1～4h，反应结束后，将固体物滤出，再分散在乙二醇30～45份中，于105～110℃反应4～6h，反应结束后，将固体物滤出，用去离子水洗涤、干燥，得到表面羟基修饰的碳粉；第4步，按重量份计，将聚碳酸亚丙酯多元醇12～16份、脂环族聚异氰酸酯11～13份、有机多元酸16～22份、表面羟基修饰的碳粉40～45份、式（I）所示的偶联剂5～12份混合均匀后，加入有机锡催化剂2～4份，升温至70～85℃，进行反应2～4h；再加入有机溶剂25～40份进行稀释，再加入扩链剂4～6份和内交联剂1～3份，在60～75℃下进行反应1～4h，减压蒸馏除有机溶剂后，得到接枝有聚合物的无机颗粒；（I）；其中，R1-4分别独立地选自如下结构：1）含有1～20个碳原子的直链或支链烷基；2）含有1～20个碳原子的直链或支链烷氧基，且氧原子直接连接于硅原子上。优选的，R1-3分别独立地选自如下结构：含有1～5个碳原子的直链或支链烷氧基，且氧原子直接连接于硅原子上；R4选自含有2～4个碳原子的烷基。更优选的，式（I）所示的化合物选自γ-巯丁基三乙氧基硅烷、γ-巯乙基三甲氧基硅烷或者γ-巯丙基三丁氧基硅烷。所述的脂环族聚异氰酸酯是顺-1,2-环己烷二异氰酸酯；所述的浓硫酸的浓度范围是75～85wt%，所述的浓硝酸的浓度范围是55～60wt%。所述的有机多元酸是间苯二甲酸。所述的有机锡催化剂是二月桂酸二丁基锡。所述的有机溶剂选自酯类溶剂，优选乙酸乙酯。所述的扩链剂为l,4-丁二醇、新戊二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、甘油、顺丁烯二酸酐、三羟甲基丙烷、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二羟甲基丙酸中的一种或几种的混合物。内交联剂是三羟甲基丙烷。本发明还提供了路桥嵌缝沥青组合的制备方法，包括如下步骤：所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、接枝有聚合物的无机颗粒、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以1～3min的升温速率升温至140～165℃，并保温至少0.5h，得到第一沥青材料；所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、橡胶、环氧树脂、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以3～5min的升温速率升温至160～175℃，并保温至少1h，得到第二沥青材料。本发明还提供了一种路桥嵌缝方法，包括如下步骤：将第一沥青材料升温至95～130℃后，涂覆于混凝土水泥裂缝的两内侧壁上，固化之后，再在两侧的固化的第一沥青材料中间施加第二沥青材料，固化后，即可。所述的第一沥青材料的涂覆量是0.5～3cm。有益效果发明采用了一个新的技术构思，利用经过改性的第一沥青材料直接与混凝土相接触，其中第一沥青材料中包含有表面接枝的填料，这些填料容易嵌入混凝土当中，提高与混凝土水泥的结合强度，再在第一沥青的内部填入第二沥青，可以实现嵌缝的完整性。具体实施方式实施例1一种路桥嵌缝沥青组合，包括有第一沥青材料和第二沥青材料；所述的第一沥青材料中包括有按重量份计的如下组分：50#基础沥青20份、接枝有聚合物的无机颗粒5份、乙烯/乙酸乙烯共聚物1份、200#溶剂油2份；所述的第二沥青材料中包括有：90#基础沥青30份、天然橡胶10份、E44环氧树脂5份、乙烯/丙烯酸共聚物1份、200#溶剂油1份。接枝有聚合物的无机颗粒的制备方法包括如下步骤：第1步：按重量份计，将碳粉14份与酸混合液35份进行混合，再在超声作用下加热回流反应2h，所述的酸混合液是指按体积比2：4复配的浓硫酸和浓硝酸的混合液；所述的浓硫酸的浓度是80wt%，所述的浓硝酸的浓度范围是60wt%，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到酸改性碳粉；第2步：按重量份计，将酸改性碳粉12份与氧化改性混合液15份混合，升温至55℃进行反应1h，所述的氧化改性混合液是由80wt%浓硫酸和20wt%的过氧化氢溶液混合而成，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到羧基改性碳粉；第3步：按重量份计，将羧基改性的碳粉20份与20份SOCl2在55℃条件下进行反应1h，反应结束后，将固体物滤出，再分散在乙二醇30份中，于105℃回流反应4h，反应结束后，将固体物滤出，用去离子水洗涤、干燥，得到表面羟基修饰的碳粉；第4步，按重量份计，将聚碳酸亚丙酯多元醇12份、顺-1,2-环己烷二异氰酸酯11份、间苯二甲酸16份、表面羟基修饰的碳粉40份、γ-巯丁基三乙氧基硅烷5份混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡2份，升温至70℃，进行反应2h；再加入乙酸乙酯25份进行稀释，再加入乙二醇4份和三羟甲基丙烷1份，在60℃下进行反应1h，减压蒸馏除有机溶剂后，得到接枝有聚合物的无机颗粒；上述路桥嵌缝沥青组合的制备方法，包括如下步骤：所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、接枝有聚合物的无机颗粒、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以1min的升温速率升温至140℃，并保温0.5h，得到第一沥青材料；所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、橡胶、环氧树脂、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以3min的升温速率升温至160℃，并保温1h，得到第二沥青材料。实施例2一种路桥嵌缝沥青组合，包括有第一沥青材料和第二沥青材料；所述的第一沥青材料中包括有按重量份计的如下组分：50#基础沥青35份、接枝有聚合物的无机颗粒8份、乙烯/乙酸乙烯共聚物2份、200#溶剂油4份；所述的第二沥青材料中包括有：90#基础沥青40份、天然橡胶15份、E44环氧树脂10份、乙烯/丙烯酸共聚物2份、200#溶剂油2份。接枝有聚合物的无机颗粒的制备方法包括如下步骤：第1步：按重量份计，将碳粉18份与酸混合液55份进行混合，再在超声作用下加热回流反应4h，所述的酸混合液是指按体积比2：4复配的浓硫酸和浓硝酸的混合液；所述的浓硫酸的浓度是80wt%，所述的浓硝酸的浓度范围是60wt%，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到酸改性碳粉；第2步：按重量份计，将酸改性碳粉18份与氧化改性混合液22份混合，升温至65℃进行反应2h，所述的氧化改性混合液是由80wt%浓硫酸和25wt%的过氧化氢溶液混合而成，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到羧基改性碳粉；第3步：按重量份计，将羧基改性的碳粉35份与35份SOCl2在60℃条件下进行反应4h，反应结束后，将固体物滤出，再分散在乙二醇45份中，于110℃回流反应6h，反应结束后，将固体物滤出，用去离子水洗涤、干燥，得到表面羟基修饰的碳粉；第4步，按重量份计，将聚碳酸亚丙酯多元醇16份、顺-1,2-环己烷二异氰酸酯13份、间苯二甲酸22份、表面羟基修饰的碳粉45份、γ-巯乙基三甲氧基硅烷12份混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡4份，升温至85℃，进行反应4h；再加入乙酸乙酯40份进行稀释，再加入乙二醇6份和三羟甲基丙烷3份，在75℃下进行反应4h，减压蒸馏除有机溶剂后，得到接枝有聚合物的无机颗粒；上述路桥嵌缝沥青组合的制备方法，包括如下步骤：所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、接枝有聚合物的无机颗粒、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以1min的升温速率升温至140℃，并保温0.5h，得到第一沥青材料；所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、橡胶、环氧树脂、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以3min的升温速率升温至160℃，并保温1h，得到第二沥青材料。实施例3一种路桥嵌缝沥青组合，包括有第一沥青材料和第二沥青材料；所述的第一沥青材料中包括有按重量份计的如下组分：50#基础沥青25份、接枝有聚合物的无机颗粒6份、乙烯/乙酸乙烯共聚物1份、200#溶剂油3份；所述的第二沥青材料中包括有：90#基础沥青35份、天然橡胶12份、E44环氧树脂7份、乙烯/丙烯酸共聚物2份、200#溶剂油1份。接枝有聚合物的无机颗粒的制备方法包括如下步骤：第1步：按重量份计，将碳粉16份与酸混合液44份进行混合，再在超声作用下加热回流反应3h，所述的酸混合液是指按体积比2：4复配的浓硫酸和浓硝酸的混合液；所述的浓硫酸的浓度是80wt%，所述的浓硝酸的浓度范围是60wt%，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到酸改性碳粉；第2步：按重量份计，将酸改性碳粉16份与氧化改性混合液18份混合，升温至59℃进行反应2h，所述的氧化改性混合液是由80wt%浓硫酸和22wt%的过氧化氢溶液混合而成，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到羧基改性碳粉；第3步：按重量份计，将羧基改性的碳粉25份与25份SOCl2在58℃条件下进行反应3h，反应结束后，将固体物滤出，再分散在乙二醇35份中，于108℃回流反应5h，反应结束后，将固体物滤出，用去离子水洗涤、干燥，得到表面羟基修饰的碳粉；第4步，按重量份计，将聚碳酸亚丙酯多元醇13份、顺-1,2-环己烷二异氰酸酯12份、间苯二甲酸18份、表面羟基修饰的碳粉42份、γ-巯丙基三丁氧基硅烷7份混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡3份，升温至75℃，进行反应3h；再加入乙酸乙酯33份进行稀释，再加入乙二醇5份和三羟甲基丙烷2份，在65℃下进行反应3h，减压蒸馏除有机溶剂后，得到接枝有聚合物的无机颗粒；上述路桥嵌缝沥青组合的制备方法，包括如下步骤：所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、接枝有聚合物的无机颗粒、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以2min的升温速率升温至155℃，并保温0.5h，得到第一沥青材料；所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、橡胶、环氧树脂、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以4min的升温速率升温至167℃，并保温1h，得到第二沥青材料。对照例1与实施例3的区别在于：在接枝有聚合物的无机颗粒的制备中未加入偶联剂。一种路桥嵌缝沥青组合，包括有第一沥青材料和第二沥青材料；所述的第一沥青材料中包括有按重量份计的如下组分：50#基础沥青25份、接枝有聚合物的无机颗粒6份、乙烯/乙酸乙烯共聚物1份、200#溶剂油3份；所述的第二沥青材料中包括有：90#基础沥青35份、天然橡胶12份、E44环氧树脂7份、乙烯/丙烯酸共聚物2份、200#溶剂油1份。接枝有聚合物的无机颗粒的制备方法包括如下步骤：第1步：按重量份计，将碳粉16份与酸混合液44份进行混合，再在超声作用下加热回流反应3h，所述的酸混合液是指按体积比2：4复配的浓硫酸和浓硝酸的混合液；所述的浓硫酸的浓度是80wt%，所述的浓硝酸的浓度范围是60wt%，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到酸改性碳粉；第2步：按重量份计，将酸改性碳粉16份与氧化改性混合液18份混合，升温至59℃进行反应2h，所述的氧化改性混合液是由80wt%浓硫酸和22wt%的过氧化氢溶液混合而成，反应结束后，将碳粉过滤出，再用去离子水洗涤、干燥，得到羧基改性碳粉；第3步：按重量份计，将羧基改性的碳粉25份与25份SOCl2在58℃条件下进行反应3h，反应结束后，将固体物滤出，再分散在乙二醇35份中，于108℃回流反应5h，反应结束后，将固体物滤出，用去离子水洗涤、干燥，得到表面羟基修饰的碳粉；第4步，按重量份计，将聚碳酸亚丙酯多元醇13份、顺-1,2-环己烷二异氰酸酯12份、间苯二甲酸18份、表面羟基修饰的碳粉42份混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡3份，升温至75℃，进行反应3h；再加入乙酸乙酯33份进行稀释，再加入乙二醇5份和三羟甲基丙烷2份，在65℃下进行反应3h，减压蒸馏除有机溶剂后，得到接枝有聚合物的无机颗粒；上述路桥嵌缝沥青组合的制备方法，包括如下步骤：所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、接枝有聚合物的无机颗粒、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以2min的升温速率升温至155℃，并保温0.5h，得到第一沥青材料；所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、橡胶、环氧树脂、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以4min的升温速率升温至167℃，并保温1h，得到第二沥青材料。对照例2与实施例3的区别在于：第一沥青材料中未加入改性碳粉。一种路桥嵌缝沥青组合，包括有第一沥青材料和第二沥青材料；所述的第一沥青材料中包括有按重量份计的如下组分：50#基础沥青25份、聚合物6份、乙烯/乙酸乙烯共聚物1份、200#溶剂油3份；所述的第二沥青材料中包括有：90#基础沥青35份、天然橡胶12份、E44环氧树脂7份、乙烯/丙烯酸共聚物2份、200#溶剂油1份。聚合物的制备方法包括如下步骤：按重量份计，将聚碳酸亚丙酯多元醇13份、顺-1,2-环己烷二异氰酸酯12份、间苯二甲酸18份、γ-巯丙基三丁氧基硅烷7份混合均匀后，加入二月桂酸二丁基锡3份，升温至75℃，进行反应3h；再加入乙酸乙酯33份进行稀释，再加入乙二醇5份和三羟甲基丙烷2份，在65℃下进行反应3h，减压蒸馏除有机溶剂后，得到接枝有聚合物的无机颗粒；上述路桥嵌缝沥青组合的制备方法，包括如下步骤：所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、聚合物、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以2min的升温速率升温至155℃，并保温0.5h，得到第一沥青材料；所述的第一沥青材料的制备：将基础沥青、橡胶、环氧树脂、相容剂、流动改进剂混合均匀后，以4min的升温速率升温至167℃，并保温1h，得到第二沥青材料。性能表征试验采用混凝土水泥固化后的试样，两试样之间控制缝隙3cm，将第一沥青材料升温至110℃后，涂覆于混凝土水泥裂缝的两内侧壁上，厚度是0.6cm，固化之后，再在两侧的固化的第一沥青材料中间施加第二沥青材料，固化后，即可。参照《公路水泥砼路面设计规范》中加热施工式填缝料的技术要求；还增加了耐热结合强度试验，即将试样填充并固化后，置于70℃的环境下保持24h，取出后测定两块水泥板之间的结合强度。其中，软化点测试照GB/T4507，延伸度测试照GB/T4508，脆点测试照GB/T4510，弹性恢复测试照ASTMD6084-97。表征结果如下所示：测试项目实施例1实施例2实施例3对照例1对照例2软化点℃104114109105107延伸度（5℃）cm6968676866脆点℃-24-29-31-28-27弹性恢复%9999999696水泥试样之间结合强度MPa8.78.19.44.55.3耐高温试验后的水泥试样结合强度MPa8.68.09.23.22.2从上表中可以看出，本发明提供的嵌缝材料对于混凝土水泥试样之间具有较高的结合强度，同时具有较好的耐高温性能。实施例3与对照例1相比可以看出，偶联剂的加入可以有效地提高碳粉与聚合物之间的结合力，使得材料的分散性、结合力都得到了提高，同时也能提高耐高温性能；实施例3与对照例2可以看出，碳粉在本发明中起到关键作用，可以较好地嵌入至混凝土表面的凹坑中，同时由于碳粉经过了表面修饰，也能起到与聚合物之间结合力的作用，进而提高水泥试样与沥青材料之间的结合强度的作用。当前第1页1 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