本发明属于公路养护领域，涉及一种公路裂缝冷补料，具体涉及一种用于裂缝修补的橡胶冷拌环氧沥青混合料及制备方法。
背景技术：
目前，我国的公路建设总体已经进入了建养并举的阶段，且随着交通荷载的日益重型化、交通量的大幅度增长、超载车辆的日趋严重的趋势，沥青路面的损坏的速度和程度将比以往更加迅速和复杂，公路的养护和修补将扮演越来越重要的角色，因此加强对沥青路面的养护和修补技术研究，以及如何延长沥青路面的使用寿命，将具有良好的市场前景。
热拌修补料虽然性能稳定，但是产生的沥青烟气不仅污染了空气，而且对操作工人的身体造成了一定的损坏，与之相比，以乳化沥青为粘结材料的沥青路面局部冷补技术，具有应用范围广、施工便利、节能降耗、减少污染、减少施工期等诸多优点，但是单一的乳化沥青有粘结度低、柔韧性差、强度低等缺点，因此制约了乳化沥青在沥青路面养护和维修中的推广和应用。
以乳化沥青为粘结材料的沥青路面局部修补技术具有突出的优点，它的推广应用势在必行。但是，如何改善乳化沥青的性能(即对乳化沥青进行改性)，使其具有较强的粘结力、高温稳定性、优越的弹性恢复能力和较高的抗压、抗变形能力等，以满足在沥青路面维修和养护中的要求将是亟待解决的问题。
水性环氧树脂(Waterborne Epoxy，简称WE)是以环氧树脂微粒为分散相和以水为连续相的液相体系材料，可在室温条件下以及潮湿环境中固化，同时还保留了环氧树脂热稳定性好、强度高和黏结力强的特点。将水性环氧树脂作为用于乳化沥青的改性剂，可使乳化沥青的高温性能得到提高，此外，环氧树脂具有黏结能力强的特点，能够固结松散的集料、提高路面的防水性能，两者的而结合将提高体系的柔韧性和耐候性，与原沥青混凝土路而也有更好的相容性。
技术实现要素：
本发明第一目的在于提供一种用于裂缝修补的橡胶冷拌环氧沥青混合料；本发明第二目的在于提供该橡胶冷拌环氧沥青混合料的制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种用于裂缝修补的橡胶冷拌环氧沥青混合料，通过如下重量份的原料制备而成：0-3mm粒径的玄武岩碎石矿料，40-48份；3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，10-15份；5-10mm粒径的玄武岩碎石矿料，25-37份；每100份玄武岩碎石矿料对应：橡胶颗粒，9-11份；水性环氧树脂，7-9份；乳化沥青，2-4份；矿粉，0.1-0.25份；促进剂，0.5-1份；消泡剂，0.01-0.05份；无机添加剂，0.1-0.25份；所述水性环氧树脂包括A组分水性环氧乳液和B组分固化剂，所述A组分水性环氧乳液和B组分固化剂的重量份之比为(1-2.5)：1。
优选地，所述的用于裂缝修补的橡胶冷拌环氧沥青混合料通过如下重量份的原料制备而成：0-3mm粒径的玄武岩碎石矿料，44份；3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，12.5份；5-10mm粒径的玄武岩碎石矿料，31份；每100份玄武岩碎石矿料对应：橡胶颗粒，10份；水性环氧树脂，8份；乳化沥青，3份；矿粉，0.175份；促进剂，0.75份；消泡剂，0.03份；无机添加剂，0.175份；所述水性环氧树脂包括A组分水性环氧乳液和B组分固化剂，所述A组分水性环氧乳液和B组分固化剂的重量份之比为1.75：1。
优选地，所述乳化沥青为快裂型阳离子乳化沥青。
优选地，所述乳化沥青的固含量为≥50％。
优选地，所述乳化沥青的恩格拉黏度≤30。
优选地，橡胶颗粒为粒径1-3mm的橡胶颗粒或粒径3-5mm的橡胶颗粒，或二者的混合。
优选地，所述无机添加剂为水泥。
优选地，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。
优选地，所述促进剂为增韧促进剂。
上述用于裂缝修补的橡胶冷拌环氧沥青混合料的制备方法，包括如下所述的步骤：
步骤S1，将玄武岩碎石矿料与橡胶颗粒在搅拌装置中预搅拌1-2min，备用；
步骤S2，将A组分水性环氧乳液与乳化沥青搅拌均匀后添加B组分固化剂、促进剂和消泡剂，继续搅拌至各成分搅拌均匀；
步骤S3，将步骤S2制备的混合成分倒入步骤S1制备的混合料中，搅拌均匀后再加入矿粉和无机添加剂，搅拌均匀即得。
本发明的优点：
1、本发明提供的橡胶冷拌环氧沥青混合料流动性，明显改善了体系的施工流动性，在常温下即可完成拌合，无需加热，施工成本低、污染小。
2、本发明提供的橡胶冷拌环氧沥青混合料中，水性环氧树脂和乳化沥青的流动性高，且具有优异的防水性能和高强粘结性能，提高了体系的柔韧性能；玄武岩碎石矿料形成刚性框架，使整个混合料结构更加密实，呈现出刚柔并济的优点。整个体系具备优良的高温稳定性，抗低温开裂性和优异的界面粘结性能。
3、本发明中橡胶颗粒的添加有利于提高整个体系的低温性能，与不添加橡胶颗粒相比，低温最大弯力应变具有明显的优势。
4、本发明制备方法简单，施工便利性高。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：橡胶冷拌环氧沥青混合料的制备
原料重量份比：
0-3mm粒径的玄武岩碎石矿料，44份；3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，12.5份；5-10mm粒径的玄武岩碎石矿料，31份；每100份玄武岩碎石矿料对应：橡胶颗粒，10份；水性环氧树脂，8份；乳化沥青，3份；矿粉，0.175份；促进剂，0.75份；消泡剂，0.03份；无机添加剂，0.175份；所述水性环氧树脂包括A组分水性环氧乳液和B组分固化剂，所述A组分水性环氧乳液和B组分固化剂的重量份之比为1.75：1。
其中，所述乳化沥青为快裂型阳离子乳化沥青，固含量52％，恩格拉黏度28；所述橡胶颗粒为粒径1-3mm的橡胶颗粒和粒径3-5mm的橡胶颗粒的混合物，二者重量份之比为1:1；所述无机添加剂为水泥；所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂；所述促进剂为增韧促进剂，用于环氧树脂增韧。
制备方法：
步骤S1，将玄武岩碎石矿料与橡胶颗粒在搅拌装置中预搅拌1.5min，备用；
步骤S2，将A组分水性环氧乳液与乳化沥青搅拌均匀后添加B组分固化剂、促进剂和消泡剂，继续搅拌至各成分搅拌均匀；
步骤S3，将步骤S2制备的混合成分倒入步骤S1制备的混合料中，搅拌均匀后再加入矿粉和无机添加剂，搅拌均匀即得。
实施例2：橡胶冷拌环氧沥青混合料的制备
原料重量份比：
0-3mm粒径的玄武岩碎石矿料，40份；3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，10份；5-10mm粒径的玄武岩碎石矿料，25份；每100份玄武岩碎石矿料对应：橡胶颗粒，9份；水性环氧树脂，7份；乳化沥青，2份；矿粉，0.1份；促进剂，0.5份；消泡剂，0.01份；无机添加剂，0.1份；所述水性环氧树脂包括A组分水性环氧乳液和B组分固化剂，所述A组分水性环氧乳液和B组分固化剂的重量份之比为1：1。
其中，所述乳化沥青为快裂型阳离子乳化沥青，固含量54％，恩格拉黏度26；所述橡胶颗粒为粒径1-3mm的橡胶颗粒和粒径3-5mm的橡胶颗粒的混合物，二者重量份之比为1:1；所述无机添加剂为水泥；所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂；所述促进剂为增韧促进剂，用于环氧树脂增韧。
制备方法：
步骤S1，将玄武岩碎石矿料与橡胶颗粒在搅拌装置中预搅拌1.5min，备用；
步骤S2，将A组分水性环氧乳液与乳化沥青搅拌均匀后添加B组分固化剂、促进剂和消泡剂，继续搅拌至各成分搅拌均匀；
步骤S3，将步骤S2制备的混合成分倒入步骤S1制备的混合料中，搅拌均匀后再加入矿粉和无机添加剂，搅拌均匀即得。
实施例3：橡胶冷拌环氧沥青混合料的制备
原料重量份比：
0-3mm粒径的玄武岩碎石矿料，48份；3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，15份；5-10mm粒径的玄武岩碎石矿料，37份；每100份玄武岩碎石矿料对应：橡胶颗粒，11份；水性环氧树脂，9份；乳化沥青，4份；矿粉，0.25份；促进剂，1份；消泡剂，0.05份；无机添加剂，0.25份；所述水性环氧树脂包括A组分水性环氧乳液和B组分固化剂，所述A组分水性环氧乳液和B组分固化剂的重量份之比为2.5：1。
其中，所述乳化沥青为快裂型阳离子乳化沥青，固含量50％，恩格拉黏度30；所述橡胶颗粒为粒径1-3mm的橡胶颗粒和粒径3-5mm的橡胶颗粒的混合物，二者重量份之比为1:1；所述无机添加剂为水泥；所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂；所述促进剂为增韧促进剂，用于环氧树脂增韧。
制备方法：
步骤S1，将玄武岩碎石矿料与橡胶颗粒在搅拌装置中预搅拌1.5min，备用；
步骤S2，将A组分水性环氧乳液与乳化沥青搅拌均匀后添加B组分固化剂、促进剂和消泡剂，继续搅拌至各成分搅拌均匀；
步骤S3，将步骤S2制备的混合成分倒入步骤S1制备的混合料中，搅拌均匀后再加入矿粉和无机添加剂，搅拌均匀即得。
实施例4：实施例1的对比，橡胶颗粒用等重量份的3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料代替
原料重量份比：
0-3mm粒径的玄武岩碎石矿料，44份；3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，12.5份；5-10mm粒径的玄武岩碎石矿料，31份；每100份玄武岩碎石矿料对应：3-5mm粒径的玄武岩碎石矿料，10份；水性环氧树脂，8份；乳化沥青，3份；矿粉，0.175份；促进剂，0.75份；消泡剂，0.03份；无机添加剂，0.175份；所述水性环氧树脂包括A组分水性环氧乳液和B组分固化剂，所述A组分水性环氧乳液和B组分固化剂的重量份之比为1.75：1。
其中，所述乳化沥青为快裂型阳离子乳化沥青，固含量52％，恩格拉黏度28；所述无机添加剂为水泥；消泡剂为聚硅氧烷消泡剂；所述促进剂为增韧促进剂，用于环氧树脂增韧。
制备方法：
步骤S1，将玄武岩碎石矿料在搅拌装置中预搅拌1.5min，备用；
步骤S2，将A组分水性环氧乳液与乳化沥青搅拌均匀后添加B组分固化剂、促进剂和消泡剂，继续搅拌至各成分搅拌均匀；
步骤S3，将步骤S2制备的混合成分倒入步骤S1制备的混合料中，搅拌均匀后再加入矿粉和无机添加剂，搅拌均匀即得。
实施例5：效果实施例
分别按照混合料的配合比在室内成型试件，对混合料的性能进行检测，其中实施例中1-4的试件的成型方法和养护方式是基于《公路沥青路面施工技术规范》和本发明材料特性，采用修正的马歇尔击实法，采用2次击实，总的击实次数为75次，混合料搅拌完成后，装入试模先双面各击实35次，然后将试件放入60℃的恒温箱中，24小时后，再双面各击实40次，然后脱模，放置于室温30min后即可进行相关的试验检测。
分别对实施例1-4制备的橡胶冷拌环氧沥青混合料的路用性能(力学性能、高温稳定性能、低温性能和水稳定性)和混合料的施工性能进行检测，测试结果如下：
实施例2和3的测试结果与实施例1基本一致，均符合路面规范用冷补料的强度要求，能够满足路面修补材料的长期户外使用要求。实施例1和实施例4的对比可以看出，橡胶颗粒的添加有利于提高整个体系的低温性能，与不添加橡胶颗粒相比，低温最大弯力应变具有明显的优势。
本发明提供的橡胶冷拌环氧沥青混合料流动性，明显改善了体系的施工流动性，在常温下即可完成拌合，无需加热，施工成本低、污染小。本发明提供的橡胶冷拌环氧沥青混合料中，水性环氧树脂和乳化沥青的流动性高，且具有优异的防水性能和高强粘结性能，提高了体系的柔韧性能；玄武岩碎石矿料形成刚性框架，使整个混合料结构更加密实，呈现出刚柔并济的优点。整个体系具备优良的高温稳定性，抗低温开裂性和优异的界面粘结性能。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。