路用雾封层材料及其制备方法

1.本发明涉及道路工程领域，具体提供一种路用雾封层材料及其制备方法。


背景技术：

2.沥青路面表面封层是现有最常用的，解决路面渗水和松散破坏的预防性养护方法之一。目前主要分为雾封层、石屑封层、稀浆封层、微表处几种。
3.雾封层是将雾状的乳化沥青或再生剂喷洒在老化的沥青路面上，以更新和还原路面的已氧化沥青。采用喷洒设备喷洒，施工方法简单，但有可能降低路面抗摩擦能力，仅仅对原沥青路面进行了沥青膜缺失的补偿，耐磨性差，抗渗保持能力弱，一般仅有1
‑
2年的使用寿命。
4.石屑封层是在路面上喷洒一层沥青材料(热沥青、轻质沥青、乳化沥青等)，紧接着散布适量集料，并紧跟着进行碾压。需要较长时间的初期养护时间，与旧路面粘结性差，且集料易在车轮碾压条件下散失。
5.稀浆封层是一种由乳化沥青、破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆状的混合料。微表处是一种有改性乳化沥青、有一定级配的集料、矿粉、水和添加剂组成的超薄层混合料。
6.稀浆封层和微表处在搅拌均匀后被摊铺到原有的沥青路面上，虽然具有一定抗磨作用，但是存在行驶噪声大、耐久性差、与旧路面粘结性差，破乳时间不稳定，局部破损后维修难度大等问题。
7.目前市场上采用的雾封层、稀浆封层、微表处等材料多采用乳化沥青或改性乳化沥青类材料，该类材料存在以下不足：1.材料组成简单，仅对沥青结合料采用水性乳化工艺，可以实现对路面沥青膜磨光后的补偿，厚度偏薄、无法达到沥青玛蹄脂的劲度和稳定性，耐磨性差，应用后无法做到“长效耐久防渗”；2.破乳速度太快、性能不稳定、存贮时间短、对温度、风速等作业环境要求高；3.市场上存在的还原再生型雾封层材料大部分采用芳烃类有机溶剂，环保性较差。


技术实现要素：

8.本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种能够大幅度的提高路面性能，实施工艺简便、性能稳定的防渗长效耐久型沥青路面养护封层材料。
9.本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种路用雾封层材料，主要由以下重量配比的原料制成：
10.石油沥青一15
‑
20份，石油沥青二2.5
‑
3.5份，苯乙烯0.6
‑
1.5份，界面剂2
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3份，塑化剂0.5
‑
1.5份，改性剂1.0
‑
2.0份，环烷基柴油0.2
‑
0.8份，二甲苯6
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12份，抗氧化剂1
‑
3份，功能填料50
‑
80份，
11.20℃时的封层材料的布氏粘度为2000
‑
4000cps。
12.作为优选，所述的石油沥青一为50#道路石油沥青；
13.石油沥青二为90#道路石油沥青和/或110#道路石油沥青。
14.作为优选，所述界面剂为熔点≤20℃，数均分子量≤400的油酸。
15.作为优选，所述的塑化剂为二甲基邻苯二甲酸酯。
16.作为优选，所述的改性剂为苯乙烯含量超过45％的s/b胶乳。
17.作为优选，所述的抗氧化剂为粉煤灰和/或层状硅酸盐。
18.作为优选，所述的功能填料为基性岩或超基性岩磨制的粉料，细度为不低于200目，包括磨碎的大理石、石灰岩、玄武岩、花岗岩、白云石、滑石粉、金刚砂或钢渣粉中的一种或多种物质的混合物。
19.本发明进一步的技术任务是提供一种路用雾封层材料的制备方法。
20.路用雾封层材料的制备方法，其特点是包括以下步骤：
21.s1.密闭反应容器1内全过程通入氮气除氧，按重量份计，将苯乙烯0.6
‑
1.5份，界面剂2
‑
3份，塑化剂0.5
‑
1.5份，改性剂1.0
‑
2.0份，环烷基柴油0.2
‑
0.8份混合后搅拌均匀，然后将2.5
‑
3.5份加热至120
‑
130℃的石油沥青二缓慢加入，混合后搅拌均匀制成预聚体a，超声处理一定时间后，冷却至室温；
22.s2.密闭反应容器2内全过程通入氮气除氧，按重量份计，将15
‑
20份二甲苯与预聚体a混合料混合后搅拌均匀，然后将加热至120
‑
150℃的石油沥青一缓慢加入，混合后搅拌均匀制成预聚体b，超声处理一定时间；
23.s3.将预聚体b泵送到密闭反应容器3，依次加入50
‑
80份功能填料、1
‑
3份抗氧化剂后混合，高速剪切均匀，制成20℃时的布氏粘度为2000
‑
4000cps的路用雾封层材料，容器内全过程通入氮气除氧。
24.本发明路面养护封层材料可利用常规的高压沥青涂层喷洒设备进行喷洒施工，可直接喷洒在下层路面结构层，也可在喷洒前对下层路面结构进行抛丸等预处理。
25.喷洒量以表面喷洒均匀、无漏洒为宜，优选为0.6
‑
1.3kg/m2为宜。
26.不同路面类型和病害情况下的最佳喷洒量见表1。
27.表1.不同路面类型和病害情况下的最佳喷洒量
28.路面类型主要病害描述洒布量范围(kg/m2)ac沥青混凝土路面磨光、松散、沥青膜缺失0.6～0.85sma沥青混凝土路面松散、沥青膜缺失0.9～1.3沥青碎石路面松散1.0～1.3ak沥青混凝土路面松散、沥青膜缺失1.0～1.3
29.实施过程中，沥青路面的抗滑能力和构造纹理可分为“粗糙”、“适中”、“光滑”三种状态，一般情况下，偏“光滑”状态宜采用洒布量推荐范围的低限。
30.所述高压喷洒车，泵的喷洒压力优选为18
‑
22kg，混合料的流量控制优选为320
‑
350kg/min，行车速度宜控制在7
‑
9km/h，喷洒时，喷洒设备应保持速度和喷洒量的稳定，在整个洒布宽度范围内，应喷洒均匀。喷洒车的喷洒管，离地高度优选为350
‑
450mm并能予以固定，相邻喷油嘴间距优选为200
‑
400mm，喷油嘴的喷雾宽度应相互重叠，同一地点接受两个或三个喷油嘴喷洒的材料，并不得出现花白条。
31.和现有技术相比，本发明的防渗长效耐久型沥青路面养护封层材料及其制备方法具有以下突出的有益效果：
32.(一)施工期间具有良好的和易性，施工后能够缩短干燥时间，使用期间能保障良好的高温稳定性；
33.(二)采用有机溶剂，具有较高的溶解性和工后挥发性，较市场上传统的乳化类“水性”沥青基涂料，疏水性和水稳定性均得到提高；
34.(三)以功能填料为封层材料的主要成分，在各原料的作用下，可以很好地与沥青胶结料相互结合，从而提高了封层材料的耐磨性、抗滑性和其他辅助功能；
35.(四)当封层材料作用于破损的沥青路面时，各种组分会均匀的分散于裸露的集料表面起到有效的保护作用：其中封层材料中的功能填料和沥青粘结料在裸露的集料表面会形成高劲度沥青玛蹄脂，进一步提高了路面的耐磨性；
36.(五)封层材料中各物料相互作用，不仅使得封层材料具备稳定存储、均匀喷洒、喷洒后溶剂挥发快、良好的粘附性(粘附等级5级)、优良的耐磨性(寿命6
‑
10年)，还能够保证封层材料具体适当的流动性(20℃布氏粘度为2000
‑
4000cps)，可以实现喷洒作业，降低施工难度，提高工作效率。
具体实施方式
37.为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定，即所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例一：
39.表2.改性母料物料配比及参数控制
40.[0041][0042]
材料说明：
[0043]
油酸：分子量282.46，熔点13
‑
14℃；
[0044]
s/b胶乳：苯乙烯含量50％。
[0045]
【制备方法】
[0046]
s1.密闭反应容器一内全过程通入氮气除氧，将苯乙烯、油酸(界面剂)、二甲基邻苯二甲酸酯(塑化剂)、s/b胶乳(改性剂)、环烷基柴油混合后搅拌均匀，然后将加热至125℃的110#道路石油沥青(石油沥青二)缓慢加入，混合后搅拌均匀制成预聚体a，超声处理一定时间后，冷却至室温；
[0047]
s2.密闭反应容器二内全过程通入氮气除氧，将二甲苯与预聚体a混合料混合后搅拌均匀，然后将加热至135℃的50#道路石油沥青(石油沥青一)缓慢加入，混合后搅拌均匀制成预聚体b，超声处理一定时间；
[0048]
s3.将预聚体b泵送到密闭反应容器三，依次加入功能填料、抗氧化剂后混合，以2500rpm高速剪切40min，制成路用雾封层材料，记为实例一、实例二、实例三、实例四、实例五、实例六、实例七、实例八。容器三内全过程通入氮气除氧。
[0049]
【性能测定】
[0050]
将上述各制备方法得到的封层材料灌入喷洒设备容器罐内，搅拌均匀后进行路面洒布试验，喷洒量1.0kg/m2。
[0051]
控制参数为：
[0052]
作业车辆：halik
‑
ch
‑
32000i专业高压喷洒车；
[0053]
喷洒流量：347kg/min；
[0054]
喷洒压力：20kg；
[0055]
作业时速：8km/h；
[0056]
洒布管的离地高度：400mm；
[0057]
相邻喷油嘴间距：300mm。
[0058]
【检测结果】
[0059]
表3.检测结果
[0060][0061]
由表3实验数据可知，上述所有实施例材料的各种性能均符合施工质量要求。其中，封层材料布氏粘度数据(2400
‑
3200cps)表明，材料具有适当的流动性，可实现连续喷洒作业，降低施工难度；构造深度、摩擦系数、粘结强度和耐磨性数据均远优于标准质量要求，表明路面抗滑性能和耐久性能得到同步提升，极大延长了路面使用寿命；疏水系数测试结果表明路面的疏水性能得到提高。