本发明属于道路材料技术领域，涉及一种寒冷型道路加热灌封胶及其制备方法。
背景技术：
裂缝是沥青路面的主要病害之一，采用密封胶对有裂缝病害的路面进行开槽灌缝，封闭路面裂缝，是国内外公认的减缓路面病害蔓延、延长路面使用寿命的有效手段。
沥青路面处治裂缝的密封胶按施工温度可分为加热型和常温型两种，加热型密封胶一般特指橡胶沥青密封胶，是高等级沥青路面裂缝修补最常用的材料，施工温度在180-200℃之间，在国外采用橡胶沥青密封胶修补路面裂缝己有几十年的历史，产品质量较为成熟。国内的生产厂家也很多。与国外相比，国内的密封胶产品特点是密封胶生产厂家很多，但普遍技术力量偏弱、产品质量较低、稳定性不足，与国外产品存在较大的质量差距。上述特点主要体现在密封胶行业竞争大、总体产品价格低，但是耐低温型号的密封胶产品数量很少，且现有的适用于低温的道路密封胶耐低温性能不足，质量变异性大、原材料成本较高。
为此，改善国内道路密封胶产品现状、增加密封胶行业技术水平，重点是改善用于低温的道路密封胶产品。提高耐低温道路密封胶的低温性能、增加其产品稳定性、降低产品的生产成本将是未来道路密封胶领域的主流趋势。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种寒冷型道路加热灌封胶及其制备方法，该灌封胶低温性能优异，成本较低，并且制备方法简单。
为达到上述目的，本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为30-45份的基质沥青、15-25份的软化剂、5-15份的增粘剂及20-30份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为(5-10)：(3-5)：(8-15)：(1-5)。
基质沥青为道路用70号石油沥青、道路用90号石油沥青、道路用110号石油沥青中的一种或几种按任意比例的混合物。
软化剂为废旧食用油、芳烃油及润滑油中的一种或几种按任意比例混合的混合物。
增粘剂为C9石油树脂、C5石油树脂、C5C9共聚物石油树脂、橡胶粉、萜烯树脂、松香中的一种或几种按任意比例混合的混合物。
低温改性剂为催化裂化油浆、重质矿物油及DOP中的一种或几种按任意比例混合的混合物。
高温改性剂为纳米蒙脱土、SBS、受阻胺光稳定剂(HALS)和热塑性橡胶TPR中的一种或几种按任意比例混合的混合物。
增韧剂为SBR、EVA、TPS、NR及TPE中的一种或几种按任意比例混合的混合物。
添加剂为Sasobit、无机硫及有机硫中的一种或几种按任意比例混合的混合物；
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为30-45份、15-25份、5-15份及20-30份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为(5-10)：(3-5)：(8-15)：(1-5)；
2)将基质沥青加热至120-135℃，再加入软化剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温后再进行恒温搅拌，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
将基质沥青加热至120-135℃，再加入软化剂，升温至175-185℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在175-185℃恒温条件下加入高温改性剂。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至150-160℃后加入增溶剂。
步骤2)中然后再加入增韧剂及添加剂，降温至140-150℃后再进行恒温搅拌30min。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶以基质沥青、软化剂、增粘剂、高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂为原料制备而成，通过软化剂可以有效的提高寒冷型道路加热灌封胶的低温柔性，通过增粘剂提高其粘合性，通过增韧剂及低温改性剂提高其抗嵌入性能，进而使本发明能够在低温环境中保持优异的性能，经试验，本发明能够在零下30℃下保持较为优异的性能，并且各原料的成本较低，来源较为广泛。同时，在制备过程中，只需要将各原料进行混合、搅拌、剪切，同时进行温度控制，即可制备出寒冷型道路加热灌封胶，制备方法较为简单。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，以下是对本发明的解释而不是限定。
实施例一
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为37份的基质沥青、18.5份的软化剂、13份的增粘剂及22.5份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为8：4：9：1.5。
基质沥青为道路用70号石油沥青。
软化剂为废旧食用油。
增粘剂为C9石油树脂。
低温改性剂为催化裂化油浆、重质矿物油及DOP按任意比例混合的混合物。
高温改性剂为纳米蒙脱土。
添加剂为Sasobit。
增韧剂为SBR。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为37份、18.5份、13份及22.5份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为8：4：9：1.5；
2)将基质沥青加热至130℃，再加入软化剂，升温至180℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温145℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至155℃后加入增溶剂。
实施例二
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为36份的基质沥青、16.5份的软化剂、15份的增粘剂及20.5份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为6：4：9：1.5。
基质沥青为道路用90号石油沥青。
软化剂为芳烃油。
增粘剂为C5石油树脂。
低温改性剂为重质矿物油及DOP按任意比例混合的混合物。
高温改性剂为SBS。
添加剂为无机硫。
增韧剂为EVA。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为36份、16.5份、15份及20.5份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为6：4：9：1.5；
2)将基质沥青加热至130℃，再加入软化剂，升温至180℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至145℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至155℃后加入增溶剂。
实施例三
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为38份的基质沥青、17.5份的软化剂、14份的增粘剂及21.5份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为7：4：8：2.5。
基质沥青为道路用110号石油沥青。
软化剂为润滑油。
增粘剂为C5C9共聚物石油树脂。
低温改性剂为重质矿物油及DOP按任意比例混合的混合物。
高温改性剂为受阻胺光稳定剂(HALS)。
添加剂为有机硫。
增韧剂为TPS。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为38份、17.5份、14份及21.5份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为7：4：8：2.5；
2)将基质沥青加热至130℃，再加入软化剂，升温至180℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至145℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至155℃后加入增溶剂。
实施例四
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为41份的基质沥青、15.5份的软化剂、10份的增粘剂及22.5份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为8：4：7：3.5。
基质沥青为道路用70号石油沥青及道路用90号石油沥青按任意比例的混合物。
软化剂为废旧食用油。
增粘剂为橡胶粉。
低温改性剂为催化裂化油浆。
高温改性剂为热塑性橡胶TPR。
添加剂为Sasobit、无机硫及有机硫按任意比例混合的混合物。
增韧剂为NR。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为41份、15.5份、10份及22.5份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为8：4：7：3.5；
2)将基质沥青加热至130℃，再加入软化剂，升温至180℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至145℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至155℃后加入增溶剂。
实施例五
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为40份的基质沥青、15.5份的软化剂、10份的增粘剂及22.5份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为8：5：8：1.5。
基质沥青为道路用70号石油沥青、道路用90号石油沥青、道路用110号石油沥青按任意比例的混合物。
软化剂为废旧食用油及芳烃油按任意比例混合的混合物。
增粘剂为萜烯树脂。
低温改性剂为重质矿物油。
高温改性剂为受阻胺光稳定剂(HALS)和热塑性橡胶TPR按任意比例混合的混合物。
增韧剂为TPE。
添加剂为无机硫及有机硫中的一种或几种按任意比例混合的混合物。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为40份、15.5份、10份及22.5份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为8：5：8.5：1；
2)将基质沥青加热至130℃，再加入软化剂，升温至180℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至143℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至153℃后加入增溶剂。
实施例六
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为45份的基质沥青、15份的软化剂、15份的增粘剂及20份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为5：5：8：2。
基质沥青为道路用70号石油沥青。
软化剂为废旧食用油、芳烃油及润滑油按任意比例混合的混合物。
增粘剂为C9石油树脂及C5石油树脂按任意比例混合的混合物。
低温改性剂为DOP。
高温改性剂为纳米蒙脱土、SBS及受阻胺光稳定剂(HALS)按任意比例混合的混合物。
添加剂为Sasobit、无机硫及有机硫按任意比例混合的混合物。
增韧剂为NR及TPE按任意比例混合的混合物。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为45份、15份、15份及20份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为5：5：8：2；
2)将基质沥青加热至130℃，再加入软化剂，升温至180℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至145℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至155℃后加入增溶剂。
实施例七
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为30份的基质沥青、25份的软化剂、5份的增粘剂及30份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为10：3：15：2。
基质沥青为道路用70号石油沥青、道路用90号石油沥青、道路用110号石油沥青按任意比例的混合物。
软化剂为废旧食用油、芳烃油及润滑油按任意比例混合的混合物。
增粘剂为C5C9共聚物石油树脂、橡胶粉及萜烯树脂按任意比例混合的混合物。
低温改性剂为催化裂化油浆。
高温改性剂为纳米蒙脱土、SBS、受阻胺光稳定剂(HALS)和热塑性橡胶TPR按任意比例混合的混合物。
添加剂为Sasobit、无机硫及有机硫按任意比例混合的混合物。
增韧剂为TPS、NR及TPE按任意比例混合的混合物。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为30份、25份、5份及30份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为10：3：15：2；
2)将基质沥青加热至135℃，再加入软化剂，升温至175℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至150℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至150℃后加入增溶剂。
实施例八
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶由质量份数为35份的基质沥青、18份的软化剂、10份的增粘剂及25.5份的改性剂制备而成，其中，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为7：3.5：10：5。
基质沥青为道路用70号石油沥青、道路用90号石油沥青、道路用110号石油沥青按任意比例的混合物。
软化剂为废旧食用油、芳烃油及润滑油按任意比例混合的混合物。
增粘剂为C9石油树脂、C5石油树脂、C5C9共聚物石油树脂、橡胶粉、萜烯树脂、松香按任意比例混合的混合物。
低温改性剂为催化裂化油浆、重质矿物油及DOP按任意比例混合的混合物。
高温改性剂为纳米蒙脱土、SBS、受阻胺光稳定剂(HALS)和热塑性橡胶TPR按任意比例混合的混合物。
添加剂为Sasobit、无机硫及有机硫按任意比例混合的混合物。
增韧剂为SBR、EVA、TPS、NR及TPE按任意比例混合的混合物。
本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的制备方法包括以下步骤：
1)称取基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂，其中，基质沥青、软化剂、增粘剂及改性剂的质量份数分别为35份、18份、10份及25.5份，改性剂包括高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂，高温改性剂、增韧剂、低温改性剂及添加剂的质量比为7：3.5：10：5；
2)将基质沥青加热至120℃，再加入软化剂，升温至185℃后加入增粘剂，然后以300r/min的速度搅拌20min后在恒温条件下加入高温改性剂，升温后加入增粘剂，搅拌后在恒温条件下加入高温改性剂，再依次进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂，然后再加入增韧剂及添加剂，降温至140℃后再进行恒温搅拌30min，然后再冷却至室温，得寒冷型道路加热灌封胶。
步骤2)中再进行搅拌、剪切及降温后加入增溶剂的过程中，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，剪切过程中剪切机的速度为4000r/min，剪切的时间为40min，降温至160℃后加入增溶剂。
仿真实验
1、裂缝开槽
用石笔标出裂缝，按照设计的槽口尺寸，预先调节好开槽机开槽宽度和深度，然后进行开槽作业，对准裂缝路线切割出均匀的长方形凹槽，开槽速度控制在3m/min左右。
2、裂缝清理
裂缝开槽后用钢钎刷将槽两侧的松散沥青集料刷除干净，接着用灌缝机配备的空压机对槽内的碎渣及裂缝两侧进行清扫，要求槽内及裂缝两侧至少5cm范围内的灰尘彻底清扫干净。
3、裂缝加热
在裂缝清理工序完成后，需用灌缝机上的加热装置对槽内和两侧5cm范围内进行加热，直到沥青面层松软，以保证密封胶能够更好地与沥青面层粘贴。
4、裂缝填封
密封胶在裂缝加热工序完成后应立即灌注，密封胶用量(kg)估算公式为:槽宽(mm)×槽深(mm)×缝长(m)/1000×1.2(kg/m3)，密封胶(连同塑料袋)需在灌缝机上具有双层保温层、间接导热油的加热仓内加热搅拌；当加热达到灌缝温度时(170℃-210℃)，用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀灌入槽内，并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的帖封层即T型密封层；每条裂缝的灌注工作是连续的，如出现未完全填封的裂缝必须再次进行填封处理；灌缝完成后，在表面撒一些石粉或细骨料，必须在密封胶充分冷却并保证不会被车辆带走时才能开放交通；一般冷却10分钟左右，具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握。
5、沥青混凝土路面裂缝的密封养护
当达到最佳密封效果，获得最长的密封寿命，需将裂缝开凿成宽度12.5mm,深度为16.0mm的槽口(槽口的深度、宽度比不应超过2:1)，密封胶表面展出一条5cm-10cm宽的密封带(裂缝在密封带中间处)，高度不应超过表面3mm，形成一个T型密封层。
实施例一、实施例二、实施例三、实施例四及实施例五的检测结果如下所述：
其中，低温拉伸温度为-30℃，拉伸22.5mm(150％)，3次循环。
总结：从上述五个实施例可以看出，本发明所述的寒冷型道路加热灌封胶的各项参数指标均能符合规范路面加热型密封胶(JT/T740-2015)要求，其具有优异的粘合性、低温柔性、抗嵌入性，适用于北方冬季等寒冷地区，在低温环境中能保持其优异的特性且由于利用了废旧材料、成本低廉，价格控制在一吨一万元以内。由此证明本发明制备的灌封胶具有优良的性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。