专利名称：一种沥青路面抗凝冰损伤修复材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及浙青路面修复材料及其制备方法。
背景技术：
冬季，云贵川高原潮湿由区由于受地理条件的限制，极易形成灾害性凝冻天气，从而导致路面凝冰。众所周知，水分是路面发生透水病害的先决条件，而浙青混合料与外界连通孔隙的存在为水分侵入材料内部提供了有效途径。当凝冻现象发生时，外界气温一般在-10 10°C范围内往复循环，随着温度的降低，水由液态转变成固态后体积迅速膨胀，从而对浙青路面的孔隙壁产生不可忽视的冻胀カ；融化过程中，一旦雨水进入面层，在车辆荷载的作用下，自由水将变成动水在孔隙内部和接缝处冲刷，长此循环将降低表层浙青结合料与集料的粘结能力，导致表面层细集料剥落、麻面等病害，同时会加剧路面原有的病害程度，引起路面強度等力学性能的下降。2008年的冰雪灾害更是刷新了建国以来50年一遇的记录，给国民生产和人民生活带来极大不便，造成严重的社会影响，如何防治凝冻天气对公路设施的破坏成为亟待解决的问题。目前针对凝冰浙青路面的处治技术研究多集中于凝冰清除技术、凝冻损坏后的应急性修复技术，包括坑槽修补等结构性修复方面。在我国，当道路结构物产生较为严重的病害而影响其使用性能时，建设部门往往考虑采取再生、加铺或结构性修复的手段进行维护，且在修复时很少考虑再生或加铺材料对耐冻融和抵抗化学腐蚀性能的要求。在冬季寒冷的环境下，这样的再生或加铺材料无法抵抗反复冻融所产生的破坏，从而増加了维护费用。根据浙青路面凝冰损伤和破坏的基本原理，针对凝冰对路面材料造成的微损伤，如不及时采取有效的修复措施，路表将发生表面掉粒、松散损坏等病害，而研究路表材料功能性补强技术，有针对性的提闻修复材料的界面渗透カ和粘结能力是关键。鉴于此，从上述角度出发，研发浙青路面抗凝冰损伤高粘结力、高滲透性的功能性修复材料。
发明内容
本发明要解决现有的针对凝冰对路面材料造成的微损伤多采取再生、加铺或结构性修复的手段进行维护，这种维护无法抵抗反复冻融所产生的破坏的问题，而提供ー种浙青路面抗凝冰损伤修复材料及其制备方法。本发明浙青路面抗凝冰损伤修复材料按质量份数由10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂制成；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘滲透剂为酯、苯和苯的衍生物中的ー种或几种组合。上述浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘滲透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合；ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青研磨为粒径彡O. 3mm的浙青粉末；
三、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤一中称取的降粘渗透剂中，搅拌均匀得到混合物；四、将步骤ニ得到的浙青粉末加入到步骤三得到的混合物中，搅拌均匀，得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。上述浙青路面抗凝冰损伤修复材料的另ー种制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘滲透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合；ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青粉碎为粒径2. 36 4. 75cm的浙青颗粒;三、将步骤ニ得到的浙青颗粒加入到降粘渗透剂中，在密封的条件下，机械搅拌 24 96h，得到浙青溶液；四、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤三得到的浙青溶液中，搅拌均匀得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。本发明所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料具有优异的化学滲透性能。能够在路表形成一均匀的修复薄层，而高滲透性修复材料由于其出色的化学滲透性能，对原路面结构的抗滑性能无不良影响，防止水分及凝冰对浙青路面造成损伤，这对提高路面行车安全至关重要。由于修复材料为浙青基产品，涂膜固化后与原有浙青混合料的粘附性能较好，能够有效地对试件表面与空气相连通的开ロ孔隙孔壁实施保护。经过若干次反复冻融循环作用后，涂膜不存在裂纹、起皮等粘附效果较差的现象，抗冻性能较好。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，经过20次冻融循环后，无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率为894. lg/m2，喷涂修复材料的试件其磨耗值仅为161. 8g/m2，喷涂普通乳化浙青材料的试件磨耗值为540g/m2，可见本发明所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗冻融粘附性能优异。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，浸水6d后，喷涂修复材料的试件其磨耗值为283. 9g/m2，喷涂乳化浙青的试件磨耗值为521g/m2，而无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率已超过1200g/m2，可见本发明所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗水性能优异。综上所述，本发明所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料具有优异的滲透性、粘结カ等性能，这对于解决我国高原潮湿由区冬季道路行车安全问题，确保道路及其附属构造物的使用性能，保障人民群众正常的生产和生活，具有重大的经济效益和社会意义，对形成具有地区特色的预防性养护新技术将具有重要的推进作用。本发明制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料用于浙青路面的修复。
图I是不同材料的抗冻融磨耗性能图，其中I代表喷涂实施例一所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的浙青混合料试件的抗冻融磨耗性能，2代表未喷涂修复材料的浙青标准试件的抗冻融磨耗性能，3代表喷涂乳化浙青材料的浙青混合料试件的抗冻融磨耗性能。图2是不同材料的抗水磨耗性能图，其中4代表喷涂实施例一所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的浙青混合料试件的抗水磨耗性能，5代表未喷涂修复材料的浙青标准试件的抗水磨耗性能，6代表喷涂乳化浙青的浙青混合料试件的抗水磨耗性能。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式
，还包括各具体实施方式
之间的任意組合。
具体实施方式
一本实施方式浙青路面抗凝冰损伤修复材料按质量份数由10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂制成；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘滲透剂为酯、苯和苯的衍生物中的ー种或几种组合。本实施方式的浙青路面抗凝冰损伤修复材料具有优异的化学滲透性能，能够在路 构的抗滑性能无不良影响，防止水分及凝冰对浙青路面造成损伤，这对提高路面行车安全至关重要。由于修复材料为浙青基产品，涂膜固化后与原有浙青混合料的粘附性能较好，能够有效地对试件表面与空气相连通的开ロ孔隙孔壁实施保护。经过若干次反复冻融循环作用后，涂膜不存在裂纹、起皮等粘附效果较差的现象，抗冻性能较好。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，经过20次冻融循环后，无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率为894. Ig/m2,喷涂修复材料的试件其磨耗值仅为161. 8g/m2，喷涂普通乳化浙青材料的试件磨耗值为540g/m2，可见实施方式的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗冻融粘附性能优异。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，浸水6d后，喷涂修复材料的试件其磨耗值为283. 9g/m2，喷涂乳化浙青的试件磨耗值为521g/m2，而无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率已超过1200g/m2,可见本实施方式浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗水性能优异。
具体实施方式
ニ 本实施方式浙青路面抗凝冰损伤修复材料按质量份数由20 30份的道路石油硬质浙青、40 70份的高温煤焦油和40 50份的降粘渗透剂制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或ニ不同的是所述酯为こ酸こ酷，所述苯的衍生物为甲苯。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下歩骤进行一、按质量份数称取10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘滲透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合；ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青研磨为粒径彡O. 3mm的浙青粉末；三、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤一中称取的降粘渗透剂中，搅拌均匀得到混合物；四、将步骤ニ得到的浙青粉末加入到步骤三得到的混合物中，搅拌均匀，得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。本实施方式所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料具有优异的化学滲透性能，能够在路表形成一均匀的修复薄层，而高滲透性修复材料由于其出色的化学滲透性能，对原路面结构的抗滑性能无不良影响，防止水分及凝冰对浙青路面造成损伤，这对提高路面行车安全至关重要。由于修复材料为浙青基产品，涂膜固化后与原有浙青混合料的粘附性能较好，能够有效地对试件表面与空气相连通的开ロ孔隙孔壁实施保护。经过若干次反复冻融循环作用后，涂膜不存在裂纹、起皮等粘附效果较差的现象，抗冻性能较好。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，经过20次冻融循环后，无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率为894. lg/m2,喷涂修复材料的试件其磨耗值仅为161. 8g/m2，喷涂普通乳化浙青材料的试件磨耗值为540g/m2，可见本实施方式所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗冻融粘附性能优异。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，浸水6d后，喷涂修复材料的试件其磨耗值为283. 9g/m2，喷涂乳化浙青的试件磨耗值为521g/m2，而无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率已超过1200g/m2，可见本实施方式所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗水性能优异。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四不同的是步骤三中，以2000rpm的速度，机械搅拌2 3min，得到混合物。其它与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
四或五不同的是步骤四中，以2000rpm的速度,机械搅拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。其它与具体实施方式
四或五相同。
具体实施方式
七本实施方式浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下歩骤进行一、按质量份数称取10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘滲透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合；ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青粉碎为粒径2. 36 4. 75cm的浙青颗粒;三、将步骤ニ得到的浙青颗粒加入到降粘渗透剂中，在密封的条件下，机械搅拌24 96h，得到浙青溶液；四、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤三得到的浙青溶液中，搅拌均匀得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。本实施方式所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料具有优异的化学滲透性能，能够在路表形成一均匀的修复薄层，而高滲透性修复材料由于其出色的化学滲透性能，对原路面结构的抗滑性能无不良影响，防止水分及凝冰对浙青路面造成损伤，这对提高路面行车安全至关重要。由于修复材料为浙青基产品，涂膜固化后与原有浙青混合料的粘附性能较好，能够有效地对试件表面与空气相连通的开ロ孔隙孔壁实施保护。经过若干次反复冻融循环作用后，涂膜不存在裂纹、起皮等粘附效果较差的现象，抗冻性能较好。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，经过20次冻融循环后，无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率为894. lg/m2,喷涂修复材料的试件其磨耗值仅为161. 8g/m2，喷涂普通乳化浙青材料的试件磨耗值为540g/m2，可见本实施方式所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗冻融粘附性能优异。以稀浆封层湿轮磨耗试验为基础，浸水6d后，喷涂修复材料的试件其磨耗值为283. 9g/m2，喷涂乳化浙青的试件磨耗值为521g/m2，而无涂膜的基本试件其表面细集料的损失率已超过1200g/m2，可见本实施方式所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料的抗水性能优异。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七不同的是步骤三中，以IOOOrpm的速度，机械搅拌24 96h，得到浙青溶液。其它与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
七或八不同的是步骤四中，以2000rpm的速度,机械搅拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。其它与具体实施方式
七或八相同。采用以下实施例和对比实验验证本发明的有益效果实施例一本实施例浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下步骤进行—、按质量份数称取20份软化点为82°C的道路石油硬质浙青、40份的高温煤焦油和40份的甲苯； ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青研磨为粒径彡O. 3mm的浙青粉末；三、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤一中称取的甲苯中，以2000rpm的速度，机械搅拌2min,得到混合物；四、将步骤ニ得到的浙青粉末加入到步骤三得到的混合物中，以2000rpm的速度，机械搅拌15min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。实施例ニ 本实施例浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取30份软化点为82°C的道路石油硬质浙青、30份的高温煤焦油和40份的甲苯；ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青粉碎为粒径为2. 36 4. 75cm的浙青颗粒;三、将步骤ニ得到的浙青颗粒加入到甲苯中，在密封的条件下，以IOOOrpm的速度，机械搅拌24h，得到浙青溶液；四、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤三得到的浙青溶液中，以2000rpm的速度，机械搅拌15min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。实施例三本实施例浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取20份软化点为82°C的道路石油硬质浙青、40份的高温煤焦油、20份的甲苯和20份的こ酸こ酯；ニ、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青研磨为粒径彡O. 3mm的浙青粉末；三、将步骤一中称取的高温煤焦油、甲苯和こ酸こ酯混合，以IOOOrpm的速度，机械搅拌2min,得到混合物；四、将步骤ニ得到的浙青粉末加入到步骤三得到的混合物中，以2000rpm的速度，机械搅拌15min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。实施例一、实施例ニ和实施例三所用原料均为市售产品，其中高温煤焦油的比重为I. 2，降粘滲透剂选用エ业级甲苯或こ酸こ酷，纯度> 95%。发明效果评价试验一、修复材料的高滲透性能及其对路面抗滑能力的影响试验ー
将实施例一所制备的浙青路面抗凝冰损伤修复材料以O. 3kg/m2的用量分别喷洒在路段I上、路段2和路段3上，测试原路段的摩擦系数及喷洒浙青路面抗凝冰损伤修复材料后的摩擦系数；试验ニ将乳化浙青材料以O. 3kg/m2的用量分别喷洒在路段4、路段5和路段6上，测试原路段的摩擦系数及喷洒乳化浙青材料后的摩擦系数。试验ー和试验ニ的测试结果如表I所示表I抗滑性能试验数据
权利要求
1.一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料，其特征在于浙青路面抗凝冰损伤修复材料按质量份数由10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂制成；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘渗透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合。
2.根据权利要求I所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料，其特征在于浙青路面抗凝冰损伤修复材料按质量份数由20 30份的道路石油硬质浙青、40 70份的高温煤焦油和40 50份的降粘渗透剂制成。
3.根据权利要求I所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料，其特征在于所述酯为乙酸乙酯，所述苯的衍生物为甲苯。
4.制备权利要求I所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料的方法，其特征在于浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘渗透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合；二、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青研磨为粒径<O. 3mm的浙青粉末；三、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤一中称取的降粘渗透剂中，搅拌均匀得到混合物；四、将步骤二得到的浙青粉末加入到步骤三得到的混合物中，搅拌均匀，得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。
5.根据权利要求4所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料的方法，其特征在于步骤三中，以2000rpm的速度,机械搅拌2 3min,得到混合物。
6.根据权利要求4所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料的方法，其特征在于步骤四中，以2000rpm的速度,机械搅拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。
7.制备权利要求I所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料的方法，其特征在于浙青路面抗凝冰损伤修复材料的制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取10 40份的道路石油硬质浙青、30 80份的高温煤焦油和30 60份的降粘渗透剂；其中道路石油硬质浙青的软化点大于80°C，降粘渗透剂为酯、苯和苯的衍生物中的一种或几种组合；二、将步骤一中称取的道路石油硬质浙青粉碎为粒径2.36 4. 75cm的浙青颗粒；三、将步骤二得到的浙青颗粒加入到降粘渗透剂中，在密封的条件下，机械搅拌24 96h,得到浙青溶液；四、将步骤一中称取的高温煤焦油加入到步骤三得到的浙青溶液中，搅拌均匀得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。
8.根据权利要求7所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料的方法，其特征在于步骤三中，以IOOOrpm的速度,机械搅拌24 96h,得到浙青溶液。
9.根据权利要求7所述的一种浙青路面抗凝冰损伤修复材料的方法，其特征在于步骤四中，以2000rpm的速度,机械搅拌15 20min,得到浙青路面抗凝冰损伤修复材料。
全文摘要
一种沥青路面抗凝冰损伤修复材料及其制备方法，它涉及沥青路面修复材料及其制备方法。本发明要解决现有的维护无法抵抗反复冻融所产生的破坏的问题。修复材料由道路石油硬质沥青、高温煤焦油和降粘渗透剂制成；制备方法将道路石油硬质沥青研磨为沥青粉末；将高温煤焦油加入到降粘渗透剂中，搅拌得混合物；将沥青粉末加入到混合物中，搅拌得到沥青路面抗凝冰损伤修复材料；或者将道路石油硬质沥青粉碎沥青颗粒；将沥青颗粒加入到降粘渗透剂中，密封下，搅拌得到沥青溶液；将高温煤焦油加入到沥青溶液中，搅拌得沥青路面抗凝冰损伤修复材料。本发明制备的修复材料具有优异的渗透性、粘结力等性能，用于沥青路面的修复。
文档编号C04B41/48GK102701787SQ20121021551
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者单丽岩, 谭忆秋, 赵立东, 陈瑶 申请人:哈尔滨工业大学