一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，由重交沥青、多羧基有机物、骨架调节剂、助溶剂和废旧胶粉制成。本发明专利技术利用酸性基团与碱性基团相互反应形成化学键增强粘附力的机理掺加多羧基有机物增强灌缝材料与裂缝壁间的粘附力，预防灌缝材料与裂缝壁处的重新开裂；利用骨架调节剂与沥青、胶粉、沥青之间可形成不同强度的骨架满足不同温度区域对灌缝材料的需求。本发明专利技术公开的针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，实现了碱性骨料沥青路面裂缝处治材料的专有性，从根本上解决了目前灌缝材料普遍存在的两个重大缺陷：粘附性能差和自身强度差。本发明专利技术公开的此种灌缝材料具有十分广阔的应用价值。

Skeleton type grouting material for basic aggregate asphalt pavement and preparation method thereof

The present invention discloses a skeleton type filling material for alkaline aggregate asphalt pavement, which is made of heavy cross bitumen, polycarboxylic organic matter, skeleton regulator, cosolvent and waste rubber powder. The invention makes use of the reaction of acid group and alkaline group to form chemical bond to enhance adhesion force, and adding multi carboxyl organics to strengthen the adhesion between the crack wall and the filling material and the crack wall, and prevent the Recracking of the material and the crack wall of the seams; the bone can form the bone with different strength between the skeleton regulator and the asphalt, the rubber powder and the bitumen. The rack meets the needs of different temperature zones for grouting materials. The skeleton type grouting material for alkaline aggregate asphalt pavement has realized the specificity of the basic aggregate asphalt pavement crack treatment material, and fundamentally solved two major defects in the current filling material: poor adhesion performance and poor strength. The joint material disclosed in the invention has wide application value.

【技术实现步骤摘要】
一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料及其制备方法
本专利技术属于沥青路面养护领域，具体涉及一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料及其制备方法。
技术介绍
由于沥青路面与水泥路面比较具有减震效果好、行车舒适、噪声低、对路基适应性强及修复速度快等优点，在公路中占有的比例不断增大，目前约占高等级公路的75％。由于在沥青路面中充当粘结材料的沥青属于有机物，其具有温度敏感性和存在老化现象，所以建成后服役过程中的沥青路面会逐渐产生病害。裂缝是其中最早出现、最为普遍且无法避免的一种病害形式。美国SHRP研究计划表明(图1)，对路面病害进行及时的修补养护不仅能够提高路面使用的安全性，延长其使用寿命，更加能够节约后期路面养护的成本。目前对沥青路面裂缝的修补养护主要由稀浆封层、微表处、贴缝、灌缝等。SHRP计划研究表明，灌缝是所有裂缝养护方式中性价比最高的一种。目前市场上常用的灌缝材料主要有三大类：热用沥青类、冷用沥青类和功能树脂类，其中热用沥青类由于其造价低廉、对操作人员要求低等原因应用最广，约占灌缝材料的85％，冷用沥青类应用次之，功能树脂类应用最少。但目前常用的这三大类材料存在两个重大缺陷需要克服：高温时灌缝材料易被挤出裂缝被行驶车辆带走；低温时灌缝材料易与裂缝壁发生重新开裂。这两个重大缺陷产生的原因是：灌缝材料本身无骨架结构，基本不具有强度，在裂缝处起不到传递荷载力的作用，所以当高温路面膨胀时，灌缝材料就被挤出裂缝发生失效；灌缝材料与裂缝壁粘附性能差是导致灌缝材料与裂缝壁重新开裂的主要原因。由于碱性骨料呈碱性，沥青呈酸性，所以碱性骨料与沥青之间能够产生很强的化学键作用而使其之间的粘附作用力很强，这也是为什么目前大部分的沥青路面采用碱性骨料的原因。前面所述目前市场上常用的灌缝材料都是普遍适用的，并没有一种灌缝材料是针对碱性骨料沥青路面裂缝而研发的，这也是导致灌缝材料与碱性骨料沥青路面裂缝修补养护效果不好的一个重要原因。鉴于目前市场上常用的灌缝材料存在自身强度差和粘附性能差的重大缺陷，且并未针对碱性骨料沥青路面的特点进行灌缝材料的特殊设计。本专利技术提出专利技术一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料。此种灌缝材料针对碱性骨料沥青路面进行设计，通过加入的多羧基有机物改善与沥青路面中碱性骨料的粘附作用；多羧基有机物还可以通过与废旧胶粉和骨架调节剂的作用形成骨架结构。此种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料同时改善了目前常用灌缝材料的两个重大缺陷，是一种具有广阔应用前景的路面灌缝材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对碱性骨料沥青路面裂缝的特点，提供一种具有针对性的骨架型灌缝材料。此种材料能够形成骨架结构，解决了灌缝材料自身强度差，处于裂缝处不能传递荷载力的问题；此种材料中的多羧基有机物能够改善灌缝材料与裂缝壁之间的粘结力，解决了低温条件下重新开裂的问题。本专利技术采用如下技术方案：一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，在灌封材料中添加酸性有机材料和骨架调节剂。在上述方案的基础上，所述酸性有机材料为多羧基有机物。所述的多羧基有机物为端羧基聚丁二烯橡胶类化合物，羧基值为0.50～0.75mmol/g。在上述方案的基础上，所述的骨架调节剂为三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺的混合物。所述三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺以1/3～1/8的摩尔比混合。一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，由下述原料按重量份数制成：在上述方案的基础上，所述的重交沥青为符合JTGF40-2004标准要求的AH-70、AH-90石油沥青中的一种或两种的混合物。在上述方案的基础上，所述的助溶剂为减二线抽出油、减三线抽出油中的一种或两种的混合物。在上述方案的基础上，所述的废旧胶粉目数为5～80。一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料的制备方法，具体步骤如下：(1)将重交沥青加热到100±10℃；(2)在搅拌状态下，先后依次加入助溶剂、废旧胶粉、多羧基有机物和骨架调节剂；(3)混合完成后，在100±10℃的条件下搅拌15～25min；升温至135±10℃条件下剪切15～25min；降温至100±10℃的条件下再搅拌10min后制备完成。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术利用酸性基团与碱性基团相互反应形成化学键增强粘附力的机理掺加多羧基有机物增强灌缝材料与裂缝壁间的粘附力，预防灌缝材料与裂缝壁处的重新开裂。2、本专利技术利用骨架调节剂与沥青、胶粉、沥青之间可形成不同强度的骨架满足不同温度区域对灌缝材料的需求。3、本专利技术同时加入多羧基有机物和骨架调节剂，同时满足了对灌缝材料粘附性能和强度的要求，克服了目前灌缝材料普遍存在的缺陷。附图说明：图1路面维修费用与路面使用时间的关系。具体实施方式本专利技术所列举的实施例是对本专利技术的进一步说明，但实施例均不是对本专利技术的限制。实施例1选取重交道路沥青AH-90100份在100℃的条件下加热至流动状态，在搅拌条件下依次加入5份减二线抽出油、40份废旧胶粉(5目)、5份端羧基聚丁二烯橡胶类化合物(羧基值0.75mmol/g)和0.5份骨架调节剂(三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺摩尔比为1:8)；混合完成后先搅拌25min，升温至145℃条件下剪切25min；降温至100℃的条件下再搅拌10min后制备完成。实施例2选取重交道路沥青AH-90100份在110℃的条件下加热至流动状态，在搅拌条件下依次加入3份减二线抽出油、5份废旧胶粉(5目)、3份端羧基聚丁二烯橡胶类化合物(羧基值0.75mmol/g)和0.3份骨架调节剂(三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺摩尔比为1:8)；混合完成后先搅拌25min，升温至145℃条件下剪切25min；降温至100℃的条件下再搅拌10min后制备完成。实施例3选取重交道路沥青AH-70100份在110℃的条件下加热至流动状态，在搅拌条件下依次加入5份减二线抽出油、40份废旧胶粉(80目)、5份端羧基聚丁二烯橡胶类化合物(羧基值0.50mmol/g)和0.5份骨架调节剂(三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺摩尔比为1:3)；混合完成后先搅拌20min，升温至135℃条件下剪切15min；降温至100℃的条件下再搅拌10min后制备完成。实施例4选取重交道路沥青AH-70100份在90℃的条件下加热至流动状态，在搅拌条件下依次加入3份减二线抽出油、5份废旧胶粉(80目)、3份端羧基聚丁二烯橡胶类化合物(羧基值0.50mmol/g)和0.3份骨架调节剂(三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺摩尔比为1:5)；混合完成后先搅拌15min，升温至135℃条件下剪切15min；降温至100℃的条件下再搅拌10min后制备完成。实施例5选取重交道路沥青AH-70100份在90℃的条件下加热至流动状态，在搅拌条件下依次加入5份减二线抽出油、5份废旧胶粉(80目)、5份端羧基聚丁二烯橡胶类化合物(羧基值0.75mmol/g)和0.3份骨架调节剂(三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺摩尔比为1:3)；混合完成后先搅拌25min，升温至125℃条件下剪切25min；降温至100℃的条件下再搅拌10min后制备完成。实施例6选取重交道路沥青AH-70100份在90℃的条件下加热至流动状态，在搅拌条件下依次加入3份减二线抽出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：在灌封材料中添加酸性有机材料和骨架调节剂。

【技术特征摘要】
1.一种针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：在灌封材料中添加酸性有机材料和骨架调节剂。2.根据权利要求1所述的针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：所述酸性有机材料为多羧基有机物。3.根据权利要求1所述的针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：所述的骨架调节剂为三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺的混合物。4.根据权利要求2所述的针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：所述的多羧基有机物为端羧基聚丁二烯橡胶类化合物，羧基值为0.50～0.75mmol/g。5.根据权利要求3所述的针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：所述三醛基间苯三酚和邻磺酸对苯二胺以1/3～1/8的摩尔比混合。6.根据权利要求1-5任一项所述的针对碱性骨料沥青路面的骨架型灌缝材料，其特征在于：由下述原料按重量份数制成：7.根据权利要求6所述的针对碱性...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华东，丁永玲，张爱勤，王保群，王彦敏，王德明，庄传义，叶亚丽，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37