沥青路面再生预防性养护材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于道路建筑材料和工程技术领域，具体涉及沥青路面再生预防性养护材料及其制备方法和应用。沥青路面再生预防性养护材料包括沥青再生剂、沥青砂浆乳液和防水固化液，其中，沥青砂浆乳液包含38～45wt％的沥青、5～10wt％的环氧砂浆、25～31wt％的芳香烃溶液、0.5～1wt％的玄武岩矿石粉、10～15wt％的活化剂、2～5wt％的乳化剂和1～2wt％的稳定剂；防水固化液包含35～40wt％的石英砂、10～17wt％的十三氟辛基三乙氧基硅烷、30～35wt％的环氧树脂、8～15wt％的沥青和5～10wt％的固化剂；通过在沥青路面上依次喷涂沥青再生剂、沥青砂浆乳液和防水固化液，在沥青路面上形成三层防护层，能够促进老化沥青再生、并延缓再生沥青的老化，综合提高沥青路面的养护效果。

【技术实现步骤摘要】
沥青路面再生预防性养护材料及其制备方法和应用
本专利技术属于道路建筑材料和工程
，具体属于青路面养护和功能性修复的新材料
，更具体涉及沥青路面再生预防性养护材料及其制备方法和应用。
技术介绍
沥青路面由于行车性能好、施工机械化程度高而被广泛应用，但在气候因素和行车载荷等因素的作用下，沥青路面在远未达到道路设计使用年限而出现各类早期病害，影响行车安全，因此，为保持路面良好的使用状态，延长路面的服务寿命，有必要及时采用正确有效的预防性养护措施对沥青路面进行养护。传统路面养护方式是在路面出现明显病害或道路丧失某部分服务能力时对路面采取养护措施，此时对路面的养护成本较高，且效果不甚理想；而在沥青路面结构良好、没有出现严重病害时，对路面实施的预防性养护技术，具有恢复路面功能、修复路面早期病害、推迟道路大中修期限、延长路面使用寿命的效果。沥青老化是沥青路面发生早期病害的重要因素之一，道路沥青的老化主要分为短期老化和长期老化两大阶段。沥青在生产、加热拌和、运输、施工时发生的老化即为短期老化，短期老化是由于沥青贮存、拌和、运输和摊铺时加热温度高，导致沥青轻质油分的挥发和高温氧化；沥青路面在使用过程中，受环境温度、紫外辐射、空气氧化、雨水侵蚀及车轮磨耗等因素的影响，沥青进一步老化，即为长期老化。老化的本质是沥青组分的改变，即沥青饱和分、芳香分和胶质的含量减少，而沥青质的含量增加，使得沥青表现为变硬变脆，可塑性和变形能力均降低，路面出现松散、开裂等现象，严重影响沥青路面服务水平。针对沥青路面老化现象，常采用沥青路面调理养护剂类的材料对沥青路面进行定期预养护处理，当养护剂铺设于沥青路面时，会迅速渗入沥青层与老化的沥青发生化学作用，形成一层新的保护层，使得原来老化沥青的针入度、软化点、延度在很大程度上恢复，处理后的路面外观又恢复黑色油润，且具有良好的防裂和防渗性，具有投资少、效益好、成本低、养护效果好的优点。然而，现有的沥青路面养护剂多为以低沸点油分为主的乳液，在一定程度上改善了沥青的再生功能，但该类材料仍存在如下问题：1.乳液态的沥青养护剂不易渗透，对沥青路面的修复效果不理想；2.乳化后沥青养护剂中的低沸点油仍存在缓慢挥发的问题，使得渗入老化沥青后的低沸点油缺少密封层，进而加速了再生沥青的老化，缩短护理周期，费时费力；3.施工后的养护剂抹平了沥青表面的构造深度，降低了路面的抗滑性能；4.养护剂与沥青路面的粘结性不强，不能起到长久的养护作用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种用于预防沥青路面早期水损坏、提高路面表层使用性能、延长路面护理周期的沥青路面再生预防性养护材料；提供一种沥青路面再生预防性养护材料的制备方法作为本专利技术的第二目的；此外，本专利技术还提供了一种利用上述沥青路面再生预防性养护材料进行沥青路面养护的施工工艺。基于上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种沥青路面再生预防性养护材料，该养护材料包括沥青再生剂、沥青砂浆乳液和防水固化液。其中，沥青再生剂由芳香烃溶液与煤油按照体积比(1～2):1混合而成，利用沥青再生剂促进老化沥青的再生，提高老化沥青的针入度和延度，恢复其使用性能。沥青砂浆乳液包含38～45wt％的沥青、5～10wt％的环氧砂浆、25～31wt％的芳香烃溶液、0.5～1wt％的玄武岩矿石粉、10～15wt％的活化剂、2～5wt％的乳化剂和1～2wt％的稳定剂；通过在沥青砂浆乳液中复配芳香烃溶液，利用芳香烃溶液的缓慢释放，有助于进一步延缓沥青的老化，从而延长沥青路面的护理周期，具有护理效果好且节能省力的优点；通过在沥青砂浆乳液中复配环氧砂浆、玄武岩矿石粉进一步增强沥青路面的强度和防滑性能，同时增强养护材料与沥青路面的粘结强度。防水固化液包含35～40wt％的石英砂、10～17wt％的十三氟辛基三乙氧基硅烷、30～35wt％的环氧树脂、8～15wt％的沥青和5～10wt％的固化剂；利用十三氟辛基三乙氧基硅烷对石英砂的表面进行疏水化处理，再与环氧树脂复配制成具有疏水性能的环氧砂浆，当喷涂于沥青路面后，能够堵塞沥青表面的渗水微空隙，并在沥青路面上形成完整保护膜，隔断水的浸入途径，从而提高养护材料的疏水性能，有效避免雨水等渗入路基沥青而造成沥青膜剥离形成坑槽；利用在防水固化液中复配沥青，与环氧砂浆共同增强养护材料与沥青路面的粘结强度，并进一步改善沥青路面的强度和防滑性能；利用防水固化液中的固化剂有助于缩短养护材料的固化时间，尽早恢复养护路面的交通。进一步地，沥青再生剂由芳香烃溶液与煤油按照体积比1:1混合而成；沥青砂浆乳液由42wt％的沥青、10wt％的环氧砂浆、28wt％的芳香烃溶液、1wt％的玄武岩矿石粉、12wt％的活化剂、5wt％的乳化剂和2wt％的稳定剂制成；防水固化液由40wt％的石英砂、12wt％的十三氟辛基三乙氧基硅烷、30wt％的环氧树脂、10wt％的沥青和8wt％的固化剂制成。由该配方的沥青路面养护材料，对沥青路面的防护性能最优，且防护周期最长。进一步地，芳香烃溶液为煤焦油在280℃～360℃下的馏分；玄武岩矿石粉、石英砂的粒径均不超过20μm，利用小粒径的玄武岩矿石粉、石英砂，一方面便于通过喷涂的方式实施本专利技术养护材料，使得喷涂的厚度易于控制，另一方面，避免在喷涂本专利技术养护材料后，抹平沥青表面的构造深度，使得沥青路面的抗滑性能下降。进一步地，活化剂为水；乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵；稳定剂为三烯丙基异氰脲酸酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯；固化剂为腰果壳油改性固化剂或聚酰胺固化剂。本专利技术以水作为活化剂，一方面在乳化剂的作用下，与芳香烃溶液乳化形成稳定的乳化体系，另一方面，水能够作为引发剂，使得防水固化液中的固化剂释放，并与环氧树脂反应加速养护材料的固化。进一步地，沥青为70号石油沥青或90号石油沥青。第二方面，本专利技术提供了一种沥青路面再生预防性养护材料的制备方法，沥青路面再生预防性养护材料中的沥青再生剂、沥青砂浆乳液、防水固化剂均由前述组分及相应配比进行单独制备。本专利技术通过单独制备沥青再生剂、沥青砂浆乳液和防水固化剂，便于在对沥青路面进行养护时，三者分别单独依次使用，使得沥青路面能够形成三层防护层，有助于提高对沥青路面的养护效果。进一步地，沥青砂浆乳液的制备过程为：将沥青、芳香烃溶液在120℃～150℃下经剪切研磨形成稀释沥青液，冷却至常温后，向稀释沥青液中加入环氧砂浆在常温下剪切研磨10～30min，并在剪切研磨过程中依次加入玄武岩矿石粉、活化剂、乳化剂和稳定剂，添加完成后继续剪切研磨30～50min，完成乳化，制得沥青砂浆乳液。进一步地，防水固化液的制备过程为：(1)将十三氟辛基三乙氧基硅烷与石英砂搅拌混匀，制得表面疏水化处理的石英砂；(2)将表面疏水化处理的石英砂与环氧树脂、固化剂进行剪切分散，制得高疏水性环氧砂浆；(3)将沥青加热至120℃～150℃后，加入步骤(2)制得的高疏水性环氧砂浆，进行剪切分散10～30min，制得防水固化液。第三方面，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青路面再生预防性养护材料，其特征在于，所述沥青路面再生预防性养护材料包括沥青再生剂、沥青砂浆乳液和防水固化液；所述沥青再生剂由芳香烃溶液与煤油按照体积比(1～2):1混合而成；所述沥青砂浆乳液包含38～45wt％的沥青、5～10wt％的环氧砂浆、25～31wt％的芳香烃溶液、0.5～1wt％的玄武岩矿石粉、10～15wt％的活化剂、2～5wt％的乳化剂和1～2wt％的稳定剂；所述防水固化液包含35～40wt％的石英砂、10～17wt％的十三氟辛基三乙氧基硅烷、30～35wt％的环氧树脂、8～15wt％的沥青和5～10wt％的固化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种沥青路面再生预防性养护材料，其特征在于，所述沥青路面再生预防性养护材料包括沥青再生剂、沥青砂浆乳液和防水固化液；所述沥青再生剂由芳香烃溶液与煤油按照体积比(1～2):1混合而成；所述沥青砂浆乳液包含38～45wt％的沥青、5～10wt％的环氧砂浆、25～31wt％的芳香烃溶液、0.5～1wt％的玄武岩矿石粉、10～15wt％的活化剂、2～5wt％的乳化剂和1～2wt％的稳定剂；所述防水固化液包含35～40wt％的石英砂、10～17wt％的十三氟辛基三乙氧基硅烷、30～35wt％的环氧树脂、8～15wt％的沥青和5～10wt％的固化剂。


2.根据权利要求1所述沥青路面再生预防性养护材料，其特征在于，所述沥青再生剂由芳香烃溶液与煤油按照体积比1:1混合而成；所述沥青砂浆乳液由42wt％的沥青、10wt％的环氧砂浆、28wt％的芳香烃溶液、1wt％的玄武岩矿石粉、12wt％的活化剂、5wt％的乳化剂和2wt％的稳定剂制成；所述防水固化液由40wt％的石英砂、12wt％的十三氟辛基三乙氧基硅烷、30wt％的环氧树脂、10wt％的沥青和8wt％的固化剂制成。


3.根据权利要求1或2所述沥青路面再生预防性养护材料，其特征在于，所述芳香烃溶液为煤焦油在280℃～360℃下的馏分；所述玄武岩矿石粉、石英砂的粒径均不超过20μm。


4.根据权利要求3所述沥青路面再生预防性养护材料，其特征在于，所述活化剂为水；所述乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵；所述稳定剂为三烯丙基异氰脲酸酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述固化剂为腰果壳油改性固化剂或聚酰胺固化剂。


5.根据权利要求4所述沥青路面再生预防性养护材料，其特征在于，所述沥青为70号石油沥青或90号石油沥青。


6.一种沥青路面再生预防性养护材料的制备方法，其特征在于，所述沥青路面再生预防性养护材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张幸杰，胡金龙，孙海娜，韩笑，张幸伟，杨丰恒，许旭，贺克飞，王春玲，代海燕，杨波，杨迪，郭崇阳，李梦洋，孔垂云，
申请(专利权)人：河南省公路工程试验检测中心有限公司，河南省交通科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41