一种沥青路面养护剂及制备方法.pdf

本发明公开了一种沥青路面养护剂及制备方法，属于沥青道路维护与修理相关领域。该养护剂配方包括如下重量百分比的组分：精制沥青10～50％，有机溶剂23～50％，改性剂3～23％，再生剂5～25％。其制备方法为：将精制沥青、有机溶剂、再生剂和改性剂进行合理配比，依次加入搅拌釜中，在60～180℃下，搅拌速度控制在60～70转/分钟，冷凝回流搅拌0.5～4h，冷却至常温即可得到沥青路面养护剂产品。该养护剂制作工艺简单，设备要求低，使用成本低，施工工艺简单，可明显提高老化沥青的针入度、软化点和延度，具有优美沥青路面外观，改善路面质量，延长道路使用寿命等优点。

1.  一种沥青路面养护剂，其特征在于以重量百分比计，其配方由如下组分组成：精制沥青10～50％，有机溶剂23～50％，改性剂3～23％，再生剂5～25％。

2.  根据权利要求1所述的沥青路面养护剂，其特征在于：所述的精制沥青为石油沥青、煤沥青或橡胶粉、SBS丁苯橡胶改性后的沥青。

3.  根据权利要求1所述的沥青路面养护剂，其特征在于：所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醇、丁醇、天那水等溶剂中的任一种或一种以上的混合物。

4.  根据权利要求1所述的沥青路面养护剂，其特征在于：所述的改性剂为石油树脂、聚氨酯、热塑性丙烯酸树脂、有机硅树脂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、植物油中的任一种或一种以上的混合物。

5.  根据权利要求1所述的沥青路面养护剂，其特征在于：所述的再生剂为苯酚、多元酚、萘、蒽、多环芳烃、煤油和润滑油中的任一种或一种以上的混合物。

6.  制备权利要求1所述的沥青路面养护剂的方法，包括以下步骤：
(1)将精制沥青、有机溶剂、再生剂和改性剂按百分比进行配比，依次加入搅拌釜中；
(2)将步骤(1)中的混合料在60～180℃温度下，搅拌速度控制在60～70转/分钟，冷凝回流搅拌0.5～4h，再将制得的混合物冷却至常温，即得到沥青路面养护剂产品。

一种沥青路面养护剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种可还原再生老化沥青，改善路面性能，优化路面的沥青路面养护剂及制备方法，属于沥青路面维护和修理相关领域。
背景技术
近年来，半刚性沥青混凝土道路已经成为我国公路的主要结构类型。沥青路面以表面平整，行车舒适，噪音小，有很好的减振性，旧沥青混合料可再生利用等优点占有主导地位。在使用过程中，路面在各种自然因素(如氧、温度、紫外线、水等)和人为因素(如施工，重载等)的作用下，其各项性能会逐步降低，表现为沥青路面出现车辙、坑洞、松散、各种形式的开裂等。如果不采取有效的养护措施，及时消除病害，会导致路面的严重破坏。目前的养护维修方法主要是被动式的维修，即等到路面的破坏达到较严重影响行车时，进行罩面或铺新路面。虽然可以获得新建路面的使用性能，但也存在一些缺陷：翻修路面对交通的影响较大，特别是对一些繁忙的城市主干道和交通量较大的高速公路；另外，路面翻修成本较高，废弃的沥青混合料对环境造成污染。因此，为了既可以降低施工成本，又可以延长沥青路面的耐久性，同时施工方便，对交通的影响小，可以对沥青路面在未出现或已经出现早期病害如沥青老化、路面发涩、松散、麻面、微小裂缝、渗水等时进行预防性养护措施。
国外在沥青路面预养护技术方面已有较多的研究和应用，国外经验表明，采用沥青路面调理养护剂类的材料对道路进行预养护处理，投资少、效益好，花小钱，治大病。目前，这种预防性养护技术已在美国、加拿大和欧洲的一些国家得到了广泛的应用，并取得了巨大经济和社会效益。
美国研制的Pavement Dressing Conditioner(简称PDC，美国专利号5,580,603)是一种预防性的沥青路面再生剂，已在美国和加拿大等地一些机场跑道和公路使用。它可对老化沥青再生，可增强沥青温度稳定性。同时，对路面进行密封防水，阻碍水的渗透破坏作用，从而预防或延缓沥青路面的早期破坏。但是，这一技术对处理已出现3～5mm的裂缝、沥青老化脱落、严重松散等病害的效果不是太明显。
发明内容
本发明根据国内的沥青道路养护朝冷态施工发展的趋势和再生材料存在的不足，并结合国外先进技术的优势，目的在于提供一种沥青路面养护剂及制备方法，从施工工艺和对沥青路面的作用原理两方面着手研究，以消耗较少资源，最大程度改善沥青路面质量，美化路面外观，预防或遏止病害发展和蔓延，有效延长道路寿命。该养护剂可以有效解决沥青老化、松散、麻面、细小裂缝、渗水等沥青路面早期病害，特别适合对密级配和半开级配面层的沥青路面未出现或已经出现早期病害如沥青老化、轻微松散、细小裂缝、渗水等且路面结构良好的沥青路面进行预防性养护。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种沥青路面养护剂，以重量百分比计分，其配方包括如下组分：精制沥青10～50％，有机溶剂23～50％，改性剂3～23％，再生剂5～25％。
所述的精制沥青为石油沥青，煤沥青或经橡胶粉、SBS丁苯橡胶等改性后的沥青。
所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醇、丁醇、天那水等溶剂中的任一种或一种以上的混合物。
所述的改性剂为石油树脂、聚氨酯、热塑性丙烯酸树脂、有机硅树脂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、植物油中的任一种或一种以上的混合物。
所述的再生剂为苯酚、多元酚、萘、蒽、多环芳烃、煤油和润滑油中的任一种或多种混合物。
本发明所述的沥青路面养护剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将精制沥青、有机溶剂、改性剂和再生剂进行合理配比，依次加入搅拌釜中；
(2)将步骤(1)中的混合料在60～180℃温度下，在一定搅拌速度下在冷凝回流反应器中连续混合与反应0.5～4h，所制得的混合物冷却至常温，即得到沥青路面养护剂产品。
相对于现有技术，本技术发明的优点：
(1)本发明沥青路面养护剂是一种冷态施工黑色稀溶液，施工时不需加热、不需稀释，可通过手工或机械在常温下直接涂刷在沥青路面。
(2)本发明特别选用了一类对沥青类材料有较强溶解能力的有机溶剂，在与本发明中特别加有的再生剂共同作用下，能够赋予沥青路面养护剂优越的渗透再生能力。在施用于沥青路面后，该材料能够迅速渗入沥青路面，使表层老化沥青再生复活，其针入度、软化点和延度可以达到或接近原有新沥青指标。恢复再生后的老化沥青可以对松散集料进行重新粘结，在路表形成严实的密封层，可以有效防止路面渗水。
(3)本发明沥青路面养护剂对沥青路面的渗透性强，可将路表0～16mm深度的老化沥青还原再生，形成有效的防水层，其密封防水效果良好，同时不改变沥青路面摩擦系数和构造深度。
(4)本发明的沥青路面养护剂流动性较好，在沥青路面使用后，可以自动弥合路面已出现的细小裂缝，包裹路表裸露集料，待路面处治干燥后，松散集料重新粘结，微小裂缝有效密封，可以预防或遏止集料的进一步松散脱落和微小裂缝的蔓延。
(4)本发明特别适用对密级配和半开级配面层的沥青路面未出现或已经出现如沥青老化、轻微松散、细小裂缝、渗水等早期病害的路面进行预防性养护。
(5)本发明沥青路面养护剂制备工艺简单，设备要求低，使用成本低，施工工序简单，资源环保、使用效果明显。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实例1-4对发明的沥青路面养护剂的制备方法进行详细说明。实例1-4中使用的苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙醇、丁醇、天那水、石油树脂、聚氨酯、热塑性丙烯酸树脂、有机硅树脂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、植物油、苯酚、多元酚、萘、蒽、多环芳烃、煤油和润滑油等原材料均为工业级。
沥青老化再生试验方法：试验内容包括老化沥青试样制备(T0610-1993)、沥青针入度(T0604-2000)、延度(T0605-1993)和软化点(T0606-2000)。
路面试验方法：摩擦系数(摆式仪测定)、构造深度(T0731-2000)、渗水系数(T0730-2000)
实施例1：
取煤沥青200g，甲苯50g，二甲苯35g，乙酸乙酯25g，蒽50g，苯酚25g，有机硅树脂(即聚硅氧烷)10g，邻苯二甲酸二丁酯5g，依次加入搅拌釜中，在60℃下，在60～70转/分钟转速下，冷凝回流搅拌0.5h，冷却至常温得到的粘稠液态混合物为养护剂。
取15g该养护剂与经85分钟老化后的韩国SK公司70#基质沥青600g混合，常温下充分搅拌，待用。对韩国SK公司70#基质沥青老化前后，以及老化后添加养护剂后的指标对比如下：根据T0604-2000测试70#石油沥青的针入度(0.1mm，25℃)为64，85分钟老化后针入度为39，加入养护剂后，针入度为64。
施用于老化的沥青路面后，路面摩擦系数绝对值在原来基础上提高了2BPN，构造深度基本不变，渗水系数降为零。
实施例2：
取石油沥青(牌号AH-70)150g，天那水120g，碳九石油树脂40g，植物油10g，邻苯二甲酸二辛酯5g，萘10g，间二苯酚9g，润滑油50g，依次加入搅拌釜中，在120℃下，在60～70转/分钟转速下，冷凝回流搅拌2.5h，冷却至常温得到的粘稠液态混合物为养护剂。
取15g该养护剂与经85分钟老化后的韩国SK公司70#基质沥青600g混合，常温下充分搅拌，待用。对韩国SK公司70#基质沥青老化前后，以及老化后添加养护剂后的指标对比如下：根据T0605-1993测试90#石油沥青的延度(cm，15℃)＞160，85分钟老化后延度为77.5，加入养护剂后，延度＞160。
施用于老化的沥青路面后，路面摩擦系数绝对值在原来基础上提高了3BPN，构造深度基本不变，渗水系数降为零。
实施例3：
取石油沥青(牌号AH-90)100g，甲苯50g，苯20g，乙酸丁酯20g，丙酮20g，丁醇20g，对二苯酚3g，多环芳烃10g，煤油50g，热塑性聚氨酯弹性体(烟台万华聚氨酯股份有限公司生产，WHT-81系列)5g，热塑性丙烯酸树脂(佛山市高明同德化工有限公司生产，牌号AC1024)5g，依次加入搅拌釜中，在150℃下，在60～70转/分钟转速下，冷凝回流搅拌3.0h，冷却至常温得到的粘稠液态混合物为养护剂。
取15g该养护剂与经85分钟老化后的韩国SK公司70#基质沥青600g混合，常温下充分搅拌，待用。对韩国SK公司70#基质沥青老化前后，以及老化后添加养护剂后的指标对比如下：根据T0625-2000测试90#石油沥青的软化点(℃)为48.0，85分钟老化后软化点为53.5，加入养护剂后，软化点为49。
施用于沥青路面后，沥青路面摩擦系数和构造深度基本不变，渗水系数降为零。
实施例4：
取改性沥青(广州路翔股份有限公司生产，牌号：通用型改性沥青)50g，天那水150g，蒽50g，煤油35g，碳五石油树脂15g，邻苯二甲酸二丁酯8g，植物油5g，依次加入搅拌釜中，在180℃下，在60～70转/分钟转速下，冷凝回流搅拌4.0h，冷却至常温得到的粘稠液态混合物为养护剂。
取15g该养护剂与经85分钟老化后的韩国SK公司70#基质沥青600g混合，常温下充分搅拌，待用。对韩国SK公司70#基质沥青老化前后，以及老化后添加养护剂后的指标对比如下：根据T0604-2000测试70#石油沥青的针入度(0.1mm，25℃)为72.1，85分钟老化后针入度为56.4，加入养护剂后，针入度为90.2。根据T0605-1993测试90#石油沥青的延度(cm，15℃)＞160，85分钟老化后延度为33.2，加入养护剂后，延度＞160。根据T0625-2000测试90#石油沥青的软化点(℃)为48.0，5小时老化后软化点为55.5，加入养护剂后，软化点为47.5。
施用于沥青路面后，路面摩擦系数和构造深度基本不变，渗水系数降为零。