一种沥青路面坑槽修补用复合粘结料及其制备法

摘要

本发明公开了一种沥青路面坑槽修补用复合粘结料及其制备方法，包括SBS改性乳化沥青100份、水性环氧树脂10-22.2份、水性固化剂5-11.1、水泥41.7-62.5份、增粘剂0.5-2份。方法包括：将水性环氧树脂与水性固化剂按一定比例均匀混合，形成的混合物中掺入一定比例的SBS改性乳化沥青；将得到的水性环氧乳化沥青混合液高速剪切一定时间后，加入一定比例的水泥与偶联剂水溶液，继续搅拌一定时间即可得到沥青路面坑槽修补用抗剪切、拉拔，抗疲劳、耐久型复合粘结材料。制备的CWEA型复合粘结料不仅具有较高的低温抗剪抗拉性能，同时兼备优异的高温抗剪切及疲劳耐久特性，是一种可用于沥青路面坑槽灾变修复的加工性能良好的有机无机复合材料。

说明书

技术领域

本发明涉及沥青复合改性技术领域，具体地说是一种沥青路面坑槽修补用抗剪切、拉拔， 抗疲劳、耐久型复合粘结料的制备方法。

背景技术

目前干线公路沥青路面坑槽修补用SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青等粘结料具有 制备机械化、生产费用低、快速开放交通等优势，然而由于坑槽修补专用粘结料性能指标仍 借鉴指标值较低的粘层或透层材料，致使坑槽补缝界面力学指标达不到设计要求，往往修补 后短期内就出现边界粘结失效开裂，补缝处啃边等粘结效率低、修补耐久性差的现象，为解 决这一问题，亟需研制补缝界面粘结快速高效、耐久牢固型粘结料，以期延长修补使用寿命， 达到良好的养护功效。

针对修补界面粘结强度不足的问题，在SBS或SBR改性乳化沥青基液中加入与其相容 性较好的水性环氧树脂双组份浆液，以其良好的热稳定性、耐化学腐蚀、强度高、潮湿环境 中也易发生固化反应等优点常用于水泥混凝土及水泥砂浆改性。此外由于环氧树脂粘度高的 特点，其在应用过程中通常需要加入丙酮、芳香类稀释剂，所以，水性环氧树脂以其低不含 有机溶剂)环保特性成为环氧树脂改性水泥砂浆的发展趋势。目前针对乳化沥青抗剪复合改 性技术研究较多的是在乳化沥青中加入水性环氧树脂与水性固化剂或水性聚氨酯等高分子材 料。

CN102618045A(申请公布日2012年8月1日)专利中涉及了一种水性环氧树脂改性乳化 沥青，改性剂选用自乳化型水性环氧组分，复合物表现出良好的粘结强度、防水、耐老化性 等。

CN103980721A(申请公布日2014年8月13日)专利中公开了一种由自乳化水性环氧树脂、 基质沥青、增韧剂、沥青改性剂、固化剂及稀释剂组成的性能稳定的环氧复合型乳化沥青， 经乳化机高速剪切后、混匀获得。

CN102321372A(申请公布日2012年2月18日)专利中公开了一种由AB组分组成的水性 聚氨酯环氧树脂乳化沥青，改性后各项性能指标有较大提高，其中具备优良的低温柔韧性， 防脆裂和较高的粘附力。

CN104497603A(申请公布日2015年4月8日)专利中公开了一种含水性环氧复合物的冷 再生剂，性能优势主要体现在良好的低温柔韧性与高温稳定性，早期强度高，路用性能优异 及耐磨性能较好等，可直接用于上面层。

上述方法配制所得复合材料用于界面粘结后，高温抗剪切稳定性较差，在夏季湿热环境 条件下，不利于粘结效果的提升。因此通过对乳化沥青单一改性还不足以解决粘结料高温抗 剪问题，温度越高，单一改性混合料性能以沥青为主，抗剪切效果越低，而水泥可有效改善 其高温抗剪性能，但多相材料复合改性，其相容性、匀质性问题仍然突出，由于材料密度不 同，不足或过多的无机材料水泥的加入可能导致粘结效果不明显或材料粘弹性降低、塑性刚 度增大、柔韧性不佳，因此在高低温抗剪切、拉拔力学特性，抗疲劳、耐久性能与喷洒可操 作性之间寻求达到最佳性能匹配。

发明内容

本发明的目的是提供一种沥青路面坑槽修补用抗剪切拉拔、抗疲劳、耐久型复合粘结料， 该复合改性材料不仅具有优异的粘弹性、热塑性、环保、低VOC(挥发性有机化合物)、低能 耗等优点，同时具备良好的高低温、抗剪切强度、抗拉拔强度、抗疲劳和耐久性，是一种可 用于沥青路面坑槽快速修补的耐久性高分子有机无机复合材料。粘结料可用于沥青路面坑槽 补缝界面粘结、沥青路面中修铣刨粘结、局部防水处理、配制水性环氧改性乳化沥青混合料、 高温抗车辙添加剂等。

本发明进而提供了一种坑槽修补用高低温抗剪切拉拔、抗疲劳耐久性复合粘结料的制备 方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种沥青路面坑槽修补用复合粘结料，该复合材料包括下述质量比的原料：

SBS改性乳化沥青100份，水性固化剂5-11.1份；水性环氧树脂10-22.2份，水泥41.7-62.5 份，增粘剂0.5-2份。

进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥中的一种。

进一步地，所述增粘剂为硅烷偶联剂。

进一步地，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水 甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

进一步地，所述水性环氧树脂为EM-618或EM-601A。

进一步地，所述固化剂为CU-600或CU-500水性环氧固化剂。

相应地，本发明还给出了一种沥青路面坑槽修补用复合粘结料的制备方法，包括以下工 艺步骤：

A.首先将质量比为100份SBS改性乳化沥青和10-22.2份水性环氧树脂复合液与质量比 为5-11.1份水性固化剂按照规定比例进行准确称量，使用高速剪切乳化机制备粘结强度优良 的修补用粘结料基液；

B.按质量比将A步骤中得到的修补用粘结料基液、41.7-62.5份水泥、0.5-2份硅烷偶联 剂充分混合，再次启用高速剪切乳化机高速剪切搅拌，得到修补用复合粘结料。

进一步地，所述使用高速剪切乳化机制备修补用粘结料基液采用高速剪切定子转速为 350-550r/min，剪切时间为10-15min。

进一步地，所述再次使用高速剪切乳化机高速剪切搅拌得到修补用复合粘结料采用高速 剪切转速为400-600r/min，剪切时间为30-35min。

本发明利用水泥配制水性环氧乳化沥青复合修补粘结料，降低了水性环氧混合液使用量， 有效控制了复合粘液成本；水泥颗粒水化反应促进水性环氧树脂固化，加速乳化沥青破乳， 缩短了修补占用交通管控时间，可适应潮湿环境条件下坑槽快速修补施工；复合粘结料除了 兼备一定的高强粘结性能和粘弹塑性外，水泥的加入增强了其高温抗剪切拉拔性能，抗疲劳、 耐久型；水性环氧树脂、水泥与沥青交联固化形成的致密薄膜，提高了补缝密封防水效果， 降低了修补后短期内二次破损率；复合粘结料各组分环保、无有机溶剂、低VOC、低能耗， 满足当前环境保护要求。

复合粘结料在20℃条件下抗剪强度和抗拉拔强度分别不低于1.102MPa和0.732MPa； 60℃高温条件下抗剪强度和抗拉拔强度分别不低于0.339MPa和0.199MPa；疲劳寿命不低于 11377次。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明沥青路面坑槽修补用复合粘结料的制备方法，包括下述步骤：

A.首先将质量比为100份SBS改性乳化沥青和10-22.2份水性环氧树脂复合液(为 CU-600或CU-500水性环氧固化剂)与质量比为5-11.1份水性固化剂(为CU-600或CU-500 水性环氧固化剂)按照规定比例，进行准确称量，使用高速剪切乳化机调整定子转速为 350-550r/min，剪切时间为10-15min，制备粘结强度优良的(WEA型)修补用粘结料基液；

B.按质量比将A步骤中得到的修补用粘结料基液、41.7-62.5份水泥(为硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥中的一种)、0.5-2份硅烷偶联剂(为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙 氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种)充分混合，再次启用高速剪切乳 化机转速为400-600r/min，剪切时间为30-35min高速剪切搅拌，得到(CWEA型)修补用复 合粘结料。

下面给出具体实施例来进一步说明本发明制备方法。

表1实施例1-5(下述材料以质量比计)

下述给出了对比例与本发明实施例比较，来进一步说明发明效果。

对比例1：SBS改性乳化沥青，对比例2：水性环氧乳化沥青复合粘结料；配合比例以重 量份计的配方，见表2：

表2对比例配方

组分 对比例1 对比例2 SBS改性乳化沥青 100 100 水性环氧树脂 — 15.6 水性固化剂 — 7.8

对比例2的具体制备工艺：先将水性环氧树脂与SBS改性乳化沥青按比例称量，加入高 速剪切机中室温下搅拌均匀，剪切速度为400-450r/min，剪切时间为35-40min，即可制备出 坑槽修补用高低温抗剪切拉拔、抗疲劳、耐久型复合粘结料。

实施例与对比例的性能测试结果对比见表3。

表3性能指标对比

注：检测项目用试件均利用成型的双层车辙板钻芯或切割所得，粘结料最佳洒布剂量均为 0.6kg/m²，疲劳试验应力比为0.2，“—”表示试件未加载，已掉落或滑移破坏。

根据性能试验结果，与对比例相比，本发明制备的高低温抗剪切拉拔、抗疲劳、耐久型 复合粘结料，其20℃条件下抗剪强度和抗拉拔强度分别不低于1.102MPa和0.732MPa；60℃ 高温条件下抗剪强度和抗拉拔强度分别不低于0.339MPa和0.199MPa；疲劳寿命不低于11377 次，结合制备工艺及各组分性质可得知，CWEA型复合粘结材料不仅具有无有机溶剂、低 VOC、低能耗等优点，还具备优异的高温抗剪切拉拔力学性能，疲劳耐久性能，是一种制备 操作快速简便的高分子复合粘结材料。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明 的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明 构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利 要求书确定专利保护范围。