本發(fā)明涉及道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前我國的高速公路有75%以上是瀝青混凝土路面，這些高速公路建成后受交通量迅速增長、重型交通、嚴(yán)重超載、行駛渠道化及水損壞等影響，路面發(fā)生了不同程度的早期破壞，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)任務(wù)艱巨。另外，高速公路里程的增加和使用時(shí)間的延長必然帶來路面的不斷損壞，養(yǎng)護(hù)工作量將越來越大。今后，我國的高速公路將由以建設(shè)為主轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)與養(yǎng)護(hù)并重，并逐步以養(yǎng)護(hù)為主。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)有助于延遲路面的損壞，并且能夠減少水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部破壞路基，并保證路面結(jié)構(gòu)的整體性，減緩道路的破壞程度，修復(fù)路面非荷載性破壞，從而延長路面的使用壽命，推遲昂貴的大修和重建活動(dòng)。

其中，排水瀝青路面作為一種特殊的瀝青路面——多孔隙瀝青路面，其自身有著排水、抗滑、抗車轍、降噪等諸多性能優(yōu)勢(shì)，但由于其大空隙的結(jié)構(gòu)，致使其容易產(chǎn)生瀝青老化、飛散掉粒的病害，這是排水瀝青路面的養(yǎng)護(hù)過程中急需處理的問題。因此，研究開發(fā)一種針對(duì)高速公路排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)新材料，是目前本領(lǐng)域科研人員亟待解決的首要問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，主要用于排水瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，具有較強(qiáng)的黏聚力，較強(qiáng)的抗剝離能力，并能很好的提高排水瀝青混合料的抗飛散能力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，以重量份數(shù)計(jì)，其組分為：瀝青基質(zhì)60～65份、改性碳黑3～5份、聚乙烯吡咯烷酮4～7份、瀝青乳化劑2～4份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30～35份，交聯(lián)劑2～6份、膠粉5份、水20～30份；

所述瀝青乳化劑由木質(zhì)素酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和水按照1：0.7～1：2～2.5的質(zhì)量比混合而成。

優(yōu)選的，所述瀝青乳化劑由木質(zhì)素酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和水按照1：0.8：2.2的質(zhì)量比混合而成。

優(yōu)選的，所述改性碳黑是以廢橡膠為原料，在無氧條件下，經(jīng)620℃高溫?zé)峤?，并在由氧化鋅和10%碳酸鈉溶液組成的混合液中，加熱至52℃反應(yīng)1.5h，干燥后得到。

優(yōu)選的，所述氧化鋅和10%碳酸鈉溶液的固液比為1g：200～300ml。

優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑由質(zhì)量比為1:5的硫磺和天然瀝青混合而成。

上述排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的制備方法，包括下列步驟：

（1）按照上述的重量份數(shù)分別稱取各組分原料；

（2）將瀝青基質(zhì)加熱到150～155℃，加入改性碳黑和聚乙烯吡咯烷酮，在4000～5000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌2h，形成混合物；

（3）在溫度為200～240℃條件下，向步驟（2）所得的混合物中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交聯(lián)劑，降低轉(zhuǎn)速至1500rpm攪拌反應(yīng)1h，制得改性瀝青；

（4）將瀝青乳化劑、膠粉和水混合后，加熱至60℃，不斷攪拌、充分溶解得到乳化液，將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到150～155℃后，倒入所述乳化液中乳化10min，即得到所述排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料原料成分搭配合理、相容性好，其均勻性好，穩(wěn)定性好，抗拉強(qiáng)度高，剝離強(qiáng)度高，各原料成分配合，使其抗熱氧老化和抗紫外光老化性能提高顯著；

2.本發(fā)明養(yǎng)護(hù)材料具有高粘彈特性，其使用很好的避免了裂縫病害和飛散掉粒病害的發(fā)生，使路面的使用壽命明顯延長，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但以下實(shí)施例只是用來詳細(xì)說明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。需要說明的是，本發(fā)明以下實(shí)施例中所涉及的原料和試劑，若無特殊說明，均為市售商品，可通過商品途徑購買獲得，所涉及的制備方法和檢測方法，若無特殊說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。

當(dāng)實(shí)施例給出數(shù)值范圍時(shí)，應(yīng)理解，除非本發(fā)明另有說明，每個(gè)數(shù)值范圍的兩個(gè)端點(diǎn)以及兩個(gè)端點(diǎn)之間任何一個(gè)數(shù)值均可選用。除非另外定義，本發(fā)明中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的意義相同。除實(shí)施例中使用的具體方法、設(shè)備、材料外，根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的掌握及本發(fā)明的記載，還可以使用與本發(fā)明實(shí)施例中所述的方法、設(shè)備、材料相似或等同的現(xiàn)有技術(shù)的任何方法、設(shè)備和材料來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

實(shí)施例1：一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，以重量份數(shù)計(jì)，其組分為：瀝青基質(zhì)60份、改性碳黑3份、聚乙烯吡咯烷酮4份、瀝青乳化劑2份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份，交聯(lián)劑2份、膠粉5份、水20份；瀝青乳化劑由木質(zhì)素酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和水按照質(zhì)量比1：0.7：2的比例混合而成。

上述改性碳黑是以廢橡膠為原料，在無氧條件下，經(jīng)620℃高溫?zé)峤?，并在由氧化鋅和10%碳酸鈉溶液組成的混合液中，加熱至52℃反應(yīng)1.5h，干燥后得到，其中氧化鋅和10%碳酸鈉溶液的固液比為1g：200ml；所用的交聯(lián)劑為質(zhì)量比為1:5的硫磺和天然瀝青。

該排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

按比例分別稱取各原料組分，將其中的瀝青基質(zhì)加熱到150℃，加入改性碳黑和聚乙烯吡咯烷酮，在4000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌2h，形成混合物；在溫度為200℃條件下，向混合物中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交聯(lián)劑，降低轉(zhuǎn)速至1500rpm攪拌反應(yīng)1h，制得改性瀝青；將瀝青乳化劑、膠粉和水混合后，加熱至60℃，不斷攪拌充分溶解得到乳化液，將改性瀝青加熱到150℃后，倒入乳化液中乳化10min，即得到排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。

實(shí)施例2：一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，以重量份數(shù)計(jì)，其組分為：瀝青基質(zhì)62份、改性碳黑3.5份、聚乙烯吡咯烷酮6份、瀝青乳化劑3份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份，交聯(lián)劑3份、膠粉5份、水20份；瀝青乳化劑由木質(zhì)素酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和水按照質(zhì)量比1：0.8：2.2的比例混合而成。

上述改性碳黑是以廢橡膠為原料，在無氧條件下，經(jīng)620℃高溫?zé)峤猓⒃谟裳趸\和10%碳酸鈉溶液組成的混合液中，加熱至52℃反應(yīng)1.5h，干燥后得到，其中氧化鋅和10%碳酸鈉溶液的固液比為1g：250ml；所用的交聯(lián)劑為質(zhì)量比為1:5的硫磺和天然瀝青。

其制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同。

實(shí)施例3：一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，以重量份數(shù)計(jì)，其組分為：瀝青基質(zhì)65份、改性碳黑5份、聚乙烯吡咯烷酮7份、瀝青乳化劑4份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物35份，交聯(lián)劑6份、膠粉5份、水30份；瀝青乳化劑由木質(zhì)素酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和水按照質(zhì)量比1：1：2.5的比例混合而成。

上述改性碳黑是以廢橡膠為原料，在無氧條件下，經(jīng)620℃高溫?zé)峤?，并在由氧化鋅和10%碳酸鈉溶液組成的混合液中，加熱至52℃反應(yīng)1.5h，干燥后得到，其中氧化鋅和10%碳酸鈉溶液的固液比為1g：300ml；所用的交聯(lián)劑為質(zhì)量比為1:5的硫磺和天然瀝青。

其制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同。

實(shí)施例4：一種排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，以重量份數(shù)計(jì)，其組分為：瀝青基質(zhì)60份、改性碳黑3份、聚乙烯吡咯烷酮6份、瀝青乳化劑4份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份，交聯(lián)劑5份、膠粉5份、水25份；瀝青乳化劑由木質(zhì)素酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和水按照質(zhì)量比1：0.8：2.2的比例混合而成。

所用的改性碳黑和交聯(lián)劑與實(shí)施例1中相同。

該排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

按比例分別稱取各原料組分，將其中的瀝青基質(zhì)加熱到155℃，加入改性碳黑和聚乙烯吡咯烷酮，在5000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌2h，形成混合物；在溫度為240℃條件下，向混合物中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交聯(lián)劑，降低轉(zhuǎn)速至1500rpm攪拌反應(yīng)1h，制得改性瀝青；將瀝青乳化劑、膠粉和水混合后，加熱至60℃，不斷攪拌充分溶解得到乳化液，將改性瀝青加熱到155℃后，倒入乳化液中乳化10min，即得到排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。

將實(shí)施例1-4所提供的排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料采用攪拌裝置充分?jǐn)嚢杈鶆?，快速涂刷在施工后的排水瀝青路面上，厚度為0.4-1.2mm之間，涂刷完成后進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間為4小時(shí)。該材料的使用和很好的避免了裂縫病害和飛散掉粒病害的發(fā)生，使路面的使用壽命明顯延長。

分別對(duì)實(shí)施例1-實(shí)施例4提供的養(yǎng)護(hù)材料分別進(jìn)行了薄膜烘箱試驗(yàn)（TFOT）、壓力老化容器（PAV）試驗(yàn)與自然氣候老化試驗(yàn)。

薄膜烘箱試驗(yàn)的測試條件為163℃，5h，經(jīng)測試，實(shí)施例1-實(shí)施例4的養(yǎng)護(hù)材料的質(zhì)量變化率均在0.2%以內(nèi)，軟化點(diǎn)增量為3-4℃，135℃的粘度老化指數(shù)均在1.2以下。

壓力老化容器的測試條件為2.1MPa，100℃，20h，經(jīng)測試，實(shí)施例1-實(shí)施例4的養(yǎng)護(hù)材料的135℃的粘度老化指數(shù)均在1.75以下。

自然氣候老化試驗(yàn)的測試條件為自然暴曬約35h和雨水作用約10h，經(jīng)測試實(shí)施例1-實(shí)施例4的養(yǎng)護(hù)材料的135℃的粘度老化指數(shù)均在1.00以下。

同時(shí)，根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)中錄入的性能測試方法對(duì)實(shí)施例1-實(shí)施例4的材料性能進(jìn)行黏附性試驗(yàn)，經(jīng)測定各實(shí)施例的瀝青膜完全保存，剝離面積為0%，滿足瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的性能要求。且養(yǎng)護(hù)后的路面強(qiáng)度、排水、滲水能力幾乎不發(fā)生變化。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，其保護(hù)范圍不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換。