阅读说明：本技术 一种环氧改性型冷补沥青混合料的制备方法 (Preparation method of epoxy modified cold-patch asphalt mixture ) 是由 黄明 田健君 史啸 韩明 于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种环氧改性型冷补沥青混合料的制备方法,该混合料由A组分和B组分构成,所述A组分采用包括以下重量份的原料制成：石料：100份,冷补沥青：6～10份；所述冷补沥青由以下质量分数的原料制成：柴油：11%～23%,聚酰胺：2%～4%,氰乙酸乙酯：2%～3%,道路石油沥青：73%～82%；所述B组分采用包括以下重量份的原料制成：柴油：15～40份,富芳香分油：5～8份,多聚甲醛：6～8份,环氧树脂：44～70份,本发明的产品便于存储、施工和易性优良、成本低廉,同时改善冷补沥青混合料的高温性能、粘附性能、抗水损害性能及疲劳性能,显著提升沥青混合料的路用性能,便捷化施工,增大修补路面的行车舒适性。(The invention provides a preparation method of an epoxy modified cold-patch asphalt mixture, which comprises a component A and a component B, wherein the component A is prepared from the following raw materials in parts by weight: stone material: 100 parts of cold patch asphalt: 6-10 parts of a solvent; the cold patch asphalt is prepared from the following raw materials in percentage by mass: diesel oil: 11-23%, polyamide: 2% -4%, ethyl cyanoacetate: 2% -3%, road petroleum asphalt: 73% -82%; the component B is prepared from the following raw materials in parts by weight: diesel oil: 15-40 parts of aromatic-rich oil: 5-8 parts of paraformaldehyde: 6-8 parts of epoxy resin: 44-70 parts of the asphalt mixture, the product is convenient to store, excellent in construction workability and low in cost, the high-temperature performance, the adhesion performance, the water damage resistance and the fatigue performance of the cold patch asphalt mixture are improved, the pavement performance of the asphalt mixture is obviously improved, the construction is convenient, and the driving comfort of repairing the pavement is improved.)

一种环氧改性型冷补沥青混合料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种环氧改性型冷补沥青混合料的制备方法。

背景技术

沥青路面是城市道路建设中一项重要路面形式。随着交通荷载的增 加，沥青路面结构层材料类型的愈发丰富，同时对道路的使用性能提出了 更高的要求。冷补沥青混合料是一种使用温度范围很广的沥青混合料，多 用于路面的快速修补、路面养护、隧道路面的摊铺、高寒地区特殊路面摊 铺等方面，早在上世纪五六十年代在欧美等发达国家已有研究和应用。但 进口的冷补沥青混合料价格昂贵，超出用户承受能力，而国内目前市场上 销售的冷补料普遍存在着存储性能差、粘结力不足、适用性不广、路用性 能较差，实施费用较高等缺点。

为了提升冷补沥青的综合性能，可以往冷补沥青中添加其他改性剂进 行改性。现有的冷补沥青技术应用于沥青路面的技术主要为存储式冷铺 法，即工艺是指用制备好的冷补沥青混合料放置在存储罐或存储袋内，随 用随取。虽然存储式冷铺法在存储性能、施工组织和拌制设备上具有明显 优势，但是其实际修补效果和耐候性能较难令人满意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧改性型冷补沥青混合料的制备方法， 以克服现有技术中存在的粘结力不足易脱落、遇水易松散和综合路用性能 较差的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明所述的一种环氧改性型冷补沥青混合料的制备方法，其特征在 于，所述环氧改性型冷补沥青混合料包括A、B两种组分，所述A组分由 以下步骤制成：

(1)将所述11～23份(重量份，下同)的所述柴油、2～4份的所述 聚酰胺和2～3份氰乙酸乙酯加入到73～82份的所述道路石油沥青中，在 120～140℃的条件下，搅拌反应45～120min，得到冷补沥青；

(2)将100份干燥的所述石料加热到160～200℃，加入0.2～0.5份 消石灰，再加入6～10份的所述冷补沥青中并搅拌均匀，即制得环氧改性 型冷补沥青混合料成品A组分；

所述B料由以下步骤制成：以总重量100份计，将15～40份所述柴 油、5～8份所述富芳香分油、6～8份所述多聚甲醛和44～70份所述环氧 树脂在常温下混合，并搅拌15～120min，即制得环氧改性型冷补沥青混 合料成品B组分。

所述聚酰胺为聚酰胺-6、聚酰胺-66或聚酰胺-610一种或两种以上的 混合物；所述道路石油沥青为50～110号道路石油沥青中的一种或两种以 上的混合物。

所述氰乙酸乙酯为无色液体，其分子式为NC-CH₂-COOC₂H₅；所述多聚 甲醛为白色可燃结晶粉末，其分子式为(CH₂O)_n，n＝10-100；这两种原料的 加入，可以加快环氧乙烷的反应，实现早期强度提升，覆盖全寿命周期；

所述柴油为车用柴油，例如0号柴油；

所述富芳香分油为石化渣油A、芳烃油B及芳烃基橡胶油C中的一种 或两种以上的混合物；其溶解度参数在18～19(KJ/m³)^1/2范围内，介电 常数为3.6～3.8；

所述环氧树脂为E-51或E-44，或E-51与E-44任意比例的混合物；

所述石料符合下述级配要求：

春夏秋季选用的级配即集料各级粒径颗粒的分配情况为：集料通过 9.5mm的筛孔的百分率为100％，通过4.75mm筛孔的百分率为28％～42％， 通过2.36mm筛孔的百分率为14％～25％，通过0.075mm筛孔的百分率为 0～3％；

冬季级配：集料通过9.5mm的筛孔的百分率为100％，通过4.75mm 筛孔的百分率为45％～65％，通过2.36mm筛孔的百分率为14％～24％，通 过0.075mm筛孔的百分率为0。

进一步地，所述A组分与B组分的施工比例为1：(0.2～0.4)；施 工时，将所述A组分与B组分按比例充分混合后摊铺，或者先摊铺A组分， 然后等待5min之后再洒布B组分，使B组分以溶液形式渗透到A组分中。

目前尚无环氧树脂加聚酰胺类固化剂在道路沥青中的应用报道，本发 明经试验表明，适当含量的环氧固化体系的引入可以同时改善冷补沥青混 合料的高温性能、粘附性能及疲劳性能；聚酰胺具有固化剂的性能，固化 后可以大幅度提高冷补沥青混合料的强度，同时其含有胺基也会改善冷补 沥青的表面张力，从而大幅度改善冷补沥青的流动性能，解决了冷补沥青 施工时无法在通过管道及时泵送的问题；同时聚酰胺中胺基使聚酰胺在沥 青中具有抗剥落剂的性能，可以改善冷补沥青的粘附性能；聚酰胺中的酰 胺键(-NHCO-)在固化过程中形成线型大分子，其中-CO-、-NH-基团，可 以在分子间或分子内形成氢键结合，也可以与其他分子相结合，形成空间 结晶结构，线性大分子和氢键结合的分子宏观柔韧性和流动性较好，可降 低冷补沥青粘度，也同时改善了冷补沥青在石料表面的浸润与裹覆性能， 从而改善冷补沥青的粘附性能，粘附性能的改善也提高了冷补沥青的抵抗外力冲击变松散的能力。

刚铺筑的环氧改性型冷补沥青混合料的孔隙率比较大，雨水很容易下 渗，在行车荷载的动水压力下，容易出现水损坏，消石灰作为一种抗剥落 剂，可以提升环氧改性型冷补沥青混合料的粘附能力和抗水损坏能力。

所述环氧树脂与石油沥青并不相容，石油沥青会阻隔环氧树脂与聚酰 胺发生化学反应；掺加的富芳香分油以改善环氧树脂和沥青的相容性。

本发明的有益效果在于：

本发明的环氧改性型冷补沥青混合料，具有便于存储、施工和易性优 良、成本低廉，降低能耗的优点，相较于常见的冷补沥青混合料，极大提 高自身的粘结能力，不易散开和被车轮带脱离；同时改善冷补沥青混合料 的高温性能、粘附性能、抗水损害性能及疲劳性能，从而显著提升了沥青 混合料的路用性能，便捷化施工的同时，增大修补路面的行车舒适性。

具体实施方式

本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发 明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进 行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。

实施例1

按下述方法制备环氧改性型冷补沥青混合料：

A组分：将13重量份(下同)柴油、2份聚酰胺和3份氰乙酸乙酯加 入到82份道路石油沥青中，在120℃的条件下，搅拌反应45min，制成冷 补沥青，测试冷补沥青15℃粘度，结果见表4；将100份的矿质集料中的 石料加热到160℃，加入0.3份消石灰，再加入6份所述冷补沥青并搅拌 均匀，即制得环氧改性型冷补沥青混合料成品A组分。

B组分：将30份柴油、5份黑褐色的富芳香分油、8份多聚甲醛粉末 和57份环氧树脂E-51在常温下混合并搅拌60min，即制得环氧改性型冷 补沥青混合料成品B组分。

以A组分：B组分＝1：0.3的比例将B组分均匀地喷洒到A组分上并 充分搅拌，制备完成环氧改性型冷补沥青混合料。

表1实施例1所用级配

筛孔尺寸/mm	9.5	4.75	2.36	0.075
					通过率/％	100	28	14	3

实施例2

按下述方法制备环氧改性型冷补沥青混合料：

A组分：将22份柴油，3份聚酰胺和2份氰乙酸乙酯加入到73份道 路石油沥青中，在130℃的条件下，搅拌反应80min，制成冷补沥青，测 试冷补沥青15℃粘度，结果见表4；将100份矿质集料中的石料加热到 200℃，加入0.3份消石灰，再加入15份所述冷补沥青，搅拌均匀，即制 得环氧改性型冷补沥青混合料成品A组分。

B组分：将24份柴油，6份黑褐色的富芳香分油，7份多聚甲醛粉末， 63份环氧树脂E-44在常温下混合并搅拌80min，即制得环氧改性型冷补 沥青混合料成品B组分。

以A组分：B组分＝1：0.3的比例，先摊铺A组分，5min后将B组分 人工均匀的喷洒到A组分上，制备完成环氧改性型冷补沥青混合料。然后 依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011 规定的标准方法，完成部分的混合料试验。

表2实施例2所用级配

筛孔尺寸/mm	9.5	4.75	2.36	0.075
					通过率/％	100	45	14	0

实施例3

按下述方法制备冷补沥青混合料：

A组分：将16份柴油、4份聚酰胺和3份氰乙酸乙酯加入到77份的 道路石油沥青中，在140℃的条件下，搅拌反应120min，制成冷补沥青， 测试冷补沥青15℃粘度，结果见表4；将100份的矿质集料中的石料加热 到180℃，加入0.3份消石灰，再加入10份所述冷补沥青，搅拌均匀，即 制得环氧改性型冷补沥青混合料成品A组分。

B组分：将20份柴油、7份黑褐色的富芳香分油、8份多聚甲醛粉末 和65份的环氧树脂E-44和E-51的1:1混合物在常温下混合并搅拌100min， 即制得环氧改性型冷补沥青混合料成品B组分。

以A组分：B组分＝1：0.3的比例，先摊铺A组分，5min后将B组分 人工均匀的喷洒到A组分上，制备完成环氧改性型冷补沥青混合料。然后 依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011 规定的标准方法，完成部分的混合料试验。

表3实施例3所用级配

筛孔尺寸/mm	9.5	4.75	2.36	0.075
					通过率/％	100	60	20	0

对比例1

按下述方法制备环氧改性型冷补沥青混合料：

A组分：将15份柴油，2份环氧树脂固化剂(703#)，加入到85份 道路石油沥青中，在120℃的条件下，搅拌反应45min，制成冷补沥青， 测试冷补沥青15℃粘度，结果见表4；将100份的矿质集料中的石料加热 到160℃，加入0.3份消石灰，再加入6份所述冷补沥青，搅拌均匀，即 制得环氧改性型冷补沥青混合料成品A组分。级配与实施例1的级配相同。

B组分：将30份柴油、5份黑褐色的富芳香分油和65份环氧树脂E-51 在常温下混合并搅拌60min，即制得环氧改性型冷补沥青混合料成品B组 分。

以A组分：B组分＝1：0.3的比例将B组分均匀地喷洒到A组分上并 充分搅拌，制备完成环氧改性型冷补沥青混合料。然后依照中国交通部标 准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011规定的标准方法， 完成部分的混合料试验。

对比例2

按下述方法制备普通冷补沥青混合料：

将25份柴油，加入到75份道路石油沥青中，在130℃的条件下，搅 拌反应80min，制成冷补沥青，测试冷补沥青15℃粘度，结果见表4；将 100份矿质集料中的石料加热到200℃，加入0.3份消石灰，再加入15份 所述冷补沥青，搅拌均匀，即制得普通冷补沥青混合料成品。级配与实施 例2的级配相同。依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011规定的标准方法，完成部分的混合料试验。

对比例3

按下述方法制备改性冷补沥青混合料：

A组分：将20份溶剂油(95#汽油)，加入到80份道路石油沥青中， 在140℃的条件下，搅拌反应120min，制成冷补沥青，测试冷补沥青15℃ 粘度，结果见表4；将100份矿质集料中的石料加热到180℃，加入0.3 份消石灰，再加入10份所述冷补沥青，搅拌均匀，即制得环氧改性型冷 补沥青混合料成品A组分。级配与实施例3的级配相同。

B组分：将20份柴油、7份黑褐色的富芳香分油和73份环氧树脂E-44： E-51的混合物在常温下混合并搅拌100min，其中两种环氧树脂的比例为 E-44:E-51＝1：1，即制得环氧改性型冷补沥青混合料成品B组分。

根据A组分的摊铺量，以A组分：B组分＝1：0.3的比例将B组分人 工均匀的喷洒到A组分上，制备完成环氧改性型冷补沥青混合料。然后依 照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011 规定的标准方法，完成部分的混合料试验。

上述实施例及各对比例的混合料成品成型混合料车辙试件、马歇尔试 件，混合料的成型方法依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料 试验规程》JTG E20-2011规定的标准方法进行，其中混合料的拌和温度为 160℃，成型温度为145℃，车辙试件碾压成型次数为12次，并依照中国 交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011规定的 标准方法测试其沥青混合料车辙试验动稳定度、沥青混合料冻融劈裂试验 残留强度比及沥青混合料低温弯曲试验破坏应变，试验结果如表4：

表4实施例与对比例的数项试验结果比对

由上表可见：实施例1～3的15℃粘度均小于对比例1～3的粘度，表 明采用本发明的冷补沥青更易于泵送，在较低能耗的情况下更容易制备和 生产；同样实施例1～3的混合料动稳定度均高于对比例1～3的混合料动 稳定度，表明采用本发明的冷补沥青混合料有更好的高温性能；实施例1～ 3的混合料冻融劈裂试验残留强度比均高于对比例1～3，表明采用本发明 的冷补沥青混合料有更好的粘附性能和抗水损害性能；NF50的疲劳小梁 试验中达到200εμ应变时，实施例1～3的疲劳次数比对比例1～3的大， 表明采用本发明的冷补沥青混合料有更好的抗疲劳性能。

综上，采用本发明技术的环氧改性型冷补沥青混合料可以改善冷补沥 青混合料的高温性能、粘附性能、抗水损害及疲劳性能。