[发明专利]一种冻土路面用复合胶结料及其制法

说明书

本发明公开了一种用于冻土路面用复合胶结料。该复合胶结料，按重量份计，包括以下原料：空心漂珠20~80份，石油树脂10~50份，SBS 4~20份，芳香型塑化剂20~70份，聚合无机酸0.2~5.0份。本发明同时还提供了该复合胶结料的制备方法和应用。配方中无石蜡组分，所制备胶结料的低温延展性好；在改善了界面相容性同时，还能够提高胶结料的高温性能及粘结强度；由于黏结剂本身无黑色因子，路面本体吸热效能较小，路体传导热量降低，能明显减小路面对冻土的扰动，从而起到保护冻土的作用。

技术领域

本发明属于道路工程材料技术领域，特别是一种冻土路面用复合胶结料及其制备方法。

背景技术

冻土是一种温度在0℃及以下，并含有冰的特殊岩土体，是一种力学性质与温度密切相关特殊土壤。在西藏等多年冻土地区，由于路基工程的修筑不可避免地改变地表原有冻土层的热平衡状态，导致季节融化层压缩变形、高温冻土层压缩变形以及多年冻土的融沉变形等，并由此引发多年冻土路基的融沉、不均匀沉降等路基路面系列工程病害问题。尤其是在全球气候变暖的条件下，太阳辐射到地表能量及路面吸收太阳热能是影响冻土层温度场发生改变的主要原因。路面吸收太阳热能越多对冻土路基的热效应越大，路面反射的太阳能越多对冻土路基的热效应越小。

青藏高原地区已建公路的路面结构形式主要是沥青路面，其颜色较黑，对太阳光辐射吸收率超过90％，从而导致沥青路面温度升高。在高原区强辐射的背景下，大量热量被路面吸收，传至路基，进而引起路基温度升高，扰动冻土，引发冻土融沉，造成沥青路面病害频发。为降低沥青路面吸热对冻土路基的干扰，目前主要采取热棒、通风管、通风板、EPS保温板等技术措施。这些技术普遍存在施工周期长、工程造价高、作用效果有限等问题。

CN 201710360470.2，“一种用于冻土区沥青路面的复合改性剂”，采用29.6%~70.8%空心漂珠、5.8%~46.1%石蜡、0.6%~1.8%硅烷偶联剂制备成集阻热与蓄热于一体的复合改性剂。该复合改性剂添加到沥青混合料中，能够有效降低冻土区沥青路面吸热效率，减少进入路基的热量，减小路面温度变化幅值，减小路面对冻土的扰动，有效避免冻土融沉的发生。该技术方案中，加入5.8%~46.1%的石蜡，虽然石蜡能够起到粘结作用。但是，对沥青路面而言，石蜡的存在会严重影响石油沥青低温延展性，导致沥青路面的龟裂等病害。通常，道路施工技术规范中都严格限制石油沥青的蜡含量，一般不超过沥青用量的2%。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种冻土路面用复合胶结料，能够避免石蜡导致沥青路面的龟裂等病害。同时，所制备的胶结料为无色胶结料，以克服黑色沥青路面的吸热效应，减少热量对冻土路基的扰动，以有效避免冻土融沉的发生。

本发明一方面提供一种用于冻土路面用复合胶结料，按重量份计，包括以下原料：空心漂珠20~80份，石油树脂10~50份，SBS 4~20份，芳香型塑化剂20~70份，聚合无机酸0.2~5.0份。按重量份计，优选包括以下原料：空心漂珠30~70份，石油树脂20~40份，SBS 8~15份，芳香型塑化剂30~60份，聚合无机酸0.5~2.0份。

所述的石油树脂是C5以上的石油树脂，软化点为70~150℃。所述的SBS分子量为10~30万，为白色产物。所述的芳香型塑化剂为润滑油精制抽出油，馏程范围为360~500℃。所述的聚合无机酸为多聚磷酸，分子量为105~116。

所述的空心漂珠比重：0.5~0.7，粒径100~200微米，SiO₂质量含量50%~55%。

本发明另一方面在于提供一种冻土路面用复合胶结料的制备方法，制备步骤包括：

（1）将石油树脂、SBS、芳香型塑化剂，混合、剪切、搅拌得到混合物A；

（2）将聚合无机酸喷涂在空心漂珠表面，得到混合物B；

（3）将混合物B加入到混合物A中，搅拌，得到冻土路面用复合改性胶结料。