[发明专利]一种潜伏固化冷拌冷铺沥青混合料的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种潜伏固化型冷拌冷铺沥青混合料的制备方法和应用，该混合料由冷拌环氧沥青材料和潮湿集料拌合组成，冷拌环氧沥青材料由溶剂型常温改性沥青与环氧树脂、氰酸酯预聚体、潜伏型固化剂、固化促进剂混合形成，溶剂型常温改性沥青是一种含少量水的油包水型沥青胶体分散体系。铺筑时将混合料均匀摊铺路面上并雾化喷淋一定量水后碾压，养护后开放交通。本发明冷拌冷铺沥青混合料的固化过程，源于沥青胶体、潮湿空气与潮湿集料的水分共同诱发潜伏型固化剂起作用，促进环氧树脂与聚氨酯形成三维互联空间网络结构，提升早期固化强度，延长了拌和到摊铺碾压完毕的容留时间，提可应用于冷拌冷铺路面工程领域。

技术领域

本发明涉及沥青路面领域，具体涉及一种潜伏固化冷拌冷铺沥青混合料的制备方法和应用。

背景技术

与传统高能耗高污染的热拌沥青混合料相比，冷拌冷铺沥青混合料在拌和以及现场施工过程中均无需控制高温，具有节能减排、施工方便、可储存等优点，是当前国家和地方绿色交通、绿色城市发展的迫切需求。目前，冷拌冷铺沥青混合料虽然具有较好的施工和易性，但仍存在初始固化强度弱、抗车辙性差等技术难题。无论是水性环氧沥青材料、溶剂型环氧沥青材料，还是聚氨酯类常温改性沥青，均是要求拌合后尽快使用，由拌合至摊铺碾压施工的可操作容留时间较短，对运输和现场拌合、摊铺提出了较高要求。

国家标准《GBT38990-2020道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料》，提到冷拌型水性环氧沥青材料及其制备方法，水性环氧树脂和乳化沥青按一定比例混合加工制得水性环氧树脂乳化沥青，进一步水性环氧树脂乳化沥青、矿料、水等按一定比例混合制得可在常温下拌和、摊铺和压实的水性环氧树脂乳化沥青冷拌混合料。水性环氧树脂乳化沥青冷拌混合料拌和后应使用运输车辆在4h内运到现场进行摊铺、碾压。专利CN112759941A公开了冷拌型环氧沥青材料由A和B两组分混合均匀后形成，A组分包括乳化沥青、固化剂、固化促进剂等，B组分为水性环氧树脂乳液，拌合后使用环氧沥青材料表现出较好粘附性和拉伸强度。

专利CN106977966A所述溶剂型环氧沥青材料，由环氧树脂、稀释剂和胺类固化剂混合后快速固化，通过增韧剂及柔性固化剂将柔性链段引入环氧沥青三维结构网络中，大幅度提升了环氧沥青材料的疲劳韧性，冷拌冷铺型环氧改性沥青混合料应用到修补材料或钢桥面铺装坑槽病害，可达到当日养护、当日开通的养护需求。专利CN111363374A所述的早强型环氧沥青材料是由A组分基质沥青、相容剂、稀释剂与B组分固化剂搅拌均匀制得，常温拌合施工，养护12小时即可达所需承载强度，施工工艺简单且具备良好的施工和易性。类似的反应型常温改性沥青沥青，如专利CN104610769A公开的高强型冷铺沥青混合料和专利CN102617070A公开的聚氨酯沥青混凝土，均是利用氰酸酯和多元醇等活泼氢快速发生固化反应生成聚氨酯类弹性体。其中，高强型冷铺沥青混合料采用高活性直投式强度调节添加剂提高早期强度形成速度，早期强度可占最终强度的70%-80%。

为了更好调控环氧树脂的固化速率和固化途径，人们提出了潜伏型环氧固化剂。潜伏型固化剂在环氧树脂涂料应用中，存在因涂料太厚而不能有效水解而快速固化的技术难题。专利CN112210274A所述的湿固化型环氧树脂涂料，其胺类固化剂含有酮亚胺基团，与氢化环氧树脂反应过程中能够与外界潮气反应，从而达到进一步固化成膜的效果，涂料具有优异的耐候性和防腐蚀性能。专利CN112898538A发明用于厚涂层的改性酮亚胺固化剂，该剂可通过自身部分结构水解以增强水的渗透性引发内部酮亚胺的分解，同时内部水解生成的水也可定向引发邻近酮亚胺分解，从而达到了环氧树脂高效固化。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提出了一种潜伏型冷拌冷铺沥青混合料及其制备方法和应用，通过沥青胶体体系、潮湿空气和潮湿集料共同诱发潜伏型固化剂遇水水解进而固化，从而实现调控冷拌冷铺混合料固化速率和途径的目的，保证了冷拌冷铺沥青混合料拌合和施工的和易性，同时提升了早期固化强度，且延长了拌合与摊铺碾压施工的可操作容留时间，养护后路用性能表现优良的强度和弹性，可应用于路面工程的冷拌冷铺以及冷补修复领域。