本發明屬于道路工程瀝青路面修復養護
技術領域：
，具體涉及一種不改變原有路面顏色、能有效提高瀝青路面疏水性能的有機硅瀝青再生疏水涂層材料及其制備方法。
背景技術：
：瀝青路面的早期損壞主要包括車轍、裂縫、坑槽、松散等病害。而坑槽和松散往往與水關系密切，在車輛荷載耦合作用下會加速路面破壞。瀝青路面由于離析或施工工藝不當，局部存在壓實度不足，造成空隙率較大，易使水進入瀝青路面結構內部；此外，半剛性基層開裂形成的反射裂縫或面層材料低溫開裂，灌縫不及時或不完全，也給水提供了進入瀝青路面結構內部的通道。進入到瀝青路面內部的水，會對路面產生很大危害。這是因為集料對水的親和力要強于瀝青，當瀝青路面內部存在水時，經受反復交通載荷和溫度脹縮的作用，水分會逐步浸入到瀝青與集料的界面上，同時由于動力水的沖刷作用，瀝青膜會逐漸從集料表面剝落，并導致集料之間的粘結喪失而使路面發生松散破壞。同時，經由面層滲入基層頂面的水，在車輛荷載反復作用下易形成具有一定壓力的流動水，這種流動水會逐漸沖刷剝落半剛性基層中的細料，使材料整體性破壞，喪失強度。技術實現要素：針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種無色瀝青路面疏水涂層材料，噴灑在瀝青路表后可形成三維疏水薄膜，防止水分進入瀝青路面內部，并減少水對集料的潤濕，從而提高瀝青路面抗水損能力，達到延長瀝青路面壽命的目的，同時，不改變原有路面顏色。為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：一種無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料，包括組分A：無水乙醇、堿液、KH550和水，還包括組分B：甲基硅酸鈉和甲基硅樹脂。所述組分A中無水乙醇、堿液、KH550和水的添加量按質量比為10～15:10～15:1～3:55～60。優選的，所述組分B中甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為2～3:15～18。優選的，所述組分A中無水乙醇、堿液、KH550和水的添加量按質量比為10:10:1:55。優選的，所述組分B中甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為1:9。所述無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料的制備方法，包括如下步驟：將無水乙醇、堿液、KH550和水混合攪拌得組分A；將甲基硅酸鈉加入甲基硅樹脂中攪拌得組分B；將組分B逐滴加入到組分A中恒溫低速攪拌得到所述無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料。其中，以質量計，組分A：組分B為70～90：10～30。優選的，以質量計，組分A：組分B為70：30。所述恒溫低速攪拌條件為：溫度20-30℃，轉速500-800r/min，時間180min-240min。本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：1)一般采用瀝青作為膠結料對瀝青路面進行表面處治路表與水接觸角小于90°，而本發明無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料最大可使瀝青路表與水接觸角提高到165°，實現超疏水效果，尤其適用于新建路面的防水養護。2)本發明無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料顯著降低瀝青路面內部吸水能力。3)本發明無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料可提高瀝青混凝土水穩定性。附圖說明圖1為使用本發明無色抗水損瀝青再生疏水涂層材料的疏水效果圖。具體實施方式甲基硅樹脂，外觀為無色透明油狀液體，粘度(25℃)≤20mm2/s，比重(25℃)0.98-1.10，折射率1.394-1.419，固含量100％。其具有優良的超疏水作用，并且本身是完美的粘合劑，能與瀝青路面很好的粘合。甲基硅酸鈉，外觀為淡黃色液體，比重(25℃)1.16～1.2，固含量大于30％，具有良好的滲透結晶性，具有良好的憎水性。KH550為氨基官能團硅烷，呈堿性，可以改善甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉的在溶液中的分散性，便于后期固化過程中形成三維網狀涂膜；同時，KH550也可提高甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉與瀝青的粘結性及耐水性。本發明借鑒自然界中“荷葉效應”疏水原理，制備出具有良好粘結性能和耐久性能超疏水材料作為瀝青路面涂層養護材料，將其用于瀝青路面表面噴涂，減少水進入瀝青內部及對集料的潤濕性，降低水損風險。即在水存在的情況下由于疏水材料的超疏水作用，可有效的阻止水進入瀝青路面內部，并在重力及路面坡度的雙重作用下使水從路面兩側排水設施處快速排走。同時，在雨水較多的情況下，也能很好的阻止水的浸濕作用，保持瀝青路面內部的持續干燥，從而延長瀝青路面的使用壽命。以下給出本發明的具體實施例，需要說明的是本發明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發明的保護范圍。實施例1本實施例給出一種無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料，由A、B兩組分組成，其中，甲基硅樹脂與甲基硅酸鈉添加量按質量比為9:1，去離子水、無水乙醇、堿液、KH550添加量按質量比為55:10:10:1，B組分與A組分混合比例為10:90。基于本實施例的原料配方，本實施例無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料的具體制備過程如下所述：步驟一，制備A材，將1ml甲基硅酸鈉逐滴加入9ml甲基硅樹脂中，恒溫攪拌均勻；步驟二，制備B材，將20ml無水乙醇逐滴加入110ml去離子水中，同時攪拌；再依次加入20ml堿液和2mlKH550，攪拌均勻；步驟三，將步驟二制得的B材90ml倒入燒杯中，并置于恒溫磁力攪拌器上；將A材10ml通過恒壓滴定管逐滴滴入B材中，并恒速攪拌2h，制得疏水涂層材料。步驟二中涉及到的堿液是飽和氫氧化鈉溶液。為了能夠證明本發明的有益效果，申請人針對上述實施例制備的試樣進行了接觸角、吸水率和水穩定性試驗。試驗采用AC-13瀝青混凝土混合料，瀝青使用90號道路石油瀝青，各項指標均滿足規范要求，集料采用玄武巖，礦粉采用石灰石礦粉，瀝青混凝土級配是工程常用AC-13型級配。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)進行試樣制備和試驗，試驗包括接觸角、吸水率試驗、殘留穩定度試驗和凍融劈裂試驗。對實施例1制備的抗水損瀝青再生疏水材料進行與水接觸角試驗：接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角θe，是潤濕程度的量度。因此接觸角的大小是評價疏水性能好壞的重要指標。在瀝青路面表面噴涂疏水涂層材料，待表面干燥后，用滴管在涂層干燥后的表面滴2ml水形成一個水滴，用數碼相機微距模式平行車轍板拍攝水滴；后期對拍攝的水滴用圖像處理軟件進行處理，標定水滴-車轍板界面線，過水滴-車轍板-空氣交匯點作水滴切線，并用軟件測量接觸角。試驗結果如表1所示。對實施例1制備的抗水損瀝青再生疏水材料進行浸漬試件吸水率試驗：一般材料疏水性能越好，其孔隙吸收和留存水分能力越弱，可以采用吸水率試驗簡介評價材料疏水性能。本實驗采用室內成型的標準馬歇爾試件，除去試件表面的浮粒。把試件分成2組，一組為對照組，另一組試件全部浸漬在制備的疏水涂層材料中30min，然后取出通風干燥，稱取2組干燥試件的空中質量(ma)。將溢流水箱水溫保持在25℃±5℃。掛上網籃，浸入溢流水箱中，調節水位，將電子秤調零，把試件置于網籃中，浸水3-5min，稱取水中質量(mw)。從水中取出試件用潔凈柔軟的擰干濕毛巾輕輕的擦去試件的表面水，稱取試件的表干質量(mf)。按下式計算試件的吸水率式中：Sa——試件吸水率(％)ma——干燥試件的空中質量(g)mw——試件的水中質量(g)mf——試件的表干質量(g)測定吸水率結果列于表2。對實施例1制備的的抗水損有機硅瀝青再生疏水涂層材料進行浸漬試件水穩定性試驗：瀝青混合料一般以浸水馬歇爾殘留穩定度和劈裂強度比值來判斷瀝青混合料抗水損能力。馬歇爾殘留穩定度實驗方法為用馬歇爾擊實儀成型試件，雙面各擊實75次，成型后試件的直徑為101.6±0.25mm，試件高度在63.5±1.5mm,共16個試件，分成2組，一組為對照組，另一組試件全部浸漬在制備的疏水涂層材料中30min，然后取出通風干燥。每組試件再分成2小組，各4個試件，分別置于60℃水浴中恒溫30min和48h。再測定所有試件穩定度，計算出殘留穩定度，結果列于表2。凍融劈裂實驗用馬歇爾擊實儀成型試件，雙面各擊實50次，成型后試件的直徑為101.6±0.25mm，試件高度在63.5±1.5mm,共16個試件，分成2組，一組為對照組，另一組試件全部浸漬在制備的疏水涂層材料中30min，然后取出通風干燥。從2組中分別隨機抽取4個試件在25℃浸水、0.09Mpa真空下飽水約15分鐘，取出試件后用塑料包裹單個試件，每個塑料袋中加入10ml水分使試件沒過，再將試件移入-18℃環境中冷凍16h，試件取出后立即放入60℃恒溫水浴中，撤去塑料袋，保溫24h；然后，再將所有試件浸入溫度為25℃的恒溫水浴中2h。再分別對試件進行劈裂試驗，結果列于表3。實施例2本實施例給出一種無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料，由A、B兩組分組成，其中，甲基硅樹脂與甲基硅酸鈉添加量按質量比為9:1，去離子水、無水乙醇、堿液、KH550等添加量按質量比為55:10:10:1，B組分與A組分混合比例為30:70。本實施例中對原料的要求和制備方法均與實施例1相同。本實施例的測試方法與實施例1相同，測試結果如表1～3所示。實施例3本實施例給出一種無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料，由A、B兩組分組成，其中，甲基硅樹脂與甲基硅酸鈉添加量按質量比為5:1，去離子水、無水乙醇、堿液、KH550等添加量按質量比為20:5:5:1，B組分與A組分混合比例為10:90。本實施例中對原料的要求和制備方法均與實施例1相同。本實施例的測試方法與實施例1相同，測試結果如表1～3所示。實施例4本實施例給出一種無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料，由A、B兩組分組成，其中，甲基硅樹脂與甲基硅酸鈉添加量按質量比為5:1，去離子水、無水乙醇、堿液、KH550等添加量按質量比為20:5:5:1，B組分與A組分混合比例為30:70。本實施例中對原料的要求和制備方法均與實施例1相同。本實施例的測試方法與實施例1相同，測試結果如表1～3所示。對比例1本對比例使用AC-13瀝青混凝土馬歇爾試件(其中瀝青使用90號A級道路石油瀝青，各項指標均滿足規范要求，集料采用玄武巖，礦粉采用石灰巖磨制礦粉，級配采用工程典型級配)進行接觸角、吸水率以及水穩性試驗時不對試件進行特別處理。對比例2本對比例給出一種疏水涂料，區別在于不含B組分，僅由A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質量比為1:1:10:5:30組成，試驗結果表明無疏水效果。對比例3本對比例給出一種疏水涂料，由A、B兩組分組成，區別在于B組分中不含甲基硅酸鈉，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為20:80。試驗結果表明如不含甲基硅酸鈉在涂料制備初期容易發生凝膠固化。對比例4本對比例給出一種涂料，由A、B兩組分組成，區別在于B組分中不含甲基硅樹脂，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為20:80，試驗結果表明如不含甲基硅樹脂則涂料無疏水效果。效果分析效果分析：表1噴涂疏水涂層材料瀝青路面表面與水接觸角試件接觸角(°)對比例168實施例1157實施例2165實施例3155實施例4160對比例269對比例476表1表明，與對比例相比，噴涂無色抗水損瀝青路面疏水涂層材料的瀝青路面表面與水接觸角明顯大于對比例；且不同實施例接觸角有明顯差異，表明噴涂疏水涂層材料瀝青路表顯著提高了疏水性。表2表明，浸漬疏水涂層后試件吸水率相比普通試件有所降低，表明疏水涂層對減少水分進入試件內部發揮了作用。表2吸水率試驗結果試件吸水率(％)對比例10.45實施例10.16實施例20.10實施例30.20實施例40.13對比例20.44對比例40.42表3水穩定性測試結果表3表明，浸漬疏水涂層后試件殘留穩定度和凍融劈裂比相比普通試件有所提高，也間接說明浸漬疏水涂層對試件表面孔隙和微觀缺陷有封堵和疏水效果。當前第1頁1 2 3