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載、裂縫、坑槽、松散等病害，而水是危害瀝青路面的主要因素之一，且在一定程度上會加速路面結構損壞。瀝青路面施工時由于離析會造成局部壓實不足，空隙率較大，使水容易進入路面結構內部；此外，路面由于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，也給水提供了進入路面結構內部的通道。進入瀝青路面內部的水，對路面結構強度和整體性有很大危害。瀝青路面傳統的防水措施，一般是采用熱瀝青對已形成的裂縫進行灌縫或對使用2-3年的瀝青路面進行表面處理，如霧封層、稀漿封層和微表處等。這些工藝需要專門設備才能施工，成本較高；同時，其主要結合料仍然為瀝青，而瀝青的疏水效果相當有限。表面處治技術類對瀝青路表與水接觸角無改善，一般小于90°，文獻D“瀝青路面有機硅預養護材料的性能表征與養護機理研究”(林俊濤，武漢理工大學，2011)中有機硅預養護材料與水的接觸角最大只提高到93.6°。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，提供一種抗水損瀝青再生疏水材料及其制備方法，顯著提高接觸角，降低水分在表面存留和進入瀝青路面內部，提高瀝青路面防水能力，延長瀝青路面使用壽命。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：一種抗水損瀝青再生疏水材料，包括組分A：Span60、Span80、乙醇、水和瀝青冷底子油，組分B：甲基硅酸鈉和甲基硅樹脂。優選的，組分A中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1～2:1～2:10～15:5～10:30～40。組分B中甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為2～6:34～38。更優選的，組分A中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。組分B中甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為2:38。抗水損瀝青再生疏水材料的制備方法，包括如下步驟：將Span60、Span80、乙醇、水和瀝青冷底子油混合攪拌得組分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中攪拌得到所述抗水損瀝青再生疏水材料。其中，以質量計，組分A:組分B為60～80:20～40。優選的，以質量計，組分A:組分B為60:40。本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：1)本發明抗水損瀝青再生疏水材料最大可使瀝青路表與水接觸角提高到119°，疏水效果明顯。2)本發明抗水損瀝青再生疏水材料顯著降低瀝青路面內部吸水能力。3)本發明抗水損瀝青再生疏水材料可提高瀝青混凝土水穩定性。附圖說明圖1為使用本發明抗水損瀝青再生疏水材料的疏水效果圖。具體實施方式瀝青冷底子油是用稀釋劑(汽油、柴油、煤油、苯等)對瀝青進行稀釋的產物，為快揮發型，黏度小，具有良好的流動性，涂抹在瀝青路面上，能很快深入路表微裂隙和粘附在集料上，待溶劑揮發后，可與瀝青路面緊密結合，具有阻水效果。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。甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉均具有疏水性，但單一使用時較粘稠，不易施工，對路面表面構造影響很大，進而影響行車安全性；瀝青冷底子油中組分瀝青和有機溶劑與瀝青路面瀝青分子量接近，容易吸附粘著；瀝青冷底子油、甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉三者共同配合可起到如下作用：(1)在路表構建豐富的微凸結構；(2)溶劑揮發后，瀝青、甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉形成三維交聯網狀結構；(3)增強與基底粘附，提高耐久性；(4)瀝青冷底子油中溶劑在初期軟化瀝青路表瀝青，調整瀝青組分，部分揮發變形能力；同時，也利于甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉在老化瀝青及裂隙中滲透和擴散。使用本發明的一種抗水損瀝青再生疏水材料，將其噴涂到瀝青路面表面，涂層材料通過滲透和擴散作用，進入路表孔隙、微裂縫中，隨著溶劑揮發，甲基硅酸納、甲基硅樹脂與瀝青留存下來，并形成交聯結構，覆蓋和堵塞孔隙及微裂隙，甲基硅酸鈉、甲基硅樹脂和瀝青均具有良好的粘附性和疏水性，可以顯著提高原路面疏水性，降低水浸潤瀝青-集料界面可能性，從而實現提高瀝青路面水損性；同時，瀝青可以修復部分磨損瀝青膜，因而對原有路面具有一定再生作用。組分A/組分B為60～80/20～40，這個比例主要考慮成膜性和經濟性。疏水成膜主要依賴組分B，原理上組分B越多成膜效果越好，膜層也越厚，但成本也會更高；從實用角度，只需要在路表形成幾個分子層厚度的薄膜即可，此時即可提升原有路面疏水效果；此外，不加組分A的話，混合溶液粘稠，不易噴灑，還容易造成路面構造大幅衰減，影響行車安全。本發明組分A/組分B比例60～80/20～40是經試驗反復多次試驗確定的一個綜合疏水、成本和施工的較佳比例。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本實施例給出一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為2:38，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。基于本實施例的原料配方，本實施例抗水損瀝青再生疏水材料的具體制備過程如下所述：步驟一，將甲基硅酸酸20ml加入到380ml甲基硅樹脂中，低速攪拌均勻；步驟二，將10gSpan60與10gSpan80混合均勻，然后加入100ml無水乙醇與50ml去離子水中進行稀釋，再滴入30ml瀝青冷底子油，低速攪拌均勻；步驟三，將步驟一制得的混合溶液按A：B＝20:80比例逐滴緩慢加入步驟二制得的混合溶液中，低速恒溫攪拌均勻，制成抗水損瀝青再生疏水材料。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。針對上述實施例制備的疏水涂層材料浸漬制備的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)。室內成型的標準馬歇爾試件除去表面的浮粒，再把試件分成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，然后取出置于陰涼透風處風干48h；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，稱取試件水中質量(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制備的一種抗水損瀝青再生疏水材料進行水穩定性試驗：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，然后取出置于陰涼通風處風干48h。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3。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，然后取出置于陰涼通風處風干48h。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2。實施例2本實施例給出一種一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為6:34，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2:2:15:10:40，B組分與A組分混合比例為20:80。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1～2所示。實施例3本實施例給出一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為2:38，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1～2所示。實施例4本實施例給出一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質量比為2:38，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40:60。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1～2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。效果分析表1瀝青路面表面與水接觸角試件接觸角(°)對比例168實施例1105實施例2102實施例3110實施例4119對比例269對比例476表1表明，與對比例相比，噴涂抗水損有機硅瀝青再生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吸水率試驗結果試件吸水率(％)對比例10.45實施例10.22實施例20.25實施例30.18實施例40.12對比例20.44對比例40.42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