[发明专利]一种环保型灌缝胶及其制备方法

说明书

提供了一种环保型灌缝胶及其制备方法。该环保型灌缝胶由以下重量份的组分组成：基质沥青50‑60份，TPO 10‑20份，环烷油15‑25份，活化回收粉10‑15份，SBS 1‑2份；其中，所述回收粉为沥青混合料生产过程中拌合设备中的除尘装置中捕集的回收粉；所述活化剂为硅烷偶联剂。该灌缝胶中通过使用TPO代替传统灌缝胶中的胶粉、使用环烷油代替传统灌缝胶中的橡胶油、使用活化回收粉代替传统灌缝胶中的填料，在保证灌缝胶性能指标不降低的同时达到了降低灌缝胶在生产与使用加热过程中污染排放的效果，实现了对传统灌缝胶材料进行绿色环保升级的目的。

技术领域

本发明涉及道路工程材料及其制备领域，具体涉及一种环保型灌缝胶及其制备方法。

背景技术

随着中国公路交通的飞速发展，沥青路面由于其造价较低、施工快捷、功能性好、维修方便等优越性能而得到了广泛的应用。在世界各国已建公路中，沥青路面占80％以上，而中国90％以上的高速公路为沥青路面。预计在2030年，我国的公路总里程将到达580万公里，这意味着未来几年内，中国沥青路面总里程还将有较大幅度的增加。作为最易发生和较快产生的沥青路面病害之一，裂缝对路面的长期服役提出了巨大的挑战。沥青路面出现裂缝后如不进行修补养护，雨水极易侵入其中而造成路面结构的破坏以及服役寿命的大幅度缩短。目前国内外针对裂缝病害最常用的养护方法是利用灌缝胶进行密封修补，以隔断路表水向路面结构渗透，延长道路的使用寿命。

灌缝胶是以基质沥青为基础材料，掺加多种改性剂、添加剂制备而成的，其中胶粉、橡胶油、填料作为较常用的改性剂和添加剂而被广泛使用。胶粉是废旧轮胎通过常温粉碎制得的橡胶颗粒，其主要成分包括橡胶烃、丙酮抽提物、炭黑和灰分等，胶粉的加入为灌缝胶提供了良好的弹性，同时赋予其一定的高低温性能。橡胶油包含较多的芳烃成分，能够对改性剂、添加剂同基质沥青的相容起到促进作用，同时可以提升胶粉的溶胀效果，改善灌缝胶的低温性能。填料是由石灰岩等碱性石料研磨加工成0.075mm以下、以碳酸钙为主要成分的矿物质粉末，包括矿粉、钙粉等，填料在提升灌缝胶高温性能方面具有显著效果。

近年来中国一直在推动高质量发展，强调全产业向低能耗低排放高效益转型，并提出2030年前 实现碳达峰、2060年前 实现碳中和的目标。实现“碳达峰、碳中和”是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，路径之一是构建绿色低碳的生产方式。公路行业作为资源能源消耗大户，在创新材料选择、废物资源利用、减少污染排放方面下功夫，对于我国绿色发展的推动和远景目标的实现具有重要的实践意义。

灌缝胶的生产与使用过程通常需要在180℃-190℃温度下进行较长时间的加热，由于胶粉与橡胶油包含较多有机烃类和芳烃类成分，在高温加热条件下会产生VOCs(挥发性有机物)。人体长时间暴露在VOCs环境中会引发多种呼吸道与肺部等疾病，而VOCs中的多环芳烃成分具有致癌性，其中尤以苯并芘危害最大，较多接触会对神经和中枢系统可造成不可逆的损伤。同时，VOCs中的烷烃、氮烃、硫烃等组分释放到大气中，会对酸雨、雾霾、全球变暖等环境问题起到加速作用。

在沥青混合料生产过程中，集料上附着的粉尘会被拌合设备中的除尘装置捕集而产生大量的回收粉。根据调查报告显示，每吨沥青混合料的生产过程会产生质量比2％的回收粉。仅以北京市为例，北京市每年沥青混合料的需求量为700万吨左右，以2％的回收粉捕集比例计算，每年可产生14万吨回收粉。这些回收粉如不进行处理将造成严重的大气环境污染，若进行堆填又会占用大量土地资源。将回收粉替代现用填料，在灌缝胶生产中进行资源化利用，对于解决回收粉处置难题具有重要意义。

发明内容

为此，针对普通灌缝胶因材料选择而在生产过程中污染较重的问题，本发明提供了一种环保型灌缝胶及其制备方法，减少在灌缝胶生产过程中产生的有毒有害物质，推动公路养护材料绿色发展。本发明还提供了一种应用活化处理回收粉替代现用填料的灌缝胶制备技术，可以部分解决回收粉利用难题，实现就地资源化利用，节能减排，减少污染。

一种环保型灌缝胶，由以下重量份的组分组成：