[0001] 本申请涉及道路养护技术领域，尤其是涉及一种含砂雾封层材料及制备方法。

[0002] 沥青路面是一种常见的道路表面材料，其特点是具有较高的弹性和耐磨性，能够承受机动车的反复荷载作用。然而，在使用年限内，沥青路面不仅承受着机动车的荷载作用，还有许多其他因素的影响沥青路面的使用寿命，包括温度的变化、空气中的氧气和水分、阳光中的紫外线等。

[0003] 在夏季高温时，沥青路面会变得软化，容易受到车辆的压痕和磨损；而在冬季低温时，沥青路面会变得脆硬，容易出现裂缝和破碎；此外，空气中的氧气和水分也会对沥青路面产生氧化和腐蚀作用；长时间的氧化作用会使沥青路面的表面逐渐变硬，失去弹性，最终导致路面的裂缝和破碎；另外水也会使沥青路面的表面变得松软，降低其承载能力，易裂缝和破碎。

[0004] 综上所述，沥青路面在使用年限内会受到多种因素的影响，这些因素都会导致路面的性能下降，进而出现裂缝和破碎。因此，对于沥青路面的维护和管理非常重要。在沥青道面老化初期会出现轻微裂缝、沥青膜老化剥落丧失粘结性进而导致集料松散，如果对此不及时进行处理，会导致这些早期病害进一步发展，裂缝和破碎进一步扩大最终影响道面的通行重量，缩短使用周期。

[0005] 道路病害处理方式，通常在路面出现大面积破坏后被动修复，工期长会对车流量较大的市政主干道及高速公路交通开放不利。

[0006] 雾封层是将乳化沥青、水、添加剂等按照一定的比例进行混合，通过撒布车喷洒在沥青路面上，快速渗透进入路面；雾封层成膜后在道路表面形成一层薄膜，达到填补微小裂缝，粘合表面松散骨料，减少路面老化和风化，有效养护路面。雾封层施工养护后能够抵御紫外线、雨水等对路面的侵蚀，以及避免行驶车辆泄露汽油等轻质油分对路面沥青的软化作用。

[0007] 传统的雾封层施工后会影响路面的抗滑性能，在雾封层喷洒后同步洒布细砂，形成含砂雾封层，含砂雾封层能够弥补雾封层抗滑性能差的缺点，其中细砂粒提高养护后路面的摩擦系数，同时避免油膜反光，提高行车舒适度。但是传统(含砂)雾封层材料，粘结强度较低、耐久性低，很难经受车辆荷载，特别是车辆剪切荷载的作用下雾封层材料往往在喷洒后6个月内被车轮带走，不能起到长时间对路面预防性养护的作用。

[0030] 原料3
固体沥青颗粒(延度90cm，平均粒径3mm)、木质素纤维(密度在1.2g/cm，水分吸收率20％；长度1μm，外径25nm)、矿物纤维(石棉纤维、长度1μm)、环烷烃(饱和烃含量90％、芳烃含量8％)、石英砂(粒径40‑70目，含水率≤1％，莫氏硬度≥6.0、砂当量≥70％)、金刚砂(粒径40‑70目，含水率≤1％，莫氏硬度≥6.0、砂当量≥70％)、SBR增稠剂(阳离子型，固含量40％)、SBS增稠剂(固体，标准料，S/B比30/70，熔融流动率3.0g/min)、水性封闭型异氰酸酯(固含量70％，解封后NCO含量8.5wt％，非离子，解封温度90℃)。

[0031] 中间体的制备例制备例1‑1，一种丙烯酸单体混合液，采用原料及重量如表1，其制备过程为将原料在300±50r/min的条件下搅拌混合10±3min，制备得到丙烯酸单体混合液。

[0032] 制备例1‑2至制备例1‑3，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，采用的原料种类及原料重量设置不同，具体如表1。

[0033] 表1：制备例1‑1至制备例1‑3的丙烯酸单体混合液中采用原料种类及原料重量的列表制备例1‑4，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，功能性单体的种类不同，采用质量比1：2：1为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷(采用乙烯基三异丙氧基硅烷)。

[0034] 制备例1‑5，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑2的区别在于，功能性单体的种类不同，采用质量比1：4：3为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷(采用乙烯基三甲氧基硅烷)。

[0035] 制备例1‑6，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，功能性单体的种类不同，采用质量比1：6：4为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷(采用乙烯基三甲氧基硅烷)。

[0036] 制备例1‑7，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，功能性单体的种类不同，采用质量比1：1：5为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷(采用乙烯基三乙氧基硅烷)。

[0037] 制备例1‑8，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，功能性单体的种类不同，采用质量比1：5：0.5为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷(采用质量比为1:1的乙烯基三异丙氧基硅烷及γ‑甲基丙稀酰氧基丙基三甲氧基硅烷)。

[0038] 制备例1‑9，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，功能性单体的种类不同，采用质量比1：2的丙烯酰胺及羟甲基丙烯酰胺的组合物。

[0039] 制备例1‑10，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于功能性单体的种类不同，采用质量比1：1为丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷的组合物(采用乙烯基三异丙氧基硅烷)。

[0040] 制备例1‑11，一种丙烯酸单体混合液，与制备例1‑1的区别在于，不采用功能性单体。

[0041] 制备例2‑1，一种浓缩封面料，采用原料如表2，其制备过程如下：将有机溶剂、固体沥青颗粒、环烷油、聚乙烯醇及纤维加入到反应釜中，在1500±
100r/min的条件下搅拌1.5±0.5h后，升温至70℃，然后在搅拌条件下滴加丙烯酸单体混合液、水性封闭型异氰酸酯、聚合引发剂及催化剂的混合液，3‑5秒一滴，滴加完毕后反应2h，制备得到浓缩封面料。

[0042] 制备例2‑2至制备例2‑3，一种浓缩封面料，与制备例2‑1的区别在于，采用的原料种类、原料重量及制备工艺参数设置不同，具体如表2。

[0043] 表2：制备例2‑1至制备例2‑3的丙烯酸单体混合液中采用原料及原料重量列表制备例2‑4至制备例2‑11，一种浓缩封面料，与制备例2‑1的区别在于，丙烯酸单体混合液依次采用制备例1‑4至制备例1‑11的丙烯酸单体混合液。

[0044] 制备例2‑12，一种浓缩封面料，与制备例2‑1的区别在于，水性封闭型异氰酸酯的用量采用7g；采用分子量为18000的聚乙烯醇。

[0045] 制备例2‑13，一种浓缩封面料，与制备例2‑1的区别在于，水性封闭型异氰酸酯的用量采用5g。

[0046] 制备例2‑14，一种浓缩封面料，与制备例2‑1的区别在于，水性封闭型异氰酸酯的用量采用11g；采用分子量为30000的聚乙烯醇。

[0047] 制备例2‑15，一种浓缩封面料，与制备例2‑1的区别在于，不采用聚乙烯醇。

[0048] 制备例2‑16，一种浓缩封面料，与制备例2‑11的区别在于，不采用聚乙烯醇。

[0049] 制备例2‑1至制备例2‑16的浓缩封面料，25℃时KU/CP 95/1400‑110/2400,制备得到的膜层平滑无颗粒粗糙物，且其在水中浸泡48h无明显变化。实施例

[0050] 实施例1，一种含砂雾封层材料，采用原料如表3，其制备过程如下：将浓缩封面料、细骨料、聚合物增稠剂在100℃，高速5500±500rpm的搅拌条件下，搅拌30±10min后制备得到含砂雾封层材料。

[0051] 实施例2至实施例3，一种含砂雾封层材料，与实施例1的区别在于，采用的原料重量及原料种类不同，具体如表3。

[0052] 表3：实施例1至实施例3的含砂雾封层材料中采用原料种类及原料重量的设置列表实施例4至实施例16，一种含砂雾封层材料，与实施例1的区别在于，浓缩封面料依次采用制备例2‑4至制备例2‑16的含砂雾封层材料。

[0053] 对比例对比例1，一种含砂雾封层材料，与实施例16的区别在于，不采用纤维。

[0054] 对比例2，一种含砂雾封层材料，与实施例16的区别在于，不采用水性封闭型异氰酸酯及催化剂。

[0055] 对比例3，一种含砂雾封层材料，与实施例16的区别在于，不采用水性封闭型异氰酸酯、催化剂及纤维。

[0056] 对比例4，一种含砂雾封层材料，与实施例16的区别在于，不采用聚合物增稠剂。

[0057] 对比例5，一种含砂雾封层材料，与实施例16的区别在于，采用质量比为3:1:2丙烯酸甲酯、苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯等量取代浓缩封面料中的丙烯酸单体混合液。

[0058] 性能检测试验试验1：抗滑性能
试验样品的抗滑性能按照《T0964‑2008摆式仪测定路面摩擦系数试验方法》进行检测。

[0059] 试验2：耐磨性能试验样品的耐磨性能(湿轮磨耗)按照《JTG E20‑2011公路工程沥青和沥青混合料试验规程》进行检测，采用磨耗值表征耐磨性能，磨耗值越低耐磨性能越好。

[0060] 试验3：粘结强度试验样品与基面的粘结强度按照《CJJ139‑2010城市桥梁桥面防水工程技术规程》附录B进行检测。

[0061] 试验4：抗水渗透性能按照《GB/T 50082普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》对试验样品的抗水渗透性能进行检测，24h内恒定控制在(1.2士0.05)MPa下，采用试验样品的平均渗水高度(mm)来表示的混凝土抗水渗透性能(n＝3)。

[0062] 试验样品：以实施例1至实施例16的含砂雾封层材料为实施例样品；以对比例1至对比例5的含砂雾封层材料为对比例样品。

[0063] 试验结果：实施例1至实施例16及对比例1至对比例5的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、磨耗值及平均渗水高度的试验结果，如表4所示。

[0064] 表4：实施例1至实施例16及对比例1至对比例5的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、磨耗值及平均渗水高度的试验结果列表结合实施例1至实施例16及对比例1至对比例5并结合表4，可以看出：
实施例16的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能高于对比例1至对比例3，平均渗水高度低于对比例1至对比例3，表明在浓缩封面料中采用水性封闭型异氰酸酯及纤维，提升了含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能及抗渗性能；可能因为解封后的封闭型异氰酸酯中的异氰酸可与含有活性氢的纤维及细骨料发生反应，提升了细骨料在含砂雾封层材料中稳定性，进而提升了抗滑性能及耐磨性能；采用水性封闭型异氰酸酯及纤维配伍提升了含砂雾封层材料的内聚力，进而提升与基面粘结强度及抗渗性能。

[0065] 实施例16的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能及耐磨性能高于对比例4，表明在含砂雾封层材料中采用聚合物增稠剂，提升了含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能及抗渗性能；可能因为聚合物增稠剂提升了含砂雾封层材料的柔韧性能，进而提升了含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能及耐磨性能。

[0066] 对比例5的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能及耐磨性能低于实施例16，可能因为对比例5中采用的丙烯酸单体混合液中采用的单体均属于硬段单体，形成的聚合物柔韧性较差，使得含砂雾封层材料的柔韧性较差，对路面缝隙的润湿能力差，导致与基面粘结强度、耐磨性能及抗渗性能较差。

[0067] 实施例4至实施例6的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能高于实施例1至实施例3及实施例7至实施例11，平均渗水高度低于实施例1至实施例3及实施例7至实施例11，表明在丙烯酸单体混合液中采用功能性单体，并且优选功能性单体的用量及种类，提升了含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能及抗渗水性能；可能因为采用功能性单体丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺更好地提升了反应生成的聚合物之间及聚合物之间的作用力，以及在异氰酸酯的交联的作用下，提升了与细骨料之间有较强的作用力，使得含砂雾封层材料具有优异的粘结强度、抗滑性能及耐磨性；功能性单体中采用乙烯基硅氧烷，乙烯基硅氧烷中的硅氧烷支链提升了含砂雾封层材料的疏水性能及耐水性能，优化丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺及乙烯基硅氧烷的用量，使得含砂雾封层材料同时具有较高的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能及抗渗性能。

[0068] 实施例12及实施例1的含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能高于实施例13至实施例16，平均渗水高度低于实施例1至实施例3及实施例7至实施例11实施例13至实施例16，表明在浓缩封面料中采用水性封闭型异氰酸酯及聚乙烯醇，并且优化水性封闭型异氰酸酯的用量及聚乙烯醇的分子量，进一步提升含砂雾封层材料的与基面粘结强度、抗滑性能、耐磨性能及抗渗水性能；可能因为分子量较低的聚乙烯醇具有较好的渗透性能及粘结性能，可较好地润湿浸入路面裂缝中，粘合路面裂缝中表面松散骨料，进而提升含砂雾封层材料的粘结性能；水性封闭型异氰酸酯可与聚乙烯醇发生反应，将聚乙烯醇与丙烯酸单体混合液反应形成的聚合物连接成整体，进一步提升了含砂雾封层材料对路面裂缝的粘结强度及耐久性。

[0069] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。