1.本发明属于大空隙沥青路面试验检测用密封材料技术领域，尤其涉及一种大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料。
背景技术：
2.大空隙沥青路面是一种新型的开级配沥青路面，其空隙率在18％～25％之间，是常规路面空隙率的5～6倍。透水表层下的中、下沥青面层采用密实级配沥青混凝土，并在大空隙透水性沥青面层与中面层之间设置防水粘层，同时在路肩下设置纵向侧沟和横向排水管，使雨天渗入到排水功能层的水能横向排除到路面结构以外，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高了雨天行车的安全性、舒适性；同时，大空隙沥青路面的多孔特征还可以大幅降低交通噪音和城市“热岛效应”。
3.为了评价大空隙沥青路面的透水能力，与常规密级配沥青路面要求严格封水的条件不同，大空隙沥青路面的渗水系数要求≥5000ml/min，才能达到快速排水降低雨天水膜厚度的功能性要求。而现有的密封材料比如钙基脂、橡皮泥及玻璃胶等都是针对密级配沥青路面开发的封水密封材料，一旦采用这类密封材料进行大空隙沥青路面的渗水试验，很容易造成大空隙沥青路面的人为堵孔，堵孔后的密封材料也很难清理，人为地降低了大空隙沥青路面的透水效果；同时现有密封材料密度较大，试验检测过程中不方便携带；肥皂、面粉这类密封材料只能使用一次，不能重复利用，造成成本浪费，而且颜色各异与路面颜色不一致，影响路面美观。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是提供一种密封性好、不堵孔、比重轻、颜色黑、易存放且便于重复利用的大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料及其制备方法。
5.大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料，主要由以下原料制成：粘结剂、防水腻子、凝胶剂、水、填料、染色剂、消泡剂、润湿剂、防霉剂；凝胶剂为戊二醛；填料为中空微球或者中空微球和气相白炭黑的混合物。
6.上述大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料，主要由以下重量份数的原料制成：粘结剂4～15份、防水腻子2～12份、凝胶剂1～4份、水40～60份、填料5～30份、染色剂0.25～1份、消泡剂1～2份、润湿剂0～20份、防霉剂0.15～0.75份。
7.上述大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料，主要由以下重量份数的原料制成：粘结剂7.8～12份、防水腻子3～6份、凝胶剂2～3份、水44～55份、填料6～26份、染色剂0.35～0.95份、消泡剂1.2～1.8份、润湿剂5～20份、防霉剂0.2～0.65份。
8.上述大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料，主要由以下重量份数的原料制成：粘结剂10份、防水腻子4份、凝胶剂2份、水50份、填料10份、染色剂0.85份、消泡剂1.6份、润湿剂15份、防霉剂0.4份。
9.粘结剂为聚乙烯醇；染色剂为炭黑、橡胶炭黑中的一种或其组合；消泡剂为改性硅
聚二甲基硅氧烷类；润湿剂为丙三醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇、山梨醇、二缩三丙三醇、植物油、矿物油中的一种或其组合；防霉剂为异噻唑啉类杀菌剂、卡松中的一种或其组合。
10.填料粒径为2～100μm。
11.上述大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料的制备方法，包括以下步骤：
12.(1)按配方的重量份数取出粘结剂投入反应釜中，在恒温下搅拌至粘结剂颗粒完全融化，放凉后将相应配方量的填料、消泡剂加入混合机中以混合搅拌直至均匀，充分进行发泡膨胀反应得到第一混合物；在膨化过程中加入消泡剂以降低发泡膨化过程中产生的气泡，增加膨化物的致密性。
13.(2)将第一混合物与配方量的水、凝胶剂加入混合机中混合搅拌直至均匀，得到第二混合物；其中戊二醛既是聚乙烯醇凝胶剂，同时又做为缓冲剂，维持系统的ph值达到一定的范围，使凝胶体系不可逆，ph值≥7；
14.(3)将第二混合物与配方量的防水腻子、润湿剂、染色剂、防霉剂加入混合机中混合搅拌直至均匀，即得本发明产品防堵孔超轻密封材料(第三混合物)。
15.步骤(1)中恒温为100℃，混合搅拌速度为600～800r/min、时间为20min。
16.步骤(2)中混合搅拌速度为400～600r/min、时间为10min。
17.步骤(3)中混合搅拌速度为600～800r/min、时间为30min。
18.针对目前大空隙沥青路面试验检测用密封材料存在的问题，发明人研制了一种大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料，主要由以下原料制成：粘结剂、防水腻子、凝胶剂、水、填料、染色剂、消泡剂、润湿剂、防霉剂；凝胶剂为戊二醛；填料为中空微球或者中空微球和气相白炭黑的混合物。该密封材料具有密封性好、不堵孔、比重轻、颜色黑、易存放且便于重复利用等特点。据此，发明人还建立相应制备方法。与现有技术相比，本发明的突出优势在于：
19.(1)采用戊二醛代替传统的硼酸或硼砂作为凝胶剂，制作的密封材料环保无害；同时加入了防水腻子可以更好地改善密封材料的封水效果。
20.(2)加入中空微球或者中空微球和气相白炭黑的混合物进行发泡，可以使得材料体积膨化数倍，使得材料密度很小，密度仅为0.35
‑
0.4g/cm3，方便试验携带；同时，由于其纳米级塑性材料的特性，在使用过程中可以地紧贴密闭渗水仪的侧面防止侧渗，同时也不至于粘结路面造成大空隙沥青路面堵孔。
21.(3)本发明产品成团性好、颜色黑、易存放、储存时间长、易回收、不粘手、可重复利用、不会对沥青路面产生二次污染。
具体实施方式
22.一、本发明大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料制备工艺研究
23.如前所述，本发明的制备方法分步骤将物料进行混合，避免了某些物料在一次性混合时出现团聚现象，同时也提高了各组分之间的交联效果，与特定的组分相适应，提高了成团稳定性。为了更好地展现制备工艺的研究成果，现将工艺筛选的结果列表(表1至表4)如下。
24.表1 防堵孔超轻密封材料不同混合次序影响效果优选表
[0025][0026]
表1中，(1)一次混合为：将所有配方原料一次性进行混合加工；(2)两次混合为：按照制备要求得到第一混合物后，将第一混合物与剩下配方原料全部进行混合加工；(3)三次混合为：优选得到的发明内容所述制备方法。
[0027]
表2 第一混合物搅拌时间和速度影响效果优选表
[0028][0029][0030]
由表2可得，当搅拌时间较短、搅拌速度较低时，第一混合物搅拌不够充分、混合不均(如搅拌时间5～15min，搅拌速度300～700r/min)；当搅拌时间较短，搅拌速度设置过高时，容易造成仪器烧机，损伤仪器(如搅拌时间5～15min，搅拌速度800～1100r/min)；当搅拌时间较长，搅拌速度设置过低时，易造成降低生产效率、搅拌存在部分不均匀情况(如搅拌时间20～35min，搅拌速度300～500r/min)；当搅拌时间较长，搅拌速度设置过高时，虽搅拌充分、均匀，但易降低生产效率、增加生产成本(如搅拌时间30～35min，搅拌速度900～1100r/min)。故综合上述，优选地采用搅拌时间20min，搅拌速度600～800r/min的工艺进行第一混合物生产。
[0031]
表3 第二混合物搅拌时间和速度影响效果优选表
[0032][0033]
由表3可得，当搅拌时间较短、搅拌速度较低时，第二混合物搅拌不够充分、混合不均(如搅拌时间5～15min，搅拌速度200～700r/min)；当搅拌时间较短，搅拌速度设置过高时，容易造成仪器烧机，损伤仪器(如搅拌时间5min，搅拌速度800r/min)；当搅拌时间较长，搅拌速度设置过低时，易造成降低生产效率、搅拌仍存在部分不均匀情况(如搅拌时间15min，搅拌速度200r/min)；当搅拌时间较长，搅拌速度设置过高时，虽然搅拌充分均匀，但易降低生产效率、增加生产成本(如搅拌时间20min，搅拌速度200～800r/min)。故综合上述，优选地采用搅拌时间10min，搅拌速度400～600r/min的工艺进行第二混合物生产。
[0034]
表4 第三混合物搅拌时间和速度影响效果优选表
[0035][0036]
由表4可得，当搅拌时间较短、搅拌速度较低时，得到的防堵孔超轻密封材料搅拌不够充分、混合不均(如搅拌时间15～25min，搅拌速度300～900r/min)；当搅拌时间较短，搅拌速度设置过高时，容易造成仪器烧机，损伤仪器(如搅拌时间15min，搅拌速度900～1000r/min)；当搅拌时间较长，搅拌速度设置过低时，易造成降低生产效率、搅拌仍存在部分不均匀情况(如搅拌时间30～45min，搅拌速度300r/min)；当搅拌时间较长，搅拌速度设置过高时，虽然搅拌充分均匀，但易降低生产效率、增加生产成本(如搅拌时间30～45min，搅拌速度600～1100r/min)。故综合上述，优选地采用搅拌时间30min，搅拌速度600～800r/min的工艺进行第三混合物(防堵孔超轻密封材料)生产。
[0037]
二、制备实施例
[0038]
实施例1
[0039]
1、配方(重量配比)：粘结剂10份、防水腻子4份、凝胶剂2份、水50份、填料10份、染色剂0.85份、消泡剂1.6份、润湿剂15份、防霉剂0.4份；其中，粘结剂为聚乙烯醇0588型，厂家：上海紫一试剂厂，凝胶剂为1,5
‑
戊二醛，厂家为：湖北荆洪生物科技股份有限公司，填料为疏水气相二氧化硅hb
‑
152，厂家：湖北汇富纳米材料股份有限公司，染色剂为色素炭黑，高色素碳黑br408，厂家为：天津亿博瑞化工有限公司，消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷351，厂家：上海紫一试剂厂，润湿剂为丙二醇和甘油混合物，1,2
‑
丙二醇，厂家为：广东亿隆实业有限公司，1,2,3
‑
丙三醇，厂家为：广东亿隆实业有限公司，防霉剂为卡松zb104，厂家：山东万化天合新材料有限公司。
[0040]
2、制法
[0041]
(1)按配方的重量份数取出粘结剂投入反应釜中，在恒温100℃下搅拌至粘结剂颗粒完全融化，放凉后将相应配方量的填料、消泡剂加入混合机中以600～800r/min的速度搅拌20min直至均匀，充分进行发泡膨化反应得到第一混合物；
[0042]
(2)将所述第一混合物与配方量的水、凝胶剂加入混合机中以400～600r/min的速度搅拌10min直至均匀，得到第二混合物；
[0043]
(3)将所述第二混合物与配方量的防水腻子、润湿剂、染色剂、防霉剂加入混合机中以600～800r/min的速度搅拌30min直至均匀，得到所述大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料。
[0044]
实施例2
[0045]
1、配方(重量配比)：粘结剂9份、防水腻子3份、凝胶剂2份、水52份、填料9份、染色剂0.85份、消泡剂1.6份、润湿剂16份、防霉剂0.4份；其中，粘结剂为聚乙烯醇0588型，厂家：上海紫一试剂厂，凝胶剂为1,5
‑
戊二醛，厂家为：湖北荆洪生物科技股份有限公司，填料为疏水气相二氧化硅hb
‑
152，厂家：湖北汇富纳米材料股份有限公司，染色剂为色素炭黑，高色素碳黑br408，厂家为：天津亿博瑞化工有限公司，消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷351，厂家：上海紫一试剂厂，润湿剂为丙二醇和甘油混合物，1,2
‑
丙二醇，厂家为：广东亿隆实业有限公司，1,2,3
‑
丙三醇，厂家为：广东亿隆实业有限公司，防霉剂为卡松zb104，厂家：山东万化天合新材料有限公司。
[0046]
2、制法
[0047]
(1)按配方的重量份数取出粘结剂投入反应釜中，在恒温100℃下搅拌至粘结剂颗粒完全融化，放凉后将相应配方量的填料、消泡剂加入混合机中以600～800r/min的速度搅拌20min直至均匀，充分进行发泡膨化反应得到第一混合物；
[0048]
(2)将所述第一混合物与相应配方量的水、凝胶剂加入混合机中以400～600r/min的速度搅拌10min直至均匀，得到第二混合物；
[0049]
(3)将所述第二混合物与配方量的防水腻子、润湿剂、染色剂、防霉剂加入混合机中以600～800r/min的速度搅拌30min直至均匀，得到所述大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料。
[0050]
三、实施例产品性能分析
[0051]
对上述实施例的防堵孔超轻密封材料进行性能测试，试验路段选用大空隙沥青路面，并选择常用的黄油、发酵面粉及玻璃胶作为对比进行产品性能分析，结果如表5。
[0052]
表5大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料的性能测试结果
[0053][0054][0055]
分析表5可知，本发明的防堵孔超轻密封材料在经过多次重复利用后，进行大空隙沥青路面渗水试验时的渗水系数基本保持不变，而其它密封材料在经过3次重复利用后，渗水系数增加明显，发酵面粉则由于水分过多导致直接无法回收利用。这说明本发明的防堵孔超轻密封材料密封效果良好，可多次重复利用。此外，实施例1、实施例2、钙基脂、发酵面粉及玻璃胶的存储时间分别为12个月、12个月、36个月、1个小时及8个月，均满足渗水试验的施工时间要求(发酵面粉除外)。最后，本发明的防堵孔超轻密封材料密度最小，质量轻、方便渗水试验测试携带；不粘手，方便渗水试验操作，减轻实验人员工作负担；同时不粘结沥青路面，堵塞大空隙沥青路面表面开口，具有其它密封材料不可比拟的优势，防止人为堵孔。
[0056]
综上，相较于传统的沥青渗水试验密封材料，本发明提供的大空隙沥青路面渗水试验防堵孔超轻密封材料可以很好地适用于大空隙沥青路面，可以解决传统密封材料堵孔、携带不方便等问题。该产品密度小、不堵孔、成团性好、颜色黑、易存放、储存时间长、易回收、不粘手、可重复利用、并且不会对沥青路面产生二次污染，在大空隙沥青混合料渗水试验技术领域具有很高的实用价值和推广价值。