技术领域
[0001] 本
发明涉及沥青路面材料领域,更具体地说,本发明涉及一种
乳化沥青混合料及制备方法。
背景技术
[0002] 近年来我国高速公路正处在飞速发展的时期,沥青路面作为高速公路路面材料之一,在高速公路工程建设中起主导地位,目前沥青路面使用率占世界公路工程的90%以上。现今国内大部分建成高速公路采用的沥青
混凝土路面经常出现剥落、开裂、
坑槽等病害。尤其是西部山区多发的
地震等地质灾害造成路面的破损,要求对路面快速、方便的及时修补。
一方面热拌沥青生产过程中,由于沥青加热到160~180℃,加热时间长,严重污染了环境。
另一方面热拌沥青混合料由于运输不便等原因,往往达不到修补路面的要求。而乳化沥青的生产中,沥青的加热只有120~140℃,减少了挥发性物质。此外,在常温下乳化沥青施工,避免了操作人员因灼热沥青而烧伤、烫伤的
风险,也避免了沥青
蒸汽对操作人员的熏烤。
[0003] 然而目前乳化沥青混合料的坑槽填补效果并不理想,因为中国市场上乳化沥青混合料产品参差不齐,使用性能不够稳定,普遍存在
早期强度低、成型速度慢、使用寿命短等性能
缺陷,导致其应用受到限制。虽然国内外学者对乳化沥青混合料的研究做了大量工作,但其破乳速度慢、成型速度慢的缺点仍未完全克服。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的不足,本发明提供一种乳化沥青混合料及制备方法,以解决在道路施工中破乳速度慢、成型慢引起施工效率低问题。
[0005] 为了解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:一种乳化沥青混合料,其特征在于,按重量份计,包括沥青30 50份、
水性
丙烯酸10 20~ ~
份、乳化剂2 6份、稳定剂1 4份、pH调节剂3-12份、水20 30份、
固化剂50 90份和650-1100重~ ~ ~ ~
量份集料。
[0006] 优选的,所述的乳化沥青混合料,其特征在于,按重量份计,包括沥青30 40份、水~性丙烯酸10 14份、乳化剂2 4份、稳定剂1 3份、pH调节剂4-8份、水22 26份、固化剂56 86份~ ~ ~ ~ ~
和950-1100重量份集料。
[0007] 优选的,所述沥青为70#基质沥青。
[0008] 优选的,所述水性丙烯酸为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、
硅丙乳液、叔醋乳液和叔丙乳液中至少一种。进一步地,所述水性丙烯酸为叔丙乳液。
[0009] 优选的,所述乳化剂为中裂阳离子沥青乳化剂;所述pH调节剂为
盐酸。
[0010] 优选的,所述稳定剂为聚乙烯醇、氯化
钙、甲基
纤维素中至少一种。
[0012] 优选的,按重量份计,所述固化剂包括赤泥22 30份、伊利土32 42份、
氧化钙4 8~ ~ ~份、
铝酸酯
偶联剂6 12份、铝酸盐
水泥1 5份。
~ ~
[0013] 进一步的,所述赤泥包括拜
耳法、
烧结法、亚熔盐法或联合法产生的赤泥。
[0014] 优选的,所述集料为
石灰岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、
玄武岩中至少一种。
[0015] 上述乳化沥青混合料的制备方法,包括如下步骤:S1、将沥青称重混合加热至100-150℃,以600 800rpm速率进行搅拌4 8min,得到混合~ ~
物A,备用;
S2、将乳化剂、水性丙烯酸、稳定剂、水混合加热到50 70℃并以100 200rpm速率搅拌,~ ~
并用pH调节剂调节pH值,,得到皂液B,备用;
S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1100 1900rpm速率高速剪切乳化,乳化5~ ~
12min得到乳化沥青;
S4、将集料和固化剂混合,以600 800rpm速率进行搅拌4 8min,得到混合物C;
~ ~
S5、将乳化沥青和混合物C混合,以500 600rpm速率进行搅拌2 5min,得到乳化沥青混~ ~
合料。
[0016] 优选的,所述乳化沥青和混合物C的重量比为4-10:100,优选6-8:100。
[0017] 沥青、水是两种不同物质,都具有很大的表面张
力,通常情况下,无法混合在一起形成均相混合物。乳化剂溶解在水中,能够显著降低水的表面
张力,使细小均匀的沥青颗粒与水能够形成均相混合物。稳定剂主要提高水相
粘度,在微粒上形成
界面膜,使其碰撞时不易聚结,减小沥青微粒的
沉降速度,配合乳化剂提高沥青乳液的贮存
稳定性。pH调节剂通过调节皂液适当的pH值,能增加乳化剂的活性,提高乳化能力,从而提高乳化效果。固化剂吸水量大,能与乳化沥青中的部分水发生水化反应,加快乳化沥青的破乳速度。固化剂中随着水泥和氧化钙的水化,生成Ca(OH)2等水化产物,混合物中的CaCO3和Ca(OH)2与乳化沥青中的盐酸发生反应,因而使得乳化沥青混合料具有较高的强度;同时赤泥和伊利土因含有较高的CaO和SiO2,它们中一部分结合成
硅酸二钙(C2S),赤泥和伊利土中含有相当数量的无定形铝硅酸盐物质,其中的Al2O3与SiO2迅速与水泥、氧化钙水化生成的氢氧化钙作用发生了二次水化反应,从而产生胶凝性,起到较好的促进作用,进一步提升乳化沥青混合料强度及高温性能、低温性能和水稳定性等性能。偶联剂能与混合料凝胶相有效的结合在一起,硅烷偶联剂均匀的分布在乳化沥青混合料胶凝相中,与混合料形成互穿的网络结构,硅烷偶联剂与乳化沥青、固化剂和集料之间的桥接和化学键合作用,有效的阻止了微裂纹的产生和发展,使得混合料具有更好的韧性,增强其结合力,促进强度的形成。水性丙烯酸中含有一些亲水官能团,当水性丙烯酸掺入到在混合料中会与固化剂上的亲水官能团相互结合,起到了交联的作用,从而可以起到增韧、增强的作用。
[0018] 与现有技术相比,本发明的有益效果如下:1、破乳速度快、成型快,成型强度高,从而大大提高施工效率;
2、常温下可对路面进行修复,而无需拌合站、加热、保温等处理。
具体实施方式
[0019] 以下将结合
实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020] 实施例1本实施例中,乳化沥青混合料技术方案是:
70#沥青38份、叔丙乳液14份、中裂阳离子沥青乳化剂4份、甲基纤维素2份、盐酸8份、水
25份、固化剂79份和1100重量份玄武岩集料。
[0021] 所述固化剂包括烧结法产生的赤泥30份、伊利土32份、氧化钙6份、铝酸酯偶联剂8份、铝酸盐水泥3份。
[0022] 上述乳化沥青混合料的制备方法如下:S1、将沥青称重混合加热至120℃,以700rpm速率进行搅拌6min,得到混合物A,备用;
S2、将中裂阳离子沥青乳化剂、叔丙乳液、甲基纤维素、水混合加热到65℃并以180rpm速率搅拌,并用盐酸调节pH值到3,得到皂液B,备用;
S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1600rpm速率高速剪切乳化,乳化8min得到乳化沥青;
S4、将集料和固化剂混合,以750rpm速率进行搅拌6min,得到混合物C;
S5、将乳化沥青和混合物C按重量比为6:100混合,以580rpm速率进行搅拌4min,得到乳化沥青混合料。
[0023] 实施例2本实施例中,乳化沥青混合料技术方案是:
70#沥青38份、叔丙乳液12份、中裂阳离子沥青乳化剂4份、甲基纤维素3份、盐酸8份、水
25份、固化剂79份和1100重量份玄武岩集料。
[0024] 所述固化剂包括烧结法产生的赤泥28份、伊利土34份、氧化钙6份、铝酸酯偶联剂7份、铝酸盐水泥4份。
[0025] 上述乳化沥青混合料的制备方法如下:S1、将沥青称重混合加热至120℃,以700rpm速率进行搅拌6min,得到混合物A,备用;
S2、将中裂阳离子沥青乳化剂、叔丙乳液、甲基纤维素、水混合加热到65℃并以180rpm速率搅拌,并用盐酸调节pH值到3,得到皂液B,备用;
S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1600rpm速率高速剪切乳化,乳化8min得到乳化沥青;
S4、将集料和固化剂混合,以750rpm速率进行搅拌6min,得到混合物C;
S5、将乳化沥青和混合物C按重量比为6:100混合,以580rpm速率进行搅拌4min,得到乳化沥青混合料。
[0026] 对比例1本对比例中,乳化沥青混合料技术方案是:
70#沥青38份、叔丙乳液14份、中裂阳离子沥青乳化剂4份、甲基纤维素2份、盐酸8份、水
25份、固化剂79份和1100重量份玄武岩集料。
[0027] 所述固化剂包括铝酸盐水泥79份。
[0028] 上述乳化沥青混合料的制备方法如下:S1、将沥青称重混合加热至120℃,以700rpm速率进行搅拌6min,得到混合物A,备用;
S2、将中裂阳离子沥青乳化剂、叔丙乳液、甲基纤维素、水混合加热到65℃并以180rpm速率搅拌,并用盐酸调节pH值到3,得到皂液B,备用;
S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1600rpm速率高速剪切乳化,乳化8min得到乳化沥青;
S4、将集料和固化剂混合,以750rpm速率进行搅拌6min,得到混合物C;
S5、将乳化沥青和混合物C按重量比为6:100混合,以580rpm速率进行搅拌4min,得到乳化沥青混合料。
[0029] 将实施例1、2和对比例1所得乳化沥青混合料和市面上普通乳化沥青混合料分别进行性能测试,结果分别见表1。
[0030] 表1 测试结果沥青混合料种类 破乳速度
马歇尔稳定度(KN) 动稳定度(次/mm) 冻融劈裂强度比(%)普通乳化沥青混合料 146min 3 1786 70.8
实施例1 41min 18 3468 79.8
实施例2 43min 17 3374 77.1
对比例1 86 min 5 2238 68.5
结果表明实施例1、2中乳化沥青混合料与普通乳化沥青混合料相比,具有破乳速度快、成型快、强度高的优点。冻融劈裂强度比反映的是沥青混合料的水稳定性,动稳定度反映沥青混合料的高温性能,即抗车辙能力,从上述结果可以看出实施例1和2所得乳化沥青混合料的强度、高温性能和水稳定性得到进一步提高。对比例1中固化剂由水泥代替,相比普通乳化沥青混合料虽有增强,但水稳定性没有改善。
[0031] 上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明,而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的
修改均落入本
申请所附
权利要求所限定的范围。