CN101892622A - 一种改性乳化沥青稀浆封层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性乳化沥青稀浆封层及其制备方法，特点是由阳离子乳化沥青10～20份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS 2～6份、骨料90～100份、矿粉3～5份、水5～15份和纳米填料的含量为2～8份，添加剂1～3份组成，制备方法包括以下步骤：将阳离子乳化沥青、SBS和纳米填料按：乳化沥青10～20份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS2～6份，纳米填料2～8份混合，再将混合物送入高速剪切乳化机搅拌，然后将改性乳化沥青冷却到常温，加入骨料100份、矿粉3～5份和水5～15份搅拌均匀后，得到改性乳化沥青稀浆封层，优点是能有效降低路面温度，减轻路面温度疲劳，延长路面使用寿命，能满足高温地区需要。

Description

一种改性乳化沥青稀浆封层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种乳化沥青稀浆封层，尤其是涉及一种改性乳化沥青稀浆封层及其制备方法。
背景技术
稀浆封层为采用机械设备将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层，传统的稀浆封层大多以普通乳化沥青为主，具有表面平整、行车舒适、耐磨性好、振动小、噪音低等优点，但是我国大部地区夏季最高气温高达到了35-40℃以上，沥青路面最高温度达到了60-65℃以上，在高温作用下，沥青路面迅速变形，破损严重，给交通带来巨大不便，因此普通乳化沥青稀浆封层已远不能适应公路养护事业日益发展的需要，特别是普通乳化沥青的高、低温性能明显不足，这就使我们必须研制新型乳化沥青来满足公路建设的需求，通过改性提高乳化沥青稀浆封层的热稳定性是目前解决这一问题的主要手段。
现有的改性乳化沥青稀浆封层是指添加了橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细了的胶粉等改性剂，或采用对沥青进行轻度氧化加工，从而使沥青的性能得到改善的沥青混合物，用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，一定程度上实现高温不软化，低温不开裂的功效。由于高温地区受高强度、长时间的太阳辐射作用，路面内产生对流热交换作用，使得热量在路面各层之间传递，尤其是沥青路面在高温条件下容易产生较大的温度应力，进而导致路面温度疲劳的发生。现有的改性乳化沥青稀浆封层没有从减小温度疲劳的根源——太阳辐射方向着手。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效降低路面温度，减轻路面温度疲劳，延长路面使用寿命，能满足高温地区需要的改性乳化沥青稀浆封层及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种改性乳化沥青稀浆封层，其特征在于：由以下组分按如下重量份组成：阳离子乳化沥青10～20份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS 2～6份、骨料90～100份、矿粉3～5份、水5～15份和纳米填料的含量为2～8份，添加剂1～3份。
所述的纳米填料为二氧化钛、氧化铁红或氧化铁黄中的至少一种以上，含量为2～6份。
所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS为固态热塑性橡胶高分子聚合物，含量为6份，形状为星型或线性。
所述的添加剂为硫酸铝1份。
一种制备改性乳化沥青稀浆封层的方法，包括的以下步骤：
(1)将阳离子乳化沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS和纳米填料按如下重量组分混合：乳化沥青10～20份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS2～6份，纳米填料2～8份；
(2)将混合物送入高速剪切乳化机，在160-175℃的温度下，搅拌10-15分钟，然后在2500-3500r/min的条件下连续剪切40-50分钟；
(3)将改性乳化沥青冷却到常温10-40℃后，加入骨料100份、矿粉3～5份和水5～15份，送入沥青混合料自动拌和机搅拌均匀后，得到改性乳化沥青稀浆封层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：由于采用了纳米填料，可以有效地提高改性乳化沥青稀浆封层的反射率，与普通乳化沥青稀浆封层技术相比，降低路面温度4-8℃，可以减小沥青路面温度应力及温度疲劳，降低路面的高温变形和车辙损坏，本发明所述的改性乳化沥青稀浆封层技术，可应用于各种等级公路，尤其是在高等级公路养护、罩面，更适应于夏季温度较高地区的公路。
具体实施方式
以下实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明的有益效果主要取决于纳米填料的折光指数，表1为试验可用纳米填料折光指数。
表1试验可用纳米填料折光指数比较
Figure BSA00000166918000021
Figure BSA00000166918000031
从上表可以看出：二氧化钛、氧化铁红和氧化铁黄具有较高的折光指数，加入乳化沥青后，可以有效地提高改性乳化沥青稀浆封层的反射率，在以下实施例中选择二氧化钛(TiO2)作为纳米填料。
实施例1：
阳离子乳化添沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)道路用乳化沥青技术要求，含量10份。
纳米填料：二氧化钛(TiO2)，含量2份。
矿粉：含量3份，各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定。
骨料：砂90份，各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定，矿料级配见表2。
表2矿料级配
Figure BSA00000166918000032
水：饮用水5份。
添加剂：硫酸铝1份。
SBS聚合物：线型SBS，含量6份。
制备方法如下：将阳离子乳化沥青、SBS聚合物和纳米填料按如上述质量百分比混合，送入高速剪切乳化机(LBH-3B型，长沙亚星数控技术有限公司)，在160-175℃的温度下，搅拌10-15分钟，然后在2500-3500r/min的条件下连续剪切40-50分钟；将改性乳化沥青冷却到常温10℃后，加入上述质量百分比的骨料、矿粉份和水，送入沥青混合料自动拌和机(HB-10型，江苏省沭阳县市政工程仪器厂)搅拌均匀后，得到改性乳化沥青稀浆封层，并将改性乳化沥青稀浆封层置于500W碘钨灯下，测量30分钟内温度-时间变化关系，实验结果如表3所示。
实施例2：
阳离子乳化添沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)道路用乳化沥青术要求，用量15份。
纳米填料：二氧化钛(TiO2)，含量4份。
矿粉：含量4份。各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定。
骨料：砂95份，各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定，矿料级配见表2。
水：饮用水10份。
添加剂：硫酸铝1份
SBS聚合物：线型SBS，含量6份。
制备方法如下：将阳离子乳化沥青、SBS聚合物和纳米填料按如上述质量百分比混合，送入高速剪切乳化机(LBH-3B型、长沙亚星数控技术有限公司)，在160-175℃的温度下，搅拌10-15分钟，然后在2500-3500r/min的条件下连续剪切40-50分钟；将改性乳化沥青冷却到常温20℃后，加入上述质量百分比的骨料、矿粉份和水，送入沥青混合料自动拌和机(HB-10型、江苏省沭阳县市政工程仪器厂)搅拌均匀后，得到改性乳化沥青稀浆封层，并将改性乳化沥青稀浆封层置于500W碘钨灯下，测量30分钟内温度-时间变化关系，实验结果如表3所示。
实施例3：
阳离子乳化添沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)道路用乳化沥青术要求，用量20份。
纳米填料：二氧化钛(TiO2)，含量6份。
矿粉：含量3份。各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定。
骨料：砂100份，各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定，矿料级配见表2。
水：饮用水15份。
添加剂：硫酸铝1份。
SBS聚合物：线型SBS，含量为6份。
制备方法如下：将阳离子乳化沥青、SBS聚合物和纳米填料按如上述质量百分比混合，送入高速剪切乳化机(LBH-3B型、长沙亚星数控技术有限公司)，在160-175℃的温度下，搅拌10-15分钟，然后在2500-3500r/min的条件下连续剪切40-50分钟；将改性乳化沥青冷却到常温40℃后，加入上述质量百分比的骨料、矿粉份和水，送入沥青混合料自动拌和机(HB-10型、江苏省沭阳县市政工程仪器厂)搅拌均匀后，得到改性乳化沥青稀浆封层，并将改性乳化沥青稀浆封层置于500W碘钨灯下，测量30分钟内温度-时间变化关系，实验结果如表3所示。
对比试验：
阳离子乳化添沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)道路用乳化沥青技术要求，沥青用量为10份。
纳米填料：不添加。
矿粉：含量3份。各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定。
骨料：砂100份，各项指标性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)的规定，矿料级配见表2。
水：饮用水10份。
添加剂：硫酸铝1份
SBS聚合物：不添加。
制备方法如下：将阳离子乳化沥青、骨料、矿粉和水按上述质量百分比混合，送入沥青混合料自动拌和机(HB-10型，江苏省沭阳县市政工程仪器厂)搅拌均匀后，得到乳化沥青稀浆封层，并改性乳化沥青稀浆封层置于500W碘钨灯下，测量30分钟内温度-时间变化关系，实验结果如表3所示。
表3不同纳米填料掺量对试样温度的影响
Figure BSA00000166918000051
Figure BSA00000166918000061
由上表可以看出：与普通乳化沥青稀浆封层技术相比，本发明的改性乳化沥青稀浆封层吸热性能低，能更好的降低路表温度，而且随着时间的增加，温度升高的幅度低于普通乳化沥青稀浆封层，因此更适应于夏季温度较高地区的公路。

Claims (5)

1.一种改性乳化沥青稀浆封层，其特征在于：由以下组分按如下重量份组成：阳离子乳化沥青10～20份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS 2～6份、骨料90～100份、矿粉3～5份、水5～15份和纳米填料的含量为2～8份，添加剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种改性乳化沥青稀浆封层，其特征在于：所述的纳米填料为二氧化钛、氧化铁红或氧化铁黄中的至少一种以上，含量为2～6份。
3.根据权利要求1所述的一种改性乳化沥青稀浆封层，其特征在于：所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS为固态热塑性橡胶高分子聚合物，含量为6份，形状为星型或线性。
4.：根据权利要求1所述的一种改性乳化沥青稀浆封层，其特征在于：所述的添加剂为硫酸铝，含量为1份
5.一种制备权利1所述的改性乳化沥青稀浆封层的方法，其特征在于包括的以下步骤：
(1)将阳离子乳化沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS和纳米填料按如下重量组分混合：乳化沥青10～20份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯即SBS2～6份，纳米填料2～8份；
(2)将混合物送入高速剪切乳化机，在160-175℃的温度下，搅拌10-15分钟，然后在2500-3500r/min的条件下连续剪切40-50分钟；
(3)将改性乳化沥青冷却到常温10-40℃后，加入骨料100份、矿粉3～5份和水5～15份，送入沥青混合料自动拌和机搅拌均匀后，得到改性乳化沥青稀浆封层。
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