CN102838873B - 改性乳化沥青sma混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性乳化沥青SMA混合料，所述改性乳化沥青SMA混合料的组分具体包括：乳化沥青：7％，改性剂：0.7%，集料：90%，水泥：2.3%，所述组分按重量百分比计算。本发明实施例解决由于重交沥青和改性沥青高温老化导致的环境污染和材料性能降低的问题。

Description

改性乳化沥青SMA混合料及其制备方法

技术领域  

本发明属于沥青制备技术领域，尤其涉及一种改性乳化沥青及制备方法、SMA混合料及其制备方法。

背景技术  

公路路面大量采用沥青作为路面胶凝材料。而沥青作为胶凝材料首先要加热融化，同时，集料也要加热到200℃，然后进行拌合，在保温状态下，经过运输、摊铺、碾压，形成沥青路面。所有过程，需要消耗大量燃料，产生温室气体。同时，工程施工受气候影响严重，工序配合要求严格，材料利用率较低，浪费严重。严重污染环境和施工人员的身体健康。

发明内容   

本发明的目的在于提供一种改性乳化沥青，旨在解决现有技术提供的沥青混合料在制备过程中，产生温室气体，污染环境和施工人员健康的问题。

本发明是这样实现的，一种改性乳化沥青，所述改性乳化沥青的组分具体包括：重交沥青：50%-76%，阳离子表面活性剂：0.4%-5%，非离子表面活性剂：0.5%-3%，稳定剂：0.2-0.9%，水：30%-50%，所述组分按重量百分比计算。

作为一种改进的方案，所述阳离子表面活性剂为超支化吉米奇阳离子表面活性剂中的一种或多种，或者十二-十八烷基二甲基苄基溴化铵中一种或多种。

作为一种改进的方案，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

作为一种改进的方案，所述稳定剂为羧丙基纤维素或玉米淀粉。

作为一种改进的方案，所述改性剂为：4303或411或1502、二氯甲烷和甲苯的互溶物。

本发明实施例的另一目的在于提供一种改性乳化沥青的制备方法，所述制备方法具体包括下述步骤：

将水与稳定剂混合后，搅拌溶解，然后将阳离子表面活性剂、非离子表面活性按比例混合后，经过乳化机充分研磨形成皂液体；

将改性剂4303、611、二氯甲烷、甲苯按比例混合后，搅拌溶解成粘稠液体改性剂，备用；

分别将重交沥青加热到100℃~170℃，皂液体加热到45℃~80℃，粘稠液体改性剂加热到45℃~60℃；

将皂液体与重交沥青通过胶体磨研磨形成均匀稳定的悬浊物；

将加热的改性剂加入到悬浊物中，过磨研磨，在缓慢搅拌状态下冷却到常温储存，即得改性乳化沥青。

本发明实施例的另一目的在于提供一种改性乳化沥青SMA混合料，所述改性乳化沥青SMA混合料的组分具体包括：乳化沥青：7％，改性剂：0.7%，集料：90%，水泥：2.3%，所述组分按重量百分比计算。

本发明实施例的另一目的在于提供一种改性乳化沥青SMA混合料的制备方法，所述方法包括下述步骤：

按照预设的重量比例，配置改性型乳化沥青；

将符合要求的集料加热到130~160℃，加入到拌缸中；

将制备好的改性型乳化沥青加入到拌缸中搅拌30~90秒；

将水泥加入到所述拌缸中搅拌30~90秒，所述拌合温度控制在70-110℃，出料即得SMA混合料。

本发明实施例解决由于重交沥青和改性沥青高温老化导致的环境污染和材料性能降低的问题。

附图说明  

图1是本发明实施例提供的乳化沥青的制备方法的实现工艺图；

图2是本发明实施例提供的SMA混合料的制备方法的实现工艺图。

具体实施方式  

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，改性乳化沥青的组分具体包括：重交沥青：50%-76%，阳离子表面活性剂：0.4%-5%，非离子表面活性剂：0.5%-3%，稳定剂：0.2-0.9%，水：30%-50%，所述组分按重量百分比计算。

其中，上述各组分的具体参考物如下所述：

阳离子表面活性剂为超支化吉米奇阳离子表面活性剂中的一种或多种，或者十二-十八烷基二甲基苄基溴化铵中一种或多种；

非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；

稳定剂为羧丙基纤维素或玉米淀粉。

而且，上述重交沥青符合JTG F40-2004标准要求的石油沥青。

在本发明实施例中，按上述组分配置的乳化沥青的物理指标为：5℃延度：大于50厘米；软化点：大于80℃、针入度小于重交沥青、弹性恢复大于90%；粘附性：5级；粘韧性：大于19N.m。

图1示出了本发明实施例提供的乳化沥青的制备方法的实现工艺，其具体的步骤如下所述：

步骤S101：将水与稳定剂混合后，搅拌溶解，然后将阳离子表面活性剂、非离子表面活性按比例混合后，经过乳化机充分研磨形成皂液体。

步骤S102：将改性剂4303、611、二氯甲烷、甲苯按比例混合后，搅拌溶解成粘稠液体改性剂，备用。

步骤S103：分别将重交沥青加热到100℃~170℃，皂液体加热到45℃~80℃，粘稠液体改性剂加热到45℃~60℃。

步骤S104：将皂液体与重交沥青通过胶体磨研磨形成均匀稳定的悬浊物。

步骤S105：将加热的改性剂加入到悬浊物中，过磨研磨，在缓慢搅拌状态下冷却到常温储存，即得改性乳化沥青。

通过该制备方式制备的改性乳化沥青粘韧性大幅度超过高粘高弹改性沥青，大大提高了路面寿命。

在本发明实施例中，改性乳化沥青SMA混合料的组分具体包括：集料：90%-93%，乳化沥青：5%-9%，水泥：1%-4%，改性剂：15%-25%，所述组分按重量百分比计算。

其中，上述改性剂为：4303或411或1502、二氯甲烷和甲苯的互溶物。

该实施例中的乳化沥青为上述实施例制备的乳化沥青。

图2示出了本发明实施例提供的改性乳化沥青SMA混合料的制备方法的实现工艺图，其具体的步骤如下所述：

步骤S201：按照预设的重量比例，配置改性型乳化沥青；

步骤S202：将符合要求的集料加热到130~160℃，加入到拌缸中；

步骤S203，将制备好的改性型乳化沥青加入到拌缸中搅拌30~90秒；

步骤S204，将水泥加入到上述混合料的拌缸中搅拌30~90秒，所述拌合温度控制在70-110℃，出料即得SMA混合料，其中，该拌合温度控制为关键点。

本发明中的ＳＭＡ改性型半温拌乳化沥青混合料，其拌合温度在７０～１１０℃，有效避免了SMA沥青混合料的热老化问题，延长了道路使用寿命；避免了沥青烟气。由于采用乳化沥青，避免了沥青加热问题，因此，节能减排、大大减轻了环境污染。使得这种材料不仅可以用于道路路面建设和养护维修，而且解决了隧道、地下公路的路面施工问题。由于材料温度较低，因此延长了道路施工季节，降低了社会成本和企业经营成本。

同时，由于引入了水泥材料，使得沥青混合料具备了水泥混凝土的某些特质，解决了沥青路面温度敏感性高、抗车辙性能差的问题。

在本发明实施例中，

作为本发明的一个具体事例，下述给出三个事例进行说明：

事例一：

SMA混合料组分：以重量百分比计，乳化沥青：7％，改性剂：0.7%，集料：90%，水泥：2.3%。

制备过程：

1）将水1800g与十八烷基二甲基苄基溴化铵38g，壬基酚聚氧乙烯醚16g，按比例混合后，经过乳化机充分混合形成皂液体；

2）将水30与玉米淀粉7混合搅拌，充分溶解，并与1）混合；

3）将重交沥青3600g加热到１３０℃，步骤２）形成的液体加热到５０℃；将重交沥青、步骤２）形成的液体通过胶体磨研磨形成均匀稳定的悬浊物，加入改性剂180g经胶体磨研磨后，冷却到常温储存；

4）将符合JTG F40-2004标准要求的集料5000g加热到70-110℃，加入到拌缸中，然后将制备好的改性型乳化沥青400g加入到拌缸中搅拌30-90秒；

5）将水泥75g加入到上述混合料的拌缸中搅拌30-90秒，出料做马歇尔试验。

    事例二：

制备过程：

1）将水1500g与十八烷基二甲基苄基溴化铵33g，壬基酚聚氧乙烯醚18g，按比例混合后，经过乳化机充分混合形成皂液体；

2）将水30与玉米淀粉12混合搅拌，充分溶解，并与1）混合；

3）将重交沥青3200g加热到１３０℃，步骤２）形成的液体加热到５０℃；将重交沥青、步骤２）形成的液体通过胶体磨研磨形成均匀稳定的悬浊物，加入改性剂240g经胶体磨研磨后，冷却到常温储存；

4）将符合JTG F40-2004标准要求的集料5000g加热到70-110℃，加入到拌缸中，然后将制备好的改性型乳化沥青420g加入到拌缸中搅拌30-90秒；

5）将水泥100g加入到上述混合料的拌缸中搅拌30-90秒，出料做马歇尔试验。

事例三：

制备过程：

1）将水1300g与十八烷基二甲基苄基溴化铵45g，壬基酚聚氧乙烯醚12g，按比例混合后，经过乳化机充分混合形成皂液体；

2）将水30与玉米淀粉20混合搅拌，充分溶解，并与1）混合；

3）将重交沥青3200g加热到１３０℃，步骤２）形成的液体加热到５０℃；将重交沥青、步骤２）形成的液体通过胶体磨研磨形成均匀稳定的悬浊物，加入改性剂280g经胶体磨研磨后，冷却到常温储存；

4）将符合JTG F40-2004标准要求的集料5000g加热到70-110℃，加入到拌缸中，然后将制备好的改性型乳化沥青440g加入到拌缸中搅拌30-90秒；

5）将水泥125g加入到上述混合料的拌缸中搅拌30-90秒，出料做马歇尔试验。

试验检测结果如下：

试验项目	马歇尔稳定度	水稳定度	动稳定度
				实施例1	7.4KN	88%	4500次/mm
实施例2	8.3KN	91%	5600次/mm
				实施例3	9.9KN	90%	6200次/mm

本发明中的ＳＭＡ改性型半温拌乳化沥青混合料，其拌合温度在７０～１１０℃，有效避免了SMA沥青混合料的热老化问题，延长了道路使用寿命；避免了沥青烟气。由于采用乳化沥青，避免了沥青加热问题，因此，节能减排、大大减轻了环境污染。使得这种材料不仅可以用于道路路面建设和养护维修，而且解决了隧道、地下公路的路面施工问题。由于材料温度较低，因此延长了道路施工季节，降低了社会成本和企业经营成本。

同时，由于引入了水泥材料，使得沥青混合料具备了水泥混凝土的某些特质，解决了沥青路面温度敏感性高、抗车辙性能差的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.改性乳化沥青SMA混合料，其特征在于，以重量百分比计，所述改性乳化沥青SMA混合料的组分具体包括：乳化沥青：7％，改性剂：0.7%，集料：90%，水泥：2.3%，其中，所述乳化沥青组分具体包括：重交沥青：50%-76%，阳离子表面活性剂：0.4%-5%，非离子表面活性剂：0.5%-3%，稳定剂：0.2-0.9%，水：30%-50%，所述组分按重量百分比计算，且所有组分的总含量为100%。

2.根据权利要求1所述的改性乳化沥青SMA混合料，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为超支化吉米奇阳离子表面活性剂中的一种或多种，或者十二-十八烷基二甲基苄基溴化铵中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的改性乳化沥青SMA混合料，其特征在于，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的改性乳化沥青SMA混合料，其特征在于，所述稳定剂为羧丙基纤维素或玉米淀粉。

5.根据权利要求1所述的改性乳化沥青SMA混合料，其特征在于，所述改性剂为：4303或411或1502、二氯甲烷和甲苯的互溶物。

6.根据权利要求1所述的改性乳化沥青SMA混合料的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

按照预设的重量比例，配置改性型乳化沥青；

将符合要求的集料加热到130~160℃，加入到拌缸中；

将制备好的改性型乳化沥青加入到拌缸中搅拌30~90秒，所述拌合温度控制在70-110℃；

将水泥加入到所述拌缸中搅拌30~90秒，所述拌合温度控制在70-110℃，出料即得SMA混合料。