CN103525108B - 一种高模量冷拌沥青及其制备方法、以及其混合料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高模量冷拌沥青及其制备方法、以及其混合料，所述沥青组合物按质量百分数组成包括，石油沥青58-60份、聚合物1.5-3.0份、1.5-2.5份的相容剂、乳化剂1.0-2.5份、界面修复剂0.3-1.2份，所述乳化剂为极性基团和非极性基团的双子结构。本技术提高了乳化沥青冷拌混合料和冷再生混合料的模量,该混合料可作为新建道路及改扩建道路的基层、下面层、中面层的材料或用于高等级公路的结构修补；为高等级公路的结构修补找到一种方便、可采用100%再生料的节能、环保的解决方案；快速凝结的方案缩短工期，节约成本。

Description

一种高模量冷拌沥青及其制备方法、以及其混合料

技术领域

本发明属于道路路面材料领域，具体涉及一种改性的高模量冷拌冷铺沥青、含有此沥青的混合料及其制备方法。

背景技术

我国公路网总里程已达到450万公里，大部分公路将逐渐进入大修、中修期，这将产生大量的废旧混合料。按照5%的维修、改建率计算，每年废旧沥青混合料将产生2亿多吨，其经济价值据粗略估算可达20亿元以上，但是由于我国旧路面的再生利用技术还不成熟，利用率仅为10%～20%。

从我国的“十二五”规划中，对道路养护做了详细的规划纲要：

——2010年养护总投资5227亿，2015年7738亿，2020年11053亿；

——每年对不少于3.5万公里的国省干线进行综合改造；

——高速公路平均路面使用性能指数POI大于95；

——高速公路养护废旧路面材料循环利用率达到40%，国省干线达到70%。

在未来十年，我国2000年前后修建的高速公路将相继进入大修期，同时加上部分新建高速公路，根据相关统计，预计到2020年用于新建、养护的沥青混合料每年将超过5亿吨，废旧路面材料每年达到1亿吨。材料资源消耗严重、循环利用率低（目前我国循环利用率仅10%～20%，而发达国家已达到80%以上），需要更加重视“资源节约、环境友好”的技术理念。但是，结合当前我国社会发展和高速公路技术水平现状来看，仍面临巨大挑战。

由此可以看出，政府已经将道路养护地具体目标放入政府工作报告中，从政策和资金共同进行了确定，养护将是快速增长的需求和市场。更为重要的是如何实现“资源节约、环境友好”的技术理念，则需要更多和更有效的养护技术、材料来保证养护的高效、节约和环保。

随着高速公路里程的不断增加，交通量的不断增大，早期高速公路的结构病害逐渐显现，高速公路的养护循环也开始形成；同时，政府对节能环保政策的逐步实施，原材料成本的不断升高，冷拌混合料的使用将迅速增加，特别是使用冷拌合和冷再生混合料进行结构修补、基层改扩建的应用量将越来越大。而目前的材料无法满足高等级公路——特别是重载交通的要求，只能将其作为基层使用，使冷拌技术的应用受到极大的限制。

现有技术中冷拌沥青技术主要分为两种，泡沫沥青冷拌及冷再生技术、乳化沥青冷拌及冷再生技术。其中泡沫沥青冷拌及冷再生技术，1928年德国注册了第一个制造沥青泡沫的专利，1956年美国Iowa州立大学的Csanyi教授首次将泡沫沥青用作道路稳定土基层的稳定剂注册专利，1968年澳大利亚MobilOil公司以冷水代替热蒸汽改进了原有生产工艺并于1971年注册专利。目前,国内主要由德国Wirtgen公司进行技术推广,其主要应用为泡沫冷再生。其连续级配，现场空隙率8-11%,冷拌的静态模量900-1200；再生的静态模量800-1100。此技术方案的不足在于，混合料模量低、泡沫沥青混合料抗水性能较差（冻融劈裂强度比很难大于75%）、沥青发泡技术需要专用设备，且对沥青选择比较严格、泡沫沥青生产后必须马上使用，不能储存。

另一种技术为乳化沥青冷拌及冷再生技术，其多采用开级配或半开级配,现场空隙率9-12%,冷拌的静态模量1100-1800；再生的静态模量1000-1500。目前,冷拌混凝土技术应用量极小,特别是在高等级公路中没有应用,乳化沥青冷再生技术在美国和欧洲从上世纪70年代开始大面积应用,中国从上世纪90年代末开始研究,2005年江西昌九高速公路第一次正式使用该技术。此技术的不足之处在于：混合料模量低、混合料现场空隙率较大，抗水性能较差（冻融劈裂强度比很难大于75%）、混合料破乳凝结速度较慢，强度上升慢，工期长和等待交通开放的时间长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有乳化沥青冷拌混合料和冷再生混合料的模量低，抗水性能差，无法应用于高等级公路的下面层的问题。

为解决上述问题本发明采取如下的技术方案：

一种高模量冷拌沥青，所述沥青组合物按质量百分数组成包括，石油沥青58-60份、聚合物1.5-3.0份、1.5-2.5份的相容剂、乳化剂1.0-2.5份、界面修复剂0.3-1.2份，所述乳化剂为极性基团和非极性基团的双子结构。

所述一种高模量冷拌沥青的优选方案为，所述沥青包括质量百分比为0.2-0.3份的主动型抗剥落剂。

所述一种高模量冷拌沥青的优选方案为，所述沥青包括质量百分比为0.02-0.06份的乳液稳定剂、沥青稳定剂0.04-0.08份。

所述沥青的优选方案为，所述界面修复剂是指脂肪酸，树脂酸机及其衍生物，烷基胺，烷基酰胺，烷基季铵盐，烷基咪唑啉，烷基喹啉，烷基甜菜碱，木质酰胺，木质咪唑啉，木质喹啉中，环烷酸的一种或两种以上。其中脂肪酸可以为月桂酸，棕榈酸，油酸，亚油酸，硬脂酸等C12到C22有机脂肪酸；树脂酸及其衍生物是指塔尔油脂肪酸或其胺类反应物；烷基胺，烷基酰胺，烷基季铵盐，烷基咪唑啉，烷基喹啉，烷基甜菜碱是指碳8到碳22的有机胺类物质。

所述沥青的优选方案为，所述主动型抗剥落剂是指烷基胺，烷基酰胺，烷基吡咯，烷基咪唑，烷基噻唑，烷基咪唑啉烷基喹啉，塔尔油脂肪胺，塔尔油咪唑，塔尔油吡咯，塔尔油噻唑中的一种或两种以上。其中烷基胺，烷基酰胺，烷基吡咯，烷基咪唑，烷基咪唑啉，烷基噻唑，烷基喹啉中的烷基所指为碳12到碳22的饱和烷烃或不饱和烷烃。

所述沥青的优选方案为，所述聚合物是按质量百分比为：包含30～50％通式为(AB)nX的星型嵌段共聚物、50～70％通式为ABA的线型嵌段共聚物、0～10％的合成橡胶中的一种或几种任意比例的组合；其中星型嵌段共聚物重均分子量为20～30万，线型嵌段共聚物重均分子量为10～15万，合成橡胶重均分子量为10～15万；在通式(AB)nX和ABA中，A是由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯或乙烯基吡啶聚合得到的链段，B是由丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯或2,3-二甲基丁二烯聚合得到的链段；在通式(AB)nX中n为3或4，X为带有3或4个官能基的偶联剂残基；在通式(AB)nX和ABA中A组分所占质量百分比为20－40％；所述合成橡胶是乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、或顺式异戊橡胶中的一种或两种以上的组合。

所述沥青的优选方案为，所述稳定剂是有机过氧化合物、有机偶氮化合物、硫磺粉、有机多硫化物、有机磺酸化合物或金属氧化物中的一种或两种以上的组合。

所述沥青的优选方案为，所述相容剂是指反序工艺精制润滑油时的副产物溶剂抽出油或石油催化裂化回裂油的溶剂抽出油中的一种或两种的组合，其中溶剂指N-甲基吡咯烷酮、糠醛或酚类溶剂，抽出油芳香分含量大于90％。

所述沥青的优选方案为，所述乳液稳定剂是指羧甲基纤维素醚类增稠剂（数均分子量为250000），羟乙基纤维素醚类增稠剂（数均分子量为250000），羧甲基纤维素钠（数均分子量为6400±1000），聚乙烯醇类增稠剂（数据分子量为80000左右），聚氨酯类增稠剂（数均分子量为2000-20000），聚乙二醇（数均分子量为1000-10000），气合二氧化硅（平均一次粒子直径7-20nm），膨润土，聚丙烯酰胺类增稠剂（数均分子量为600万-2000万），壳聚糖，汉生胶，葡聚糖，氯化钙中的一种或两种以上组合。所述膨润土具体可为钠基膨润土或钙剂膨润土。

所述沥青的优选方案为，所述乳化剂是指含有烷基胺，烷基酰胺，烷基季铵盐，烷基咪唑啉，烷基喹啉，烷基甜菜碱，塔尔油脂肪胺，木质胺，木质酰胺，木质素季铵盐，木质咪唑啉，木质喹啉，木质甜菜碱中一种或一种以上的阳离子表面活性剂和一种或两种以上的非离子表面活性剂。所述烷基阳离子表面活性剂的碳链可为8-22个碳原子；所述非离子表面活性剂可为烷基酚聚氧乙烯醚（烷基碳链长度为6-20个碳，PEO数为10-60），聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂(数均分子量可为430左右)，失水山梨醇脂肪酸脂和脂肪醇聚氧乙烯醚（碳链长度为8-18个，其中脂肪醇可为碳原子数12-18的醇）。其中聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂具体可为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸脂，聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸脂或聚氧乙烯失水山梨醇油酸脂；所述失水山梨醇脂肪酸脂可为失水山梨醇月桂酸脂，失水山梨醇硬脂酸脂或失水山梨醇油酸脂。

本发明还涉及沥青的制备方法，包括以下的制备步骤，其中所述含量为质量百分数，1）将58-60份的石油沥青加热到175～185℃至流动状态，在搅拌状态下一次加入1.5-2.5份相容剂，1.5-3.0份的聚合物，再通过转速为2000～4000RPM的胶体磨研磨，接着在搅拌状态下溶胀2～10小时，然后加入0.04-0.08份的沥青稳定剂，反应1～5小时，得到生产乳化沥青的改性沥青；2）使用0.02-0.06份的乳液稳定剂、1-2.5份乳化剂和0.3-1.2份界面修复剂配置乳化沥青生产用皂液，最终皂液温度控制在45～60℃之间，皂液pH值控制在1.8～3.5之间，将步骤1）制得的改性沥青与皂液通过转速为2000～4000RPM的胶体磨研磨，得到最终乳化沥青产品。

所述沥青制备方法的优选方案为，在步骤2）后添加0.2-0.3质量份数的主动抗剥落剂，搅拌30-60分钟得到最终乳化沥青产品。

本发明还涉及一种沥青的混合料，此混合料中各成分及其质量份数为：90-98份的集料，为新鲜石料与再生料中的一种或两种的混合、水泥4-8份、预拌水2-5份、权利要求1所述的乳化沥青5-7.5份。

所述沥青混合料的优选方案为，所述混合料为连续密实级配。

所述沥青混合料的优选方案为，所述冷拌混合料的动态模量（15℃，10Hz）大于8000MPa；其设计空隙率为3-8%，现场空隙率4-10%。

上述沥青的制备方法中，步骤1）后得到的改性沥青，其技术指标见表1。

表1原料沥青指标要求

本发明所述沥青制备方法所得到的最终乳化沥青产品需达到的技术指标，见表2。

表2乳化沥青技术指标要求

本发明还涉及上述沥青的混合料，此混合料中各成分及其质量份数为：新鲜石料或再生料90-98份、水泥4-8份、预拌水2-5份、乳化沥青5-7.5份。

上述混合料的优选方案为，采用连续级配进行设计，当集料为100%新鲜石料时，乳化沥青用量6.5-7.5%，其级配满足表3的要求；当集料为100%再生料时，乳化沥青用量5.0-6.5%，其级配满足表4的要求。

表3100%新鲜石料级配要求

表4100%再生料级配要求

上述混合料的制备方法为，常温机械强制拌合，拌合时间不少于45s；湿毛巾苫盖养生不少于60min，旋转压实次数为100次或马歇尔击实双面各45次。试件养生条件采用将压实后的试件在60℃养生至恒重，但时间不要超过48小时，不少于36小时。恒重的定义为2个小时的重量损失小于0.05%。养生后，在常温下将试件冷却至少12小时，最长不超过24小时。其体积特性和性能要求见表5。

表5混合料体积特性和性能要求

项目	单位	指标
			孔隙率Va	%	4-10
动态模量，15℃，10Hz，Min	MPa	8000
			抗压回弹模量，15℃，Min	MPa	2000
马歇尔稳定度，60℃，Min	KN	8
			干劈裂强度，25℃，Min	MPa	0.2
浸水24h劈裂强度，15℃，Min	MPa	0.5
			车辙，60℃，Min	次/mm	1000
低温应变，-10℃，Min	με	1800
			冻融劈裂强度比，Min	%	75
扫刷质量损失，Min	%	<0.2

本发明的有益效果为：

1、混合料模量得到提高

在沥青中添加了使沥青颗粒快速成膜的界面修复剂，由于控制了分子大小，此种添加剂在沥青表面定向排布时，可以很好地隐藏在更稳定的表面活性剂内。一旦沥青遇石料破乳，界面修复剂开始发挥作用，他可以很好的帮助沥青颗粒相互快速连接，从而形成连续且更为牢固的沥青膜，同时，界面修复剂也能够帮助深入骨料表面的微孔中的沥青颗粒破乳时与石料表面的沥青膜连续连接而形成整体，进一步提高粘结性能，最终提高了沥青与石料间的界面强度。

本发明沥青中的乳化剂为极性基团和非极性基团的双子结构，使得沥青微粒、矿物填料在骨料表面的沉积迅速，排布方向，有了规律性。在这个过程中，极性的沥青微粒首先沉积在骨料表面，由于沥青颗粒本身斥力的存在，此时的矿物填料更易于在已形成的沥青膜上沉积，无机填料取代沥青成为这一时间内沉积的主体，在此过程中，需要更多的极性相反的矿物填料，使有机物与无机物能够形成一种复合型结构膜，通过化学作用力使矿料与沥青颗粒形成更厚、更牢固的结构沥青膜。

冷拌混合料采用连续密实级配，可以使用更多的无机填料填充矿料间隙，混合料设计空隙率为3-8%，现场空隙率4-10%；同时，无机填料与沥青能够形成一种复合型结构膜，通过化学作用力使填料与沥青颗粒形成更厚、更牢固的结构沥青膜。更小的空隙率加上更厚的结构沥青膜，大幅提高混合料的模量。

2、抗水性能提高

相比较传统的在沥青相添加的被动型抗剥落剂，我们采用的主动型抗剥落剂可以在乳化体系中使用，它一方面可以牵引沥青微粒主动吸附于石料表面，同时由于主动型抗剥落剂本身相对于石料的静电作用力远大于水相对于石料的氢键作用力，乳化沥青颗粒具有一定的趋水作用，它可以帮助沥青颗粒和石料表面之间形成更为牢固的化学作用力。

无机填料与乳液中的水分发生水化反应，消耗乳液中的部分水分，沥青中的界面修复剂与无机填料共同作用，为材料在使用过程中的定向排布增加了接力点，支撑了沥青材料在混合料排水后所形成毛细孔的再分布。避免水化反应和水分蒸发破乳后在结构沥青膜上形成的空隙，阻止产生或降低不连续的界面结构（不连续的结构沥青膜），从而阻止或延缓静态和动态水的侵入和对沥青的置换。

本专利冷拌混合料采用连续密实级配，可以使用更多的无机填料矿料间隙，混合料设计空隙率为3-8%，现场空隙率4-10%，则大幅降低连通空隙率，减少行车荷载作用下动水压力的形成，从而提高混合料的抗水性能。

3、提高了固结速度

通过添加界面修复剂，沥青颗粒主动吸附、快速成膜，解决冷拌混合料固结时间较长，强度形成过慢的问题。

基于本混合料中可以使用更多剂量的无机填料，无机填料更易于在已形成的沥青膜上沉积，无机填料取代沥青成为这一时间内沉积的主体，使得沥青破乳成膜后，无机和矿物填料与沥青形成的胶浆体系化学固结作用增强，减少了沥青胶浆的固结时间，增加了混合料强度形成的速度。

本技术提高乳化沥青冷拌混合料和冷再生混合料的模量,该混合料可作为新建道路及改扩建道路的基层、下面层、中面层的材料或用于高等级公路的结构修补；为高等级公路的结构修补找到一种方便、可采用100%再生料的节能、环保的解决方案；快速凝结的方案缩短工期，节约成本。

具体实施方式

以下实施例用于进一步解释本发明。

实施例1

乳化沥青中所采用的原料如下：70#重交沥青（58份），糠醛抽出油（2份），SBS为1301（2份），单质硫（0.05份）；阳离子表面活性剂为1-羟乙基-2-十七烯基咪唑啉甜菜碱（1.0份），十六烷基三甲基氯化铵（0.5份）；非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚（1.0份）；稳定剂为汉生胶及氯化钙（0.05份）；界面修复剂为塔尔油脂肪酸（1.2份）；主动型抗剥落剂为十八烷基氨乙基哌嗪（0.25份）。

将重交沥青加热到180摄氏度，按重量百分比一次性添加所需相容添加剂糠醛抽出油和聚合物1301SBS。将混合物通过3300RPM的胶体磨以加快生产速度。将过磨后的混合物继续在搅拌的条件下使SBS改性物充分溶胀4小时。加入所需单质硫继续反映3小时。最后加入塔尔油脂肪酸搅拌均匀，从而得到所需原料沥青，计量备用。

本实例制备的改性沥青性能参数，见表6所示。

表6原料沥青检测结果

将稳定剂汉生胶溶于50～60℃的热水中，按5:1000稀释备用。

将阳离子表面活性剂1-羟乙基-2-十七烯基咪唑啉甜菜碱，十六烷基三甲基氯化铵；非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚（PEO-30）以及稳定剂氯化钙和汉生胶配置的浓缩液溶于60度的热水中配制皂液，并用工业盐酸调节pH到2.0。

将计量好的沥青和皂液同时经过胶体磨，后通过静态混合器将主动型抗剥落剂十八烷基氨乙基哌嗪添加到沥青乳液，冷却至室温得到乳化沥青成品。

本实例制备的乳化沥青性能参数，见表7所示。

表7乳化沥青检测结果

采用100%新鲜石灰岩石料，各档石料、填料及沥青用量见表8，混合料合成级配见表9。

表8石料、填料及沥青用量

	10-20mm	5-10mm	0-5mm	水泥	预拌用水量	乳化沥青
							重量份（%）	30	26.0	38	4.0	2.5	7.3

表9混合料合成级配

混合料设计阶段，常温机械强制拌合，有效拌合时间为60s；湿毛巾苫盖养生120min，旋转压实次数为100次。

试件养生条件采用将压实后的试件在60℃恒温烘箱中养生48小时。养生后，在常温下将试件冷却24小时。其体积特性和性能检测结果见表10。

表10混合料体积特性和性能检测结果

项目	单位	结果	指标
				孔隙率Va	%	5.2	4-10
动态模量，15℃，10Hz，Min	MPa	9676	8000
				抗压回弹模量，15℃，Min	MPa	2280	2000
马歇尔稳定度，60℃，Min	KN	11.2	8
				干劈裂强度，25℃，Min	MPa	0.32	0.2
浸水24h劈裂强度，15℃，Min	MPa	0.94	0.5
				车辙，60℃，Min	次/mm	2031	1000
低温应变，-10℃，Min	με	2530	1800
				冻融劈裂强度比，Min	%	82.9	75
扫刷质量损失，Min	%	0.06	<0.2

实施例2：

乳化沥青中所采用的原料如下：90#重交沥青（60份），糠醛抽出油（1.5份），SBS为4301（1.5份），单质硫（0.04份）；阳离子表面活性剂为塔尔油咪唑啉（0.8份），十八烷基三甲基氯化铵（0.5份）；非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚（PEO-50）（0.8份）；稳定剂为1,3-β-葡聚糖（0.02份）；界面修复剂为亚油酸（0.7份）；主动型抗剥落剂为5-羟乙基-N-十六烷基咪唑啉(0.3份)。

将重交沥青加热到175摄氏度，按重量百分比一次性添加所需相容添加剂糠醛抽出油和聚合物43011SBS。将混合物通过2800RPM的胶体磨以加快生产速度。将过磨后的混合物继续在搅拌的条件下使SBS改性物充分溶胀4小时。加入所需单质硫继续反映2小时。最后加入亚油酸搅拌均匀，从而得到所需原料沥青，计量备用。

本实例制备的改性沥青性能参数如上表11所示

表11原料沥青检测结果

将上述稳定剂1,3-β-葡聚糖溶于50～60℃的热水中，按5:1000稀释备用。

将上述阳离子表面活性剂塔尔油咪唑啉，十八烷基三甲基氯化铵，非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚（PEO-50）以及稳定剂1,3-β-葡聚糖配置的浓缩液溶于60度的热水中配制皂液，并用工业盐酸调节pH到2.5。

将计量好的沥青和皂液同时经过胶体磨，后通过静态混合器将主动型抗剥落剂5-羟乙基-N-十六烷基咪唑啉添加到沥青乳液中，冷却至室温得到乳化沥青成品。

本实例制备的乳化沥青性能参数如上表12所示

表12乳化沥青检测结果

采用100%再生料，再生料采用机械筛分方式分为粗、细2挡，各档再生料、填料及沥青用量见表13，混合料合成级配见表14。

表13再生料、填料及沥青用量

	再生料	水泥	预拌水用量	乳化沥青
					重量份(%)	96.0	6.0	3.0	5.1

表14混合料合成级配

混合料设计阶段，常温机械强制拌合，有效拌合时间为60s；湿毛巾苫盖养生120min，旋转压实次数为100次。

试件养生条件采用将压实后的试件在60℃恒温烘箱中养生48小时。养生后，在常温下将试件冷却24小时。其体积特性和性能要结果见表15。

表15混合料体积特性和性能检测结果

项目	单位	结果	指标
				孔隙率Va	%	9.7	4-10
动态模量，15℃，10Hz，Min	MPa	8483	8000
				抗压回弹模量，15℃，Min	MPa	2167	2000
马歇尔稳定度，60℃，Min	KN	9.5	8
				干劈裂强度，25℃，Min	MPa	0.29	0.2
浸水24h劈裂强度，15℃，Min	MPa	0.82	0.5
				车辙，60℃，Min	次/mm	1455	1000
低温应变，-10℃，Min	με	2790	1800
				冻融劈裂强度比，Min	%	77.4	75
扫刷质量损失，Min	%	0.10	<0.2

实施例3：

本实施提供的乳化沥青中所采用的原料如下：90#重交沥青（59份），糠醛抽出油（2.5份），SBS为4303（3.0份），单质硫（0.08份）；阳离子表面活性剂为1-羟乙基-2-棕榈酸咪唑啉甜菜碱（0.5份），木质素咪唑啉（0.5份）；稳定剂为羟乙基纤维素醚（数均分子量为250000）（0.06份）；界面修复剂为环烷酸（0.3份）；主动型抗剥落剂为组胺磷酸盐（0.2份）。

将重交沥青加热到185摄氏度，按重量百分比一次性添加所需相容添加剂糠醛抽出油和聚合物1301SBS。将混合物通过3800RPM的胶体磨以加快生产速度。将过磨后的混合物继续在搅拌的条件下使SBS改性物充分溶胀4小时。加入所需单质硫继续反映4小时。从而得到所需原料沥青，计量备用。

本实例制备的改性沥青性能参数如上表16所示。

表16原料沥青检测结果

将上述稳定剂羟乙基纤维素醚溶于冷水中，按1:100稀释备用。

将上述阳离子表面活性剂1-羟乙基-2-棕榈酸咪唑啉甜菜碱，木质素咪唑啉，主动型抗剥落剂组胺磷酸盐以及稳定剂羟乙基纤维素醚配制的浓缩液溶于60度的热水中配制皂液，并用工业盐酸调节pH2.2。

将计量好的界面修复剂通过静态混合器添加入沥青后连同皂液共同经过胶体磨，乳化得到沥青乳液，冷却至室温得到乳化沥青成品。

本实例制备的乳化沥青性能参数如上表17所示。

表17乳化沥青检测结果

采用100%再生料，再生料采用机械筛分分为3挡，各档再生料、填料及沥

青用量见表18，混合料合成级配见表19。

表18再生料、填料及沥青用量

	再生料	水泥	预拌水用量	沥青
					重量份（%）	92	8.0	4.2	5.4

表19混合料合成级配

混合料设计阶段，常温机械强制拌合，有效拌合时间为60s；湿毛巾苫盖养生120min，旋转压实次数为100次。

试件养生条件采用将压实后的试件在60℃恒温烘箱中养生48小时。养生后，在常温下将试件冷却24小时。其体积特性和性能要结果见表20。

表20混合料体积特性和性能检测结果

项目	单位	结果	指标
				孔隙率Va	%	7.2	4-10
动态模量，15℃，10Hz，Min	MPa	9041	8000
				抗压回弹模量，15℃，Min	MPa	2755	2000
马歇尔稳定度，60℃，Min	KN	10.3	8
				干劈裂强度，25℃，Min	MPa	0.33	0.2
浸水24h劈裂强度，15℃，Min	MPa	0.86	0.5
				车辙，60℃，Min	次/mm	1843	1000
低温应变，-10℃，Min	με	2119	1800
				冻融劈裂强度比，Min	%	78.3	75
扫刷质量损失，Min	%	0.11	<0.2

Claims (5)

1.一种高模量冷拌沥青，其特征在于：所述沥青组合物按质量份数组成包括：石油沥青58-60份，聚合物1.5-3.0份，1.5-2.5份的相容剂，乳化剂1.0-2.5份，界面修复剂0.3-1.2份，0.2-0.3份的主动型抗剥落剂，0.02-0.06份的乳液稳定剂，沥青稳定剂0.04-0.08份；

所述乳化剂是指含有烷基胺、烷基酰胺、烷基季铵盐、烷基咪唑啉、烷基喹啉、烷基甜菜碱、塔尔油脂肪胺、木质胺、木质酰胺、木质素季铵盐、木质咪唑啉、木质喹啉、木质甜菜碱中一种或两种以上的阳离子表面活性剂和一种或两种以上的非离子表面活性剂；

所述界面修复剂是塔尔油脂肪酸、亚油酸、环烷酸中的一种；

所述主动型抗剥落剂是指烷基胺、烷基酰胺、烷基吡咯、烷基咪唑、烷基噻唑、烷基咪唑啉、烷基喹啉、塔尔油脂肪胺、塔尔油咪唑、塔尔油吡咯、塔尔油噻唑中的一种或两种以上，其中烷基胺、烷基酰胺、烷基吡咯、烷基咪唑、烷基咪唑啉、烷基噻唑、烷基喹啉中的烷基所指为碳12到碳22的饱和烷烃或不饱和烷烃；

所述聚合物是按质量百分比为：包含30～50％通式为(AB)nX的星型嵌段共聚物，50～70％通式为ABA的线型嵌段共聚物，0～10％的合成橡胶；其中星型嵌段共聚物重均分子量为20～30万，线型嵌段共聚物重均分子量为10～15万，合成橡胶重均分子量为10～15万；在通式(AB)nX和ABA中，A是由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯或乙烯基吡啶聚合得到的链段，B是由丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯或2,3-二甲基丁二烯聚合得到的链段；在通式(AB)nX中n为3或4，X为带有3或4个官能基的偶联剂残基；在通式(AB)nX和ABA中A组分所占质量百分比为20－40％；所述合成橡胶是乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶或顺式异戊橡胶中的一种或两种以上的组合；

所述沥青稳定剂是有机过氧化合物、有机偶氮化合物、硫磺粉、有机多硫化物、有机磺酸化合物或金属氧化物中的一种或两种以上的组合；

所述乳液稳定剂是指数均分子量为250000的羧甲基纤维素醚类增稠剂、数均分子量为250000的羟乙基纤维素醚类增稠剂、数均分子量为80000的聚乙烯醇类增稠剂、数均分子量为2000-20000的聚氨酯类增稠剂、数均分子量为1000-10000的聚乙二醇、一次粒子平均直径7-20nm的钠基膨润土或钙基膨润土、数均分子量为600万-2000万的聚丙烯酰胺类增稠剂、壳聚糖、汉生胶、葡聚糖、氯化钙中的一种或两种以上组合。

2.一种权利要求1所述高模量冷拌沥青的制备方法，其特征在于：包括以下的制备步骤，其中所述含量为质量份数，1)将58-60份的石油沥青加热到175～185℃至流动状态，在搅拌状态下一次加入1.5-2.5份相容剂，1.5-3.0份的聚合物，再通过转速为2000～4000RPM的胶体磨研磨，接着在搅拌状态下溶胀2～10小时，然后加入0.04-0.08份的沥青稳定剂，反应1～5小时，得到生产乳化沥青的改性沥青；2)使用0.02-0.06份的乳液稳定剂、1-2.5份乳化剂和0.3-1.2份界面修复剂配置乳化沥青生产用皂液，最终皂液温度控制在45～60℃之间，皂液pH值控制在1.8～3.5之间，将步骤1)制得的改性沥青与皂液通过转速为2000～4000RPM的胶体磨研磨，添加0.2-0.3份的主动型抗剥落剂，搅拌30-60分钟得到最终冷拌沥青产品。

3.一种混合料，其特征在于：此混合料中各成分及其质量份数为：90-98份的集料，集料为新鲜石料与再生料中的一种或两种的混合，水泥4-8份，预拌水2-5份，权利要求1所述的冷拌沥青5-7.5份。

4.根据权利要求3所述的混合料，其特征在于：所述混合料为连续密实级配。

5.根据权利要求4所述的混合料，其特征在于：所述混合料的动态模量在15℃，10Hz条件下大于8000MPa；其设计空隙率为3-8％，现场空隙率为4-10％。