CN104312175B

CN104312175B - 一种沥青改性剂、改性乳化沥青和改性沥青混合料及其各自制备方法

Info

Publication number: CN104312175B
Application number: CN201410607189.0A
Authority: CN
Inventors: 焦宝祥; 周启兆; 吴冬升; 尹明干; 徐凤广; 阎晓波
Original assignee: Yangcheng Institute of Technology
Current assignee: XINJIANG MEIHUITE PETROCHEMICAL PRODUCT CO., LTD.
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-11-02
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-11-02
Also published as: CN104312175A

Abstract

本发明提供一种沥青改性剂，由组合物I和苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物乳液组成，其中，所述组合物I由乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液、丁苯乳液、水性双酚A环氧树脂乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液组成。本发明还提供一种含有所述沥青改性剂的改性乳化沥青和快速固化的改性沥青混合料，以及各自的制备方法。本发明所述改性沥青混合料是一种全新的快速固化的高性能路面材料。它既有矿料的刚性和强度，又有沥青的柔韧性能：其马歇尔稳定度达12KN以上，流值在2‑4mm之间，1‑3cm厚度的沥青路面修补层施工4小时左右即可开放交通。

Description

一种沥青改性剂、改性乳化沥青和改性沥青混合料及其各自制备方法

技术领域

本发明属于高分子和道路材料技术领域，具体涉及一种沥青改性剂、含有该改性剂的改性乳化沥青和含有该改性沥青的沥青混合料及其各自的制备方法。

背景技术

乳化沥青是将通常高温使用的基质沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法，扩散到水中而液化成常温下粘度低、流动性好的一种液态沥青。乳化沥青在常温下即能与矿粉等集料混合，得到沥青混合料，从而克服热拌沥青产生有毒气体、污染环境的问题，尤其适用于隧道等通风条件差的施工环境。但乳化沥青存在如下问题：(1)破乳难以控制和凝固速度慢，给施工和开放交通带来麻烦和不便；(2)使用性能偏低，如裹覆和粘附力不够，沥青路面容易破裂，造成道路使用寿命短，增加道路维护成本。因此，为了满足道路施工的要求，有必要对普通沥青混合料进行改进，以期得到一种快速固化、早强的高性能沥青混合料。

现有技术中，主要通过对乳化沥青进行改性或/和添加固化剂，来改进沥青混合料的性能。一般常用的改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、环氧树脂、丙烯酸酯乳液、氯丁胶乳、环氧树脂和/或丁苯胶乳，常用的固化剂为硅酸盐水泥和/或石灰。例如申请号为CN200510041970.7，发明名称为“改性乳化沥青稀浆混合料修复沥青路面车辙及其施工方法”的中国发明专利申请，公开了以硅酸盐水泥和消石灰为固化剂，以阳离子丁苯聚合胶乳(PC-1468)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为乳化沥青改性剂。申请号为CN201210336672.0，发明名称为“改性乳化沥青及制备方法、AC重交型混合料及其制备方法”的中国发明专利申请，以及申请号为CN201210336663.1的中国发明专利申请“改性乳化沥青及制备方法、SMA混合料及其制备方法”，公开了以胺盐型阳离子表面活性剂为改性剂，但是都没有使用固化剂。申请号为CN201010521004.6，发明名称为“一种胶粉改性乳化沥青及其制备方法”的中国发明专利申请，公开了以橡胶粉作为改性剂。申请号为CN201210014064.8的中国发明专利申请“一种用于改性半温拌的改性乳化沥青及其制备方法”、申请号为CN200910251571.1的中国发明专利申请“一种寒区常温拌合型沥青混凝土专用改性冷拌沥青”和申请号为CN200910251572.6的中国发明专利申请“一种热区常温拌合型沥青混凝土专用改性冷拌沥青”中都是采用星型液体SBS为改性剂。

但是上述改性剂或固化剂都存在一定的不足。SBS改性乳化沥青虽能改善高温和低温性能，但沥青混合料的粘结力未能改善。环氧树脂的加入会改善混合料的粘结性能；但混合料硬化后脆性大，且低温弯曲性能也有所下降。另外环氧树脂的价格高。丙烯酸酯乳液低温韧性差，高温发黏，耐水性差，需要做额外的改性才能使用。氯丁胶乳的最大弱点是耐寒性能低(最低-40℃)和储存稳定性差(仅半年)。在储存期间，氯丁乳胶不仅胶体性能发生变化，而且硫化胶膜性能也有所降低。丁苯橡胶改性乳化沥青对沥青的高温性能改善不明显，不宜在高温地区使用。而且国内生产的丁苯橡胶一般由阴离子乳化剂进行乳液聚合而成的，因此其不能与阳离子乳化剂直接相容，导致乳化沥青体积稳定性差。橡胶粉改性乳化沥青要求温度更严，产生较难闻气味和空气质量问题。普通硅酸盐水泥作固化剂，水化速度慢，混合料的早强性能不优越，大量的拌和水不能转化为固体结晶水，对后期道路性能也有一定影响。

可见，目前常用的改性剂、固化剂虽然能够在一定程度上提高乳化沥青剂沥青混合料的性能，但是仍无法完全满足城市主干道、高速公路等对修复时限和路面性能的较高要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青改性剂。通过设计的特定软、硬相组分及比例，本发明所述沥青改性剂与沥青形成半网络互穿结构，使改性乳化沥青的软化点高、粘结力强、韧性适当、刚韧平衡、稳定性好。在此基础上，本发明还提供一种含有上述改性乳化沥青和特定固化剂的沥青混合料。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种沥青改性剂，由组合物I和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液组成，以所述沥青改性剂的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

所述组合物I 50％～80％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液20％～50％；

优选的，以所述沥青改性剂的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

所述组合物I 60％～70％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液30％～40％；

其中，所述组合物I由乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液、丁苯乳液、水性双酚A环氧树脂乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液组成；以所述组合物I的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液83％～88％、丁苯乳液1％～3％、水性双酚A环氧树脂乳液0.1％～1％、有机硅改性丙烯酸酯乳液10％～17％；

优选的，以所述组合物I的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液84％～87％、丁苯乳液1.5％～2.5％、水性双酚A环氧树脂乳液0.1％～0.7％、有机硅改性丙烯酸酯乳液11％～15％；

进一步优选的，以所述组合物I的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液84％、丁苯乳液1.7％、水性双酚A环氧树脂乳液0.3％、有机硅改性丙烯酸酯乳液14％。

本发明的第二个目的在于提供上述沥青改性剂的制备方法，包括将所述改性剂的各组分按重量配比混合，即得。

本发明的另一个目的在于提供一种含有上述沥青改性剂的改性乳化沥青。

本发明所述的改性乳化沥青，还包括基质沥青、乳化剂和水；以所述改性乳化沥青的总重量为基准，各组分的重量百分比为：

所述沥青改性剂5％～10％、基质沥青60％～70％、乳化剂2％～6％和余量的水。

优选的，本发明所述的改性乳化沥青，以所述改性乳化沥青的总重量为基准，各组分的重量百分比为：

所述沥青改性剂6％～8％、基质沥青60％～70％、乳化剂2％～4％和余量的水。

优选的，所述乳化剂选自季铵盐乳化剂和/或OP系列乳化剂；更优选的，所述乳化剂选自单烷基双氮季铵盐乳化剂、CL-02季铵盐阳离子乳化剂、OP-10乳化剂和OP-4乳化剂中的一种或几种；最优选的，所述乳化剂选自重量比为1:1的CL-02和OP-10。

本发明还有一个目的在于提供上述改性乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：

(1)将基质沥青加热到130℃～150℃；

(2)将所述沥青改性剂和乳化剂溶解于55℃～65℃的水中，配制成重量百分比浓度为8％～16％的皂液，调节pH值为5～7；

(3)将步骤2得到的所述皂液转移入高剪切分散乳化机，开启入高剪切分散乳化机，缓慢加入步骤1得到的热基质沥青，混合温度为80℃～90℃，转速为15000rpm，搅拌5～10min，即得。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种包括上述改性乳化沥青的改性沥青混合料。

优选的，所述改性沥青混合料还包括矿料、固化剂和水。

以矿料的重量为基准，所述改性乳化沥青、固化剂和水的重量百分比为：

所述改性乳化沥青5％～10％、固化剂2％～10％、水2％～7％。

更优选的，以矿料的重量为基准，所述改性乳化沥青、固化剂和水的重量百分比为：

所述改性乳化沥青5％～10％、固化剂3％～6％、水2％～5％。

其中，所述固化剂选自快硬硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥、氟铝酸盐水泥和高强石膏中的一种或者几种。

更优选的，所述固化剂为快硬硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥。

最优选的，所述固化剂为硫铝酸盐水泥。

优选的，所述矿料选自粗集料、细集料和矿粉中的一种或多种，矿料级配满足JTGF40-2004要求。

其中，所述粗集料的压碎值不大于26％，磨耗率不大于28％，表观相对密度2.6～2.7g/cm³。

所述细集料的表观密度2.55～2.65g/cm³，砂当量不小于50％。

所述矿粉表观密度2.55～2.65g/cm³。

作为本发明的一种优选的实施方案，所述改性沥青混合料由所述改性乳化沥青、硫铝酸盐水泥、矿料和水组成，其中矿料级配满足JTGF40-2004要求；以所述矿料的重量为基准，其它各组分的重量比为：

所述改性乳化沥青5％～10％、硫铝酸盐水泥2％～10％、水2％～6％。

作为本发明的一种更优选的实施方案，所述改性沥青混合料由所述改性乳化沥青、硫铝酸盐水泥、矿料和水组成，其中矿料级配满足JTGF40-2004要求；以所述矿料的重量为基准，其它各组分的重量比为：

所述改性乳化沥青8％～10％、硫铝酸盐水泥4.5％～6％、水3％～6％。

作为本发明的一种最优选的实施方案，所述改性沥青混合料由所述改性乳化沥青、硫铝酸盐水泥、矿料和水组成，其中矿料级配满足JTGF40-2004要求；以所述矿料的重量为基准，其它各组分的重量比为：

所述改性乳化沥青8.5％～9.5％、硫铝酸盐水泥5％～6％、水4％～5％。

此外，本发明的另一个发明目的在于提供上述改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：

(1)准备矿料，按照所述重量配比准备所述改性乳化沥青、固化剂、和水；

(2)将所述固化剂和矿料在0.5～1.5min内，优选1～1.5min内拌合均匀；

(3)将所述改性乳化沥青和水加入步骤2得到的混合物中，在1～2min内拌合均匀，即得。

本发明还提供上述改性沥青混合料在路面修复中的应用。使用方法为：直接进行路面摊铺，然后压实。

作为本发明提供的沥青改性剂的重要组分，本发明所述的组合物I由特定比例的软相和硬相高分子聚合物构成，其中丁苯乳液和有机硅改性丙烯酸酯为软相，乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和水性双酚A环氧树脂乳液为硬相。本发明所述沥青改性剂与沥青形成半网络互穿结构，从而显著提高乳化沥青的各项性能。试验例1显示，普通乳化沥青的粘结强度低(25℃时仅0.2MPa)，软化点低(51℃),动力粘度低(60℃时仅2115Pa.s)。用丁苯橡胶改性乳化沥青，可以在一定程度上改善上述指标：粘结强度(25℃)0.5MPa，软化点60℃,动力粘度(60℃)2753Pa.s。而本发明所述沥青改性剂改性的乳化沥青，各项性能指标都得到了显著的提升，表现为：粘结强度(25℃)＞0.9MPa，软化点＞70℃,动力粘度(60℃)＞13000Pa.s。

本发明所述改性沥青混合料中的固化剂使水分转化成结晶水含量高的水化产物，加快了乳化沥青的硬化速度，从而缩短了沥青混合料施工周期，使室外气温0℃以上的冷铺沥青混凝土成为可能。

通过本发明所述的沥青改性剂和固化剂的共同作用，使所述的改性沥青混合料成为一种全新的快速固化的高性能路面材料。它既有矿料的刚性和强度，又有沥青的柔韧性能：其马歇尔稳定度达12KN以上，流值在2-4mm之间，1-3cm厚度的沥青路面修补层施工4小时左右即可开放交通。因此，本发明所述改性沥青混合料不仅适用于一般公路面层的施工，更适于路面快速养护和修复。只要气温不低于0℃就可以施工，使得本发明所述改性沥青混合料的施工季节更长，可以应用的地理和时间区域更广。另外，上述改性沥青混合料施工时无需加热，不产生烟气，有效减少有毒气体和碳排放，环保效果更佳。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1显示了试验例2中的抗折强度测定结果，其中A组代表实施例29，B组代表实施例7。

图2显示了试验例2中的抗压强度测定结果，其中A组代表实施例29，B组代表实施例7。

图3显示了试验例3中的改性沥青混合料的马歇尔稳定性的测定结果，其中代表固化剂为PO52.5快硬硅酸盐水泥的改性沥青混合料，代表固化剂为硫铝酸盐水泥的改性沥青混合料。

图4显示了实施例30中，S331盐都段路面修复情况，其中色深部分为修复后的路面。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的药材原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。其中下列仪器、试剂的来源为：

丁苯乳液：南通福伦利新材料有限公司生产，

有机硅改性丙烯酸酯乳液：南通福伦利新材料有限公司生产，

水性双酚A环氧树脂乳液：南通福伦利新材料有限公司生产，

乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液(EVA)：南通福伦利新材料有限公司生产，分子量～28000，乙烯含量～25％，

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液(SBS)：南通福伦利新材料有限公司生产，

单烷基双氮季铵盐乳化剂：山东邦化油脂化学有限公司，

CL-02季铵盐阳离子乳化剂：山东华链化学有限公司，

OP-10乳化剂、OP-4乳化剂：淄博海杰化工有限公司，

基质沥青：商购，

硫铝酸盐水泥：商购，

高剪切分散乳化机：弗鲁克FLUKO-FM300。

实施例1 一种沥青改性剂

原料组成及重量百分配比为(以所述沥青改性剂的重量为基准)：

组合物I 67％，SBS乳液33％；

其中组合物I的组成及重量百分配比为(以所述组合物I的重量为基准)：

EVA乳液84％，丁苯乳液1.7％，有机硅改性丙烯酸酯乳液14％，水性双酚A环氧树脂乳液0.3％。

将上述各组分按照重量配比混合均匀，即得所述沥青改性剂。

实施例2 一种沥青改性剂

组合物I 57％，SBS乳液43％；

其中，所述组合物I的组成及各组分的重量百分配比为(以所述组合物I的重量为基准)：

EVA乳液85％，丁苯乳液1.5％，有机硅改性丙烯酸酯乳液13％，水性双酚A环氧树脂乳液0.5％。

实施例3 一种沥青改性剂

组合物I 64％，SBS乳液36％；

其中所述组合物I的组成及各组分的重量百分配比为(以所述组合物I的重量为基准)：

EVA乳液85％，丁苯乳液1.3％，有机硅改性丙烯酸酯乳液13％，水性双酚A环氧树脂乳液0.7％，

实施例4 一种改性乳化沥青

原料组成及重量配比为：

实施例1制备的沥青改性剂7.5％，基质沥青60％，复配的乳化剂2％，水30.5％；

其中复配的乳化剂由重量比为1:1的CL-02和OP-10构成。

所述改性乳化沥青通过如下步骤制备：

(1)将基质沥青加热到130℃；

(2)将所述沥青改性剂和复配的乳化剂溶解于65℃的水中，配制成重量百分比浓度为6％～7％的皂液，调节pH值为5；

(3)将步骤2得到的所述皂液转移入高剪切分散乳化机，开启入高剪切分散乳化机，缓慢加入步骤1得到的热基质沥青，混合温度为80℃～90℃，转速为15000rpm，搅拌5min，得到棕褐色、质地均匀的改性乳化沥青。

实施例5 一种改性乳化沥青

原料组成及重量配比为；

实施例2制备的沥青改性剂7％，基质沥青62％，复配的乳化剂2.5％，水28.5％；

其中复配的乳化剂由重量比为1:1的CL-02和OP-10构成。

通过如下步骤制备：

(1)将基质沥青加热到150℃；

(2)将所述沥青改性剂和复配的乳化剂溶解于55℃的水中，配制成重量百分比浓度为10％～12％的皂液，调节pH值为7；

(3)将步骤2得到的所述皂液转移入高剪切分散乳化机，开启入高剪切分散乳化机，缓慢加入步骤1得到的热基质沥青，混合温度为80～90℃，转速为15000rpm，搅拌10min，得到棕褐色、质地均匀的改性乳化沥青。

实施例6 一种改性乳化沥青

原料组成及重量配比为；

实施例3制备的沥青改性剂8％，基质沥青61％，复配的乳化剂4％，水28％；

其中复配的乳化剂由重量比为1:1的CL-02和OP-10构成。

通过如下步骤制备：

(1)将基质沥青加热到140℃；

(2)将所述沥青改性剂和复配的乳化剂溶解于60℃的水中，配制成重量百分比浓度为14％～16％的皂液，调节pH值为6；

对比例1 一种丁苯改性乳化沥青

原料组成及重量配比为；

丁苯乳液4％，基质沥青60％，SBS乳液3％，水33％

通过如下步骤制备：

(1)将基质沥青加热到130℃；

(2)将丁苯乳液和SBS乳液溶解于65℃的水中，配制成重量百分比浓度为8％～10％的皂液，调节pH值为5；

(3)将步骤2得到的所述皂液转移入高剪切分散乳化机，开启入高剪切分散乳化机，缓慢加入步骤1得到的热沥青，混合温度为80℃～90℃，转速为15000rpm，搅拌5min，得到棕褐色、质地均匀的丁苯改性乳化沥青。

对比例2 普通乳化沥青

原料组成及重量配比为；

基质沥青64％，SBS乳液3％，水33％

通过如下步骤制备：

(1)将基质沥青加热到130℃；

(2)将SBS乳液溶解于65℃的水中，配制成重量百分比浓度为8％～10％的皂液，调节pH值为5；

(3)将步骤2得到的所述皂液转移入高剪切分散乳化机，开启入高剪切分散乳化机，缓慢加入步骤1得到的热沥青，混合温度为80℃～90℃，转速为15000rpm，搅拌5min，得到棕褐色、质地均匀的普通乳化沥青。

试验例1 乳化沥青性能测定

测试对象：实施例4-6的改性乳化沥青、对比例1的丁苯改性乳化沥青以及对比例2的普通乳化沥青

测试方法：按照JTG E20-2011《公路沥青及沥青混合料试验规程》对各个测试对象的相关性能进行测定。

测试结果：见表1。

表1 乳化沥青性能测试结果

结论：

1.表1显示，普通乳化沥青的粘结强度低，软化点低，动力粘度低，无法满足沥青路面的要求，因此有必要通过添加改性剂而改善其性能。

2.与普通乳化沥青比较，丁苯乳液可以在一定程度上稍微改善普通乳化沥青的性能。

3.与丁苯乳液改性的乳化沥青比较，本发明实施例1-3的沥青改性剂，能够更显著提高普通乳化沥青的力学性能，使乳化沥青的粘结力强、软化点高、稳定性好。

实施例7-10 一种改性沥青混合料

原料组成：矿粉、改性乳化沥青、固化剂、水。

其中，矿料由1号料、2号料和3号料组成。1号料平均粒径4.75～13.2mm，压碎值为24％，磨耗率为26％，表观相对密度为2.65g/cm³。2号料平均粒径2.36～4.75mm，表观密度为2.56g/cm³。3号料平均粒径0～2.36mm，表观密度为2.53g/cm³，亚甲蓝值为22g/kg。三种料的质量比为1号：2号：3号为50:6:44。

实施例7-10的固化剂都为硫铝酸盐水泥。改性乳化沥青、固化剂和水的配比见表2所示。

制备方法：

(1)按照所述重量配比准备所述改性乳化沥青、固化剂、水、矿料；

(2)先将粗集料和细集料混合均匀，然后将固化剂和矿粉混合均匀，然后将两者在0.5～1.5min拌合均匀；

(3)将改性乳化沥青和水加入步骤2得到的混合物中，在1～2min内拌合均匀，即得。

试验例2 实施例7-10的改性沥青混合料的性能测定

测定方法：分别对实施例7-10的改性沥青混合料双面击实50次，110度烘箱养护24小时，再双面击实25次，在室温养护24小时，按照JTGE20-2011《公路沥青及沥青混合料试验规程》进行性能测试。

测定结果：见表2。

结论：受试的改性沥青混合料性能优越，体现在：

1)稳定性好，马歇尔强度高，最高可达14.3kN；

2)强度高，7d抗折强度＞1.7MPa，最大为2.1MPa；抗压强度＞6MPa，最大达到8MPa。

实施例11-28 各组分不同重量配比对改性沥青混合料的性能影响

原料组成：矿粉、改性乳化沥青、固化剂、水。

其中，矿料组成与实施例7-10相同，改性乳化沥青由实施例4制备，固化剂都为硫铝酸盐水泥。改性乳化沥青、固化剂和水的配比见表3所示。

制备方法：与实施例7的步骤相同。

性能测定：按照试验例2的方法，对上述改性沥青混合料进行马歇尔稳定度、流值、毛体积密度的测定。

测定结果：见表3。

表3

结论：

(1)固化剂掺量对混合料的性能影响最大：掺量太高(≥矿料的7％)或太低(≤矿料的4％)，混合料的稳定性都降低。因此，固化剂掺量以占矿料5％～6％为优。

(2)水掺量占矿粉4％～5％时，混合料的马歇尔稳定度高，是本发明的优选。

(2)当固化剂掺量固定为矿料的5％，水掺量固定为矿粉的4％时，改性乳化沥青的掺量为8％～10％时，得到的改性沥青混合料的各项性能都较优，改性乳化沥青掺量8.5％～9.5％是其中更优选的。

实施例29 一种改性沥青混合料

原料组成：矿粉、改性乳化沥青、固化剂、水。

其中，矿料组成与实施例7-10相同，改性乳化沥青由实施例5制备，固化剂为PO52.5快硬硅酸盐水泥。以矿粉重量为基准，其余各组分的重量百分比为：

改性乳化沥青10％，固化剂5％，水：3％

制备方法：与实施例7的步骤相同。

试验例3 实施例8和实施例29的改性沥青混合料性能测定和比较

性能测定：按照TG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》方法，对上述改性沥青混合料进行抗折强度、抗压强度的测定。

测定结果：见图1和2。

从图1和图2可以看出，无论是早期(4h)、中期(1d)和后期(3d和28d)，实施例8的改性沥青混合料的抗压强度和抗折强度都高于实施例29。其中：1)4h时，实施例8的抗压强度比实施例29高1倍，实施例8的抗折强度是实施例29的1.6倍；说明硫铝酸盐水泥作为固化剂，相较PO52.5快硬硅酸盐水泥具有更好的快凝早强效果。2)28d，实施例8的抗折强度为1.92MPa，抗压强度达到近7MPa，分别比实施例29高28％(实施例29抗折强度约1.5MPa)和33.3％(实施例29抗压强度约5.25MPa)；说明硫铝酸盐水泥作为固化剂的改性沥青混合料的硬度和韧性更好。

结论：实施例8和29的改性沥青混合料，除了固化剂种类不同外，其它原料组成、配比及制备方法都相同，而实施例8的抗折强度和抗压强度好于实施例29。因此，本发明优选硫铝酸盐水泥作为固化剂。

试验例4 不同改性乳化沥青用量下，固化剂对改性沥青混合料性能的影响

1.制备改性沥青混合料样品：

原料组成：矿料、改性乳化沥青、固化剂、水。其中：

矿料组成与实施例7-10相同，改性乳化沥青由实施例4制备，固化剂分别为PO52.5快硬硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥。

以矿粉重量为基准，其余各组分的重量百分比见表4。

制备方法：按照表4所示原料配比准备各原料组分，按照实施例7的制备方法制备得到改性沥青混合料样品。

表4

2.性能测定：

按照JTG E20-2011《公路沥青及沥青混合料试验规程》，测定上述各种改性沥青混合料的马歇尔稳定性。结果见图3。

从图3可以看出，固化剂对改性沥青混合料的马歇尔稳定性的影响显著，即使调整改性乳化沥青的用量，以PO52.5快硬硅酸盐水泥为固化剂的改性沥青混合料(样品6-10)的马歇尔稳定性始终远低于硫铝酸盐水泥为固化剂的改性沥青混合料(样品1-5)。

综合试验例3和4的结果可以看出，硫铝酸盐水泥作为固化剂，可以促进改性沥青混合料的快凝早强，并赋予本发明所述改性沥青混合料更好的力学性能。因此，本发明的固化剂优选硫铝酸盐水泥。

实施例30 S331盐都段的修复

1.工程规模：1公里二幅(7500平方米)二级路

2.施工时间：2013年12月3日—5日

3.原有道路病害：面层较平整，磨损严重，大面积露骨，有一些纵横向裂缝。

4.处理方案：对较大的裂缝进行灌封，洒粘层油之后，加铺2.5cm本发明所述改性沥青混合料。

5.施工机械：小型灌缝机一台，吹风机一台，沥青洒布车一辆，400L强制式搅机一台，摊铺机一台，10t钢筒式压路机一台，16t轮胎式压路机两台。

6.施工及顺序：

1)清扫面层，进行灌缝。

2)喷洒粘层油。

3)画出摊铺边线、中线。

4)测量标高。在边侧，曲线段按5m间隔钉铁钎支架，直线段按8m间隔钉铁钎支架，在其上定出松铺高度，按松铺高度在铁钎支架上固定钢丝并拉紧，拉力不小于800N。钢丝为扭绕式，直径不小于6mm，该钢丝为摊铺机引导的高程控制。

5)拌料。按照实施例7的原料组成和制备方法，得到常温快速固化的改性沥青混合料。所得混合料马歇尔稳定度为16.8kN，浸水马歇尔稳定度15.94KN，流值3.3mm，毛体积密度2.3g/cm³，空隙率为4.5％，矿料间隙率为17.5％，沥青饱和度74％，7d抗折强度为2.1MPa,抗压强度为8MPa，动稳定度3920次/mm。

6)摊铺机摊铺沥青混合料。在熨平板振幅、频率、横坡调整好后，让上步得到的拌匀的混合料倒入摊铺机的料斗，开启螺旋布料器。当混合料超过螺旋布料器2/3高度，使料门开度、链板送料器的速度与螺旋布料器的转速相匹配、熨平板前混合料的高度在全宽范围内基本一致时，开始摊铺混合料。

7)碾压：在不粘轮后进行碾压。用橡胶轮胎式压路机，碾压5-8遍。

8)检测：按照JTG F40-2004有关要求检测：压实后的路面摩擦系数、渗水系数、厚度、压实度检测等。

检测结果：厚度2.35mm，摩擦系数78BPN，构造深度0.60mm，渗水系数5.9ml/min。

9)养生：封闭施工路面，4小时后即开放交通。路面修复情况见图4。

实施例31 S234建湖段修复工程

1.工程规模：2km(40000㎡)一级路；

2.施工时间：2013年7月；

3.原有道路主要病害：面层磨损严重，有一些纵横裂缝，其中横向裂缝居多，车辙较深2-3cm。

4.处理方案：(1)铣刨原表面，达到消除车辙拥包；(2)对裂缝灌油填封；(3)加铺本发明所述改性沥青混合料。

5.施工机械：铣刨机一台，运输车两辆，小型灌缝机一台，吹风机一台，风镐机一台，16吨轮胎压路机一台，400L水泥砼强制式搅拌机一台，稀浆封层摊铺机一台，沥青洒布车一辆。

6.施工及顺序：

1、画线：用石灰线画出施工范围；

2、铣刨：用铣刨机铣刨面层，边角处用风镐修整；

3、除尘：用吹风机，扫帚，铁铲清楚浮尘；

4、灌缝：用常温沥青灌缝料和小型灌缝机对大于0.2mm的缝灌料填封；

5、洒粘层油：用沥青洒布车喷洒粘层油，控制在0.5kg/m²；

6、拌料。按照本发明实施例8的原料组成和制备方法得到常温快速固化的改性沥青混合料。所得混合料马歇尔稳定度为12.2kN，浸水马歇尔稳定度10.7KN，流值3.6mm，毛体积密度2.24g/cm³，空隙率为5.2％，动稳定度4009次/mm。

7、摊铺。用摊铺机摊铺上步得到的沥青混合料。

8、碾压：用16吨胶轮压路机碾压3遍。

9、检测：按照JTG F40-2004有关要求检测：压实后的路面摩擦系数、渗水系数、厚度、压实度检测等。

检测结果：摩擦系数72BPN，构造深度0.69mm，渗水系数35ml/min。

10、养生：封闭施工路面，4小时后开放交通。(路面修复状况图，略。)

实施例30和31中，病损路面修复后的质量要求为：摩擦系数≥55BPN(摆式仪)；构造深度≥0.6mm(铺砂法)；渗水系数≤150ml/min(渗水试验仪)。以本发明所述改性沥青混合料修复病损路面，路面全部超过上述质量要求。

以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明做出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求的范围。

Claims

1.一种沥青改性剂，由组合物I和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液组成，以所述沥青改性剂的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液83％～88％、丁苯乳液1％～3％、水性双酚A环氧树脂乳液0.1％～1％、有机硅改性丙烯酸酯乳液10％～17％。

2.根据权利要求1所述的沥青改性剂，其特征在于，以所述沥青改性剂的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

所述组合物I 60％～70％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液30％～40％。

3.根据权利要求1或2所述的沥青改性剂，其特征在于，以所述组合物I的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

乙烯醋酸乙烯酯共聚物乳液84％～87％、丁苯乳液1.5％～2.5％、水性双酚A环氧树脂乳液0.1％～0.7％、有机硅改性丙烯酸酯乳液11％～15％。

4.根据权利要求3所述的沥青改性剂，其特征在于，以所述组合物I的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

5.权利要求1至4中任一项所述的沥青改性剂的制备方法，包括将所述改性剂的各组分按重量配比混合，即得。

6.一种改性乳化沥青，包括权利要求1至4中任一项所述的沥青改性剂。

7.根据权利要求6所述的改性乳化沥青，其特征在于，还包括基质沥青、乳化剂和水；以所述改性乳化沥青的总重量为基准，各组分的重量百分比为：

所述沥青改性剂5％～10％、基质沥青60％～70％、乳化剂2％～6％和余量的水；

所述乳化剂选自季铵盐乳化剂和/或OP系列乳化剂。

8.根据权利要求7所述的改性乳化沥青，其特征在于，以所述改性乳化沥青的总重量为基准，各组分的重量百分比为：

所述沥青改性剂6～8％、基质沥青60～70％、乳化剂2～4％和余量的水。

9.根据权利要求7或8所述的改性乳化沥青，其特征在于，所述乳化剂选自单烷基双氮季铵盐乳化剂、CL-02季铵盐阳离子乳化剂、OP-10乳化剂和OP-4乳化剂中的一种或几种。

10.根据权利要求9所述的改性乳化沥青，其特征在于，所述乳化剂选自重量比为1:1的CL-02和OP-10。

11.权利要求6至10中任一项所述的改性乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：

(1)将基质沥青加热到130℃～150℃；

(2)将所述沥青改性剂和乳化剂溶解于55℃～65℃的水中，配制成重量百分比浓度为6％～16％的皂液，调节pH值为5～7；

(3)将步骤2得到的所述皂液转移入高剪切分散乳化机，开启高剪切分散乳化机，缓慢加入步骤1得到的热基质沥青，混合温度为80℃～90℃，转速为15000rpm，搅拌5～10min，即得。

12.一种改性沥青混合料，包括权利要求6至10中任一项所述的改性乳化沥青，或权利要求11制备的改性乳化沥青。

13.根据权利要求12所述的改性沥青混合料，其特征在于，所述改性沥青混合料还包括矿料、固化剂和水；

所述改性乳化沥青5％～10％、固化剂2％～10％、水2％～7％；

其中，所述固化剂选自快硬硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥、氟铝酸盐水泥和高强石膏中的一种或者几种；

所述矿料选自粗集料、细集料和矿粉中的一种或多种，矿料级配满足JTGF40-2004要求；其中，所述粗集料的压碎值不大于26％，磨耗率不大于28％，表观相对密度2.6～2.7g/cm³；所述细集料的表观密度2.55～2.65g/cm³，砂当量不小于50％；所述矿粉表观密度2.55～2.65g/cm³。

14.根据权利要求13所述的改性沥青混合料，其特征在于，以矿料的重量为基准，所述改性乳化沥青、固化剂和水的重量百分比为：

所述改性乳化沥青5％～10％、固化剂3％～6％、水2％～5％。

15.根据权利要求13或14所述的改性沥青混合料，其特征在于，所述固化剂为快硬硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥。

16.根据权利要求15所述的改性沥青混合料，其特征在于，所述固化剂为硫铝酸盐水泥。

17.根据权利要求13所述的改性沥青混合料，其特征在于，所述改性沥青混合料由所述改性乳化沥青、硫铝酸盐水泥、矿料和水组成，其中矿料级配满足JTGF40-2004要求；以所述矿料的重量为基准，其它各组分的重量比为：

18.根据权利要求13所述的改性沥青混合料，其特征在于，所述改性沥青混合料由所述改性乳化沥青、硫铝酸盐水泥、矿料和水组成，其中矿料级配满足JTGF40-2004要求；以所述矿料的重量为基准，其它各组分的重量比为：

19.根据权利要求13所述的改性沥青混合料，其特征在于，所述改性沥青混合料由所述改性乳化沥青、硫铝酸盐水泥、矿料和水组成，其中矿料级配满足JTGF40-2004要求；以所述矿料的重量为基准，其它各组分的重量比为：

20.权利要求12至19中任一项所述改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：

(2)将所述固化剂和矿料在0.5～1.5min内拌合均匀；

21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将所述固化剂和矿料在1～1.5min内拌合均匀。

22.权利要求13至19中任一项所述改性沥青混合料，或权利要求20或21制备的所述改性沥青混合料在路面修复中的应用。