CN105907111B - 一种高性能泡沫温拌沥青及其制备方法 - Google Patents

一种高性能泡沫温拌沥青及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能泡沫温拌沥青及其制备方法，属于道路工程领域。所述温拌沥青由一定量的石油沥青、多聚磷酸、发泡剂、水制备而成。与现有技术相比，本发明的高性能泡沫温拌沥青可明显改善泡沫温拌沥青混合料的水稳定性和高温抗车辙性能，具有很好的推广应用价值。

Description

一种高性能泡沫温拌沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路工程领域，具体地说是一种高性能泡沫温拌沥青及其制备方法。
背景技术
泡沫沥青是在热拌沥青混合料生产过程中，在高温沥青中添加一定比例的水，使沥青急剧汽化，体积迅速膨胀，生成泡沫沥青，沥青是以泡沫沥青的形式喷入拌缸与集料拌和成沥青混合料。泡沫沥青比沥青粘度低，和易性增加，更容易在不同温度下与集料充分裹覆，可提高热拌沥青混合料施工和易性和压密性。泡沫沥青温拌技术是不需要外加剂，仅通过机械发泡原理来改善沥青混合料的拌合和易性及压实特性，因此相比其它采用外加剂的温拌技术更加经济，系统能耗和排放更低。然而，由于泡沫沥青中的水、泡沫空隙等降低了沥青与石料界面的粘附性，导致泡沫温拌沥青混合料的水稳定性和高温抗车辙性能有所下降，增加了沥青路面产生破坏的风险。
因此，现有泡沫温拌技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种能够保持或提高沥青混合料的水稳定性和高温抗车辙性能的高性能泡沫温拌沥青。
本发明进一步的技术任务是提供一种高性能泡沫温拌沥青的制备方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种高性能泡沫温拌沥青，由以下重量配比的原料制备而成：
石油沥青 100份；
多聚磷酸 0.1-3份；
发泡剂 1-3份；
水 1-3份，
制备方法为多聚磷酸与热沥青混合并充分搅拌后，再与水、发泡剂发泡形成泡沫沥青。
各原料的重量配比优选为：
石油沥青 100份；
多聚磷酸 0.5-1.5份；
发泡剂 1-2份；
水 1.5-2.5份。
所述石油沥青优选为70号或90号道路沥青。
所述发泡剂可选用热敏感性较低的水溶性发泡剂，优选为十六烷基三甲基溴化铵和/或双胺型中裂阳离子沥青乳化剂。
本发明还公开了一种高性能泡沫温拌沥青的制备方法，其特点是包括以下步骤：
多聚磷酸与热沥青混合并充分搅拌后，再与水、发泡剂发泡形成泡沫沥青，
各原料的重量配比为：
石油沥青 100份；
多聚磷酸 0.1-3份；
发泡剂 1-3份；
水 1-3份。
发泡过程可在现有技术中公知的任意一种泡沫沥青发泡设备中完成。
为了达到最佳的发泡效果，避免温度过低导致沥青粘度过大，温度过高导致沥青老化，热沥青的温度优选为140~160℃。
为了使后续的发泡过程更为理想，发泡前多聚磷酸与热沥青可充分搅拌30~60分钟。
发泡率为6-10倍，半衰期为10-12s。
为了达到最佳的使用效果，发泡后应立即喷入拌缸与集料拌和成沥青混合料。
与现有技术相比，本发明的高性能泡沫温拌沥青添加有多聚磷酸和发泡剂，配合特定的制备方法，各物料协同作用可明显改善泡沫温拌沥青混合料的水稳定性和高温抗车辙性能，大大减少了沥青路面出现松散、坑槽和车辙等早期病害的安全隐患，对于泡沫温拌技术的应用和推广以及促进我国公路建设都具有极其重大的意义。
具体实施方式
以具体实施例对本发明的高性能泡沫温拌沥青及其制备方法作以下详细地说明。
实施例一：
【配方】
70号道路石油沥青100Kg；多聚磷酸0.8Kg；
双胺型中裂阳离子沥青乳化剂1.5 Kg；水2 Kg。
【制备方法】
（1）将70号道路石油沥青加热到150℃；
（2）将配方量的多聚磷酸加入到热沥青中，并充分搅拌40分钟；
（3）将搅拌后的热沥青、水和双胺型中裂阳离子沥青乳化剂加入到发泡装置中，使其在发泡腔体中形成泡沫沥青；
（4）泡沫沥青制备完成后立即喷入拌缸中与集料拌和成沥青混合料，进
行相关混合料性能试验，同时抽取泡沫沥青样品进行沥青性能试验。
发泡率为9倍，半衰期为12s。
实施例二：
【配方】
90号道路石油沥青100Kg；多聚磷酸1.5Kg；
十六烷基三甲基溴化铵1 Kg；水2 .5Kg。
【制备方法】
（1）将90号道路石油沥青加热到160℃；
（2）将配方量的多聚磷酸加入到热沥青中，并充分搅拌50分钟；
（3）将搅拌后的热沥青、水和十六烷基三甲基溴化铵加入到发泡装置中，使其在发泡腔体中形成泡沫沥青；
（4）泡沫沥青制备完成后立即喷入拌缸中与集料拌和成沥青混合料，进
行相关混合料性能试验，同时抽取泡沫沥青样品进行沥青性能试验。
发泡率为8.5倍，半衰期为11.6s。
实施例三：
【配方】
70号道路石油沥青100Kg；多聚磷酸0.5Kg；
双胺型中裂阳离子沥青乳化剂2 Kg；水1.5Kg。
【制备方法】
（1）将70号道路石油沥青加热到140℃；
（2）将配方量的多聚磷酸加入到热沥青中，并充分搅拌60分钟；
（3）将搅拌后的热沥青、水和双胺型中裂阳离子沥青乳化剂加入到发泡装置中，使其在发泡腔体中形成泡沫沥青；
（4）泡沫沥青制备完成后立即喷入拌缸中与集料拌和成沥青混合料，进
行相关混合料性能试验，同时抽取泡沫沥青样品进行沥青性能试验。
发泡率为8.7倍，半衰期为10.9s。
实施例四：
【配方】
70号道路石油沥青100Kg；水2 Kg。
【制备方法】
（1）将70号道路石油沥青加热到150℃；
（2）将热沥青、占沥青质量2%的水加入到专用发泡装置中，使其在发泡
腔体中形成泡沫沥青；
（3）泡沫沥青制备完成后立即喷入拌缸中与集料拌和成沥青混合料，进
行相关混合料性能试验，同时抽取泡沫沥青样品进行沥青性能试验。
发泡率为6.5倍，半衰期为10.5s。
试验例：
【测试对象】实施例一、实施例二、实施例三、实施例四所得泡沫沥青及对应的沥青混合料。
【测试项目】
试验项目 水稳定性 高温性能
沥青 沥青粘结强度试验 DSR试验
沥青混合料 冻融劈裂试验 车辙试验
【测试结果】
水稳定性试验结果
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四
沥青粘结强度（MPa） 1.91 1.93 1.77 0.88
冻融劈裂残留强度比（%） 82.8 84.5 75.7 32.5
高温稳定性试验结果
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从试验结果对比来看，实施例一、实施例二、实施例三所得的高性能泡沫温拌沥青的水稳定性明显优于常规泡沫温拌沥青。沥青粘结强度分别提高了117%、119%和101%；沥青混合料的冻融劈裂残留强度比分别提高了155%、160%和133%。高性能泡沫温拌沥青的高温稳定性相对于常规泡沫温拌沥青来说也有所提高。刚刚发泡后的沥青高温等级分别提高了7.1%、8.4%和4.6%，发泡24h后的沥青高温等级分别提高了9.7%、10.0%和5.9%；沥青混合料的动稳定度分别提高了13.8%、15.7%和7.6%。

Claims (4)

1.一种高性能泡沫温拌沥青，其特征在于由以下重量配比的原料制备而成：
石油沥青 100份；
多聚磷酸 0.1-3份；
发泡剂 1-3份；
水 1-3份，
制备方法为多聚磷酸与热沥青混合并充分搅拌后，再与水、发泡剂发泡形成泡沫沥青，热沥青的温度为140~160℃ ，
所述石油沥青为70号或90号道路沥青；
所述发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵和/或双胺型中裂阳离子沥青乳化剂。
2.根据权利要求1所述的高性能泡沫温拌沥青，其特征在于，各原料的重量配比为：
石油沥青 100份；
多聚磷酸 0.5-1.5份；
发泡剂 1-2份；
水 1.5-2.5份。
3.一种高性能泡沫温拌沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
多聚磷酸与热沥青混合并充分搅拌后，再与水、发泡剂发泡形成泡沫沥青，热沥青的温度为140~160℃，
各原料的重量配比为：
石油沥青 100份；
多聚磷酸 0.1-3份；
发泡剂 1-3份；
水 1-3份；
所述石油沥青为70号或90号道路沥青；
所述发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵和/或双胺型中裂阳离子沥青乳化剂。
4.根据权利要求3所述的高性能泡沫温拌沥青的制备方法，其特征在于，多聚磷酸与热沥青搅拌30~60分钟。
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