CN110723939A - 一种乳化沥青混合料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乳化沥青混合料及制备方法。该乳化沥青混合料，其特征在于，按重量份计，包括沥青20～40份、油脂10～20份、乳化剂1～5份、稳定剂1～4份、pH调节剂4‑8份、水20～30份、固化剂40～80份和750‑1200重量份集料。本发明的乳化沥青混合料具有破乳速度快、成型强度高和高温性能好的特点。

Description

一种乳化沥青混合料及制备方法

技术领域

本发明涉及沥青路面材料领域，更具体地说，本发明涉及一种乳化沥青混合料及制备方法。

背景技术

近年来我国高速公路正处在飞速发展的时期，沥青路面作为高速公路路面材料之一，在高速公路工程建设中起主导地位，目前沥青路面使用率占世界公路工程的90%以上。现今国内大部分建成高速公路采用的沥青混凝土路面经常出现剥落、开裂、坑槽等病害。尤其是西部山区多发的地震等地质灾害造成路面的破损，要求对路面快速、方便的及时修补。一方面热拌沥青生产过程中，由于沥青加热到160～180℃，加热时间长，严重污染了环境。另一方面热拌沥青混合料由于运输不便等原因，往往达不到修补路面的要求。而乳化沥青的生产中，沥青的加热只有120～140℃，减少了挥发性物质。此外，在常温下乳化沥青施工，避免了操作人员因灼热沥青而烧伤、烫伤的风险，也避免了沥青蒸汽对操作人员的熏烤。

然而目前乳化沥青混合料的坑槽填补效果并不理想，因为中国市场上乳化沥青混合料产品参差不齐，使用性能不够稳定，普遍存在早期强度低、成型速度慢、使用寿命短等性能缺陷，导致其应用受到限制。虽然国内外学者对乳化沥青混合料的研究做了大量工作，但其破乳速度慢、成型速度慢的缺点仍未完全克服。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种乳化沥青混合料及制备方法，以解决在道路施工中破乳速度慢、成型慢引起施工效率低问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种乳化沥青混合料，其特征在于，按重量份计，包括沥青20~40份、油脂10~20份、乳化剂1~5份、稳定剂1~4份、PH调节剂4-8份、水20~30份、固化剂40~80份和750-1200重量份集料。

优选的，所述的乳化沥青混合料，其特征在于，按重量份计，包括沥青20~30份、油脂10~14份、乳化剂1~4份、稳定剂1~3份、pH调节剂4-8份、水24~28份、固化剂40~60份和950-1100重量份集料。

优选的，所述沥青为70#基质沥青。

优选的，所述油脂为芳烃油、糠醛抽出油、松节油、蓖麻油中至少一种。

油脂溶解沥青质，可以增加轻质组分稳定性，提高储存耐久性。

优选的，所述乳化剂为快裂快凝型沥青乳化剂；所述PH调节剂为盐酸。

优选的，所述稳定剂为聚乙烯醇、氯化钙、甲基纤维素中至少一种。

优选的，所述固化剂包括聚萘甲醛磺酸钠盐4~8份、矿粉8~20份、铝-锆酸酯偶联剂0.2~4份、快硬硅酸盐水泥24~46份。

进一步的，所述矿粉优选有机蒙脱土和硅灰，有机蒙脱土和硅灰重量比为5：3。

优选的，所述集料为石灰岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩中至少一种。

上述乳化沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将沥青、油脂称重混合加热至130-150℃，以600~800rpm速率进行搅拌4~8min，得到混合物A，备用；

S2、将乳化剂、稳定剂、水混合加热到50~70℃并以100~200rpm速率搅拌，并用PH调节剂调节PH值,，得到皂液B，备用；

S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1100~1900rpm速率高速剪切乳化，乳化5~10min得到乳化沥青；

S4、将集料和固化剂混合，以600~800rpm速率进行搅拌4~8min，得到混合物C；

S5、将乳化沥青和混合物C混合，以500~600rpm速率进行搅拌2~5min，得到乳化沥青混合料。

优选的，乳化沥青和混合物C的重量比为4-10：100，优选6-8:100。

沥青、水是两种不同物质，都具有很大的表面张力，通常情况下，无法混合在一起形成均相混合物。乳化剂溶解在水中，能够显著降低水的表面张力，使细小均匀的沥青颗粒与水能够形成均相混合物。稳定剂主要提高水相粘度，在微粒上形成界面膜，使其碰撞时不易聚结，减小沥青微粒的沉降速度，配合乳化剂提高沥青乳液的贮存稳定性。PH调节剂通过调节皂液适当的PH值，能增加乳化剂的活性，提高乳化能力，从而提高乳化效果。一方面固化剂中水泥颗粒会对乳化沥青颗粒产生吸附从而导致体系中颗粒粒径增大，另一方面固化剂吸水量大，能与乳液中部分水发生水化反应，明显加速乳化沥青乳液的破乳过程，并增强其成型强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、破乳速度快、成型快，成型强度高，从而大大提高施工效率；

2、常温下可对路面进行修复，而无需拌合站、加热、保温等处理。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例中，乳化沥青混合料制备方法的技术方案是：

70#沥青28份、蓖麻油12份、快裂快凝型沥青乳化剂4份、甲基纤维素2份、盐酸8份、水26份、固化剂52份和1100重量份辉绿岩集料。

固化剂包括聚萘甲醛磺酸钠盐6份、矿粉18份、铝-锆酸酯偶联剂2份、快硬硅酸盐水泥26份。

乳化沥青混合料料制备方法如下：

S1、将沥青、油脂称重混合加热至130℃，以640rpm速率进行搅拌5min，得到混合物A，备用；

S2、将乳化剂、稳定剂、水混合加热到64℃并以160rpm速率搅拌，并用盐酸调节pH值到2，得到皂液B，备用；

S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1500rpm速率高速剪切乳化，乳化6min得到乳化沥青；

S4、将集料和固化剂混合，以720rpm速率进行搅拌6min，得到混合物C；

S5、将乳化沥青和混合物C按重量比为7：100混合，以560rpm速率进行搅拌3min，得到乳化沥青混合料。

实施例2

本实施例中，乳化沥青混合料制备方法的技术方案是：

70#沥青30份、蓖麻油10份、快裂快凝型沥青乳化剂4份、甲基纤维素2份、盐酸8份、水26份、固化剂56份和1100重量份玄武岩集料。

固化剂包括聚萘甲醛磺酸钠盐6份、矿粉18份、铝-锆酸酯偶联剂2份、快硬硅酸盐水泥30份。

乳化沥青混合料料制备方法如下：

S1、将沥青、油脂称重混合加热至130℃，以640rpm速率进行搅拌5min，得到混合物A，备用；

S2、将乳化剂、稳定剂、水混合加热到64℃并以160rpm速率搅拌，并用盐酸调节pH值到3，得到皂液B，备用；

S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1500rpm速率高速剪切乳化，乳化6min得到乳化沥青；

S4、将集料和固化剂混合，以720rpm速率进行搅拌6min，得到混合物C；

S5、将乳化沥青和混合物C按重量比为7：100混合，以560rpm速率进行搅拌3min，得到乳化沥青混合料。

将实施例1、2所得乳化沥青混合料和市面上普通乳化沥青混合料分别进行性能测试，结果分别见表1。

表1 测试结果

沥青混合料种类	破乳速度	马歇尔稳定度(KN)	动稳定度(次/mm)	冻融劈裂强度比(%)
					普通乳化沥青混合料	118min	4	1832	71.3
实施例1	42min	13	2632	78.5
					实施例2	45min	11	2589	76.6

结果表明实施例1、2中乳化沥青混合料与普通乳化沥青混合料相比，具有破乳速度快、成型快、强度高的优点。冻融劈裂强度比反映的是沥青混合料的水稳定性，动稳定度反映沥青混合料的高温性能，即抗车辙能力，从上述结果可以看出实施例1和2所得乳化沥青混合料的高温性能和水稳定性得到进一步提高。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种乳化沥青混合料，其特征在于，按重量份计，包括沥青20~40份、油脂10~20份、乳化剂1~5份、稳定剂1~4份、PH调节剂4-8份、水20~30份、固化剂40~80份和750-1200重量份集料。

2.根据权利要求1所述的乳化沥青混合料，其特征在于，所述沥青为70#基质沥青。

3.根据权利要求1所述的乳化沥青混合料，其特征在于，所述油脂为芳烃油、糠醛抽出油、松节油、蓖麻油中至少一种。

4.根据权利要求1所述的乳化沥青混合料，其特征在于，所述乳化剂为快裂快凝型沥青乳化剂；所述PH调节剂为盐酸。

5.根据权利要求1所述的乳化沥青混合料，其特征在于，所述稳定剂为聚乙烯醇、氯化钙、甲基纤维素中至少一种。

6.根据权利要求1所述的乳化沥青混合料，其特征在于，所述固化剂包括聚萘甲醛磺酸钠盐4~8份、矿粉8~20份、铝-锆酸酯偶联剂0.2~4份、快硬硅酸盐水泥24~46份。

7.根据权利要求6所述的固化剂，其特征在于，所述矿粉为有机蒙脱土和硅灰，有机蒙脱土和硅灰重量比为5：3。

8.根据权利要求1所述的乳化沥青混合料，其特征在于，所述集料为石灰岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩中至少一种。

9.如权利要求1-8任一项所述的乳化沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将沥青、油脂称重混合加热至130-150℃，以600~800rpm速率进行搅拌4~8min，得到混合物A，备用；

S2、将乳化剂、稳定剂、水混合加热到50~70℃并以100~200rpm速率搅拌，并用PH调节剂调节PH值,，得到皂液B备用；

S3、将S1中混合物A缓慢加入到S2皂液B中以1100~1900rpm速率高速剪切乳化，乳化5~10min得到乳化沥青；

S4、将集料和固化剂混合，以600~800rpm速率进行搅拌4~8min，得到混合物C；

S5、将乳化沥青和混合物C混合，以500~600rpm速率进行搅拌2~5min，得到乳化沥青混合料。

10.根据权利要求9所述的乳化沥青混合料的制备方法，其特征在于，乳化沥青和混合物C的重量比为4-10：100。