CN111621035A - 一种乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乳化沥青及其制备方法，乳化沥青包括占其总质量百分比的下列组分：45％‑65％沥青，1％‑12％改性剂，0.4‑3.5％乳化剂，0.1％‑0.5％隔离剂，0‑4％盐酸或磷酸，0‑1％稳定剂，其余为水。制备方法为：将隔离剂、纤维素和乳化剂加入水中制备皂液，对皂液和沥青进行加热，加入改性剂，待改性剂完全溶解后将皂液和沥青经胶体磨高速剪切研磨得到乳化沥青。该材料具有提升施工效率，保证粘层材料的完整性，提升路用性能，储存稳定性优异，且不需要另外购置专用设备，易于推广。

Description

一种乳化沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于交通运输工程领域，具体涉及一种破乳速度快、强度高、不粘轮乳化沥青及其制备方法。
背景技术
根据公路沥青路面施工技术规范中的定义，“粘层”是为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。粘层在沥青路面结构中具有密封空隙、保证上下层之间有效粘结的作用，对于保证路面结构共同受力、延长沥青路面的使用寿命具有重要意义。但是现阶段我国公路使用最广泛的粘层材料仍是普通乳化沥青或改性乳化沥青，大多数采用70号基质沥青，这种材料的特点是生产易行、质量稳定、技术成熟，但是往往高温性能不足，导致层间粘结不足产生滑移和脱落。同时，施工过程中容易粘结施工车辆轮胎，不仅造成粘结材料的浪费，而且影响不同面层间的粘结强度和防水效果，降低路面的耐久性，从而影响路面结构的整体品质。
由于材料本身性能不足和乳化沥青易粘轮的特性而导致粘层被破坏，从而影响沥青路面结构的整体品质已成为一个普遍现象。针对这些问题，目前常规的解决办法是在施工过程中补撒粘层油、提前一天洒布或者采用施工一体化，但是这些办法不可避免的存在增加施工工序、造成材料浪费、增加施工成本、延长施工时间等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种乳化沥青及其制备方法，以解决施工过程中粘层材料破坏的问题，从而提升路面结构的整体性，延长路面使用时间。
为达到上述目的，本发明的乳化沥青包括占其总质量百分比的下列组分： 45％-65％基质沥青，1％-12％改性剂，0.4-3.5％乳化剂，0.1％-0.5％隔离剂，0-4％促乳化剂，0-1％稳定剂，其余为水。
进一步的，所述基质沥青采用道路石油沥青和硬质沥青复配，且复配后的基质沥青针入度为5dmm-40dmm。
进一步的，所述改性剂为PE、丁苯橡胶中的一种或两种及其以上以任意比例混合而成。
进一步的，所述乳化剂为阳离子快裂快凝型乳化剂。
进一步的，所述乳化剂为环氧乙烷胺乳化剂或胺化木质素乳化剂中的一种，或二种环氧乙烷胺乳化剂乳化剂与胺化木质素乳化剂以任意比例复合形成。
进一步的，所述隔离剂为聚乙烯蜡乳液，且其固含量不低于40％。
进一步的，所述促乳化剂为盐酸或磷酸中的任意一种，或两种以任意比例复合形成。
进一步的，所述稳定剂为氯化钙、氯化钠、淀粉、明胶、纤维素中的任意一种，或两种以任意比例复合形成。
所述乳化沥青的制备方法，包括以下步骤；
(1)先将隔离剂、纤维素和乳化剂加入水中制备皂液，然后将皂液温度加热到50℃-70℃调节皂液PH至2-4；
(2)将基质沥青温度加热到160℃-180℃，然后加入改性剂，
(3)待改性剂完全溶解后将皂液和基质沥青按一定比例经胶体磨高速剪切研磨得到乳化沥青。
所述乳化沥青可以用于沥青道路粘层或封层洒布。
本发明的优点和积极效果如下：
本发明的乳化沥青采用聚乙烯蜡乳液作为隔离剂，利用该材料与乳化沥青的密度差，使乳化沥青在施工过程中，聚乙烯蜡乳液在能够在乳化沥青表面形成致密保护膜，从而避免施工车辆的碾压造成粘层材料的破坏。
本发明的乳化沥青采用纳米硅、PE、丁苯橡胶作为改性剂，利用该材料优异的高温性能，使该乳化沥青粘结强度比改性乳化沥青提升50％以上。
本发明的乳化沥青采用快裂快凝型乳化剂，加快乳化沥青破乳速度，10分钟即可破乳，显著提升施工效率。
附图说明
图1是实施例1制得的乳化沥青与普通黏层乳化沥青在沥青层撒布的效果对比照片，其中(1)是普通黏层乳化沥青的撒布后撒布后20min才破乳硬化，硬化后车轮碾压的情形，(2)是所述实施例1黏层乳化沥青，在10min内即破乳硬化，硬化后车轮碾压的情形。
图2是实施例2制得的乳化沥青与普通黏层乳化沥青在沥青层撒布的效果对比照片，其中(1)是普通黏层乳化沥青的撒布后撒布后25min才破乳硬化，硬化后车轮碾压的情形，(2)是所述实施例2黏层乳化沥青，在10min内即破乳硬化，硬化后车轮碾压的情形。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
实施例1
材料选取：70号GS石油沥青作为基质沥青，恒力石化生产的母粒作为硬质沥青，乳化剂选用江苏金阳新材料科技有限公司生产的快裂快凝型乳化剂JY-R1W，上海普郎橡塑科技有限公司生产的丁苯橡胶作为改性剂，东莞降海新材料科技有限公司生产的聚乙烯蜡乳液作为隔离剂，选用浓度为36％的氯化氢水溶液作为促乳化剂，选用分子量为50000的羧甲基纤维素作为稳定剂。上述材料及水按如下重量称取。
70号GS基质沥青 30kg
硬质沥青 20kg
JY-R1W 2.5kg
丁苯橡胶 2kg
聚乙烯蜡乳液 0.2kg
羧甲基纤维素 0.05kg
盐酸加水(PH＝3) 45.25kg
将0.05kg的羧甲基纤维素和2.5kg的JY-R1W乳化剂溶于35kg的50℃-70℃
温水中，待其完全溶解后，用盐酸调节PH至3左右，然后补足水至45.25kg，然后加入0.2kg的聚乙烯蜡乳液制得所需皂液。
将30kg的70号基质沥青加热至160℃，然后加入20kg硬质沥青，待其混合均匀后，加入2kg的丁苯橡胶搅拌30分钟。然后将皂液与基质沥青以一定比例经过胶体磨的剪切研磨得到乳化沥青。
实施例2
材料选取：70号双龙石油沥青作为基质沥青，恒力石化生产的母粒作为硬质沥青，乳化剂选用天龙化工有限公司生产的快裂快凝型乳化剂CK-60，瑞普塑胶有限公司生产的PE为改性剂，东莞降海新材料科技有限公司生产的聚乙烯蜡乳液作为隔离剂，选用浓度为36％的氯化氢水溶液作为促乳化剂，选用氯化钙作为稳定剂。上述材料及水按如下重量称取。
70号双龙基质沥青 40kg
硬质沥青 10kg
CK-60 3.5kg
PE 2kg
聚乙烯蜡乳液 0.2kg
氯化钙 0.1kg
盐酸加水(PH＝3) 44.2kg
将0.1kg的氯化钙和3.5kg的CK-60乳化剂溶于35kg的50℃-70℃温水中，待其完全溶解后，用盐酸调节PH至3左右，然后补足水至45.25kg，然后加入 0.2kg的聚乙烯蜡乳液制得所需皂液。
将30kg的70号基质沥青加热至160℃，然后加入20kg硬质沥青，待其混合均匀后，加入2kg的PE搅拌30分钟。然后将皂液与基质沥青以一定比例经过胶体磨的剪切研磨得到乳化沥青。
为评价乳化沥青不粘轮效果、粘结强度等效果，分别采用车辙试验仪检测其不粘轮特性，采用附着力拉拔试验检测其粘结强度，具体试验方法为：
根据沥青混合料类型按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)T0703-2011试验方法制备车辙试件，待试件冷却后将乳化沥青按 0.6kg/m2洒布量均匀涂抹于车辙试件表面，放置6h，改性乳化沥青破乳凝结，保持室内60℃试验环境，将车辙试件置于轮碾成型机，以表面铺设A4模拟施工车辆轮胎碾压效果，实验荷载0.7Mpa往返1次，通过计量A4纸上粘附的沥青计算乳化沥青破损率。通过附着力拉拔仪测量其25℃条件下附着力拉拔强度。同时对普通乳化沥青进行相同实验进行对比。
实验结果对照表
种类 破乳时间(min) 破损率(％) 附着力拉拔强度(Mpa)
普通乳化沥青 25 56 0.4
实施例1 9 6.3 1.34
实施例2 9.5 8.1 1.18
为更进一步的评价乳化沥青粘轮特性，我们将实施例1和实施例2中制备的乳化沥青和普通乳化沥青分别按0.6kg/m2的洒布量喷洒于沥青路面，然后让车辆碾压，观察粘轮情况。其中图1和图2中的(1)是普通乳化沥青车辆碾压后的情况，我们发现粘轮情况严重，其中图1和图2中的(2)是实施例1和实施例2制备的乳化沥青车辆碾压后的情况，我们发现基本没哟粘轮情况，粘结层结构完整。

Claims (10)

1.一种乳化沥青及其制备方法，所述乳化沥青包括占其总质量百分比的下列组分：45％-65％基质沥青，1％-12％改性剂，0.4-3.5％乳化剂，0.1％-0.5％隔离剂，0-4％促乳化剂，0-1％稳定剂，其余为水。
2.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述基质沥青采用道路石油沥青和硬质沥青复配，且复配后的基质沥青针入度为5dmm-40dmm。
3.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述改性剂为PE、丁苯橡胶中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述乳化剂为阳离子快裂快凝型乳化剂。
5.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述乳化剂为环氧乙烷胺乳化剂、胺化木质素乳化剂中的一种或二种。
6.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述隔离剂为聚乙烯蜡乳液，且其固含量不低于40％。
7.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述促乳化剂为盐酸、磷酸中的一种或二种。
8.根据权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于：所述稳定剂为氯化钙、氯化钠、淀粉、明胶、纤维素中的任意一种，或两种以任意比例复合形成。
9.根据权利要求1所述乳化沥青的制备方法，包括以下步骤；
(1)先将隔离剂、纤维素和乳化剂加入水中制备皂液，然后将皂液温度加热到50℃-70℃调节皂液PH至2-4；
(2)将基质沥青温度加热到160℃-180℃，然后加入改性剂，
(3)待改性剂完全溶解后将皂液和基质沥青按一定比例经胶体磨高速剪切研磨得到乳化沥青。
10.根据权利要求1所述乳化沥青，其特征在于：所述乳化沥青用于沥青道路粘层或封层洒布。
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