CN112573883B - 一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法 - Google Patents

一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法，制备稠度适中的耐磨常温沥青复合水乳液；配制OGFC速强混合集料；将稠度适中的耐磨常温沥青复合水乳液、水性环氧树脂固化剂和适量水进行预混合3分钟，倒入水泥强制式搅拌机中，继续搅拌分散5分钟以上；按油石比3.5‑4.0％，将称量好的OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，和上述物料一起搅拌5～10分钟。本发明利用水性复合聚合物的增粘增韧效果，保证了与OGFC混合集料共用的高粘附性和高强度，同时采用高效增稠剂达到了粗、细集料的均匀分散，能够形成高空隙率，确保了对灯控区、十字路口等的新建或修复抗车辙路面的苛刻要求。

Description

一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺 方法
技术领域
本发明涉及道路建设和养护技术领域，具体涉及一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法。
背景技术
目前，有高空隙率(空隙率20%-28%)并能灌入特殊水泥砂浆的抗车辙沥青路面，多为热改性沥青灌入式复合路面，主要解决灯控区、十字路口等特殊区域出现的严重车辙、拥包等道路病害。
但是，这些区域工程量小，所用热改性沥青批量不多，如果再在拌和楼进行开炉制配，则能耗大，不仅浪费加热能源。而且，还要从拌和楼把热沥青混合料运过来，增加运费，十分不方便。
而且，现有的改性乳化沥青体系的细集料浮于表面、难以形成高空隙率，且耐磨差、强度低的不足，也是解决不了灯控区、十字路口等特殊区域所需的强度要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中解决灯控区、十字路口等特殊区域出现的严重车辙、拥包等道路病害采用热改性沥青灌存在的问题。本发明的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法，利用水性复合聚合物的增粘增韧效果，保证了与OGFC混合集料共用的高粘附性和高强度，同时采用高效增稠剂达到了粗、细集料的均匀分散，能够形成高空隙率，使耐磨常温沥青面层能够顺畅地灌入水泥砂浆，从而既可以施工灵活，降低能耗和运输成本，又有刚韧平衡，确保了对灯控区、十字路口等的新建或修复抗车辙路面的苛刻要求，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺，包括以下步骤，
步骤（A），制备稠度在35～45mm的耐磨常温沥青复合水乳液；
（A1），制备室温下的沥青复合水乳液；
（A2），在室温下的沥青复合水乳液中，添加质量占比为2～10%的水性环氧树脂，搅拌3～8分钟，形成耐磨常温沥青复合水乳液，并且搅拌后均匀不分层；
（A3），将耐磨常温沥青复合水乳液中缓慢加入质量占比为0.1%～0.7%的非离子改性聚氨酯增稠剂，并且搅拌分散5～10分钟；
步骤（B），配制OGFC速强混合集料
（B1），采用开级配抗滑表层OGFC设计方法的集料配合比，配制OGFC混合集料；
（B2），制备FLL快速固化剂，该FLL快速固化剂为特殊水泥、胶粉和活化剂混合组成，其重量组份为：特殊水泥为60～75份，胶粉为2～10，活化剂为3～15，该特殊水泥为硫铝酸盐水泥类；
（B3） 在OGFC混合集料中添加FLL快速固化剂15-20%wt，搅拌5～10分钟，使得粗细集料均匀分散，得到OGFC速强混合集料；
步骤（C），按照重量份数，将稠度为35～45mm的耐磨常温沥青复合水乳液100份、水性环氧树脂固化剂1～5份和适量水1.5～6.0份进行预混合3分钟，倒入水泥强制式搅拌机中，继续搅拌分散5分钟以上；
步骤（D），按油石比3.5-4.0％，将称量好的OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，和步骤（C）的物料一起搅拌5～10分钟，待物料搅拌均匀后，完成高空隙率高模量的常温沥青的制备。
前述的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺，所述非离子改性聚氨酯增稠剂，用于和耐磨常温沥青复合水乳液的组分相容，固含量为50%-55%，粘度在温度25oC下2800～30000CPS，用于改进常温沥青水性混合面层材料中的粗、细集料的混合均匀性。
一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的摊铺方法，包括以下步骤，
步骤（A1）， 按油石比4.0％ ，把称量好的已添加0.3%wt的非离子改性聚氨酯增稠剂的耐磨常温沥青复合乳液、OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，搅拌5分钟，该OGFC速强混合集料添加了18%wt的FLL快速固化剂；
步骤（B1），打开水泥强制式搅拌机的料门，通过夯实机将高空隙率高模量的常温沥青进行摊铺夯实。
前述的可形成高空隙率高模量的常温沥青的摊铺方法，通过夯实机将高空隙率高模量的常温沥青进行摊铺夯实，形成的高空隙率高模量的常温沥青层面，厚度6公分，一周后钻芯取样，该常温沥青层面的空隙率为26.7%，马歇尔稳定度为8.6kN。
本发明的有益效果是：本发明的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法，高空隙率高模量的常温沥青面层施工灵活快捷，其良好的粘附性能使该面层很好地粘结在基面上，本发明的常温沥青面层材由几种具有聚合物水乳液按一定重量比例进行特殊调配而成，与传统乳化沥青并用和对其改性， C-F超强稳定，受光、氧作用不容易开裂，能够专门用来弥补传统乳化沥青的粘结强度低、易剥落、易脆裂等缺陷，可显著提高改性乳化沥青的三大指标（如软化点提高到75oC以上，5oC延度达到30以上）。该耐磨常温沥青复合水乳液与OGFC混合集料一起拌合时，高效增稠剂使粗细集料均匀分散，形成面层混合材料的高空隙率，易于灌水泥砂浆，从而要求高模量抗车辙的要求，而且，利用水性复合聚合物的增粘增韧效果，保证了与OGFC混合集料共用的高粘附性和高强度，同时采用高效增稠剂达到了粗、细集料的均匀分散，能够形成高空隙率，使耐磨常温沥青面层能够顺畅地灌入水泥砂浆，从而既可以施工灵活，降低能耗和运输成本，又有刚韧平衡，确保了对灯控区、十字路口等的新建或修复抗车辙路面的苛刻要求，具有良好的应用前景。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺，包括以下步骤，
步骤（A），制备稠度在35～45mm的耐磨常温沥青复合水乳液
（A1），制备室温下的沥青复合水乳液；
（A2），在室温下的沥青复合水乳液中，添加质量占比为2～10%的水性环氧树脂，搅拌3～8分钟，形成耐磨常温沥青复合水乳液，并且搅拌后均匀不分层；
（A3），将耐磨常温沥青复合水乳液中缓慢加入质量占比为0.1%～0.7%的非离子改性聚氨酯增稠剂，并且搅拌分散5～10分钟；
步骤（B），配制OGFC速强混合集料
（B1），采用开级配抗滑表层OGFC设计方法的集料配合比，配制OGFC混合集料；
（B2），制备FLL快速固化剂，该FLL快速固化剂为特殊水泥、胶粉和活化剂混合组成，其重量组份为：特殊水泥为60～75份，胶粉为2～10，活化剂为3～15，该特殊水泥为硫铝酸盐水泥类；
（B3） 在OGFC混合集料中添加FLL快速固化剂15-20%wt，搅拌5～10分钟，使得粗细集料均匀分散，得到OGFC速强混合集料；
步骤（C），按照重量份数，将稠度为35～45mm的耐磨常温沥青复合水乳液100份、水性环氧树脂固化剂1～5份和适量水1.5～6.0份进行预混合3分钟，倒入水泥强制式搅拌机中，继续搅拌分散5分钟以上；
步骤（D），按油石比3.5-4.0％，将称量好的OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，和步骤（C）的物料一起搅拌5～10分钟，待物料搅拌均匀后，完成高空隙率高模量的常温沥青的制备。
所述非离子改性聚氨酯增稠剂，用于和耐磨常温沥青复合水乳液的组分相容，固含量为50%-55%，粘度在温度25oC下2800～30000CPS，具有优良的高剪切粘度分布，用于改进常温沥青水性混合面层材料中的粗、细集料的混合均匀性，从而保证耐磨常温沥青面层的具有高空隙率（20%以上），易于水泥砂浆的灌入。
一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的摊铺方法，包括以下步骤，
步骤（A1）， 按油石比4.0％ ，把称量好的已添加0.3%wt的非离子改性聚氨酯增稠剂的耐磨常温沥青复合乳液、OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，搅拌5分钟，该OGFC速强混合集料添加了18%wt的FLL快速固化剂；
步骤（B1），打开水泥强制式搅拌机的料门，通过夯实机将高空隙率高模量的常温沥青进行摊铺夯实。
通过夯实机将高空隙率高模量的常温沥青进行摊铺夯实，形成的高空隙率高模量的常温沥青层面，厚度6公分，一周后钻芯取样，该常温沥青层面的空隙率为26.7%，马歇尔稳定度为8.6kN，让灌入式复合常温沥青路面施工更简单易行，现场拌料，现场摊铺，既不用在拌合楼配制混合料时消耗能量，也用不着远距离运料，而且具有更好的承载力和抗车辙能力等优势。
下面介绍三种实施例，做个效果的对比：
实施例一：未使用非离子改性聚氨酯增稠剂
1）按油石比4.0％ (不含水)，把称量好的未加任何非离子改性聚氨酯增稠剂的耐磨常温沥青复合乳液、 OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，一起搅拌5分钟，待物料搅拌均匀后，拉开料门即可排料；
2）采用夯实机，直接把水泥强制式搅拌机排出的混合料进行夯实，面层面积约2平方米，厚度约6公分，一周后钻芯取样，测出空隙率为13.2%，马歇尔稳定度为5.9kN。
实施例二：没有使用FLL快速固化剂
1）按油石比4.0％ (不含水)，把称量好的已添加0.3%wt的非离子改性聚氨酯增稠剂的耐磨常温沥青复合乳液、无FLL快速固化剂的OGFC速强混合集料，加入水泥强制式搅拌机中，一起搅拌5分钟，待物料搅拌均匀后，拉开料门即可排料；
2）采用夯实机，直接把水泥强制式搅拌机排出的混合料进行夯实，面层面积约2平方米，厚度约6公分，一周后钻芯取样，这时测出空隙率为25.1%，马歇尔稳定度为3.3kN。
实施例三：既采用非离子改性聚氨酯增稠剂，又使用FLL快速固化剂
1）按油石比4.0％ (不含水)，把称量好的已添加0.3%wt的非离子改性聚氨酯增稠剂的耐磨常温沥青复合乳液、OGFC速强混合集料（添加了18%wt的FLL快速固化剂），加入水泥强制式搅拌机中，一起搅拌5分钟，待物料搅拌均匀后，拉开料门即可排料；
2）采用夯实机，直接把水泥强制式搅拌机排出的混合料进行夯实。面层面积约2平方米，厚度约6公分，一周后钻芯取样，这时测出空隙率为26.7%，马歇尔稳定度为8.6kN。
很明显，三个实施例中，具体实施例三：既采用非离子改性聚氨酯增稠剂，又使用FLL快速固化剂的高空隙率高模量的常温沥青，保证了与OGFC混合集料的共用的高粘附性和高强度，同时采用高效增稠剂达到了粗、细集料的均匀分散，能够形成高空隙率，使耐磨常温沥青面层能够顺畅地灌入水泥砂浆，从而既可以施工灵活，降低能耗和运输成本，又有刚韧平衡，确保了对灯控区、十字路口等的新建或修复抗车辙路面的苛刻要求。
综上所述，本发明的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺及其摊铺方法，高空隙率高模量的常温沥青面层施工灵活快捷，其良好的粘附性能使该面层很好地粘结在基面上，本发明的常温沥青面层材由几种具有聚合物水乳液按一定重量比例进行特殊调配而成，与传统乳化沥青并用和对其改性， C-F超强稳定，受光、氧作用不容易开裂，能够专门用来弥补传统乳化沥青的粘结强度低、易剥落、易脆裂等缺陷，可显著提高改性乳化沥青的三大指标（如软化点提高到75oC以上，5oC延度达到30以上）。该耐磨常温沥青复合水乳液与OGFC混合集料一起拌合时，高效增稠剂使粗细集料均匀分散，形成面层混合材料的高空隙率，易于灌水泥砂浆，从而要求高模量抗车辙的要求，而且，利用水性复合聚合物的增粘增韧效果，保证了与OGFC混合集料共用的高粘附性和高强度，同时采用高效增稠剂达到了粗、细集料的均匀分散，能够形成高空隙率，使耐磨常温沥青面层能够顺畅地灌入水泥砂浆，从而既可以施工灵活，降低能耗和运输成本，又有刚韧平衡，确保了对灯控区、十字路口等的新建或修复抗车辙路面的苛刻要求，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（A），制备稠度在35～45mm的耐磨常温沥青复合水乳液；
（A1），制备室温下的沥青复合水乳液；
（A2），在室温下的沥青复合水乳液中，添加质量占比为2～10%的水性环氧树脂，搅拌3～8分钟，形成耐磨常温沥青复合水乳液，并且搅拌后均匀不分层；
（A3），将耐磨常温沥青复合水乳液中缓慢加入质量占比为0.1%～0.7%的非离子改性聚氨酯增稠剂，并且搅拌分散5～10分钟；
步骤（B），配制OGFC速强混合集料
（B1），采用开级配抗滑表层OGFC设计方法的集料配合比，配制OGFC混合集料；
（B2），制备FLL快速固化剂，该FLL快速固化剂为特殊水泥、胶粉和活化剂混合组成，其重量组份为：特殊水泥为60～75份，胶粉为2～10，活化剂为3～15，该特殊水泥为硫铝酸盐水泥类；
（B3） 在OGFC混合集料中添加FLL快速固化剂15-20%wt，搅拌5～10分钟，使得粗细集料均匀分散，得到OGFC速强混合集料；
步骤（C），按照重量份数，将稠度为35～45mm的耐磨常温沥青复合水乳液100份、水性环氧树脂固化剂1～5份和适量水1.5～6.0份进行预混合3分钟，倒入水泥强制式搅拌机中，继续搅拌分散5分钟以上；
步骤（D），按油石比3.5-4.0％，将称量好的OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，和步骤（C）的物料一起搅拌5～10分钟，待物料搅拌均匀后，完成高空隙率高模量的常温沥青的制备。
2.根据权利要求1所述的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺，其特征在于：所述非离子改性聚氨酯增稠剂，用于和耐磨常温沥青复合水乳液的组分相容，固含量为50%-55%，粘度在温度25oC下2800～30000CPS，用于改进常温沥青水性混合面层材料中的粗、细集料的混合均匀性。
3.基于权利要求1所述的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺所生产的常温沥青的摊铺方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（A1）， 按油石比4.0％ ，把称量好的已添加0.3%wt的步骤（A）所述非离子改性聚氨酯增稠剂的耐磨常温沥青复合乳液、步骤（B）OGFC速强混合集料加入水泥强制式搅拌机中，搅拌5分钟，该OGFC速强混合集料添加了18%wt的步骤（B2）所述的FLL快速固化剂；
步骤（B1），打开水泥强制式搅拌机的料门，通过夯实机将高空隙率高模量的常温沥青进行摊铺夯实。
4.根据权利要求3所述的可形成高空隙率高模量的常温沥青的制备工艺所生产的常温沥青的摊铺方法，其特征在于：通过夯实机将高空隙率高模量的常温沥青进行摊铺夯实，形成的高空隙率高模量的常温沥青层面，厚度6公分，一周后钻芯取样，该常温沥青层面的空隙率为26.7%，马歇尔稳定度为8.6kN。
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