CN115386237B - 施工不粘车轮的乳化沥青组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种施工不粘车轮的乳化沥青组合物及其制备方法。所述乳化沥青组合物包括以下组成：乳化沥青，所述乳化沥青中含有胶乳改性剂；表面改性剂；其中，以所述乳化沥青的总质量计，所述表面改性剂的含量为1％～4％。本发明的乳化沥青组合物能够用于制备不粘轮乳化沥青黏层，从而解决施工过程中乳化沥青黏层与施工车辆粘轮问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种乳化沥青组合物及其制备方法，特别涉及一种施工不粘车轮的不粘轮乳化沥青组合物及其制备方法，属于道路施工领域。
背景技术
沥青混凝土路面是应用最广泛的路面形式，90％以上高速公路都采用沥青路面。随着人们对沥青路面的受力结构状态的认识深入，发现在汽车载荷的作用下，沥青路面层间受到较大的剪应力，尤其是接近路表的沥青混合料层。层间粘结的优劣成为影响路面使用寿命的重要因素之一。沥青路面层间粘结差，降低路面结构整体性，使路面在荷载作用下，容易出现层间滑移、拥包、车辙、裂缝等病害发生，降低路面的使用寿命。
乳化沥青材料是一种最常使用的黏层材料，乳化沥青洒布在已铺筑的沥青路面上，乳化沥青破乳水分蒸发后形成沥青黏层。由于普通的沥青是一种温度敏感性较大材料，高温发软易流动，具有很强的黏性，导致在夏季沥青混凝土路面施工旺季，乳化沥青黏层喷洒养生结束后，施工车辆在成型黏层上摊铺上层沥青混合料，常出现洒布成型的黏层粘结车轮的现象，轮迹带处的黏层被车轮带走，使洒布的黏层被严重破坏，起不到层间粘结的作用。
现在技术中一般使用低标号沥青和聚合物改性剂来解决黏层粘结车轮的问题。乳化沥青采用低标号沥青是为了使乳化沥青残留物偏硬，提高乳化沥青残留物的软化点，从而改善乳化沥青残留物抵抗高温的能力。在乳化沥青中加入聚合物改性剂，使聚合物分散于乳化沥青中，在乳化沥青破乳成型后，这部分聚合物分散于乳化沥青残留物中，形成一种网状结构，提高了乳化沥青残留物的软化点，实现了改善乳化沥青残留物的高温性能的目的。
低标号沥青的软化点比较高，是提高乳化沥青残留物软化点非常有效的手段，如采用20#石油沥青的乳化沥青软化点在60～65℃，相比于70#沥青乳化沥青(软化点40～45℃)提高了大约15℃，明显的改善了乳化沥青黏层的高温性能。但是针对夏季施工旺季路面温度可能超过60℃的使用环境，20#石油沥青制备的乳化沥青满足不了使用的要求，仍然表现出粘轮的现象。为此有技术人员探索更低标号的石油沥青制备的乳化沥青，但是在追求更低标号的石油沥青，更高乳化沥青残留物软化点的同时，乳化沥青的制备和储存出现了困难，石油沥青的标号越低，乳化沥青乳化越困难，对设备要求越高，储存稳定性越差。当采用10#石油沥青制备乳化沥青时，乳化非常困难，可能出现堵设备的风险，制备的乳化沥青残留物软化点65～69℃，乳化沥青残留物的软化点提高，高温性能进一步改善。但是针对夏季施工旺季路面温度可能超过60℃的使用环境，仍出现粘轮现象，并且乳化沥青1天稳定性达到3％，乳化沥青5天达到15％，不满足乳化沥青储存稳定性要求。
聚合物改性剂能够较好的分散到乳化沥青中，在乳化沥青破乳成型后，这部分聚合物分散于乳化沥青残留物中，有效改善乳化沥青残留物高低温性能，有技术人员在乳化沥青中添加SBR胶乳，当胶乳加入3％时，乳化沥青残留物的软化点提高了3～5℃，SBR胶乳的添加对软化点的提高相对有限。依然在夏季施工旺季路面会出现粘轮现象。部分技术人员将增强增韧改性剂、弹性体改性剂应用于改性不粘轮乳化沥青，据报道取得了较好的不粘轮效果，但是双重改性剂的合计推荐添加量高达16％(单一改性剂8％)，据报道聚合物分散于乳化沥青残留物中，要形成一种聚合物网状结构实现提升乳化沥青性能，聚合物的掺加量一般在12～24％，在乳化沥青中大比例添加聚合物改性剂，使乳化沥青黏层成本过高，难以被实际工程项目接受。
不粘轮乳化沥青是沥青路面黏层的一个重要的发展方向，现在的不粘轮生产过程中，如果通过使用低标号石油沥青或者添加剂改性的途径，提高乳化沥青残留物的软化点达到不粘轮的效果是非常困难的。过分使用过低标号的沥青不仅对乳化设备提出了非常高的要求，而且对乳化沥青的储存稳定性也造成影响，在运输中容易出现破乳离析问题，另外会增加乳化沥青黏层低温脆裂的风险。通过小比例添加改性剂对乳化沥青蒸发残留物软化点提升有限，如果大比例添加改性剂，可以解决技术难题，但是会造成成本大幅度提高。
因此，现有的手段难以较好的解决高温环境下乳化沥青粘轮的问题。
发明内容
发明要解决的问题
鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明首先提供一种乳化沥青组合物，其能够用于制备不粘轮乳化沥青黏层(即沥青路面黏层)，从而解决乳化沥青黏层与施工车辆粘轮问题。
进一步地，本发明还提供一种乳化沥青组合物的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取。
进一步地，本发明还提供一种乳化沥青黏层，该乳化沥青黏层的表面具有较高的软化点，能够在乳化沥青黏层表面形成网络层状结构，起到隔离中下层与轮胎的接触，当上层摊铺热沥青混合料时又能够与沥青混合料很好的粘结。
用于解决问题的方案
本发明提供一种乳化沥青组合物，其包括以下组成：
乳化沥青，所述乳化沥青中含有胶乳改性剂；
表面改性剂；其中，
以所述乳化沥青的总质量计，所述表面改性剂的含量为1％～4％。
根据本发明所述的乳化沥青组合物，其中，所述乳化沥青的原料包括混合沥青、乳化剂、胶乳改性剂和水；优选地，以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述混合沥青的含量为45-55％；所述乳化剂的含量为0.3-0.6％；所述胶乳改性剂的含量为1％～4％；所述水的含量为40.4％～53.7％。
根据本发明所述的乳化沥青组合物，其中，所述混合沥青包括基质沥青和抗车辙沥青母粒；优选地，所述基质沥青和抗车辙沥青母粒的质量比为3～18:1。
根据本发明所述的乳化沥青组合物，其中，所述乳化剂包括阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂或阴离子型乳化剂。
根据本发明所述的乳化沥青组合物，其中，所述胶乳改性剂包括烯烃类的胶乳改性剂中的一种或两种，优选包括SBR胶乳和/或SBS胶乳；优选地，所述胶乳改性剂的固含量为45％～65％。
根据本发明所述的乳化沥青组合物，其中，所述表面改性剂包括水性表面改性剂；优选地，所述水性表面改性剂的固含量为40％～60％。
本发明还提供一种根据本发明所述的乳化沥青组合物的制备方法，其包括将乳化沥青组合物的各组分混合的步骤。
根据本发明所述的制备方法，其包括以下步骤：
制备乳化沥青的步骤，所述乳化沥青的原料中含有胶乳改性剂；
在所述乳化沥青中添加表面改性剂的步骤。
根据本发明所述的制备方法，其中，制备乳化沥青的步骤包括：
将基质沥青和抗车辙沥青母粒混合，得到混合沥青；
将乳化剂、胶乳改性剂和水混合，并调节pH值，得到乳化沥青皂液；
将混合沥青和皂液混合经过胶体磨剪切，得到乳化沥青。
本发明又提供一种乳化沥青黏层，其包括根据本发明所述的乳化沥青组合物。
发明的效果
本发明的乳化沥青组合物能够用于制备不粘轮乳化沥青黏层，从而解决乳化沥青黏层与施工车辆粘轮问题。
本发明的乳化沥青组合物的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
本发明的乳化沥青黏层的表面具有较高的软化点，能够在乳化沥青黏层表面形成网络层状结构，起到隔离中下层与轮胎的接触，当上层摊铺热沥青混合料时又能够与沥青混合料很好的粘结。
附图说明
图1示出了本发明的乳化沥青黏层的制备过程示意图；
图2示出了本发明实施例1-4和对比例1-2的乳化沥青黏层不粘轮效果试验的效果图；
图3示出了本发明乳化沥青黏层在剪切强度试验中制备得到的试件。
具体实施方式
以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。需要说明的是：
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
本说明书中，如没有特殊声明，则“多”、“多种”、“多个”等中的“多”表示2或以上的数值。
本说明书中，所述“基本上”、“大体上”或“实质上”表示于相关的完美标准或理论标准相比，误差在5％以下，或3％以下或1％以下。
本说明书中，如没有特别说明，则“％”均表示质量百分含量。
本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
本说明书中，“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。
本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
<第一方面>
本发明的第一方面提供一种乳化沥青组合物，其包括以下组成：
乳化沥青，所述乳化沥青中含有胶乳改性剂；
表面改性剂；其中，
以所述乳化沥青的总质量计，所述表面改性剂的含量为1％～4％。
本发明的乳化沥青组合物能够用于制备不粘轮乳化沥青黏层(即沥青路面黏层)，解决乳化沥青黏层与施工车辆粘轮问题。
<乳化沥青>
本发明的乳化沥青组合物包含乳化沥青。在一些具体的实施方案中，所述乳化沥青包括混合沥青、乳化剂、胶乳改性剂以及水；以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述混合沥青的含量为45-55％；所述乳化剂的含量为0.3-0.6％；所述胶乳改性剂的含量为1％～4％；所述水的含量为40.4-53.7％。
在本发明中，以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述混合沥青的含量为45-55％，例如：46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％等。进一步，所述混合沥青包括基质沥青和抗车辙沥青母粒；优选地，所述基质沥青和抗车辙沥青母粒的质量比为3～18:1，例如：4:1、6:1、8:1、10:1、12:1、14:1、16:1等。
具体地，在本发明中，基质沥青一般是低标号沥青，例如：50#、30#、或者更低标号的沥青。
本发明人发现，抗车辙沥青母粒是一种沥青的副产物，将沥青中的轻质组分(饱和烃、芳香烃)抽出后剩余的硬质组分(沥青质和胶质)，其与基质沥青混合后，混合后的混合沥青会变硬，标号变低，能够显著提高乳化沥青的软化点指标，提高乳化沥青的高温稳定性。因此，本发明通过使用添加抗车辙沥青母粒的混合沥青，从而改善乳化沥青的性能。
在本发明中，以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述乳化剂的含量为0.3-0.6％，例如：0.4％、0.5％等。在本发明中，随着乳化剂用量的增加，制备出的乳化沥青的筛上剩余量变小，说明乳化沥青的细度变好，沥青基质已完全乳化，稳定性变好。但当乳化剂用量到一定程度时，稳定性的增幅有限，过多的使用乳化剂会增加成本；但过少的乳化剂也不能获得所需要的乳化沥青。作为优选，在本发明中，所述乳化剂的加入量可以为0.3-0.6％。
本发明对乳化剂的组成不作特别限定，可以是本领域常用一些沥青乳化剂，具体地，所述乳化剂可以根据需要选择阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂或阴离子型乳化剂中的一种或两种以上的组合。
本发明通过在乳化沥青中添加胶乳改性剂，当使用本发明乳化沥青组合物制备得到乳化沥青黏层时，由于胶乳改性剂与基质沥青的相容性非常好，能够较好的分布在基质沥青中，而在乳化沥青黏层的成型过程中，表面改性剂迁移至表面层，使得表面改性剂在黏层表面层中聚集，成为主要的组分。而胶乳改性剂的一部分可以残留在乳化沥青残留物(黏层下底层)中，从而改善乳化沥青残留物的低温性能。
在一些具体的实施方案中，以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述胶乳改性剂的含量为1％～4％，例如：1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％等。由于在基质沥青中加入了抗车辙沥青母粒，所得到的混合沥青会变硬。本发明人发现，如果直接将不含有胶乳改性剂的乳化沥青用于黏层，洒布后的黏层低温性能比较差，在低温环境下可能出现脆裂的情况，添加适量的胶乳改性剂后，能够明显改善基质沥青的低温性能，提高基质沥青的低温延度。作为优选，在本发明中，当胶乳改性剂的含量为1％～4％时，所得到的乳化沥青的低温延度具有较大程度的改善。
具体地，所述胶乳改性剂包括烯烃类的胶乳改性剂中的一种或两种，例如：SBR乳胶、SBS乳胶等；通过使用烯烃类的胶乳改性剂，能够更好的改善乳化沥青残留物的低温性能并且改善乳化沥青残留物与黏层表面层的界面连接。优选地，所述胶乳改性剂的固含量为45％～65％，例如：48％、50％、52％、55％、58％、60％、62％等。
另外，本发明的乳化沥青中含有水，通过水分散乳化沥青微粒。以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述水的含量为40.4-53.7％，例如：41％、43％、45％、57％、49％、51％、52％、53％等。
<表面改性剂>
本发明的乳化沥青组合物中添加有表面改性剂，当将本发明的乳化沥青洒布为乳化沥青黏层时，乳化沥青组合物在水分蒸发过程中，表面改性剂是极性分子，分子间的作用力强，材料的内聚力大，容易聚集形成一个整体，自动迁移到上表面，形成一层热塑性隔离层(即乳化沥青黏层的表面层)，一般添加量很少的表面改性剂就能起到不粘车轮效果。另外乳化沥青黏层的表面层要求具有与沥青有较好的粘结性，并且在100～120℃加热条件下能够达到黏流态。
本发明的表面改性剂能够较好的分散在乳化沥青中，当使用乳化沥青组合物洒布到路面后形成乳化沥青黏层，乳化沥青组合物中的水分挥发，表面改性剂逐渐迁移到乳化沥青黏层表面，形成热塑性隔离层，当施工车辆碾压在乳化沥青黏层上，由于热塑性隔离层作用，轮胎不会与黏层发生粘结，从而不会破坏乳化沥青黏层。并且，当热沥青混合料摊铺到沥青黏层表面时，黏层在高温作用下软化，与沥青混合料充分粘接，使冷却后沥青混合料与黏层牢牢粘接在一起，又能够实现黏层的目的。
具体地，以所述乳化沥青的总质量计，所述表面改性剂的含量为1％～4％，例如：1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％等。当表面改性剂的含量为1％～4％时，其功效能够最大程度的发挥。
进一步，所述表面改性剂包括水性表面改性剂，例如：水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种以上的组合；优选地，所述水性表面改性剂的固含量为40％～60％，例如：42％、45％、48％、50％、52％、55％、58％等。
本发明的乳化沥青组合物能够在不提高乳化沥青残留物软化点的情况下，大大改善高温环境下黏层的不粘轮效果。在45-55℃路面温度能够在10-30分钟内完成破乳，从而能够大大提高施工的效率，具有很强的实际应用价值。
<第二方面>
本发明的第二方面提供一种根据本发明第一方面所述的乳化沥青组合物的制备方法，其包括将乳化沥青组合物的各组分混合的步骤。
具体地，本发明的乳化沥青组合物的制备方法可以包括以下步骤：
制备乳化沥青的步骤，所述乳化沥青中含有胶乳改性剂；
在所述乳化沥青中添加表面改性剂的步骤，得到乳化沥青组合物。
在一些具体的实施方案中，制备乳化沥青的步骤包括：
将基质沥青和抗车辙沥青母粒混合，得到混合沥青；
将乳化剂、胶乳改性剂和水混合，并调节pH值，得到乳化沥青皂液；
将混合沥青和皂液混合并研磨，得到乳化沥青。
在一些具体的实施方案中，所述混合沥青的制备方法包括：将基质沥青加热到140-160℃，例如：142℃、145℃、148℃、150℃、152℃、155℃、158℃等，使沥青具备较好的流动性。然后将抗车辙沥青母粒加入到热沥青中，均匀搅拌并加热至140～160℃，从而使混合沥青同样具备较好的流动性。
进一步，乳化沥青皂液的制备方法包括以下步骤：将乳化剂加入至30～50℃，例如：32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃、48℃等的水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，然后将胶乳改性剂加入到混合液中，充分搅拌使水性胶乳改性剂均匀分散于混合液中，然后使用酸剂(或碱剂)对混合液进行调酸(或调碱)，得到最终的乳化沥青皂液。优选地，所述酸剂为盐酸，所述碱剂为氢氧化钠溶液等。
进一步，乳化沥青的制备方法包括以下步骤：将待使用的胶体磨预热至70℃～90℃，例如：72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃等，然后将乳化沥青皂液置于胶体磨中循环，再将140～160℃，例如：142℃、145℃、148℃、150℃、152℃、155℃、158℃等温度下的混合沥青加入到胶体磨中进行循环，得到乳化沥青。
优选地，循环过程中胶体磨的转速可以为2000～3000r/min，例如：2200r/min、2500r/min、2800r/min等；循环的时间可以为0.5～2min，例如：0.8min、1min、1.2min、1.5min、1.8min等。
进一步，乳化沥青组合物的制备方法包括以下步骤：将45-55℃，例如：47℃、50℃、52℃等的乳化沥青倒入容器中，并将容器连同乳化沥青在200～500r/min，例如：250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min等的转速下的搅拌下持续搅拌，然后缓慢滴加表面改性剂。表面改性剂滴加完成后，将电动高速剪切试验仪转速调制400～800r/min，例如：500r/min、600r/min、700r/min等，搅拌1-3min，例如：1.5min、2min、2.5min等后得到乳化沥青组合物。
<第三方面>
本发明的第三方面提供一种乳化沥青黏层，其包括根据本发明第一方面所述的乳化沥青组合物。
本发明的乳化沥青黏层，其是一种多层结构的乳化沥青黏层。多层结构的乳化沥青黏层可以分为表面层下底层，表面层具有较高的软化点，能够在乳化沥青黏层上表面性能网络层状结构，起到隔离下层与轮胎的接触。下底层是黏层的主体部分，主要为改性沥青，起到与下承层沥青路面粘接并封水作用。
如图1所示，图1示出了本发明的乳化沥青黏层的制备过程示意图。对于乳化沥青黏层的具体制备方法，本发明不作特别限定，例如可以采用洒布的方式制备得到。对于洒布的量，一般可以为0.5-1.0kg/m2，例如：0.6kg/m2、0.7kg/m2、0.8kg/m2、0.9kg/m2等。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。
实施例1
采用450g基质沥青(50#)在烘箱加热到145℃，使基质沥青具有较好的流动性。然后将50g抗车辙沥青母粒加入到热的基质沥青中，得到混合沥青，均匀搅拌并加热至145℃，使混合沥青具有较好的流动性，保温备用。
将4g沥青乳化剂(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：INDULIN AA-63D)加入至35℃的466ml水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，乳化剂的使用量为乳化沥青质量0.4％，然后将30g胶乳改性剂SBR胶乳(生产厂家：美国英杰维特公司，型号1469)加入到混合液中，充分搅拌使胶乳改性剂均匀分散于混合液中，然后使用浓度为37％左右的盐酸对混合液进行调酸至pH为2，得到最终的皂液，保温备用。
胶体磨预热至70℃，然后将450ml配置好的皂液倒入胶体磨循环，再将450g混合沥青(145℃)缓慢加入到胶体磨，循环1min，循环过程中胶体磨的转速为2000r/min，将得到的约820g的乳化沥青冷却至50℃备用。
将500g乳化沥青倒入容器中，并将容器连同乳化沥青放置300r/min电动搅拌器下持续搅拌，然后缓慢滴加表面改性剂水性聚氨酯树脂(生产厂家：一臻(固安)新材料科技有限公司，型号：PUD-NT)，表面改性剂加入量为乳化沥青质量的1％。
表面改性剂滴加完成后，将电动高速剪切试验仪转速调制600r/min，搅拌2min后得到表面改性不粘轮乳化沥青组合物。
实施例2
采用450g基质沥青(50#)在烘箱加热到145℃，使基质沥青具有较好的流动性。然后将50g抗车辙沥青母粒加入到热的基质沥青中，得到混合沥青，均匀搅拌并加热至145℃，使混合沥青具有较好的流动性，保温备用。
将4g沥青乳化剂(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：INDULIN AA-63D)加入至35℃的466ml水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，乳化剂的使用量为乳化沥青质量0.4％，然后将30g胶乳改性剂SBR胶乳(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：1469)加入到混合液中，充分搅拌使胶乳改性剂均匀分散于混合液中，然后使用浓度为37％左右盐酸对混合液进行调酸至pH为2，得到最终的皂液，保温备用。
胶体磨预热至70℃，然后将450ml配置好的皂液倒入胶体磨循环，再将450g混合沥青(145℃)缓慢加入到胶体磨，循环1min，循环过程中胶体磨的转速为2000r/min，将得到的约820g的乳化沥青冷却至50℃备用。
将500g乳化沥青倒入容器中，并将容器连同乳化沥青放置300r/min电动搅拌器下持续搅拌，然后缓慢滴加表面改性剂水性聚氨酯(生产厂家：一臻(固安)新材料科技有限公司，型号：PUD-NT)，表面改性剂加入量为乳化沥青质量的2％。
表面改性剂滴加完成后，将电动高速剪切试验仪转速调制600r/min，搅拌2min后得到表面改性不粘轮乳化沥青组合物。
实施例3
采用450g基质沥青(50#)在烘箱加热到145℃，使基质沥青具有较好的流动性。然后将50g抗车辙沥青母粒加入到热的基质沥青中，均匀搅拌并加热至145℃，得到混合沥青，使混合沥青具有较好的流动性，保温备用。
将4g沥青乳化剂(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：INDULIN AA-63D)加入至35℃的466ml水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，然后将30g胶乳改性剂SBR胶乳(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：1469)加入到混合液中，充分搅拌使胶乳改性剂均匀分散于混合液中，然后使用浓度为37％左右盐酸对混合液进行调酸至pH为2，得到最终的皂液，保温备用。
胶体磨预热至70℃，然后将450ml配置好的皂液倒入胶体磨循环，再将450g混合沥青(145℃)加入到胶体磨，循环1min，循环过程中胶体磨的转速为2000r/min，将得到的约820g的乳化沥青冷却至50℃备用。
将500g乳化沥青倒入容器中，并将容器连同乳化沥青放置300r/min电动搅拌器下持续搅拌，然后缓慢滴加表面改性剂水性聚氨酯(生产厂家：一臻(固安)新材料科技有限公司，型号：PUD-NT)，表面改性剂加入量为乳化沥青质量的3％。表面改性剂滴加完成后，将电动高速剪切试验仪转速调制600r/min，搅拌2min后得到表面改性不粘轮乳化沥青组合物。
实施例4
采用450g基质沥青(50#)在烘箱加热到145℃，使基质沥青具有较好的流动性。然后将50g抗车辙沥青母粒加入到热的基质沥青中，得到混合沥青，均匀搅拌并加热至145℃，得到混合沥青，使混合沥青具有较好的流动性，保温备用。
将4g沥青乳化剂(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：INDULIN AA-63D)加入至35℃的466ml水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，然后将30g胶乳改性剂SBR胶乳(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：1469)加入到混合液中，充分搅拌使胶乳改性剂均匀分散于混合液中，然后使用浓度为37％左右盐酸对混合液进行调酸至pH为2，得到最终的皂液，保温备用。
胶体磨预热至70℃，然后将450ml配置好的皂液倒入胶体磨循环，再将450g混合沥青(145℃)加入到胶体磨，循环1min，循环过程中胶体磨的转速为2000r/min，将得到的约820g的乳化沥青冷却至50℃备用。
将500g乳化沥青倒入容器中，并将容器连同乳化沥青放置300r/min电动搅拌器下持续搅拌，然后缓慢滴加表面改性剂水性聚氨酯树脂(生产厂家：一臻(固安)新材料科技有限公司，型号：PUD-NT)，表面改性剂加入量为乳化沥青质量的4％。表面改性剂滴加完成后，将电动高速剪切试验仪转速调制600r/min，搅拌2min后得到表面改性不粘轮乳化沥青组合物。
对比例1
采用450g基质沥青(70#)在烘箱加热到135℃，使基质沥青具有较好的流动性，保温备用；
将4g沥青乳化剂(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：INDULIN AA-63D)加入至35℃的466ml水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，然后使用浓度为37％左右盐酸对混合液进行调酸至pH为2，得到最终的皂液，保温备用；
胶体磨预热至70℃，然后将450ml配置好的皂液倒入胶体磨循环，再将450g基质沥青(135℃)加入到胶体磨，循环1min，循环过程中胶体磨的转速为2000r/min，将得到的约820g的乳化沥青冷却至50℃备用。
对比例2
采用450g基质沥青(50#)在烘箱加热到145℃，使基质沥青具有较好的流动性。然后将50g抗车辙沥青母粒加入到热沥青中，均匀搅拌并加热至145℃，使混合沥青具有较好的流动性，保温备用。
将4g沥青乳化剂(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：INDULIN AA-63D)加入至35℃的466ml水中，充分搅拌至乳化剂彻底溶解，然后将30g胶乳改性剂SBR胶乳(生产厂家：美国英杰维特公司，型号：1469)加入到混合液中，充分搅拌使胶乳改性剂均匀分散于混合液中，然后使用浓度为37％左右盐酸对混合液进行调酸至pH为2，得到最终的皂液，保温备用。
胶体磨预热至70℃，然后将450ml配置好的皂液倒入胶体磨循环，再将450g混合沥青(145℃)加入到胶体磨，循环1min，循环过程中胶体磨的转速为2000r/min，将得到的约820g的乳化沥青冷却至50℃备用。
性能测试
1、普通性能测试
参照JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，对本发明实施例1-4的乳化沥青组合物进行试验检测，验证实施例1-4的乳化沥青组合物的技术指标并与对比例1和对比例2的乳化沥青组合物进行对比。结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本申请实施例1-4的乳化沥青组合物具有优异的相关性能。
2、不粘轮效果试验：
本发明通过试验室模拟施工车辆碾压黏层进行不粘轮效果试验，从而评价黏层洒布成型后的不粘轮效果。具体方法如下：
(1)试样整备：将实施例1-4的表面改性不粘轮乳化沥青组合物和对比例1-2的乳化沥青以0.8kg/m2的用量，均匀涂刷到平整的油毛毡上，涂刷的黏层尺寸为200mm×80mm的正方形，然后将试样放入到50℃烘箱养生1h，保证黏层的充分破乳。
(2)不粘轮效果试验：将准备好的试样、150mm×50mm×5mm的橡胶条(硬度65HA)和未使用A4纸一起放置于70℃烘箱保温0.5h，然后迅速取出试样、A4纸和橡胶条，在试样上盖保温的A4纸，并将橡胶条压在黏层上，使用35kg配重反复碾压10次，观察A4纸粘结黏层的情况。试验从试样取出到完成碾压，时间不超过30s，结果如图2和下表2所示。
表2
由图2和表2可以看出，实施例1-4的不粘轮乳化沥青组合物的不粘轮效果远好于对比例1和对比例2的乳化沥青，通过对比添加不同比例的表面改性剂发现，随着添加量的提高不粘轮效果逐渐变好，可见，在表面改性剂加入量为1％～4％时，不粘轮效果有明显的改善。
3、黏层剪切强度试验
黏层剪切强度试验是测试沥青混合料层间粘结强度，用于评价沥青混合料层间粘结效果，具体方法如下：
(1)试样制备：按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中沥青混合料试件制作方法(轮碾法)，采用《公路沥青路面施工技术规范》中密级配沥青混凝土混合料矿料推荐级配范围AC-16型级配中值，使用70#基质沥青，以5.0％的油石比轮碾成型300mm×300mm×50mm的车辙试件。待车辙试件冷却至常温后，在车辙试件上分别均匀洒布0.8kg/m2的实施例1-4和对比例1-2的乳化沥青组合物，待其充分破乳后，在黏层上摊铺与下层相同的沥青混合料，并轮碾成型。待试件冷却至室温后，将试件进行切割成100mm×100mm×100mm的立方体试件，如图3所示。
(2)剪切试验：将立方体试件放入剪切试验夹具中，平稳放置在万能压力机(300KN)试验台上，试验加在速度5mm/min，记录试验荷载的峰值，结果如下表3所示。
表3
从表3可以看出，不粘轮乳化沥青黏层的层间粘结强度远优于普通乳化沥青黏层，通过对比添加不同比例的表面改性剂发现，当加入表面改性剂1％时层间剪切强度有增加，但是随着表面改性剂添加比例增加，层间剪切强度基本保持不变。不粘轮乳化沥青掺加表面改性剂有利于提高沥青混合料层间粘结性能。
需要说明的是，尽管以具体实例介绍了本发明的技术方案，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (13)
1.一种乳化沥青组合物，其特征在于，包括以下组成：
乳化沥青，所述乳化沥青的原料包括混合沥青、乳化剂、胶乳改性剂和水，所述混合沥青包括基质沥青和抗车辙沥青母粒；
表面改性剂，其中，
使用所述乳化沥青组合物制备得到乳化沥青黏层时，在所述乳化沥青黏层的成型过程中，所述表面改性剂迁移至所述乳化沥青黏层的表面，使得所述表面改性剂在所述乳化沥青黏层的表面聚集，形成热塑性隔离层；并且，
以所述乳化沥青的总质量计，所述表面改性剂的含量为1％～4％；
所述表面改性剂包括水性表面改性剂，所述水性表面改性剂为水性聚氨酯树脂。
2.根据权利要求1所述的乳化沥青组合物，其特征在于，以所述乳化沥青的原料的总质量计，所述混合沥青的含量为45-55％；所述乳化剂的含量为0.3-0.6％；所述胶乳改性剂的含量为1％～4％；所述水的含量为40.4％～53.7％。
3.根据权利要求1所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述基质沥青和抗车辙沥青母粒的质量比为3～18:1。
4.根据权利要求1～3任一项所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述乳化剂包括阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂或阴离子型乳化剂。
5.根据权利要求1～3任一项所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述胶乳改性剂包括烯烃类的胶乳改性剂中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述胶乳改性剂包括SBR胶乳和/或SBS胶乳。
7.根据权利要求5所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述胶乳改性剂的固含量为45％～65％。
8.根据权利要求1～3任一项所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述水性表面改性剂的固含量为40％～60％。
9.根据权利要求1～3任一项所述的乳化沥青组合物，其特征在于，所述水性聚氨酯为一臻(固安)新材料科技有限公司生产的型号为PUD-NT的水性聚氨酯。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的乳化沥青组合物的制备方法，其特征在于，包括将乳化沥青组合物的各组分混合的步骤。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备乳化沥青的步骤，所述乳化沥青的原料中含有胶乳改性剂；
在所述乳化沥青中添加表面改性剂的步骤。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，制备乳化沥青的步骤包括：
将基质沥青和抗车辙沥青母粒混合，得到混合沥青；
将乳化剂、胶乳改性剂和水混合，并调节pH值，得到乳化沥青皂液；
将混合沥青和皂液混合经过胶体磨剪切，得到乳化沥青。
13.一种乳化沥青黏层，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的乳化沥青组合物。
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