一种超粘超强改性乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路材料的技术领域，特别是涉及一种超粘超强改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

高速公路路面结构一般分为上中下三层，在分层摊铺碾压后，结构层表面基本达到一个相对平整的状态，因此层间的摩阻力显著降低，如果层间不作粘结处理，就很容易成为路面结构中的薄弱环节，在高温、重载等不利的条件下易于发生层间滑移破坏，尤其是在陡坡、弯道等特殊路段。对于隧道复合式路面和混凝土桥面铺装层而言，由于沥青混合料与水泥混凝土之间的弹性模量相差悬殊，变形协调性不好，如果层间不进行粘结处理或粘结处理不得当，就会因无法承受水平方向强大的剪应力导致层间脱离，进而造成滑移、推挤和拥包等病害。在实际道路工程施工中，沥青面层在进行从下至上每层的铺筑时，沥青路面层间粘结强度主要靠洒布的粘层油的粘结力提供，如果粘层材料的性能不够优越，就无法提供足够的层间粘结强度，沥青路面层间会因此而无法抵御外界作用与层间的剪切力而产生层间病害。

目前，国内路面工程施工中，导致层间粘结不足原因：一方面是由于施工单位忽略层间粘结的重要作用，对粘层材料的选用、粘层材料的施工疏于管理和重视；另一方面，现有的粘层乳化沥青在撒布后，即使已经完全破乳成膜，依然常常被进场摊铺混合料的施工车辆的车轮碾压后带走，造成粘结材料的损失，降低粘结效果。同时，现有的粘层乳化沥青破乳时间长，在撒布后，施工单位通常会等待数小时，才能允许摊铺车辆才能进场进行混合料的摊铺，导致施工效率降低。

我国沥青路面相关规范在路面层间处治方面还很薄弱，仅在沥青路面施工规范中，对粘层、透层以及下封层的施工做了一般性描述，缺少有效的质量控制指标标准及检测方法。对于层间处治乳化沥青的选择、最佳材料用量的选用等方面并未作出规定，施工时只能凭经验确定，且由于传统粘层乳化沥青质量较差，在施工过程中易受到施工车辆碾压而造成损伤。大量实地调查结果显示层间粘结状态不良会严重影响各种铺装结构的使用性能，施工时导致层间处治效果不佳，不能提供足够的抗剪强度及粘结强度，进而沥青路面后期出现各种病害。因此层间剪切破坏问题应当引起工程技术人员的重视，加强粘结层的研究也显得尤为重要。

超粘乳化沥青是近年提出的一种新产品，我国还处于初步研究与应用阶段。有鉴于上述现有的超粘乳化沥青制备存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期开发一种超粘超强改性乳化沥青及其制备方法，使其更具有实用性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种超粘超强改性乳化沥青及其制备方法，显著提高乳化沥青蒸发残留物的PG等级和60℃的粘结力，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超粘超强改性乳化沥青，以重量份数计，包括以下组分：基质沥青100份、硬质沥青30～40、环氧树脂3-10份、增粘树脂3～5份、温拌剂0.3～0.5份、抗氧剂0.2-0.3份、水100份、乳化剂0.4～1.2份、增稠剂0.2～0.4份、助剂0.2-0.4份、盐酸0.1～0.6份。

优选的，所述基质沥青为70#或90#基质沥青。

优选的，增粘树脂为C5石油树脂、C9石油树脂、C5加氢石油树脂、C9加氢石油树脂、C9加氢石油树脂和古马隆树脂中的一种或几种。

优选的，所述硬质沥青为TLA沥青或者高灰分布敦岩沥青。

一种超粘超强改性乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：

S1、超粘改性沥青制备：把100份基质沥青加热到165℃-175℃，然后依序向基质沥青中加入30～40份硬质沥青、3～10份环氧树脂、0.3～0.5份温拌剂、3～5份增粘树脂和0.2～0.3份抗氧剂，经过搅拌1-2h混合均匀后得到超粘改性沥青；

S2、皂液制备：把0.4～1.2份乳化剂、0.2～0.4份增稠剂、0.2～0.4份助剂加入到100份水中，搅拌均匀后，用盐酸调节pH值至2.2-2.5备用；

S3、把S2中制备的皂液和S1中制备的超粘改性沥青按照质量比45：55进行乳化，所述的皂液温度为50-60℃，改性沥青乳化温度为155-170℃，制备出超粘改性乳化沥青。

优选的，所述S1中，增粘树脂的软化点大于130℃，温拌剂为表面活性剂类油性温拌剂。

优选的，所述S3中制备的超粘超强乳化沥青针入度小于30，软化点≥80℃，60℃布氏粘度＞50000Pa·s，PG等级达到PG80-22。

优选的，所述S1中温拌剂熔点为120-140℃。

优选的，所述S2中乳化剂为快裂型乳化剂。

优选的，所述S2中增稠剂为表面活性剂水溶液NH4Cl。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种超粘超强改性乳化沥青及其制备方法，具备以下有益效果：

1、该超粘超强改性乳化沥青及其制备方法，采用树脂和硬质沥青的天然沥青与高分子树脂复合改性技术制备的超粘乳化沥青针入度低于30，软化点高达80℃以上，60℃布氏粘度大于50000Pa·s，PG等级超过PG80-22，具有超强粘结的技术优势，能够提升超粘乳化沥青蒸发残留物的低温抗裂性能。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明超粘超强改性乳化沥青的制备方法，步骤如下：

S1、把100份的SK70#沥青加热到170℃，开启搅拌器，依序向基质沥青中加入40份的硬质沥青、5份的环氧树脂、0.3份的温拌剂和3份的C9石油树脂、0.2份的BHT抗氧剂，经过搅拌2h混合均匀后得到超粘改性沥青，其中增粘树脂的软化点大于130℃，温拌剂为表面活性剂类油性温拌剂；

S2、在100份的中水中加入0.5份的快裂型乳化剂、0.4份的增稠剂，0.3份的助剂，搅拌至完全溶解，然后采用0.2份37％浓盐酸调节pH至2.5制备出皂液；

S3、把皂液加热到52℃、改性沥青加热到175℃，开启实验室胶体磨，磨头转速调高至5000r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为45:55进行乳化制备出高性能超粘超强改性乳化沥青。

制备超粘超强乳化沥青在混凝土试块表面洒布量为0.5kg/m2，测附着力拉拔强度，技术指标如表1所示：

表1实施例1制备超粘沥青的技术指标测试结果

实施例2

本发明超粘超强改性乳化沥青的制备方法，步骤如下：

S1、把100份的双龙70#沥青加热到175℃，开启搅拌器，依序向基质沥青中加入35份的硬质沥青、7份的环氧树脂、0.4份的温拌剂和4份的C5石油树脂、0.3份的BHT抗氧剂，经过搅拌1.5h混合均匀后得到超粘改性沥青，其中增粘树脂的软化点大于130℃，温拌剂为表面活性剂类油性温拌剂；

S2、在100份的中水中加入0.8份的快裂型乳化剂、0.3份的增稠剂，0.4份的助剂，搅拌至完全溶解，然后采用0.4份37％浓盐酸调节pH至2.2制备出皂液；

S3、把皂液加热到55℃、改性沥青加热到172℃，开启实验室胶体磨，磨头转速调高至5500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为45:55进行乳化制备出高性能超粘超强改性乳化沥青。

制备超粘超强乳化沥青在混凝土试块表面洒布量为0.4kg/m2，测附着力拉拔强度，技术指标如表2所示：

表2实施例2制备超粘沥青的技术指标测试结果

实施例3

本发明超粘超强改性乳化沥青的制备方法，步骤如下：

S1、把100份的伦特70#沥青加热到175℃，开启搅拌器，依序向基质沥青中加入38份的硬质沥青、8份的环氧树脂、0.4份的温拌剂和5份的C5加氢石油树脂、0.3份的BHT抗氧剂，经过搅拌2h混合均匀后得到超粘改性沥青，其中增粘树脂的软化点大于130℃，温拌剂为表面活性剂类油性温拌剂；

S2、在100份的中水中加入0.9份的快裂型乳化剂、0.2份的增稠剂，0.4份的助剂，搅拌至完全溶解，然后采用0.5份37％浓盐酸调节pH至2.2制备出皂液；

S3、把皂液加热到55℃、改性沥青加热到170℃，开启实验室胶体磨，磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为45:55进行乳化制备出高性能超粘超强改性乳化沥青。

制备超粘超强乳化沥青在混凝土试块表面洒布量为0.3kg/m2，测附着力拉拔强度，技术指标如表3所示：

表3实施例3制备超粘沥青的技术指标测试结果

实施例4

本发明超粘超强改性乳化沥青的制备方法，步骤如下：

S1、把100份的伦特90#沥青加热到170℃，开启搅拌器，依序向基质沥青中加入40份的硬质沥青、10份的环氧树脂、0.5份的温拌剂和5份的C9加氢石油树脂、0.3份的BHT抗氧剂，经过搅拌2h混合均匀后得到超粘改性沥青，其中增粘树脂的软化点大于130℃，温拌剂为表面活性剂类油性温拌剂；

S2、在100份的中水中加入1.0份的快裂型乳化剂、0.3份的增稠剂，0.3份的助剂，搅拌至完全溶解，然后采用0.4份37％浓盐酸调节pH至2.4制备出皂液；

S3、把皂液加热到60℃、改性沥青加热到170℃，开启实验室胶体磨，磨头转速调高至6000r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为45:55进行乳化制备出高性能超粘超强改性乳化沥青。

制备超粘超强乳化沥青在混凝土试块表面洒布量为0.6kg/m2，测附着力拉拔强度，技术指标如表4所示：

表4实施例4制备超粘沥青的技术指标测试结果

本发明采用热塑性弹性体作为调节沥青低温性能的改性剂，制备的超粘乳化沥青蒸发残留物软化点高达80℃以上。60℃布氏黏度大于50000Pa*s，PG分级为PG80-22，层间附着力粘结强度较大。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。