[发明专利]改性乳化沥青、其制备方法及包括该乳化沥青的CA砂浆

说明书

技术领域

本发明涉及板式轨道路面技术领域，尤其涉及一种专用于高速铁路或轻轨板式无碴轨道的CA砂浆，专用于该CA砂浆的改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，中国高速铁路的建设已全面展开。迄今为止，国务院批准立项的高速铁路项目多采用高速轮轨技术和板式无碴轨道。

无碴轨道，即采用整块混凝土基床，路基上不辅设石子和枕木的轨道。该轨道可避免路基下沉，保证铁路长时间安全运行，并降低列车行使引起的粉尘，美化环境。此外，无渣轨道表面铺设有CA砂浆(CEMENTASPHALT，乳化沥青水泥砂浆)。该CA砂浆作为板式无碴轨道结构弹性调整层的关键组成部分，在列车运行中起稳定和缓冲作用，从而保障列车时速最高可达200公里以上，并对填充轨道板与混凝土基床板间隙和对下部结构形变修复等具有不可替代的作用。

传统CA砂浆一般由水泥、乳化沥青、掺合料、细骨料、水、表面活性剂、减水剂、聚合物胶乳和砂在常温下经搅拌制成，其利用水泥吸水，水化加速乳化沥青破乳的原理，由水泥水化物和沥青裹覆砂形成立体网络结构，由此具有混凝土的刚性和沥青弹性，从而在列车行驶时起稳定和缓冲作用。其中，沥青乳液作为CA砂浆的关键组成部分，必须具有与水泥相容性好、粘度大、破乳速度慢、抗冻性和耐候性强等特点。

目前国内外通常采用机械混合聚合物胶乳如氯丁胶乳和普通乳化沥青来改善普通乳化沥青的性能来提高CA砂浆的高低温性能和弹性。该工艺存在以下弊端：(1)氯丁胶乳颗粒和乳化沥青颗粒是以较大尺寸机械混合，且胶乳颗粒和沥青颗粒的相对密度差，沉降速度不同，容易导致制得的改性乳化沥青的均匀性和稳定性欠佳，在储存罐等容器中存放一段时间后胶乳易与乳化沥青发生分离，且随着存放时间越长，分离现象越严重，导致使用该改性乳化沥青制备CA砂浆时需再次充分搅拌，以减少改性乳化沥青在罐底部或上部的浓度差。因此采用该工艺制得的乳化沥青制备CA砂浆必须现混现用，导致生产效率低下，且每批CA砂浆的质量有波动。(2)由于CA砂浆中改性沥青由聚合物胶乳颗粒和沥青颗粒机械混合而得，其柔性低于仅将聚合物细化后以较细颗粒均匀分散在沥青中后的改性沥青的柔性，采用该工艺欲制得与后者相同柔性的CA砂浆，则需使用大量的聚合物胶乳，导致生产成本的提高。(3)由于乳化沥青必须与聚合物乳胶相容，且市售聚合物胶乳品种较少，导致该工艺不得不受限于乳化沥青的乳化剂和聚合物胶乳品种。

因此，有必要提供一种稳定性好的改性乳化沥青来提高CA砂浆的稳定性及一种工艺简单的改性乳化沥青制备方法来提高CA砂浆的生产效率并扩大CA砂浆专用改性乳化沥青的品种。

发明内容

以下以实施例为例说明一种专用于高速铁路或轻轨板式无碴轨道的CA砂浆，专用于该CA砂浆的改性乳化沥青及其制备方法。

该种高速铁路或轻轨板式无碴轨道CA砂浆专用的改性乳化沥青，按重量百分比计，包括如下组分：改性沥青45～65％、阳离子表面活性剂0.5％～10％、非离子表面活性剂0.5％～10％、助剂0.1％～10.0％、余量为水；该改性沥青包括基质沥青82.0～96.0％、粒径小于或等于5μm的聚合物改性剂2～6％、相容剂0～10.0％、改性沥青稳定剂0～2.0％，该聚合物改性剂选自SBS、SIS、SEBS、SBR、CR、EPDM、NBR、BR或NR。

该种高速铁路或轻轨板式无碴轨道CA砂浆的改性乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：

以重量百分比计，称取沥青82.0～96.0份、聚合物改性剂2～6份、相容剂0～10.0份、改性沥青稳定剂0～2.0份；该聚合物改性剂选自SBS、SIS、SEBS、SBR、CR、EPDM、NBR、BR或NR；

混合该沥青和相容剂，加热至140～190℃，搅拌5～30分钟，加入该聚合物改性剂，搅拌，升温至160～200℃，搅拌溶胀10～150分钟后，采用胶体磨或高剪切或均化磨剪切研磨1～4次，加入改性沥青稳定剂，搅拌，输送至熟化罐，在160～195℃下搅拌发育反应10～150分钟，直至聚合物改性剂粒径小于或等于5μm，制得改性沥青；

以重量百分比计，称取改性沥青45～65份、阳离子表面活性剂0.5～10份、非离子表面活性剂0.5～10份、助剂0.1～10.0份、余量为水；

保持改性沥青温度至140～190℃；混合阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助剂和水形成水溶液，保持温度至40～90℃；将上述改性沥青和混合物水溶液通过胶体磨研磨乳化，即得改性乳化沥青。