[发明专利]微膨胀乳化沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路养护技术领域，特别是指一种微膨胀乳化沥青及其制备方法。

背景技术

历经二十多年的公路建设，我国二级及以上公路通车里程已达到42.5万公里，其中高速公路超过6.5万公里。与此同时，早期修建的以高速公路为代表的干线公路已经进入大规模大中修养护及改造时期，公路养护规模正在逐年快速攀升。据测算，我国每年以高速公路为代表的干线公路大中修和改建产生旧沥青路面材料多达1亿吨，而目前我国旧沥青路面材料循环利用率仅有20％左右，仅为国外发达国家旧沥青路面材料循环利用率的五分之一，由此造成的资源浪费相当惊人，环保压力巨大。实际上，我国高等级公路旧沥青路面材料的70％以上可循环利用于原沥青路面大中修和改建工程，但没有得到有效循环利用，反而需要去大量开采石料资源，这与建设“两型”公路行业发展方向不相符合。

目前路面养护过程中使用的乳化沥青浓度较低，一般不超过60％，而且乳化沥青体系内分子运动速度快，相互碰撞几率大，导致乳化沥青中的沥青容易摆脱乳化剂的作用而发生团聚现象，增加了乳化沥青不稳定的概率，特别是在储存和拌合后远距离运输时，容易发生乳化沥青聚集破乳等，使乳化沥青无法正常使用。

乳化沥青应用在路面再生后，在基层顶面干缩开裂产生应力集中，导致沥青下面层开裂产生向上传递的裂缝，而由于乳化沥青不具备膨胀作用而无法阻止反射裂缝的产生。

在旧路面材料的循环利用中，如何制备高性能微膨胀乳化沥青是核心问题，要使再生路面路用性能更加优异，加入具有微膨胀特性的添加剂和改性剂，可起到抗裂缝反射与愈合作用；并与水硬胶结料相互作用来大幅提高抗车辙性能；由于微膨胀乳化沥青的生产与使用通常不在同一个地点，为了防止在运输过程中微膨胀乳化沥青的离析甚至破乳，该微膨胀乳化沥青的破乳速度可以控制，从而可以根据沥青混合料的运输距离来调节破乳时间；同时该微膨胀乳化沥青中加入了聚合物改性剂，使其粘韧性比普通乳化沥青有了很好的改善。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种微膨胀乳化沥青及其制备方法，以解决上述普通乳化沥青抗裂缝反射与愈合能力和抗车辙性能差、与水泥拌和性差的问题。

本发明提供一种微膨胀乳化沥青，主要由下述重量百分比的原料制成：

沥青：    60.0％～70.0％

乳化剂：  1.2％～2.8％

微膨胀剂：0.04％～0.16％

改性剂：  1.5％～5.0％

水：      25.0％～35.0％

所述乳化剂为非离子-阳离子复合乳化剂，主要成分包括烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯、十六烷基三甲基氯化铵和聚丙烯烷基胺，按照重量比1∶3∶2∶2的比例混匀，混匀后与水按照重量比2∶3混合，搅拌均匀；

所述微膨胀剂为钙镁氧化物、硫铝酸钙中的一种或两种复合；

所述改性剂为聚合物改性剂，主要成分包括苯乙烯、甲基丙烯酸正己酯和丙烯酸的三元共聚乳液，三种单体按照3∶3∶1的重量比通过乳液聚合的方法制备而成；

所述微膨胀乳化沥青的残留物针入度在25℃时为50～100，以0.1mm。

进一步地，该微膨胀乳化沥青还包括重量百分比0.08％～0.14％的稳定剂；所述稳定剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸盐中的一种或两种复合。

进一步地，其中各原料的重量百分比为：

沥青：    60.0％～67.0％

乳化剂：  1.2％～2.0％

微膨胀剂：0.06％～0.12％

稳定剂：  0.08％～0.14％

改性剂：  2.0％～3.0％

水：      27.0％～34.0％。

进一步地，其中各原料的重量百分比是：

沥青：    60.0％～63.0％

乳化剂：  1.5％

微膨胀剂：0.06％

稳定剂：  0.1％

改性剂：  2.5％

水：      32.84％～35.84％。

本发明还提供一种基于上述微膨胀乳化沥青的制备方法，包括下述步骤：

①将所述沥青加热到100～160℃，将所述微膨胀剂加入到沥青里，搅拌均匀；

②将水加热到48至52℃，将所述改性剂和乳化剂加入到水中，搅拌均匀；

③调整步骤②的混合溶液pH值至2.0～3.0；

④将步骤①加入微膨胀剂的沥青和步骤③的混合溶液一起加入到胶体磨中乳化，得到乳化沥青。

进一步地，步骤①沥青加热到120～140℃。