[发明专利]一种用于CRTSⅠ型和CRTSⅡ型板式无砟轨道的乳化沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于CRTSⅠ型和CRTSⅡ型板式无砟轨道的乳化沥青及其制备方法，具体涉及一种用于制备高速铁路、客运专线、城际铁路CRTSⅠ型和CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的乳化沥青及其制备方法。 

背景技术

在我国目前的高速铁路建设过程中，板式无砟轨道已成为高速铁路主要的轨道结构形式之一，其主要由混凝土底座、水泥乳化沥青砂浆垫层、轨道板、扣件、钢轨等结构组成。其中，水泥乳化沥青砂浆是板式无砟轨道的关键组成部分，一方面其起到填充、支撑、承力、传力，提供适当的弹韧性的作用，另一方面其便于调整轨道施工误差，大大简化了后期的运营维护。水泥乳化沥青砂浆主要由乳化沥青、水泥、砂子、聚合物乳液等组成，其中，乳化沥青作为水泥乳化沥青砂浆的关键组成材料之一，其性能直接影响着水泥乳化沥青砂浆的工作性能、力学性能和耐久性能。 

现在板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆分为两种：CRTSⅠ型（单元板）和CRTSⅡ型（纵连扳）。其中，CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆中乳化沥青/水泥质量比一般在1.2～1.8，折合沥青/水泥质量比0.7～1.1；CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆中的乳化沥青/水泥质量比一般在0.4～0.6，折合沥青/水泥质量比0.3左右。 

与集料拌和时，乳化沥青在初始阶段首先是乳液中的水相流动与集料接触，逐渐打破原来的平衡，界面膜破裂，乳化剂分子重排。其中，阳离子乳化沥青中的阳离子乳化剂，几乎都是含氮化合物，即有机胺的衍生物，其与集料具有较为强烈的亲和性、吸附性，它与集料表面结合，改变了集料的表面性能，使其在一定程度上活化，使之与沥青薄膜的结合更加紧密和牢固，从而加快了乳化沥青的破乳速度，增加了沥青与集料的粘附性。 与阳离子乳化剂相比，阴离子乳化剂有所不同。阴离子乳化剂亲水基中的氧、硫和碳原子与集料表面的亲和性、吸附性远不能与阳离子乳化剂分子亲水基中的氮原子相比。又由于阴离子乳化剂分子亲水基上较多的氧原子因氢键缔合结合了较多的水分子，并且占据了较大的空间，致使乳化剂分子不易直接与集料表面接触并吸附于其上。这样沥青微珠就不能直接靠近集料表面，瞬间挤压力不能产生，集料表面的水分不能被挤压出来，沥青与骨料并不能直接接触，呈现出集料、吸附水膜、沥青薄膜这样的状态，水膜处于集料与沥青薄膜之间，起着阻碍和隔离作用。随着集料表面水分通过沥青微珠间空隙逐渐挥发或被水泥水化吸收，沥青薄膜逐渐裹覆集料。待水分完全挥发之后，沥青薄膜即完全裹覆集料，同时沥青微珠间融合，沥青恢复到原来状态。由于在成膜裹覆过程中不能产生挤压力挤出水分，又由于阴离子乳化剂分子亲水基氢键缔合水较为牢固，不易挥发，所以水分的挥发速度就很慢，致使阴离子乳化沥青破乳时间要比阳离子乳化沥青长得多。 

正基于上述原因，高沥青掺量、低弹性模量的CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆一般采用阳离子型乳化沥青；低沥青掺量、高弹性模量的CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆一般采用阴离子型乳化沥青。 

在高速铁路建设过程中，往往存在同一个乳化沥青加工厂既提供CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆用乳化沥青，又提供CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆用乳化沥青，同一个施工单位既进行CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的施工，又进行CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆施工的情况，因而在乳化沥青以及水泥乳化沥青原材料的进场、存储、制备等过程均要进行区分，但往往由于管理等原因造成质量的不稳定，最终影响了工程质量。 

近几年公开了很多关于板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆用乳化沥青的专利，但乳化沥青的使用范围仍或者局限于高乳化沥青/胶凝材料质量比范围内，或者局限于低乳化沥青/胶凝材料质量比范围内，中国专利申请200710149995.8公开了一种乳化沥青，其是采用阳离子乳化剂或阴离子乳化剂与非离子乳化剂复合后对沥青进行乳化得到乳化沥青的，在实际应用过程中效果良好，但其适用于低弹性模量低强度的单元板式无砟轨道，即CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆。中国专利申请2009100176818.0公布了一种乳化沥青，其是用阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂、两性离子型乳化剂等乳化剂复合对沥青进行乳化得到的，效果良好，但其只适用于纵连板式 无砟轨道，即CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆。目前尚无一种能同时兼顾CRTSⅠ型和CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆用乳化沥青的相关专利。 

发明内容