一种不黏轮改性乳化沥青制备方法及其应用与流程

[0001]
本发明涉及道路工程的技术领域，特别是涉及一种不黏轮改性乳化沥青制备方法及其应用。


背景技术：

[0002]
近年来，随着高速公路交通量的增长，公路的实际交通量远远大于其设计能力，我国高速公路路面结构一般分为三层，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。由于日益严重的高温、重载、超载等不利条件，沥青路面往往在投入使用不久就会出现车辙、开裂和层间推移、拥包等病害，并且容易发生层间滑移破坏，尤其是在陡坡、弯道等特殊路段，在桥面铺装结构和隧道复合式路面中，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，则会造成层间滑移的问题尤为突出。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，针对出现的破坏，目前通常的研究重点是通过增加沥青面层厚度来加强路面结构对拉应力和拉应变的抵抗能力，或者对路基路面所使用的材料及其结构组合进行设计上的优化，却常常忽视层间的防水、粘结等问题，这样即使设计的面层和基层材料强度很高，也无法从根本上解决沥青路面和桥面的破坏问题。
[0003]
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，加强防水粘结层的研究也显得尤为重要。
[0004]
施工时，相邻结构层间通常采用撒布黏层材料的工艺，促使层与层之间形成整体的受力结构，从而减少由交通荷载引起的层间结构脱位和侧移。黏层材料提供的层间粘结强度和抗滑能力能够将路面结构层间粘结形成一个整体，提高路面的耐久性，当层间粘结不足时，常常导致层间脱位和开裂问题，这就会导致高昂的维修和养护成本。
[0005]
目前国内路面工程施工中，导致层间粘结不足原因有如下几点：一方面是由于施工单位忽略层间粘结的重要作用，对黏层材料的选用、黏层材料的施工疏于管理和重视；更为主要的技术原因在于，现有的黏层乳化沥青在撒布后，即使已经完全破乳成膜，但仍然会被进场摊铺混合料的施工车辆的车轮碾压后带走，从而造成粘结层材料的损失，降低其粘
结效果。
[0006]
同时，现有的黏层乳化沥青破乳时间长，在撒布后，施工单位通常需要等待数小时，才能允许摊铺车辆才能进场进行混合料的摊铺，从而导致施工效率降低。


技术实现要素：

[0007]
为解决上述技术问题，本发明提供一种可以加快破乳速度，在施工过程中不会因沥青粘附在轮胎上而影响粘层质量，造成性能损失，并且形成的粘结层面具有良好的粘结强度，提高施工效率，减少因粘结失效而引起的路面脱层、疲劳开裂等病害，同时可以保持施工现成周边道路清洁的不黏轮改性乳化沥青制备方法及其应用。
[0008]
本发明的一种不黏轮改性乳化沥青制备方法，包括以下步骤：
[0009]
s1、制备不黏轮改性沥青：将改性沥青加热至170～180℃，并向改性沥青中加入不黏轮沥青改性增强剂，搅拌混合，转速为200～300r/min，搅拌1～2h，最后向其中加入树脂，维持搅拌转速为200～300r/min，搅拌发育3～4h，得到不黏轮改性沥青；
[0010]
s2、制备皂液：将高效乳化剂和稳定剂加入到水中搅拌混合，保持皂液温度为50～60℃，再用盐酸调节ph值至1.5～2.5；
[0011]
s3、制备不黏轮改性乳化沥青：将皂液和不黏轮改性沥青通过胶体磨进行乳化处理，皂液和不黏轮改性沥青的添加比例为5:6，调节胶体磨磨头的转速为3000～4000r/min，得到不黏轮改性乳化沥青。
[0012]
具体的，所述不黏轮改性沥青中各原料的添加比例为：
[0013]
改性沥青60％～70％；
[0014]
树脂5％～10％；
[0015]
不黏轮沥青改性增强剂30％～35％。
[0016]
具体的，所述改性沥青为内掺质量比为3％～7％沥青改性剂的热塑性弹性体和70#重交基质沥青制备的改性沥青，其中3％～7％沥青改性剂的热塑性弹性体为苯乙烯类sbs、sis、sebs和seps，烯烃类tp0和tpv，pe、eva中的一种或者任意几种的混合物。
[0017]
具体的，所述树脂为丙烯酸类环氧树脂，包括但不限于甲基丙烯酸甲酯mma和聚甲基丙烯酸甲酯pmma。
[0018]
具体的，所述不黏轮沥青改性增强剂为高灰分岩沥青、tla湖沥青或0-30#低标号硬质沥青。
[0019]
具体的，所述皂液中各原料的添加比例为：
[0020]
水98.7％～99.5％；
[0021]
高效乳化剂0～0.5％；
[0022]
稳定剂0～0.3％；
[0023]
盐酸0～0.5％。
[0024]
具体的，所述高效乳化剂为阿克苏诺贝尔ns-500lq乳化剂、烷基酚聚氧乙烯醚np-10或1831乳化剂。
[0025]
具体的，所述稳定剂为乙烯基磺酸钠乳液稳定剂。
[0026]
一种不黏轮改性乳化沥青的应用，该不黏轮改性乳化沥青可以用于道路粘层，采用洒布形式进行应用，并且不黏轮改性乳化沥青的洒布量为0.3kg/m2～0.6kg/m2。
[0027]
与现有技术相比本发明的有益效果为：采用本发明的方法制备出的不黏轮改性乳化沥青蒸发残留物软化点高达75℃以上，乳化沥青蒸发残留物15℃低温延度大于30cm，低温延度较高、25℃的弹性恢复超过65％，用于路面粘层时其25℃的附着力拉拔强度大于1.4mpa，是一种破乳速度快、储存稳定性优异的新型粘层用乳化沥青，其中环氧树脂的引入可以增大沥青的粘度，从而促使沥青高温性能和粘附力的提升，本发明制备的不黏轮改性乳化沥青可以加快破乳速度，在施工过程中不会因沥青粘附在轮胎上而影响粘层质量，造成性能损失，并且形成的粘结层面具有良好的粘结强度，提高施工效率，减少因粘结失效而引起的路面脱层、疲劳开裂等病害，同时可以保持施工现成周边道路清洁。
[0028]
进行不黏轮黏层乳化沥青的开发，更重要意义还在于改进薄层养护技术体系，提高工作效率，本发明研发的不黏轮黏层乳化沥青具备不沾轮的特性，并且针对粘结层乳化沥青，是一种抗施工损伤、强度高、粘结性好、耐久、抗疲劳和耐老化的乳化沥青新材料，允许摊铺设备在黏层材料上进行施工，且不影响粘结效果，传统的超薄磨耗层技术(novachip)养护工艺在应用时，需要黏层材料的撒布与表层混合料摊铺同时进行，需要摊铺和喷洒一体化施工设备，形成了高昂的成本，本发明制备的不黏轮黏层乳化沥青可以应用于超薄磨耗层技术(novachip)，避免使用专用的一体化施工设备，突破成本限制，从而促进该项技术大规模的推广应用，并且具有非常广阔的市场前景，能够有效解决施工车辆粘轮问题，提高使用效率，对薄层养护技术体系的完善以及黏层乳化沥青的应用前景具有重要意义，同时对减少各类病害发生和加强路面使用性具有一定的意义，减少路面层间滑移与反射裂缝的产生及发展，大大减少冲刷、卿泥以及路面坑洞等水损坏现象的发生，提高沥青路面的服务质量与使用寿命、节省养护费用。
附图说明
[0029]
图1是实施例1中制备的不黏轮改性乳化沥青的技术指标测试结果图；
[0030]
图2是实施例2中制备的不黏轮改性乳化沥青的技术指标测试结果图；
[0031]
图3是实施例3中制备的不黏轮改性乳化沥青的技术指标测试结果图。
具体实施方式
[0032]
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0033]
实施例1
[0034]
一种不黏轮改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：
[0035]
s1、制备不黏轮改性沥青：首先制备6.5kgsbs改性沥青，其中sbs改性沥青中sbs改性剂采用791-h改性剂，掺量占改性沥青的5％，70#重交基质沥青占95％，将sbs改性沥青加热到170℃，然后向sbs改性沥青中内掺加入35％高灰分岩沥青，按照300r/min搅拌1.5h，后加入6％mma树脂，再按照300r/min搅拌发育3h，制备成不黏轮改性沥青；
[0036]
s2、制备皂液：按照水99％、1831乳化剂0.3％、乙烯基磺酸钠乳液稳定剂0.3％和盐酸0.4％的比例调节皂液，分别将1831乳化剂和乙烯基磺酸钠乳液稳定剂加入到水中搅拌混合，保持皂液温度为50℃，再用盐酸调节ph值至1.5～2.5；
[0037]
s3、制备不黏轮改性乳化沥青：将皂液和不黏轮改性沥青通过胶体磨进行乳化处
理，皂液和不黏轮改性沥青的添加比例为5:6，调节胶体磨磨头转速3000r/min，制备成不黏轮改性乳化沥青。
[0038]
本实施例制备的不黏轮改性乳化沥青用于道路粘层，采用洒布形式进行应用，并且不黏轮改性乳化沥青的洒布量为0.3kg/m2。并对本实施例制备出的不黏轮改性乳化沥青的各项指标进行检测，结果如图1所示。
[0039]
实施例2
[0040]
一种不黏轮改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：
[0041]
s1、制备不黏轮改性沥青：首先制备6.5kgpe改性沥青，其中pe改性沥青中pe改性剂掺量占改性沥青的6％，70#重交基质沥青占94％，将pe改性沥青加热到175℃，然后向pe改性沥青中内掺加入35％高灰分岩沥青，按照200r/min搅拌2h，后加入5％mma树脂，再按照300r/min搅拌发育3.5h，制备成不黏轮改性沥青；
[0042]
s2、制备皂液：按照水98.7％、阿克苏诺贝尔ns-500lq乳化剂0.5％、乙烯基磺酸钠乳液稳定剂0.3％和盐酸0.5％的比例调节皂液，分别将阿克苏诺贝尔ns-500lq乳化剂和乙烯基磺酸钠乳液稳定剂加入到水中搅拌混合，保持皂液温度为55℃，再用盐酸调节ph值至1.5～2.5；
[0043]
s3、制备不黏轮改性乳化沥青：将皂液和不黏轮改性沥青通过胶体磨进行乳化处理，皂液和不黏轮改性沥青的添加比例为5:6，调节胶体磨磨头转速3500r/min，制备成不黏轮改性乳化沥青。
[0044]
本实施例制备的不黏轮改性乳化沥青用于道路粘层，采用洒布形式进行应用，并且不黏轮改性乳化沥青的洒布量为0.4kg/m2。并对本实施例制备出的不黏轮改性乳化沥青的各项指标进行检测，结果如图2所示。
[0045]
实施例3
[0046]
一种不黏轮改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：
[0047]
s1、制备不黏轮改性沥青：首先制备6.5kgeva改性沥青，其中eva改性沥青中eva改性剂掺量占改性沥青的6.5％，70#重交基质沥青占93.5％，将pe改性沥青加热到180℃，然后向pe改性沥青中内掺加入33％30#沥青，按照280r/min搅拌2h，后加入8％pmma树脂，再按照280r/min搅拌发育4h，制备成不黏轮改性沥青；
[0048]
s2、制备皂液：按照水98.8％、烷基酚聚氧乙烯醚np-10乳化剂0.5％、乙烯基磺酸钠乳液稳定剂0.3％和盐酸0.4％的比例调节皂液，分别将烷基酚聚氧乙烯醚np-10乳化剂和乙烯基磺酸钠乳液稳定剂加入到水中搅拌混合，保持皂液温度为60℃，再用盐酸调节ph值至1.5～2.5；
[0049]
s3、制备不黏轮改性乳化沥青：将皂液和不黏轮改性沥青通过胶体磨进行乳化处理，皂液和不黏轮改性沥青的添加比例为5:6，调节胶体磨磨头转速4000r/min，制备成不黏轮改性乳化沥青。
[0050]
本实施例制备的不黏轮改性乳化沥青用于道路粘层，采用洒布形式进行应用，并且不黏轮改性乳化沥青的洒布量为0.5kg/m2。并对本实施例制备出的不黏轮改性乳化沥青的各项指标进行检测，结果如图3所示。
[0051]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型
也应视为本发明的保护范围。

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