一种乳化沥青冷再生层界面粘合材料、制备方法及其应用与流程

本发明属于化学建筑材料技术领域，具体涉及一种乳化沥青冷再生层界面粘合材料、制备方法及其应用。

背景技术：

我国已建成道路中，沥青路面占80％以上，且均已进入大、中修期阶段，大量翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，不仅污染环境，而且浪费资源。

沥青路面乳化沥青冷再生技术是将废旧沥青路面铣刨、破碎、筛分后加入乳化沥青重新铺筑于路面的一种资源循环利用方式，该技术能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于废旧沥青混合料的处理、减少石矿开采导致的森林植被破坏，保护环境。

乳化沥青冷再生技术属于冷拌冷铺技术，相比较热拌沥青混合料而言，冷再生混合料因原有沥青缺少加热激活的工艺条件，乳化沥青中的表面活性剂仅对老化沥青有微弱的活化作用，再加废旧沥青混合料作为集料本身强度较差，在施工或后期服役过程车辆碾压极易造成骨料的破碎，下渗水进入后冻融破坏，造成再生层性能衰减，所以乳化沥青冷再生抗水损性能亟待进一步提高。

通常乳化沥青冷再生层作为基层或者下面层使用，再生层上面会洒布常规的乳化沥青或者改性乳化沥青进行粘结防水，普通乳化沥青或者改性乳化沥青的残留物软化点通常在40℃-60℃，上设层热沥青混合料往往在150℃左右，并经压路机反复搓压，容易造成防水层的破裂，导致界面粘结放水效果降低，后期使用过程中下渗水进入再生层，冻融破坏影响再生层乃至其它层性能，影响道路使用寿命。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种乳化沥青冷再生层界面粘合材料。

本发明的目的之二是提供一种乳化沥青冷再生层界面粘合材料的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种乳化沥青冷再生层界面粘合材料的应用方案。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种乳化沥青冷再生层界面粘合材料，制备原料包含a组分、b组分、c组分、d组分以及e组分，其中：

a组分为水性环氧树脂；

b组分为聚酰胺类环氧固化剂；

c组分由稳定剂和水混合而成；

d组分由固体sbs、二甲苯、复合乳化剂、消泡剂以及水混合而成；

e组分由沥青、中裂乳化剂、磷酸以及水混合而成；

各组分按质量份数配比分别为：a组分为3-25份、b组分为3-25份、c组分为3-15份、d组分为5-10份、e组分为40-90份。

作为优选方案，所述c组分按质量份数配比为：稳定剂为0.3-1.5份、水为2.7-13.5份。

作为优选方案，所述d组分按质量份数配比分别为：固体sbs为2-4份、二甲苯为0.175-0.35份、复合乳化剂为0.165-0.33份、消泡剂为0.02-0.06份、水为2.64-5.26份。

作为优选方案，所述e组分按质量份数配比分别为：沥青为16-63份、中裂乳化剂为0.4-0.8份、磷酸为0.5-1.5份、水为12-54份。

作为优选方案，所述复合乳化剂为二苄基联苯聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚磺化琥珀酸酯、聚氧乙烯山梨酸酐硬脂酸、脂肪醇聚氧乙烯醚以及烷基酚聚氧乙烯中的两种或多种。

作为优选方案，所述消泡剂为二乙基乙醇、异丁醇、异戊醇、磷酸三丁酯、有机硅消泡剂中的一种或多种。

作为优选方案，所述中裂乳化剂为季胺盐型乳化剂、n-烷基丙撑二胺中的一种或多种。

作为优选方案，所述稳定剂为聚乙烯醇，沥青为90号石油沥青。

本发明还提供如上任一方案所述的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的制备方法，包括如下步骤：

s1、制备c组分：在水中加入稳定剂，并浸泡30分钟，通过水浴加热至80℃，冷却至室温备用；

s2、制备d组分：将固体sbs制成粉末，溶解到二甲苯形成液体sbs；将复合乳化剂加入水中并加热至50-60℃，将其加入至液体sbs中，添加消泡剂以制成sbs胶乳备用；

s3、制备e组分：将中裂乳化剂加入水中形成水溶液，添加磷酸至水溶液的ph＝2.5，搅拌并加热至60℃；将沥青加热至135℃并与水溶液混合，冷却至室温备用；

s4、混合：将a组分、c组分、d组分以及e组分预混均匀，制成乳化沥青基料；将b组分加入基料，并搅拌至混合均匀后，得到乳化沥青冷再生层界面粘合材料。

本发明还提供如上任一方案所述的乳化沥青冷再生层界面粘合材料或如上方案所述制备方法制得的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的应用，应用于乳化沥青冷再生层与上设层之间的界面粘合。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

1、本发明采用水性环氧树脂和sbs胶乳复合改性乳化沥青固化形成稳定的三维网状立体结构，对温度变化不敏感，高温时只粘不流，没有迁移性，保证高温状态下即上设层沥青混凝土施工时候防水层的稳定性；冬季低温时韧而不脆，保证防水粘结层不开裂，防水效果持续有效。

2、本发明通过水性环氧树脂和sbs胶乳复合改性乳化沥青相较于乳化沥青甚至sbs改性乳化沥青类粘层油的界面粘结性和自身粘聚力高出近3倍左右，用其做乳化沥青冷再生层与上设层之间的界面粘结材料，可以提高沥青层与冷再生层粘结强度以及抗剪切强度，减少因行车造成层间剪切破坏，提高了冷再生层的抗水损性能以及路面的耐久性。

3、本发明制备的乳化沥青冷再生层界面粘结材料大大降低因乳化沥青冷再生层抗水损性能差可能引起的病害或耐久性等隐患，延长路面使用寿命，提升乳化沥青冷再生的应用价值。

4、本发明制备的乳化沥青冷再生层界面粘结材料可有效渗透进入乳化沥青冷再生层内部，固化后与其形成完整的高强防水层，有效阻抗动水压对路面结构的破坏，提升冷再生层的抗水损坏能力，具有优异的粘结性，将上设沥青层与冷再生层粘结成一个整体，可有效且均匀传导路面荷载产生的应力，减小因行车造成层间剪切破坏。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将通过具体实施方式进行描述。显而易见地，下面描述中仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其他的实施方式。

实施例1：

本实施例的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

s1、c组分的制备：在9份水中添加1份聚乙烯醇颗粒，先浸泡30分钟，根据聚乙烯醇的溶解情况来适当延长浸泡时间。然后用水浴加热到80℃停止加温，冷却至室温备用；

s2、d组分的制备：将2份固体sbs粉碎成0.075毫米以下的粉末，常温溶解到二甲苯中至透明，作为前驱体液体sbs备用；再利用0.082份二苄基联苯聚氧乙烯醚和0.083份脂肪醇聚氧乙烯醚加入2.64份水中，制成复合乳化剂溶液，加热至50-60℃；将复合乳化剂溶液加入到液体sbs中，并在7800-12000转/分钟下剪切乳化15分钟，再将其减压蒸馏回收二甲苯，并通过添加0.02份的二乙基乙醇作为消泡剂，控制气泡数量，使得蒸馏正常进行，最终控制二甲苯残留量低于所制备sbs胶乳质量百分比的3.5％，以制成固含量达到40-42％的sbs胶乳备用；

s3、e组分的制备：将0.6份季胺盐型乳化剂作为中裂乳化剂加入39.4份水中形成水溶液，并逐渐加入磷酸至水溶液的ph＝2.5，边搅拌边加热至60℃，同时，将60份90号石油沥青加热至135℃与中裂乳化剂水溶液在沥青乳化设备中循环、剪切、分散至均匀的棕褐色液体，在室温下冷却得到e组分；

s4、乳化沥青冷再生层与其上设层之间的界面粘合材料的制备：将20份水性环氧树脂、5份c组分、5份d组分、50份e组分预混均匀，做成复合改性乳化沥青基料，在乳化沥青冷再生层施工完毕后，将20份聚酰胺类环氧固化剂加入基料，然后强力搅拌至混合均匀，即可制备成乳化沥青冷再生层与上设层之间的界面粘合材料。

实施例2：

本实施例的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

s1、c组分的制备：在9.3份水中添加0.7份聚乙烯醇颗粒，先浸泡30分钟，根据聚乙烯醇的溶解情况来适当延长浸泡时间。然后用水浴加热到80℃停止加温，冷却至室温备用；

s2、d组分的制备：将2份固体sbs粉碎成0.075毫米以下的粉末，常温溶解到二甲苯中至透明，作为前驱体液体sbs备用；再利用0.082份烷基苯酚聚氧乙烯醚磺化琥珀酸酯和0.083份烷基酚聚氧乙烯加入2.64份水中，制成复合乳化剂溶液，加热至50-60℃；将复合乳化剂溶液加入到液体sbs中，并在7800-12000转/分钟下剪切乳化15分钟，再将其减压蒸馏回收二甲苯，并通过添加0.02份的有机硅消泡剂制成sbs胶乳，控制气泡数量，使得蒸馏正常进行，最终控制二甲苯残留量低于所制备sbs胶乳质量百分比的3.5％，以制成固含量达到40-42％的sbs胶乳备用；

s3、e组分的制备：将0.5份中裂乳化剂加入45.5份水中形成水溶液，并逐渐加入磷酸至水溶液的ph＝2.5，边搅拌边加热至60℃，同时，将54份90号石油沥青加热至135℃与中裂乳化剂水溶液在沥青乳化设备中循环、剪切、分散至均匀的棕褐色液体，在室温下冷却得到e组分；

s4、乳化沥青冷再生层与其上设层之间的界面粘合材料的制备：将15份水性环氧树脂、5份c组分、5份d组分、60份e组分预混均匀，做成复合改性乳化沥青基料，在乳化沥青冷再生层施工完毕后，将15份聚酰胺类环氧固化剂加入基料，然后强力搅拌至混合均匀，即可制备成乳化沥青冷再生层与上设层之间的界面粘合材料。

实施例3：

本实施例的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

s1、c组分的制备：在9.5份水中添加0.5份聚乙烯醇颗粒，先浸泡30分钟，根据聚乙烯醇的溶解情况来适当延长浸泡时间。然后用水浴加热到80℃停止加温，冷却至室温备用；

s2、d组分的制备：将2份固体sbs粉碎成0.075毫米以下的粉末，常温溶解到二甲苯中至透明，作为前驱体液体sbs备用；再利用0.055份烷基苯酚聚氧乙烯醚磺化琥珀酸酯、0.055份二苄基联苯聚氧乙烯醚和0.055份烷基酚聚氧乙烯加入2.64份水中，制成复合乳化剂溶液，加热至50-60℃；将复合乳化剂溶液加入到液体sbs中，并在7800-12000转/分钟下剪切乳化15分钟，再将其减压蒸馏回收二甲苯，并通过添加0.01份异丁醇和0.01份异戊醇作为消泡剂制成sbs胶乳，控制气泡数量，使得蒸馏正常进行，最终控制二甲苯残留量低于所制备sbs胶乳质量百分比的3.5％，以制成固含量达到40-42％的sbs胶乳备用；

s3、e组分的制备：将0.5份季胺盐型乳化剂作为中裂乳化剂加入44.5份水中形成水溶液，并逐渐加入磷酸至水溶液的ph＝2.5，边搅拌边加热至60℃，同时，将55份90号石油沥青加热至135℃与中裂乳化剂水溶液在沥青乳化设备中循环、剪切、分散至均匀的棕褐色液体，在室温下冷却得到e组分；

s4、乳化沥青冷再生层与其上设层之间的界面粘合材料的制备：将10份水性环氧树脂、5份c组分、5份d组分、70份e组分预混均匀，做成复合改性乳化沥青基料，在乳化沥青冷再生层施工完毕后，将10份聚酰胺类环氧固化剂加入基料，然后强力搅拌至混合均匀，即可制备成乳化沥青冷再生层与上设层之间的界面粘合材料。

实施例4：

本实施例的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

s1、c组分的制备：在9.5份水中添加0.5份聚乙烯醇颗粒，先浸泡30分钟，根据聚乙烯醇的溶解情况来适当延长浸泡时间。然后用水浴加热到80℃停止加温，冷却至室温备用；

s2、d组分的制备：将4份固体sbs粉碎成0.075毫米以下的粉末，常温溶解到二甲苯中至透明，作为前驱体液体sbs备用；再利用0.164份聚氧乙烯山梨酸酐硬脂酸和0.164份二苄基联苯聚氧乙烯醚加入5.26份水中，制成复合乳化剂溶液，加热至50-60℃；将复合乳化剂溶液加入到液体sbs中，并在7800-12000转/分钟下剪切乳化15分钟，再将其减压蒸馏回收二甲苯，并通过添加0.04份的磷酸三丁酯作为消泡剂制成sbs胶乳，控制气泡数量，使得蒸馏正常进行，最终控制二甲苯残留量低于所制备sbs胶乳质量百分比的3.5％，以制成固含量达到40-42％的sbs胶乳备用；

s3、e组分的制备：将0.5份n-烷基丙撑二胺作为中裂乳化剂加入49.5份水中形成水溶液，并逐渐加入磷酸至水溶液的ph＝2.5，边搅拌边加热至60℃，同时，将50份90号石油沥青加热至135℃与中裂乳化剂水溶液在沥青乳化设备中循环、剪切、分散至均匀的棕褐色液体，在室温下冷却得到e组分；

s4、乳化沥青冷再生层与其上设层之间的界面粘合材料的制备：将5份水性环氧树脂、10份c组分、5份d组分、75份e组分预混均匀，做成复合改性乳化沥青基料，在乳化沥青冷再生层施工完毕后，将5份聚酰胺类环氧固化剂加入基料，然后强力搅拌至混合均匀，即可制备成乳化沥青冷再生层与上设层之间的界面粘合材料。

由实施例1-4制得的乳化沥青冷再生层界面粘合材料的测试结果如下表：

从上表可知，本发明的乳化沥青冷再生层界面粘合材料相较于传统的sbs改性乳化沥青类界面粘结材料具有以下优点：180℃涂层无流淌、滑动，那么上设层改性沥青混合料摊铺、碾压温度150-160℃时，不会对防水粘结界面层造成破坏；-15℃涂层无断裂和裂纹产生，可有效减少冬季路面温度低，车辆行驶对层间的剪切破坏；粘结强度是传统材料的3倍左右，保证层与层之间的粘结效果，提高了乳化沥青冷再生工程的耐久性。

本发明的乳化沥青冷再生层界面粘合材料可有效渗透进入乳化沥青冷再生层内部，固化后与其形成完整的高强防水层，有效阻抗动水压对路面结构的破坏，提升冷再生层的抗水损坏能力。水性环氧树脂和sbs胶乳复合改性乳化沥青固化后，具有优异的粘结性，将上设沥青层与冷再生层粘结成一个整体，可有效且均匀传导路面荷载产生的应力，减小因行车造成层间剪切破坏。

水性环氧树脂和sbs胶乳复合改性乳化沥青固化形成稳定的三维网状立体结构，对温度变化不敏感，高温时只粘不流，没有迁移性，保证高温状态下即上设层沥青混凝土施工时候防水层的稳定性；冬季低温时韧而不脆，保证防水粘结层不开裂，防水效果持续有效。

通过用水性环氧树脂和sbs胶乳复合改性乳化沥青冷再生层与沥青混合料层之间的界面粘结层，可充分发挥其高粘结力高粘聚力的特点，大大降低因乳化沥青冷再生层抗水损性能差可能引起的病害或耐久性等隐患，延长路面使用寿命，促进了废旧沥青路面资源循环利用技术的推广应用，提升了应用附加值，具有一定的应用价值，在交通建设领域发挥巨大作用，市场前景广阔。

在上述实施例及其替代方案中，a组分还可以在3-25份之间任意选取，b组分还可以在3-25份之间任意选取；c组分还可以在3-15份之间任意选取；d组分还可以在5-10份之间任意选取；e组分还可以在40-90份之间任意选取。

在上述实施例及其替代方案中，c组分中，稳定剂为0.3-1.5份、水为2.7-13.5份；上述各组分还可以在各自对应的质量份区间内任意选取。

在上述实施例及其替代方案中，d组分中，固体sbs为2-4份、二甲苯为0.175-0.35份、复合乳化剂为0.165-0.33份、消泡剂为0.02-0.06份、水为2.64-5.26份；上述各组分还可以在各自对应的质量份区间内任意选取。

在上述实施例及其替代方案中，e组分中，沥青为16-63份、中裂乳化剂为0.4-0.8份、磷酸为0.5-1.5份、水为12-54份；上述各组分还可以在各自对应的质量份区间内任意选取。

在上述实施例及其替代方案中，复合乳化剂还可以选取二苄基联苯聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚磺化琥珀酸酯、聚氧乙烯山梨酸酐硬脂酸、脂肪醇聚氧乙烯醚以及烷基酚聚氧乙烯中的任意两种或多种进行组合。

在上述实施例及其替代方案中，消泡剂还可以选取二乙基乙醇、异丁醇、异戊醇、磷酸三丁酯、有机硅消泡剂中的任意一种或多种进行组合。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

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