CN106517892A - 预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料及其配制方法，通过氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种慢裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配乳化剂，与三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳、温拌剂、改性胶乳、80℃水、140℃基质沥青，通过乳化机或胶体磨生产微波中温感应型高浓改性乳化沥青，以小于0.075mm粒径的集料作为矿粉，按照质量配比要求筛分集料，以筛分出的集料作为拌制微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料使用的集料，拌合放入微波加热箱中进行加热。本发明采用微波中温感应型高浓改性乳化沥青不但保证现场冷拌方便，而且能够确保混合料路用性能完全达到热拌混合料性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于沥青铺面修补保养的沥青材料，具体涉及一种预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料及其配制方法。
背景技术
对于各等级公路、城市道路、砼桥桥面、隧道道面、机场道面等沥青铺面来说，水损坏是一种较为典型的病害形式，主要是在施工时因混合料温度离析、集料离析、压实不足而引起的铺面局部渗水。加之，有车辆荷载通过时强大的动水压力将反复冲刷沥青混合料及半刚性基层表面，先发生唧浆现象，随后将进一步发展成为坑槽。
目前，对于这种常见的坑槽病害的维修方式主要有三中：第一，采用稀释沥青类、乳化沥青类冷补料应急修补，但是这种方式只能应急处治，等坑槽积攒多了，再将其统一铣刨或开槽，用热混合料进行集中修补；第二，采用热混合料进行开槽、热补，但这种方式往往受到料源的限制。实际上，单个或少量坑槽的用料量很小，按照4cm深、1m2坑槽计算用料仅为100kg，而对于高速公路养护来说，业主常常要求只要出现一个坑槽就尽快修补，那么，对于承包商来说这么小的用料量难以满足。因为对于一个比如3000型大型拌合站来说，一锅料至少3000kg，并且不可能开机只拌合一锅，所以只有周边大型拌合站在为大面积沥青铺装层施工供料时，顺便为养护承包商拌合一点儿热混合料。这样就造成坑槽不能及时修补，出现储蓄式的坑槽修补。即使有的承包商提前买了大量的热混合料，因当天难以用完而在料场大量结块，在上路修补之前，耗费一半的人工来刨料、装车，否则难以利用加热车进行加热，最多可降低施工效率50%以上，这对于本来施工成本极高的坑槽修补更将不能及时。第三，采用MOH复合有机水硬性材料进行修补，但是因为MOH材料采用了传统的乳化沥青，碾压后仅靠自然条件进行析水、凝结、成型，需要经历3-4个小时才能开放交通，这对于沥青铺面的小修保养来说，业主难以接受。
发明内容
本发明的目的是提供一种预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料及其配制方法，既能够保证承包商在现场可以采用冷拌的方式制备预破乳混合料，且通过微波加热箱加热后达到热沥青混凝土的性能要求，也能让业主实现坑槽即现即补的目的。
本发明所采用的技术方案为：
预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
由以下质量份的组分制备得到：
集料 100份；
矿粉 4～8份；
微波中温感应型高浓改性乳化沥青 9～10份；
水 1.5～4.5份。
集料包括以下组份且各组份的质量份数为：
13.2mm粒径的集料 0～5份；
≥9.5mm粒径的集料 15～22份；
≥4.75mm粒径的集料 17～30份；
≥2.36mm粒径的集料 14～16份；
≥1.18mm粒径的集料 9～12份；
≥0.6mm粒径的集料 5～10份；
≥0.3mm粒径的集料 3～8份；
≥0.15mm粒径的集料 2～5份；
≥0.075mm粒径的集料 1～7份。
矿粉由石灰岩矿料轧制而成，满足如下技术要求：
表观密度 ≮2.4g/cm3
含水量 ≯1%
亲水系数 ＜1
塑性指数 ＜4%。
微波中温感应型高浓改性乳化沥青由以下质量份的组分制备得到：
基质沥青 100份；
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳 10～20份；
改性胶乳 1～4份；
温拌剂 1～5份；
乳化剂 1～3份；
水 28～32份。
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳为三氧化二铁对聚酯树脂进行改性的胶乳。
改性胶乳为丁苯橡胶SBR与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性胶乳，固含量不低于45％；
温拌剂为聚烯烃类沥青改性剂，满足如下技术要求：
密度 0.9g/cm3；
溶解度=0；
熔点＞90℃；
闪点＞285℃；
分子量≮1000g/mol；
pH=7；
乳化剂为阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂，由氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种快裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成，四种乳化剂的混合质量比为1：1：0.5：0.2。
预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料的配制方法，其特征在于：
（1）制备阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂：通过氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种慢裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成；
（2）由（1）中制备的阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂、三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳、温拌剂、改性胶乳、80℃水、140℃基质沥青，通过乳化机或胶体磨生产微波中温感应型高浓改性乳化沥青；
（3）以小于0.075mm粒径的集料作为矿粉，按照质量配比要求筛分集料，以筛分出的集料作为拌制微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料使用的集料；
（4）将称量好的外加水加到称量好的集料中，常温搅拌至集料表面润湿即可；
（5）将（2）中生产的微波中温感应型高浓改性乳化沥青倒入（3）中的集料中，拌合100秒后至略显褐色，即刚刚破乳可出锅；
（6）将（5）中拌制的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料放入微波加热箱中进行加热5min。
本发明具有以下优点：
本发明提供的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料及其配制方法，采用对微波感应较为敏感的微波中温感应型高浓改性乳化沥青，然后现场与矿料进行拌合，主要用于各等级公路路面、砼桥沥青铺面、隧道道面、机场道面等沥青铺面局部破损修补中，包括对坑槽、唧浆、网裂、龟裂病害的处治与维修，完全可达到热拌沥青混凝土的路用性能要求，可直接利用能够搅拌乳化沥青与矿料的车载拌合装置，不需改装；拌合后直接经过微波加热箱进行加热，便可达到热沥青混凝土的性能要求，具备冷拌混合料的便捷、热拌沥青混合料的路用性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，由以下质量份的组分制备得到：
集料 100份；
矿粉 4～8份；
微波中温感应型高浓改性乳化沥青 9～10份；
水 1.5～4.5份。
上述组分中：
集料包括以下组份且各组份的质量份数为：
13.2mm粒径的集料 0～5份；
≥9.5mm粒径的集料 15～22份；
≥4.75mm粒径的集料 17～30份；
≥2.36mm粒径的集料 14～16份；
≥1.18mm粒径的集料 9～12份；
≥0.6mm粒径的集料 5～10份；
≥0.3mm粒径的集料 3～8份；
≥0.15mm粒径的集料 2～5份；
≥0.075mm粒径的集料 1～7份。
矿粉由石灰岩矿料轧制而成，满足如下技术要求：
表观密度 ≮2.4g/cm3
含水量 ≯1%
亲水系数 ＜1
塑性指数 ＜4%。
微波中温感应型高浓改性乳化沥青由以下质量份的组分制备得到：
基质沥青 100份；
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳 10～20份；
改性胶乳 1～4份；
温拌剂 1～5份；
乳化剂 1～3份；
水 28～32份。
其中：
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳为三氧化二铁对聚酯树脂进行改性的胶乳，对微波在110～130℃间非常敏感；
改性胶乳为丁苯橡胶SBR与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性胶乳，固含量不低于45％；
温拌剂采用了Sasobbit，为聚烯烃类沥青改性剂，满足如下技术要求：
密度 0.9g/cm3；
溶解度=0；
熔点＞90℃；
闪点＞285℃；
分子量≮1000g/mol；
pH=7；
乳化剂为阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂，由氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种快裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成，四种乳化剂的混合质量比为1：1：0.5：0.2。
上述预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料的配制方法，在传统的冷拌后经过微波加热箱进行加热快凝，温拌离散剂即可，对集料、混合料试验设备及拌合装备不需进行改变。具体包括以下步骤：
（1）制备阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂：通过氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种慢裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成；
（2）由（1）中制备的阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂、三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳、温拌剂、改性胶乳、80℃水、140℃基质沥青，通过乳化机或胶体磨生产微波中温感应型高浓改性乳化沥青；
（3）以小于0.075mm粒径的集料作为矿粉，按照质量配比要求筛分集料，以筛分出的集料作为拌制微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料使用的集料；
经实际的集料筛分，上述集料的质量配比要求可以近似等效为以下的筛分要求： 16mm筛孔的通过率为100%，13.2mm筛孔的通过率为90～100%，9.5mm筛孔的通过率为68～85%，4.75mm筛孔的通过率为38～68%，2.36mm筛孔的通过率为24～50%，1.18mm筛孔的通过率为15～38%，0.6mm筛孔的通过率为10～28%，0.3mm筛孔的通过率为7～20%，0.15mm筛孔的通过率为5～15%，0.075mm筛孔的通过率为4~8；
（4）将称量好的外加水加到称量好的集料中，常温搅拌至集料表面润湿即可；
（5）将（2）中生产的微波中温感应型高浓改性乳化沥青倒入（3）中的集料中，拌合100秒后至略显褐色，即刚刚破乳可出锅；
（6）将（5）中拌制的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料放入微波加热箱中进行加热5min。
将（6）加热后的混合料倒入马歇尔试模中，并采用马歇尔击实仪进行双面75次击实成型标准马歇尔试件；检测马歇尔试件的马歇尔稳定度、流值、空隙率、矿料间隙率，由此可确定最佳沥青用量。
预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料中的集料选择玄武岩，当然，缺乏玄武岩而有充足辉绿岩等地区也可选择辉绿岩，根据步骤（3）的质量配比要求，按照表1初拟集料级配。
表1 预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料级配
表1中，级配设计时集料级配的各个实施例，使用通过率进行筛分，筛分的结果如表2所示。
表2 不同实施例中集料的通过率(%)
从上述表1与表2的比对来看，可通过集料的筛分通过率来估量集料的质量配比。
预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料通过微波加热、碾压铺筑后的设计空隙率为5%，根据步骤（3）、（4）的质量配比要求，按照表3的质量配比制备预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料经微波加热后的试件，然后对试件的技术性能进行检测、评价，结果见表3。
表3 预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料各组份配比
表3中各个实施例中使用的集料与表2中的实施例对应。
表4热离散型久储温拌密级配沥青混凝土试件技术性能
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
由以下质量份的组分制备得到：
集料 100份；
矿粉 4～8份；
微波中温感应型高浓改性乳化沥青 9～10份；
水 1.5～4.5份。
2.根据权利要求1所述的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
集料包括以下组份且各组份的质量份数为：
13.2mm粒径的集料 0～5份；
≥9.5mm粒径的集料 15～22份；
≥4.75mm粒径的集料 17～30份；
≥2.36mm粒径的集料 14～16份；
≥1.18mm粒径的集料 9～12份；
≥0.6mm粒径的集料 5～10份；
≥0.3mm粒径的集料 3～8份；
≥0.15mm粒径的集料 2～5份；
≥0.075mm粒径的集料 1～7份。
3.根据权利要求1所述的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
矿粉由石灰岩矿料轧制而成，满足如下技术要求：
表观密度 ≮2.4g/cm3
含水量 ≯1%
亲水系数 ＜1
塑性指数 ＜4%。
4.根据权利要求1所述的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
微波中温感应型高浓改性乳化沥青由以下质量份的组分制备得到：
基质沥青 100份；
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳 10～20份；
改性胶乳 1～4份；
温拌剂 1～5份；
乳化剂 1～3份；
水 28～32份。
5.根据权利要求4所述的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料，其特征在于：
三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳为三氧化二铁对聚酯树脂进行改性的胶乳。
6.改性胶乳为丁苯橡胶SBR与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性胶乳，固含量不低于45％；
温拌剂为聚烯烃类沥青改性剂，满足如下技术要求：
密度 0.9g/cm3；
溶解度=0；
熔点＞90℃；
闪点＞285℃；
分子量≮1000g/mol；
pH=7；
乳化剂为阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂，由氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种快裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成，四种乳化剂的混合质量比为1：1：0.5：0.2；
预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料的配制方法，其特征在于：
（1）制备阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂：通过氢氧化四烃基铵盐、酰胺基胺类两种慢裂快凝型阳离子乳化剂与聚乙二醇、多元醇两种非离子乳化剂复配而成；
（2）由（1）中制备的阳离子/非离子乳化剂复合乳化剂、三氧化二铁改性聚酯树脂胶乳、温拌剂、改性胶乳、80℃水、140℃基质沥青，通过乳化机或胶体磨生产微波中温感应型高浓改性乳化沥青；
（3）以小于0.075mm粒径的集料作为矿粉，按照质量配比要求筛分集料，以筛分出的集料作为拌制微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料使用的集料；
（4）将称量好的外加水加到称量好的集料中，常温搅拌至集料表面润湿即可；
（5）将（2）中生产的微波中温感应型高浓改性乳化沥青倒入（3）中的集料中，拌合100秒后至略显褐色，即刚刚破乳可出锅；
（6）将（5）中拌制的预破乳微波中温感应型高浓改性乳化沥青稠浆料放入微波加热箱中进行加热5min。
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