一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用。一种用于冷拌冷铺的乳化沥青，包括基质沥青，原料包括集料、水泥、外掺水、改性乳化沥青和矿粉，其中，所述改性乳化沥青中，基质沥青与皂液的质量比为60‑70:30‑40，水性高分子改性剂的用量为乳化沥青质量的3‑5％；所述皂液中，乳化剂和水的质量比为1.4：30‑40；所述乳化沥青混合料中，外掺水用量为集料和矿粉总质量的2‑3％，水泥用量为水泥、集料和矿粉总质量的1‑2％，油石比为6‑7％。本发明专利技术的用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用，该方法简单、容易操作、耗能低、成本低、利于环保，对实际工程由重要的指导意义。

Preparation and application of emulsified asphalt for cold mixing and cold paving

The invention relates to a preparation method and application of emulsified asphalt for cold mixing and cold paving. An emulsified asphalt for cold mixing and cold paving includes base asphalt, raw materials including aggregate, cement, water, modified emulsified asphalt and mineral powder. Among the modified emulsified asphalt, the mass ratio of base asphalt to soap solution is 60 70:30 40, and the amount of water-borne macromolecule modifier is 3 5% of the quality of emulsified asphalt. The mass ratio of emulsifier to water in the soap solution is 1.4. In the emulsified asphalt mixture, the amount of water added is 2.3% of the total mass of aggregate and mineral powder, the amount of cement used is 1.2% of the total mass of cement, aggregate and mineral powder, and the oil-stone ratio is 6.7%. The preparation method and application of emulsified asphalt used for cold mixing and cold paving of the invention are simple, easy to operate, low energy consumption, low cost and environmental protection, and have important guiding significance for practical engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用
本专利技术属于建筑材料
，涉及一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用。
技术介绍
冷拌冷铺沥青路面技术相对于热拌热铺沥青路面以及温拌温铺沥青路面是一项最为节能环保的技术。基于冷拌沥青材料本身的特性，其可在常温下生产、施工，相对于传统的沥青混合料，其减少了集料及沥青加热过程中的能耗，从而实现道路建设中的低能耗、排放小、污染轻。其优点为大众及道路工作者所接受。目前，在道路建设和维修中的冷拌冷铺沥青混合料主要有两大类，一是溶剂型沥青冷拌冷铺混合料，主要是采用不同的溶剂来稀释黏稠沥青，使其达到流动状态，能够在常温下实现拌合和摊铺压实。另一类是乳化剂型冷拌冷铺混合料，主要采用乳化沥青为胶结料制作混合料，实现在常温下能够施工。溶剂型冷拌沥青混合料由于其所采用的溶剂具有挥发性，污染较大，目前主要用在应急修补坑槽方面，很少在道路建设中大面积使用；传统的乳化沥青混合料以乳化沥青为结合料，具有施工方便，能耗低，污染少，施工条件要求低等特优点，但是由于乳化剂的破坏作用以及水分的介入，导致混合料强度较低，黏结性能差等特点，目前主要用做冷再生基层，下面层以及一些乡村道路等低等级的面层等，由于其技术壁垒，限制了在高等级道路建设维修中的应用。国内对于冷拌冷铺这样的新型沥青混合料研究起步较晚，虽然在近年来的预防性养护中稀浆封层、微表处等材料已经得到了较大规模的应用，但是由于混合料摊铺时呈稀浆状态，摊铺厚度太薄，不能满足结构层的需要，另外在混合料价格方面的原因也限制了它们多用在养护领域。若能有一种材料性能以及路用性能满足相关技术要求，并且可以较大规模的应用乳化沥青混合料，将会有力的推动我国乳化沥青混合料的发展，在很大程度上减轻我国的节能减排负担。针对目前的道路建设需要，开发新型冷拌冷铺沥青混合料，对改性乳化沥青混合料的改性乳化沥青材料和添加剂的技术要求、混合料配合比设计、性能评价、生产与施工工艺、经济效益进行研究，为新型冷拌冷铺沥青混合料在我国的应用提供理论支持和技术保障，以实现新型冷拌冷铺混合料的节能减排、延长施工季节、降低成本、施工便捷的目标，全面实现道路施工的常温化，引领行业重大技术变革，促进行业技术进步。专利201711183293.1公开了一种冷拌冷铺沥青混凝土及其制备方法，所述冷拌冷铺沥青混凝土包括乳化沥青25～35wt％和集料65～75wt％；所述乳化沥青包括以下重量份数的原料：SBS改性沥青50～60份、水35～40份、乳化剂1.2～4.3份、反应型树脂5～10份、固化剂0.005～0.1份。所述制备方法，包括如下步骤：(1)将乳化剂加入55～65℃的水中分散均匀，调节pH值至1.5～3.0备用；(2)将SBS改性沥青加入到乳化剂水溶液中，经过胶体磨研磨；(3)将反应型树脂加入到步骤(2)中的混合料中，经过胶体磨研磨；(4)将步骤(3)中的混合料以6000～7000r/min的速度剪切30～60分钟；(5)将集料和固化剂加入到步骤(4)中的混合料中，混合均匀。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用。本专利技术提供了如下的技术方案：一种用于冷拌冷铺的乳化沥青，包括基质沥青，原料包括集料、水泥、外掺水、改性乳化沥青和矿粉，其中，所述改性乳化沥青中，基质沥青与皂液的质量比为60-70:40-30，水性高分子改性剂的用量为乳化沥青质量的3-5％；所述皂液中，乳化剂和水的质量比为1.4：30-40；所述乳化沥青混合料中，外掺水用量为集料和矿粉总质量的2-3％，水泥用量为水泥、集料和矿粉总质量的1-2％，油石比为6-7％。在上述方案中优选的是，所述的用于冷拌冷铺的乳化沥青，其特征在于：原料包括集料、水泥、外掺水、改性乳化沥青和矿粉，其中，所述改性乳化沥青中，基质沥青与皂液的质量比为65:35，水性高分子改性剂的用量为乳化沥青质量的4％；所述皂液中，乳化剂和水的质量比为1.4：33.6；所述乳化沥青混合料中，外掺水用量为集料和矿粉总质量的2.7％，水泥用量为水泥、集料和矿粉总质量的1.5％，油石比为6.4％。在上述任一方案中优选的是，集料采用石灰岩，级配类型是AC-13。在上述任一方案中优选的是，所述乳化剂采用阳离子型乳化剂。在上述任一方案中优选的是，所述乳化剂选择季铵盐类、烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、环氧乙烷二胺类、胺化木质素类中的一种或几种。在上述任一方案中优选的是，所述水性高分子改性剂采用环氧树脂和固化剂双组分，环氧树脂和固化剂用量比例为1:1-2、优选为1：1.25。本专利技术还提供上述的一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法，包括如下各步骤：步骤一、制备皂液：乳化剂与水反应制备皂液，通过高速剪切仪进行制备，控制皂液温度为55-60℃，剪切转速为1900-2050r/min；步骤二：制备改性乳化沥青：将预热的基质沥青缓缓加入至所述皂液中，剪切速度为3900-4100r/min，剪切时间为15-25min，然后加入水性高分子改性剂，剪切3-8min，冷却待用；步骤三：制备乳化沥青混合料：在常温下，先将集料、水泥和水拌合25-35s，加入改性乳化沥青拌合40-50s，最后加入矿粉拌合40-50s，其中水(外掺水)用量为集料总质量的2-3％。步骤四：乳化沥青混合料成型及养生：所述乳化沥青混合料成型方式采用二次击实方式。在上述方案中优选的是，步骤一中，乳化剂采用阳离子型乳化剂。在上述任一方案中优选的是，所述乳化剂选择季铵盐类、烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、环氧乙烷二胺类、胺化木质素类中的一种或几种。在上述任一方案中优选的是，步骤一中，所述制备皂液控制皂液温度为60℃，剪切转速为2000r/min。在上述任一方案中优选的是，步骤二中，将预热至135℃的基质沥青缓缓加入至所述皂液中，剪切速度为4000r/min，剪切时间为20min，加入改性剂后剪切5min，冷却待用。在上述任一方案中优选的是，步骤二中，改性剂采用环氧树脂和固化剂双组分，环氧树脂和固化剂用量比例为1:1-2、优选为1：1.25。在上述任一方案中优选的是，步骤三中，拌合顺序为先将集料、水泥和水拌合30s，加入改性乳化沥青拌合45s，最后加入矿粉拌合45s。在上述任一方案中优选的是，步骤三中，水用量为集料总质量的2.7％。在上述任一方案中优选的是，步骤四中，所述乳化沥青混合料的养生方式为一次击实后105±5℃养生24h，二次击实后常温养生12h以上。在上述任一方案中优选的是，步骤四中，第一次击实50次，105±5℃养生后，二次击实25次。本专利技术主要研究思路是将水性高分子材料作为乳化沥青的改性剂，配制高性能的改性乳化沥青，设计改性乳化沥青混合料并评价其性能。本专利技术含有一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用，由于乳化沥青施工不需要加热，对环境和人体健康危害小而受到了人们重视，法国于20世纪五十年代研制出了阳离子乳化沥青，并发现了阳离子乳化沥青的优越性能，发现其可以有效地提高集料与沥青的黏附性。在最近30年来，阳离子乳化沥青得到了迅速的发展和广泛地应用因此，本专利技术的用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法及应用，该方法简单、容易操作、耗能低、成本低、利于环保，对实际工程由重要的指导意义。水性环氧树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷拌冷铺的乳化沥青，包括基质沥青，其特征在于：原料包括集料、水泥、外掺水、改性乳化沥青和矿粉，其中，所述改性乳化沥青中，基质沥青与皂液的质量比为60‑70:40‑30，水性高分子改性剂的用量为乳化沥青质量的3‑5％；所述皂液中，乳化剂和水的质量比为1.4：30‑40；所述乳化沥青混合料中，外掺水用量为集料和矿粉总质量的2‑3％，水泥用量为水泥、集料和矿粉总质量的1‑2％，油石比为6‑7％。

【技术特征摘要】
1.一种用于冷拌冷铺的乳化沥青，包括基质沥青，其特征在于：原料包括集料、水泥、外掺水、改性乳化沥青和矿粉，其中，所述改性乳化沥青中，基质沥青与皂液的质量比为60-70:40-30，水性高分子改性剂的用量为乳化沥青质量的3-5％；所述皂液中，乳化剂和水的质量比为1.4：30-40；所述乳化沥青混合料中，外掺水用量为集料和矿粉总质量的2-3％，水泥用量为水泥、集料和矿粉总质量的1-2％，油石比为6-7％。2.根据权利要求1所述的用于冷拌冷铺的乳化沥青，其特征在于：原料包括集料、水泥、外掺水、改性乳化沥青和矿粉，其中，所述改性乳化沥青中，基质沥青与皂液的质量比为65:35，水性高分子改性剂的用量为乳化沥青质量的4％；所述皂液中，乳化剂和水的质量比为1.4：33.6；所述乳化沥青混合料中，外掺水用量为集料和矿粉总质量的2.7％，水泥用量为水泥、集料和矿粉总质量的1.5％，油石比为6.4％。3.根据权利要求1或2所述用于冷拌冷铺的乳化沥青，其特征在于：集料采用石灰岩，级配类型是AC-13。4.根据权利要求1或2所述用于冷拌冷铺的乳化沥青，其特征在于：所述乳化剂采用阳离子型乳化剂。5.根据权利要求1或2所述用于冷拌冷铺的乳化沥青，其特征在于：所述水性高分子改性剂采用环氧树脂和固化剂双组分，环氧树脂和固化剂用量比例为1:1-2。6.权利要求1-5中任一项所述一种用于冷拌冷铺的乳化沥青制备方法，包括如下各步骤：步骤一、制备皂液：乳化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：季节，郭晨伟，韩金华，许鹰，刘彬，贾晓鹏，张艳君，
申请(专利权)人：北京建筑大学，中路高科北京公路技术有限公司，唐山市公路养护管理处，唐山市交通运输局公路管理站，
类型：发明
国别省市：北京,11