一种水基聚合物乳液稳定碎石材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水基聚合物乳液稳定碎石基层材料及制备方法，该水基聚合物乳液稳定碎石基层材料包括：聚硅氧烷改性苯丙乳液、级配碎石以及水。该水基聚合物稳定碎石基层材料应用于沥青路面作柔性基层材料，同时具有较好的承载能力及抗失水收缩以及抗温度收缩性能，使得其作为铺路材料具有更高的抗变形能力，解决传统半刚性基层易受温度和失水收缩开裂的问题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种水基聚合物乳液稳定碎石材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及路面建筑材料
，具体涉及一种水基聚合物乳液稳定碎石材料及制备方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
[0003]半刚性基层沥青路面为公路建设中主要的路面结构形式，但以水泥稳定碎石为主的半刚性基层在干湿、冻融循环以及车辆荷载的反复作用下易产生裂缝，基层裂缝向上延伸，导致沥青面层出现反射裂缝，成为半刚性基层路面结构最主要的病害。为从根本上解决半刚性基层反射裂缝问题，柔性基层沥青路面开始应用于道路建设中，相较于半刚性基层路面结构，柔性基层具有良好的应力分散能力，能够有效地减缓反射裂缝的产生。因此，针对目前柔性基层工程实践，提出一种新型水性高分子聚合稳定碎石基层材料及制备方法，在满足路用性能的情况下，同时具有良好的抗干缩与温缩能力，从而较好地解决基层反射裂缝问题，延长沥青路面结构的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种水基聚合物乳液稳定碎石材料及制备方法，克服现有半刚性基层的缺点和不足，在具有良好力学性能的前提下，同时具有较好的抗干缩和温缩能力，能够有效解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题，同时具有很好的水稳定性和耐磨性，解决了现有柔性基层水稳定性不足的问题。本专利技术的制备方法拌和设备简单，无需加热，常温拌和，低碳环保，加快了水性聚合物稳定碎石技术的本土化应用。
[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种水基聚合物稳定碎石基层材料，其原料由聚硅氧烷改性苯丙乳液、水和级配碎石组成。所述聚硅氧烷改性苯丙乳液和水均采用外掺法，聚硅氧烷改性苯丙乳液掺量为0.5％～1.5％；根据级配击实试验确定水基聚合物稳定碎石的最佳含水率，去除聚硅氧烷改性苯丙乳液的含水量后，得到水的添加量。其中，级配碎石作为水基聚合物稳定碎石基层材料的主体，起到骨架支撑作用，为稳定碎石嵌锁力的主要贡献者。聚硅氧烷改性苯丙乳液是由多种压力敏感性树脂、高强抗老化树脂聚合而成的高分子聚合物路用稳定剂，在高分子聚合物稳定碎石体系中作胶黏剂，其可与水任意比例混合后均匀分散于级配碎石表面，同时与级配碎石有较好的交互作用，经过有效压实及水分挥发后，在级配碎石表面形成有机粘膜并起到粘结作用，与级配碎石共同构成强而韧的柔性结构层，能够明显改善传统半刚性基层的反射裂缝问题，经聚硅氧烷改性后的苯丙溶液与传统乳液相比有更好的耐水性和耐磨性，解决了柔性基层存在的水稳定性不足的问题
[0007]优选的，所述聚硅氧烷改性苯丙乳液的固含量为55％
±
1％，粘度为1000～5000mPa
·
s，pH为7.0～9.0，添加量占级配碎石干重的0.5％～1.5％。
[0008]优选的，级配碎石的级配范围为：标准筛孔26.5mm通过率为98％～100％，标准筛
孔19mm通过率为82％～86％，标准筛孔16mm通过率为73％～79％，标准筛孔13.2mm通过率为65％～72％，标准筛孔9.5mm通过率为53％～62％，标准筛孔4.75mm通过率为35％～45％，标准筛孔2.36mm通过率为22％～31％，标准筛孔1.18mm通过率为13％～22％，标准筛孔0.6mm通过率为8％～15％,标准筛孔0.3mm通过率为5％～10％，标准筛孔0.15mm通过率为3％～7％，标准筛孔0.075mm通过率为2％～5％。
[0009]优选的，所述级配碎石中的粗集料需满足条件：压碎值≤26％，洛杉矶磨耗值≤30％，坚固性试验采用硫酸钠5个循环＜12％。
[0010]所述水基聚合物稳定碎石基层材料的制备方法包括以下步骤：
[0011]S1：按照规定级配范围，采用标准料进行配料；
[0012]S2：加水稀释聚硅氧烷改性苯丙乳液，并通过搅拌方式将所述水与聚硅氧烷改性苯丙乳液混合均匀；
[0013]S3：将级配碎石加入搅拌机中干拌后，然后加入稀释后的聚硅氧烷改性苯丙乳液，与级配碎石混合搅拌，得到水基聚合物稳定碎石材料。
[0014]优选的，干拌时间为90s；
[0015]优选的，所述混合搅拌的搅拌时间为180s。
[0016]优选的，整个拌和过程均在常温下进行。
[0017]聚硅氧烷改性苯丙乳液可与水任意比例稀释，需加水将聚硅氧烷改性苯丙乳液稀释，稀释加水量可一次加至最佳含水量，当稀释加水量与所述聚硅氧烷改性苯丙乳液乳液质量比低于2:1时，在所述稀释后的聚硅氧烷改性苯丙乳液乳液与所述级配碎石拌和时，继续添加水直至总水量达到最佳含水量。
[0018]本专利技术级配范围具有以下优点：(1)、0.075mm通过率为2％～5％，保证混合料性能稳定；且规定通过率≥2％，可以更好保证密实度；通过率≤5％比表面积小，适合固化剂用量低的材料特点。(2)、4.75
‑
0.15mm细料孔径通过率整体较低，比表面积小，适合固化剂用量低的材料特点。(3)、4.75mm以上粗料通过率整体较高且级配曲线更为圆滑，有利于混合料的密实性和均匀性从而提高强度，改善疲劳性能。
[0019]本申请按照适用高速公路基层的设计标准，采用更加严苛的级配范围，各粒径的级配容许波动范围更小，符合当今加强基层施工质量控制的发展趋势；此外，本申请对每一级筛孔都规定了上下限范围，尽可能避免因级配设计引起工程质量离散型较大的现象。本申请中0.075mm以下的细集料含量范围较小，一方面，可有效改善水基聚合物稳定碎石的收缩特性；另一方面，为保证水基聚合物稳定碎石具有良好的抗疲劳性，将0.075mm的级配下限设置为2％。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021](1)该水基聚合物稳定碎石基层材料应用于沥青路面作柔性基层材料，同时具有较好的承载能力及抗失水收缩以及抗温度收缩性能，使得其作为铺路材料具有更高的抗变形能力，解决传统半刚性基层易受温度和失水收缩开裂的问题。
[0022](2)本专利技术的级配碎石具有特定的级配范围，通过该级配范围的设置，提高了该水基聚合物稳定碎石基层材料的抗疲劳性、收缩特性、密实度和强度，使得该水基聚合物稳定碎石基层材料满足高速公路基层的性能需求。
具体实施方式
[0023]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]下属实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0025]实施例1：
[0026]本实施例中，采用一种聚硅氧烷改性苯丙乳液，掺量为1％，其技术指标实测结果如表1所示：
[0027]表1聚硅氧烷改性苯丙乳液技术指标
[0028]性能指标单位实施例1外观颜色 乳白色固含量％55粘度mPa
·
s2000pH值(25℃) 7.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水基聚合物稳定碎石基层材料，其特征在于，所述水基聚合物稳定碎石基层材料的原料由聚硅氧烷改性苯丙乳液、水和级配碎石组成；聚硅氧烷改性苯丙乳液掺量为0.5％～1.5％。2.根据权利要求1所述水基聚合物稳定碎石基层材料，其特征在于，所述聚硅氧烷改性苯丙乳液的固含量为55％
±
1％。3.根据权利要求1所述水基聚合物稳定碎石基层材料，其特征在于，所述聚硅氧烷改性苯丙乳液的粘度为1000～5000mPa
·
s，pH为7.0～9.0。4.根据权利要求1所述水基聚合物稳定碎石基层材料，其特征在于，所述级配碎石的级配范围为：标准筛孔26.5mm通过率为98％～100％，标准筛孔19mm通过率为82％～86％，标准筛孔16mm通过率为73％～79％，标准筛孔13.2mm通过率为65％～72％，标准筛孔9.5mm通过率为53％～62％，标准筛孔4.75mm通过率为35％～45％，标准筛孔2.36mm通过率为22％～31％，标准筛孔1.18mm通过率为13％～22％，标准筛孔0.6mm通过率为8％～15％,标准筛孔0.3mm通过率为5％～10％，标准筛孔0....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵品晖，任瑞波，董鸣亮，王立志，孙大川，樊亮，毕飞，王增坤，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：