基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，属于道路工程领域。所述铺装方法包括：S1.在原路面上撒布高粘乳化沥青，形成粘结层；S2.铺筑嵌固型温拌沥青混合料，并压实。所述高粘乳化沥青由特定比例的硬质石油沥青、SBS胶乳、橡胶粉分散液、双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚二油酸酯、盐酸、水制得，具有贮存稳定性好、破乳速度快、粘结力强、高温性能好、耐久性好、不粘轮等突出优势。超薄磨耗层不仅具有防水、防滑、耐磨等突出优势，还可以采用常规设备施工，也可以采用一体化设备施工，降低了超薄磨耗层的技术门槛和投资成本，具有良好的推广应用价值。推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法


[0001]本专利技术涉及道路工程领域，具体提供一种基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法及其制备方法。

技术介绍

[0002]超薄磨耗层是一种由沥青混合料与改性乳化沥青粘层结合的沥青路面表面层技术，能够高效可靠地解决中轻度裂缝、路面松散、抗滑失效等病害。该技术可以在达到路面相同使用性能的前提下，将厚度降至传统沥青罩面厚度的1/3
‑
1/2(≤25mm)，大幅降低路面养护工程成本，基于路面资产净值全寿命周期经济效益分析可节约造价与维护成本30％
‑
40％，具有显著的社会经济效益。但由于超薄磨耗层较薄、容易冷却，导致混合料压实效果不理想，路面通车后空隙率下降较快，导致路面抗滑性能衰减迅速，容易造成交通事故，影响行车安全。另一方面，目前的超薄磨耗层多为开级配或半开级配沥青混合料，需要在层间撒布乳化沥青粘层，而粘层乳化沥青质量直接影响粘结效果，为了防止粘层被车轮带走，需要采用一体化施工设备，该设备尚未国产，价格昂贵。

技术实现思路

[0003]本专利技术是针对上述现有技术的不足，提供一种具有高粘结性、高耐久性和抗滑性的基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，包括：
[0005]S1.在原路面上撒布高粘乳化沥青，形成粘结层，
[0006]按照质量百分比计，所述高粘乳化沥青由以下原料制得：
[0007][0008][0009]S2.铺筑嵌固型温拌沥青混合料，并压实。
[0010]本专利技术高粘乳化沥青中，硬质石油沥青为基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法的主体部分，提供基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法必要的粘度和软化点，是高粘结力和高温性能的主要贡献者；SBS胶乳中的SBS微粒、橡胶粉分散液中的橡胶粉微粒与乳化沥青的中沥青微粒可形成较为均匀的分散体系，保证了乳液的稳定性，同时在破乳后
沥青微粒、SBS微粒与胶粉微粒相互粘结、填充并聚合形成一个整体粘弹性材料，具有很好的粘结力，高温性能和耐久性；双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚二油酸酯具有一定表面活性和纳米尺度稳定性的材料，几种物质协同作用，既能够降低表面张力，有助于沥青乳化液的形成，又能够起到保持乳液长时间稳定的作用。各物质由于特定结构性质，经过高温酸化处理，增加了其在水中的分散性，同时使得极性官能团质子化，更好的发挥乳化作用。此外，由于几种物质特定的直链结构和含有的碱性官能团，与基材接触后具有很强的吸附作用，且能够快速破乳，满足施工要求。
[0011]作为优选，高粘乳化沥青各原料的质量百分比为：
[0012][0013]作为优选，所述硬质石油沥青的针入度为10
‑
30(0.1mm)，软化点大于60℃，可采用蒸馏法生产的低标号沥青，也可采用溶剂脱沥青调和得到。
[0014]作为优选，SBS胶乳中的SBS质量百分比大于50wt％，嵌段比S/B宜选用3:7。
[0015]作为优选，橡胶粉分散液由橡胶粉、悬浮剂、分散剂和水组成，橡胶粉、悬浮剂、分散剂和水的质量比为10:(0.5
‑
1.5):(0.5
‑
1.5):(1
‑
3)，且胶粉质量百分比不小于70％。所述橡胶粉的颗粒大小为30
‑
60目。所述悬浮剂优选为硅酸镁铝。所述分散剂优选为聚丙烯酸钠。在分散剂和悬浮剂的作用下，橡胶粉比表面大，难于在乳液中分散的问题得到解决，使得橡胶粉更容易分散到乳化沥青中。
[0016]作为优选，所述双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅由双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵对纳米二氧化硅改性得到。其制备方法包括：
[0017]将4wt
‑
6wt％双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵溶解于75℃
‑
90℃、pH值为2
‑
3的盐酸水溶液中，得到a溶液；
[0018]将18wt
‑
22wt％纳米二氧化硅加入到丙三醇的水溶性并搅拌均匀，加热至75℃
ꢀ‑
90℃，得到b悬浮液；
[0019]将a溶液和b悬浮液按照1:(0.8
‑
1.2)的质量比混合，75
‑
90℃下反应12
‑
36小时，反应完成后，除水，并在真空中干燥活化8
‑
16h，得到所述双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅。活化温度优选为100
‑
110℃，特别优选为103
‑
107℃。
[0020]作为优选，本专利技术所述盐酸为浓盐酸，浓度为36％
‑
38％。
[0021]作为优选，所述基于高粘乳化沥青的制备方法包括以下步骤：
[0022]S1.将双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚二油酸酯添加至80
‑
90℃盐酸水溶液中，得到pH值为1
‑
3的皂液，然后在自然状态下冷却至50
‑
60℃备用；
[0023]S2.将硬质沥青加热至155
‑
170℃备用；
[0024]S3.将皂液、沥青送至胶体磨，经胶体磨研磨，经换热冷却后得到硬质乳化沥青；
[0025]S4.SBS胶乳、橡胶粉分散液、硬质乳化沥青混合搅拌，得到预分散乳液；预分散乳液经胶体磨研磨后，得到高粘乳化沥青。
[0026]作为优选，步骤S1具体为：
[0027]首先在室温下将盐酸加入到水中，调节水的pH值为2
±
0.5左右，然后将其加热到80
‑
90℃，保持该温度，在搅拌状态下缓慢加入双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚二油酸酯，继续搅拌30min，补加盐酸将溶液pH值调至2
±
0.5左右，得到皂液，然后在自然状态下冷却至50
‑
60℃备用。
[0028]作为优选，步骤S3包括：
[0029]S31.预热胶体磨磨头、沥青管线和皂液管线；
[0030]S32.提高沥青管线、皂液管线及胶体磨出口压力，并使胶体磨出口压力调整至 0.15
‑
0.25MPa，该条件下，水的沸点被提高到110℃左右，可以避免胶体磨出口处水分瞬即蒸发，出现局部破乳现象。
[0031]作为优选，步骤S31中胶体磨磨头预热至100
‑
120℃，沥青管线预热至150
‑
170℃，皂液管线预热至50
‑
60℃。
[0032]作为优选，步骤S32包括：对经过胶体磨的乳化沥青经过换热器进行降温，冷却水温度为室温。
[0033]作为优选，以质量百分比计，本专利技术所述嵌固型温拌沥青混合料由5.5％...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，其特征在于，包括：S1.在原路面上撒布高粘乳化沥青，形成粘结层，按照质量百分比计，所述高粘乳化沥青由以下原料制得：S2.铺筑嵌固型温拌沥青混合料，并压实。2.根据权利要求1所述的基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，其特征在于：所述双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅由双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵对纳米二氧化硅改性得到。3.根据权利要求1所述的基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，其特征在于：所述双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅的制备方法包括：将4
‑
6wt％双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵溶解于75
‑
90℃，pH值为2
‑
3的盐酸水溶液中，得到a溶液；将18
‑
22wt％纳米二氧化硅加入到丙三醇的水溶性并搅拌均匀，加热至75
‑
90℃，得到b悬浮液；将a溶液和b悬浮液按照1:(0.8
‑
1.2)的质量比混合，75
‑
90℃下反应12
‑
36小时，反应完成后，除水，并在真空中干燥活化8
‑
16h，得到所述双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅。4.根据权利要求1、2或3所述的基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，其特征在于：橡胶粉分散液由橡胶粉、悬浮剂、分散剂和水组成，橡胶粉、悬浮剂、分散剂和水的质量比为10:(0.5
‑
1.5):(0.5
‑
1.5):(1
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3)，且胶粉质量百分比不小于70％。5.根据权利要求1、2或3所述的基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，其特征在于：高粘乳化沥青的制备方法包括以下步骤：S1.将双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵改性纳米二氧化硅、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚二油酸酯添加至80
‑
90℃盐酸水溶液中，得到pH值为1
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3的皂液，然后在自然状态下冷却至50
‑
60℃备用；S2.将硬质沥青加热至155
‑
170℃备用；S3.将皂液、沥青送至胶体磨，经胶体磨研磨，经换热冷却后得到硬质乳化沥青；S4.SBS胶乳、橡胶粉分散液、硬质乳化沥青混合搅拌，得到预分散乳液；预分散乳液经胶体磨研磨后，得到高粘乳化沥青。6.根据权利要求5所述的基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法，其特征在于：步骤S3包括：
S31.预热胶体磨磨头、沥青管线和皂液管线；S32....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海燕，赵品晖，张培勇，盛轩，王龙飞，栾兆福，王晨龙，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：